廣州市生活垃圾典型重金屬污染及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)*

唐志華，呼和濤力，熊祖鴻，郭華芳，陳 勇,，房科靖

（1. 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所，廣州 510640；2. 常州大學(xué)，江蘇 常州 213164）

0 引 言

生活垃圾來(lái)源于人類(lèi)活動(dòng)，是人們?cè)谌粘Ｉ钪谢蛘邽槿粘Ｉ钐峁┓?wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物，主要包括居民生活垃圾、集市貿(mào)易與商業(yè)垃圾、公共場(chǎng)所垃圾、街道清掃垃圾及企事業(yè)單位垃圾等[1]。生活垃圾的重金屬含量與特征是影響垃圾處理工藝的一個(gè)極為重要的指標(biāo)，生活垃圾的填埋、焚燒發(fā)電及堆肥處理均需考慮重金屬對(duì)周邊水土環(huán)境的影響，如果處置不當(dāng)，極易造成重金屬污染[2-13]，危害人類(lèi)健康與生態(tài)環(huán)境安全[14-16]。因此，及時(shí)、動(dòng)態(tài)地掌握生活垃圾中重金屬含量與特征，對(duì)生活垃圾的處理、資源化與能源化利用具有重要的意義。

生活垃圾中的重金屬元素既來(lái)源于垃圾體中金屬制品或鍍金制品，如廢電池、廢燈管、廢舊電器及表面鍍金屬的各種生活資料，也來(lái)源于含重金屬成分的各類(lèi)原材料，如含重金屬的紙張、油漆、油墨及染料等[17]。目前，我國(guó)多個(gè)省市的生活垃圾出現(xiàn)了重金屬污染。哈爾濱韓家洼子垃圾埋填場(chǎng)的生活垃圾中，Mn含量超過(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3倍、Hg含量超過(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)29倍[18]。武漢市生活垃圾中 Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Pb、As等重金屬含量均高于當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸礫19]。北京城市生活垃圾中的Hg、Cd和Cu元素含量均超過(guò)了北京土壤背景值和土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的最高允許值[20]。上海市生活垃圾中Cd和Hg的含量超出土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)限值1倍左右[21]。王瑜堂等[15]研究了我國(guó)12個(gè)省份 72個(gè)典型村鎮(zhèn)生活垃圾的重金屬污染特征，發(fā)現(xiàn)部分村鎮(zhèn)生活垃圾中重金屬Hg、Pb、Cd、Cr的含量超出《城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)》。劉育辰[22]發(fā)現(xiàn)四川地區(qū)垃圾中的Cu、Cd、Zn、Hg和Cr的含量均不同程度地超出了土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。安曉雯等[1]發(fā)現(xiàn)大連市生活垃圾中Cd、Cr、Pb和Zn污染嚴(yán)重，垃圾滲濾液中重金屬污染超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)從數(shù)倍到近40倍。銀燕春等[23]發(fā)現(xiàn)成都地區(qū)生活垃圾重金屬濃度普遍高于當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，且呈現(xiàn)出夏季高于冬季的趨勢(shì)。王春銘等[24]研究發(fā)現(xiàn)廣州增城垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)土壤中Cd元素含量超過(guò)珠三角土壤背景值，處于輕污染狀態(tài)。廣州市是國(guó)內(nèi)首個(gè)制訂垃圾分類(lèi)管理規(guī)章的城市，但前人對(duì)廣州市生活垃圾的研究主要集中在垃圾分類(lèi)及收儲(chǔ)運(yùn)管理體系及處理方式[25-26]，對(duì)生活垃圾重金屬含量與污染特征研究較少。

本研究以廣州市生活垃圾為研究對(duì)象，進(jìn)行垃圾組分分析及典型重金屬（Hg、Cd、Pb、Cr）含量測(cè)試，并采用統(tǒng)計(jì)分析、污染指數(shù)評(píng)價(jià)、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)和皮爾森相關(guān)性分析等方法，評(píng)價(jià)廣州市生活垃圾中典型重金屬的污染特征及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，并探討其可能來(lái)源，研究結(jié)果可為廣州市生活垃圾處置、資源化與能源化利用過(guò)程中的重金屬污染控制提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣方案設(shè)計(jì)

廣州市是擁有1 350.11萬(wàn)常住人口的超大城市，全市共11個(gè)區(qū)，平均每天產(chǎn)生生活垃圾約1.38萬(wàn)t，2016年共清運(yùn)處理生活垃圾504.35萬(wàn)t，其中無(wú)害化處理484.67萬(wàn)t，生活垃圾無(wú)害化處理率96.1%[27]。根據(jù)廣州市生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站點(diǎn)及垃圾處理場(chǎng)的地理位置分布，綜合考慮生活垃圾的物流情況和樣品的代表性，共設(shè)計(jì)22個(gè)采樣點(diǎn)，樣品編號(hào)及采樣點(diǎn)位置描述如表1和圖1所示。

