淄博市農(nóng)村生活垃圾污染現(xiàn)狀調(diào)查與特性分析

張照錄++孟慶梅++季瑋++王藝++崔繼紅

摘要：以山東省淄博市周邊農(nóng)村為例，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村生活垃圾存在收集處理率較低，隨意排放現(xiàn)象突出；垃圾成分復(fù)雜，外部輸入型生活垃圾增多；農(nóng)村系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)利用不當(dāng)，自產(chǎn)型生活垃圾增多；環(huán)保設(shè)施建設(shè)落后等典型特點(diǎn)。通過(guò)取樣分析，初步掌握了農(nóng)村生活垃圾的物理組成、含水率、灰分及可燃物、元素構(gòu)成、熱值等特性資料，為農(nóng)村生活垃圾的防治與處置提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村生活垃圾；污染現(xiàn)狀調(diào)查；特性分析

中圖分類號(hào)：X705 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）05-0845-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.05.012

Pollution Status Investigation and Features Analysis on Rural Domestic

Wastes in Zibo City

ZHANG Zhao-lua， MENG Qing-meia， JI Weia， WANG Yia， CUI Ji-hongb

（a.Faculty of Resources and Environmental Engineering；b.Business School，Shandong University of Technology，Zibo 255000，Shandong，China）

Abstract： The several villages around the Zibo city of Shandong province were selected as the research samples. Through field survey， we found the main characteristics of rural domestic wastes including discharge at will with low collecting and treating rate， complicated components accompanying more external wastes， more internal wastes because of misusing outputs from farmland， and with environmental infrastructures out of date. By sampling analysis， several features of rural domestic wastes such as physical components， moisture content， ash and combustible content， element content， and calorific values were presented， which would be helpful to prevent and treat rural domestic wastes.

Key words： rural domestic wastes； investigation on present pollution； features analysis

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，農(nóng)村環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是農(nóng)村生活垃圾污染突出。據(jù)不完全測(cè)算，中國(guó)農(nóng)村一年的生活垃圾量接近3億t，全國(guó)僅有26.8%的行政村設(shè)有垃圾收集點(diǎn)，每年上億噸的農(nóng)村生活垃圾得不到任何處理而被隨意棄置[1-3]。大量生活垃圾無(wú)序丟棄或露天堆放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，不僅占用土地、破壞景觀，而且還傳播疾病，嚴(yán)重污染了水環(huán)境、土壤和空氣以及人居環(huán)境[4，5]。

真正解決農(nóng)村生活垃圾污染問(wèn)題，需要對(duì)農(nóng)村生活垃圾污染現(xiàn)狀作調(diào)查分析，并取樣研究農(nóng)村生活垃圾的成分與特性，為防治工作提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。以山東省淄博市周邊農(nóng)村為例，選擇20余個(gè)村莊開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與取樣分析，共拍攝各類照片1 000余幅，隨機(jī)采訪居民和環(huán)保人士30余人次，調(diào)查農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生和排放特征、處理現(xiàn)狀、環(huán)保設(shè)施建設(shè)、管理政策和制度等。在典型村莊采集生活垃圾樣品6個(gè)并作特性分析，獲得垃圾物理組成、含水率、灰分、發(fā)熱量和元素組成等特性分析數(shù)據(jù)。

1 農(nóng)村生活垃圾污染現(xiàn)狀

農(nóng)村生活垃圾包括日常生活或者為日常生活提供服務(wù)的活動(dòng)所產(chǎn)生的固體廢棄物以及法律所規(guī)定的視為生活垃圾的固體廢物。在改革開(kāi)放以前，農(nóng)村地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)較為完善，農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量較少，基本上不存在環(huán)境污染問(wèn)題。隨著社會(huì)生產(chǎn)力水平的快速發(fā)展，在推動(dòng)農(nóng)村地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的同時(shí)，帶來(lái)了一系列環(huán)境問(wèn)題。最直接的原因是過(guò)分追求經(jīng)濟(jì)效益，造成農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一化，傳統(tǒng)的農(nóng)戶種養(yǎng)結(jié)合的模式被打破，農(nóng)村地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)循環(huán)遭到破壞，讓原本潔凈的農(nóng)村生活、生產(chǎn)體系開(kāi)始產(chǎn)生大量無(wú)法自我“消化”的物質(zhì)，成為農(nóng)村生活垃圾。從調(diào)研情況來(lái)看，淄博市周邊農(nóng)村生活垃圾主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題。

1.1 農(nóng)村生活垃圾收集處理率較低，隨意排放現(xiàn)象突出

在調(diào)研的20余個(gè)村鎮(zhèn)中，靠近城區(qū)的5個(gè)村鎮(zhèn)基本上都有生活垃圾的收集裝置，約占總數(shù)的25%左右。其余村鎮(zhèn)農(nóng)村生活垃圾隨意排放現(xiàn)象較為突出，基本排放至河道兩側(cè)、路邊排水溝渠或地勢(shì)低洼之處，潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)巨大，極易造成地表水、地下水和土壤污染，且防控難度較大。

