农村生活垃圾重金属含量及其填埋过程的环境风险研究

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我国农村地区人口众多,随着农村生活垃圾产生量的急剧上升,生活垃圾重金属的危害越来越严重,为了了解我国村镇生活垃圾重金属的污染特征及水平,在全国范围内选取12个省市中的72个典型村镇,开展一年四季的村镇生活垃圾采样调查,并进行环境风险评价;通过现场现场中试试验方法,探究农村生活垃圾收运频率、垃圾填埋结构对农村填埋垃圾渗滤液中重金属含量的产生的影响;建立渗滤液重金属的环境风险评价模型,从而预测和评估农村垃圾不同填埋规模下渗滤液重金属的环境污染风险,取得主要研究成果如下。(1)我国典型村镇生活垃圾的重金属含量较低,重金属含量Cr>Zn>Cu>Pb>As>Cd>Hg,其中As、Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn的含量分别为7.65±8.73、0.74±0.48、21.80±17.61、3.36±11.01、108.632±84.011、36.83±10.91和80.09±42.24 mg·kg-1。我国典型村镇生活垃圾除了Cu之外,As、Hg、Pb、Cd、Cr、Zn皆受季节影响较大,春季的典型村镇生活垃圾重金属含量最高;我国南北典型村镇生活垃圾重金属As、Pb、Cu含量差别较小,Hg、Cd、Cr、Zn差别明显,总体上北方地区的典型村镇生活垃圾重金属含量低于南方;典型村镇生活垃圾重金属As、Hg、Cd、Cr含量差别较小,Pb、Cu、Zn差别明显;我国不同经济区典型村镇生活垃圾重金属As、Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn含量均差别明显;我国村镇生活垃圾具有一定肥效,重金属含量相对较低,且具有较好的堆肥化潜力。(2)从单因子污染指数P平均值大小可以看出,典型村镇生活垃圾重金属污染程度:Cd>Hg>Cr>Cu>Zn>As>Pb,其中PCd>3为重度污染,PHg>1为轻度污染,其余重金属皆属于清洁水平。典型村镇生活垃圾重金属的内梅罗综合污染指数P值为4.85,属于重度污染,且以Cd对P值贡献最大,Hg其次。典型村镇生活垃圾中7种重金属污染的潜在生态风险程度为:Cd>Hg>Cu>As>Pb>Cr>Zn,其中Cd和Hg分别具有很强和较强的潜在生态风险;综合潜在生态风险指数为345.55,具有较强潜在生态风险。(3)总体来说,农村生活垃圾经过7d、15d简单堆肥会使得生活垃圾中的重金属溶出浓度升高,但若是简单堆肥30d反而会使重金属的溶出浓度降低,因此,对于农村地区的生活垃圾,要么3天一次及时清运,要么就30d清运一次,但要确保有合适的堆存设施,防止被雨水淋滤;对于生活垃圾Cr、Ni、As污染严重的地区来说,适合厌氧填埋;对于生活垃圾Cd、Pb污染严重的地区来说,适合准好氧填埋;对于生活垃圾Cu污染严重的地区来说,采用两种填埋方式均可。(4)结合村镇生活垃圾填埋场渗滤液检测结果和模型模拟结果显示,如若分别在村级、乡级、镇级建立村镇生活垃圾填埋场,村级生活垃圾填埋场采用单层黏土防渗系统即可,乡级生活垃圾填埋场应采用单层HDPE膜防渗系统即可,镇级生活垃圾填埋场采用双层HDPE膜防渗系统即可。同时考虑到我国不同地域的问题,由西到东,如若分别在不同示范点建立乡级村镇生活垃圾填埋场,在甘肃彭原乡建立乡级村镇生活垃圾填埋场采用黏土防渗系统即可,在湖北铁门岗乡建立乡级村镇生活垃圾填埋场采用单层HDPE膜防渗系统即可,在上海竖新镇建立乡级村镇生活垃圾填埋场采用双层HDPE膜黏土复合防渗即可。
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