表1 生活垃圾樣品編號(hào)及采樣點(diǎn)位置描述Table 1 The sample number of municipal solid waste and description of sampling sites

圖1 研究區(qū)域及采樣點(diǎn)分布Fig. 1 Study area map with location of sampling sites of MSW

1.2 樣品采集與測(cè)試

所有樣品于2017年采集，遵照中華人民共和國(guó)城市建設(shè)部《城市生活垃圾采樣和物理分析方法》（CJ/T 313 -2009），對(duì)每一樣品進(jìn)行多點(diǎn)采集，將采集的生活垃圾混合、攪拌均勻后堆成圓形或方形，進(jìn)行必要的垃圾分揀后，用4分法采集50 kg樣品，將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后經(jīng)自然風(fēng)干、破碎、過(guò)篩，以圓錐四分法制樣。生活垃圾干基組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是將垃圾干基組分分類(lèi)后，通過(guò)天平稱(chēng)重測(cè)試獲得。

本次測(cè)試選取重金屬指標(biāo)為與人類(lèi)健康密切相關(guān)的Hg、Cd、Pb和Cr，其中Cd、Pb和Cr的測(cè)定采用環(huán)境行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦的《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)—浸出毒性鑒別》（GB 5085.3-2007）附錄A測(cè)試方法，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀ICP（IRIS-1000）進(jìn)行分析測(cè)試；Hg的測(cè)定是根據(jù)《城市生活垃圾汞的測(cè)定冷原子吸收分光法》（CJ/T 98-1999）測(cè)試方法，用美國(guó)冷原子雙光束測(cè)汞儀Hydra II C）進(jìn)行測(cè)試，所有分析測(cè)試工作在中國(guó)科學(xué)院廣州能源所研究所的測(cè)試中心完成。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

采用SPSS19.0對(duì)生活垃圾干基組分及Hg、Cd、Pb和Cr元素的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和皮爾森相關(guān)分析；采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)羅梅綜合污染指數(shù)法對(duì)生活垃圾進(jìn)行重金屬污染評(píng)價(jià)；采用潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法進(jìn)行重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

目前尚無(wú)統(tǒng)一的生活垃圾重金屬污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，有的學(xué)者選取土壤環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618-1995）規(guī)定的重金屬濃度限值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[1]，有的學(xué)者選取國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618-1995）規(guī)定的重金屬濃度限值[20]或研究區(qū)域A層土壤重金屬背景值[28]作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本文選取國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生活垃圾重金屬污染評(píng)價(jià)與潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

1.3.1 單項(xiàng)污染指數(shù)

單項(xiàng)污染指數(shù)法是利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和污染標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分類(lèi)，來(lái)評(píng)價(jià)某一重金屬元素污染程度的方法，其計(jì)算式如下[29]：

式中：Pi為污染指數(shù)；Ci為實(shí)測(cè)濃度值，mg/kg；Si為污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg/kg；i=1，2，……，n為元素編號(hào)。Pi＜1，表示未污染；1.0 ≤ Pi＜ 2.0 為輕度污染；2.0≤Pi＜3.0 為中度污染；Pi≥ 3 為重度污染[15]。

1.3.2 綜合污染指數(shù)

內(nèi)羅梅綜合污染指數(shù)法是一種兼顧極值和均值的計(jì)權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，反映生活垃圾多金屬?gòu)?fù)合污染的程度，其計(jì)算式如下[15]：

式中，PI為綜合污染指數(shù)；(Ci/Si)max為各重金屬元素污染指數(shù)的最大值；(Ci/Si)ave為各重金屬污染指數(shù)的算術(shù)平均值。PI＜ 1.0 表示未污染；1.0 ≤ PI＜ 2.0表示輕度復(fù)合污染；2.0 ≤ PI＜ 3.0表示中度復(fù)合污染；PI≥ 3表示重度復(fù)合污染[30]。

1.3.3 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)采用HAKANSON提出的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法對(duì)單金屬元素的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子和重金屬污染物的整體生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，該方法結(jié)合了各重金屬元素的毒害系數(shù)，將重金屬的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)與毒理學(xué)相聯(lián)系，從而定量地劃分出潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的程度，其計(jì)算式如下[29,31]。

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子：

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)：

式中：為元素i的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子；為元素i的毒性系數(shù)，Hg、Cd、Pb和Cr分別取值為40、30、5和2[31]；Ci為元素i的實(shí)測(cè)濃度值，mg/kg；Si為元素i的污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg/kg；RI是重金屬污染物的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。

表2 重金屬污染潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和等級(jí)劃分[15,29]Table 2 Indices and grades of potential ecological risk of heavy metal pollution[15,29]