1.2 垃圾成分復(fù)雜，外部輸入型生活垃圾增多

農(nóng)村生活垃圾成分復(fù)雜，除傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)、農(nóng)村生活產(chǎn)生的生活垃圾之外，來(lái)源于非農(nóng)業(yè)的外部輸入型生活垃圾逐漸增多，以白色塑料、建筑廢棄物和廢棄衣物為主，還包括少量紙箱、紙張、金屬物、廢舊電器、燈管、電池等。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，建筑廢棄物一般單獨(dú)堆放，成分主要包括廢棄石塊、破碎磚瓦、混凝土碎塊和雜土等。白色塑料和廢棄衣物等與其他生活垃圾混雜堆放在一起。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的提高，大量的一次性塑料袋、建筑垃圾、廢舊衣物、報(bào)廢家用電器等生活垃圾越來(lái)越多，逐漸成為農(nóng)村生活垃圾的主要成分。

1.3 農(nóng)村系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)利用不當(dāng)，自產(chǎn)型生活垃圾增多

農(nóng)村內(nèi)部自產(chǎn)型生活垃圾主要包括廚余物、人畜糞便和與人們生活相關(guān)產(chǎn)生的農(nóng)田固體廢棄物。隨著社會(huì)化分工的細(xì)化，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨向于單一化，造成農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)退化，物種單一，物質(zhì)的循環(huán)利用出現(xiàn)障礙。如廚余物中的有機(jī)物和農(nóng)作物的副產(chǎn)物或殘余物原本可作為飼養(yǎng)家禽畜的飼料，但現(xiàn)在傳統(tǒng)的“種養(yǎng)結(jié)合”模式分離，造成農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)位缺失，阻礙了物質(zhì)的有序循環(huán)利用，造成原本可作為資源利用的廚余物、人畜糞便及農(nóng)田固體廢棄物成為污染物，加劇了農(nóng)村生活垃圾污染[6]。

1.4 農(nóng)村環(huán)保設(shè)施建設(shè)落后

近些年來(lái)，國(guó)家高度重視城鎮(zhèn)化建設(shè)，農(nóng)村村容村貌均發(fā)生了較大變化。所調(diào)查的全部村莊都實(shí)現(xiàn)了自來(lái)水、硬化道路、有線電視、通信等公共設(shè)施進(jìn)村，人民的生活水平和居住條件有了較大提高。但農(nóng)村環(huán)保設(shè)施未能同步規(guī)劃建設(shè)，僅建有簡(jiǎn)易的生活垃圾露天堆放池，但數(shù)量較少，利用率不高。與此同時(shí)，生活垃圾露天堆放池的選址存在問(wèn)題，有的建設(shè)在河道附近，容易造成二次污染。按照新頒布的《農(nóng)村生活污染控制技術(shù)規(guī)范》，生活垃圾的收集容器應(yīng)為密封和防滲的，現(xiàn)有的露天堆放池應(yīng)禁止使用。

2 農(nóng)村生活垃圾特性分析

為了深入掌握農(nóng)村生活垃圾的物理、化學(xué)特性，為防治方案設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，依據(jù)《生活垃圾采樣和物理分析方法》（CJ/T 313-2009）和《生活垃圾化學(xué)特性通用檢測(cè)方法》（CJ/T 96-2013），對(duì)周邊進(jìn)行采樣，選擇6個(gè)典型村莊，每個(gè)村莊設(shè)置采樣點(diǎn)1個(gè)，每個(gè)采樣點(diǎn)重復(fù)采樣3次，獲取6個(gè)樣品進(jìn)行農(nóng)村生活垃圾的特性分析。采樣時(shí)間為2016年4月，保證采樣前至少3 d未降水或人工灑水。

2.1 樣品制備

樣品采集后進(jìn)行以下制備工作：①粉碎。用機(jī)械或人工方法把全部樣品逐級(jí)破碎，過(guò)5 mm篩孔。粉碎過(guò)程中，不可隨意丟棄難于破碎的粗粒。②縮分。將樣品于清潔、平整不吸水的板面上堆成圓錐型，物料自圓錐頂端落下，使均勻地沿錐尖散落，不可使圓錐中心錯(cuò)位。反復(fù)轉(zhuǎn)堆，至少3周，使其充分混合。然后將圓錐頂端輕輕壓平，攤開(kāi)物料后，用十字板自上壓下，分成4等份，取2個(gè)對(duì)角的等份，重復(fù)操作數(shù)次，直至不少于1 kg試樣為止。

2.2 垃圾特性分析

2.2.1 垃圾物理組成分析 按規(guī)范采集垃圾樣品，采用物理分離法分析各采樣點(diǎn)垃圾的有機(jī)成分和無(wú)機(jī)成分，共分為廚類、紙類、果類等10個(gè)組分項(xiàng)，其濕基含量見(jiàn)表1。由表1可以看出，調(diào)查區(qū)農(nóng)村生活垃圾主要包括廚類、灰土、紙類、塑料和果類五大類。其中廚類占37.63%～49.17%，平均41.15%；灰土占17.72%～24.77%，平均22.35%；紙類占8.35%～14.09%，平均10.92%；其余物理組分含量均在10%以下。

2.2.2 垃圾含水率分析 按規(guī)范采集垃圾樣品，分析了混合垃圾和單組分垃圾的含水率，詳見(jiàn)表2和表3。從表2可以看出，6個(gè)樣品混合組分的平均含水率為50.79%，標(biāo)準(zhǔn)偏差2.26%，垃圾混合組分含水率差別不大。

從單組分含水率（表3）可以看出，垃圾單組分含水率廚類最高，樣品平均測(cè)試值為71.69%，其次為果類、紙類、塑料、灰土、竹木和纖維，金屬和玻璃的含水率低于0.5%。組分之間含水率差別較大，平均差值為71.57個(gè)百分點(diǎn)。

2.2.3 垃圾灰分與可燃物分析 按規(guī)范采集垃圾樣品，分析混合垃圾干基灰分、干基可燃物的組成以及濕基水分、濕基灰分和濕基可燃物的組成，詳見(jiàn)表4。垃圾混合組分干基灰分平均值為44.05%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.09%；可燃物平均值為55.96%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.09%。濕基灰分平均值為21.67%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.17%；可燃物平均值為27.54%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.33%；水分平均值為50.79%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.26%。各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)值均較為穩(wěn)定。

2.2.4 垃圾各元素組成分析 按規(guī)范采集垃圾樣品，采用元素分析儀測(cè)試分析混合垃圾中的C、H、O、N、S，采用ICP-MS測(cè)試5種常見(jiàn)重金屬的含量（濕基含量），詳見(jiàn)表5。其中，C含量平均為30.01%，垃圾的可燃性較好，農(nóng)村生活垃圾可用于燃燒發(fā)電處理。重金屬中汞的平均含量達(dá)678.67 mg/kg，數(shù)值偏高，推測(cè)可能與農(nóng)村生活垃圾中廢舊電池及燈管的混合污染有關(guān)。

2.2.5 垃圾熱值分析 按規(guī)范采集垃圾樣品，測(cè)定混合垃圾發(fā)酵前的熱值，包括濕基低位熱值、濕基高位熱值和干基高位熱值，詳見(jiàn)表6。干基高位熱值平均達(dá)13 430 kJ/kg，說(shuō)明垃圾熱值較高，可利用垃圾燃燒的余熱。

3 結(jié)論

通過(guò)一定數(shù)量村莊農(nóng)村生活垃圾現(xiàn)狀的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村生活垃圾存在四大特點(diǎn)：一是收集處理率較低，約70%以上的農(nóng)村生活垃圾隨意排放；二是垃圾成分復(fù)雜，可分為廚類、灰土、紙類、塑料、果類、竹木、橡膠等10個(gè)物理組分項(xiàng)，其中以廚類、灰土、紙類、塑料、果類為主，占總量的90%以上，并且紙類、塑料、橡膠等農(nóng)村外部輸入型生活垃圾增多；三是農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)利用不當(dāng)，廚類、果類、竹木等自產(chǎn)型生活垃圾增多；四是環(huán)保設(shè)施建設(shè)落后。

通過(guò)典型村莊農(nóng)村生活垃圾的取樣分析，初步掌握了農(nóng)村生活垃圾的物理組成、含水率、灰分及可燃物、元素構(gòu)成、熱值等特性資料。農(nóng)村生活垃圾物理組分以廚類、灰土、紙類、塑料、果類為主，其混合組分含水率平均值為50.79%，單組分含水率差異較大，廚類最高，達(dá)71.69%以上，金屬、玻璃類較低，均在0.5%以下。農(nóng)村生活垃圾有較好的可燃性，其干基可燃物均在50%以上，碳元素的平均含量達(dá)30.01%，干基高位熱值達(dá)13 430 kJ/kg。農(nóng)村生活垃圾中重金屬含量差異較大，樣品分析中發(fā)現(xiàn)汞的含量較高，可能與農(nóng)村生活垃圾中廢舊干電池、燈管等含汞垃圾有關(guān)。本研究為農(nóng)村生活垃圾綜合防治與處置提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

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