重金屬污染的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

2 結(jié) 果

2.1 廣州市生活垃圾的組分特征

生活垃圾干基組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表 3所示。結(jié)果表明，廣州生活垃圾主要由沙土、玻璃、金屬、紙、塑料、布、草木、廚余垃圾和白塑料組成，其中沙土占6.23% ～ 19.90%，均值為11.41%；玻璃占 0 ～ 16.83%，均值為 5.68%；金屬占 0 ～10.81%，均值為3.23%；紙類(lèi)占6.45% ～ 22.82%，均值為13.94%；塑膠占12.31% ～ 31.00%，均值為19.63%；布類(lèi)占2.23% ～ 19.63%，均值為8.87%；草木占 2.58% ～ 17.24%，均值為 8.44%；廚余占18.25% ～ 32.14%，均值為24.00%；白塑料占0.47% ～16.44%，均值為 4.81%。從變異系數(shù)來(lái)看，廚余垃圾的變異系數(shù)最小，說(shuō)明生活垃圾中的廚余組分比較穩(wěn)定，數(shù)據(jù)波動(dòng)較??；金屬成分的變異系數(shù)較大，說(shuō)明生活垃圾樣品中的金屬組分不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)離散程度較大。

表3 生活垃圾組分統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 3 Statistical results of MSW components

2.2 廣州市生活垃圾典型重金屬含量特征

廣州市22個(gè)生活垃圾樣品的典型重金屬Hg、Cd、Pb和 Cr含量分析結(jié)果如表 4所示。數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，廣州市生活垃圾中 Hg、Cd、Pb和Cr濃度的平均值分別為0.435 mg/kg、1.487 mg/kg、71.865 mg/kg和136.088 mg/kg。Hg和Cd的濃度值高于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但低于城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)；Pb和Cr的濃度值低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)。極大值顯示，Hg、Cd、Pb和Cr的極大值均高于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；除Hg以外，Cd、Pb和Cr的極大值同時(shí)也高于城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)。極小值顯示，部分樣品中Hg和Cd的含量低于檢測(cè)限。

表4 22個(gè)生活垃圾樣品的重金屬元素含量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Table 4 Statistical results of heavy metal contents in 22 MSW samples

3 分析與討論

3.1 廣州市生活垃圾重金屬污染評(píng)價(jià)

單因子污染指數(shù)（Pi）是針對(duì)單一重金屬元素進(jìn)行污染評(píng)價(jià)時(shí)所采用的一般方法，其數(shù)值大小反映了單一重金屬的污染情況；內(nèi)羅梅綜合污染指數(shù)（PI）綜合考慮了多種重金屬元素，其數(shù)值大小反映了多金屬?gòu)?fù)合污染的程度。根據(jù)式（1）和式（2），結(jié)合污染等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，各采樣點(diǎn)單因子污染評(píng)價(jià)和綜合污染評(píng)價(jià)結(jié)果分別如圖2和圖3所示。

圖2 重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)Fig. 2 Assessment on single contamination index of heavy metal Hg, Cd, Pb and Cr

圖2顯示，有5個(gè)樣品出現(xiàn)了Hg污染，其中1個(gè)樣品（LJ-17）為輕度污染，1個(gè)樣品（LJ-13）為中度污染，3個(gè)樣品（LJ-11、LJ-12和LJ-15）為重度污染，點(diǎn)位超標(biāo)率為22.7%；有9個(gè)樣品出現(xiàn)了Cd污染，其中1個(gè)樣品（LJ-19）為輕度污染，8個(gè)樣品（LJ-1、LJ-2、LJ-16 ～ LJ-18 和 LJ-20 ～ LJ-22）為重度污染，點(diǎn)位超標(biāo)率為40.9%；僅有1個(gè)樣品（LJ-15）出現(xiàn) 了Pb的輕度污染，點(diǎn)位超標(biāo)率為4.5%；有 4個(gè)樣品（LJ-4、LJ-7、LJ-10和 LJ-12）出現(xiàn)了Cr的輕度污染，點(diǎn)位超標(biāo)率為18.1%。

圖3顯示，共有14個(gè)樣品出現(xiàn)了多金屬?gòu)?fù)合污染，其中有2個(gè)樣品（LJ-10和LJ-19）為輕度復(fù)合污染，2個(gè)樣品為中度復(fù)合污染（LJ-13和LJ-15），10 個(gè)樣品（LJ-1 ～ 2、LJ-11 ～ 12、LJ-16 ～ LJ-18 和LJ-20 ～ LJ-22）為重度復(fù)合污染，綜合污染指數(shù)的點(diǎn)位超標(biāo)率為63.6%。

圖3 重金屬綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)Fig. 3 Assessment on compound contamination index of multimetal pollutants

污染樣品的空間分布顯示，Hg污染主要出現(xiàn)在黃埔區(qū)和增城區(qū)；Cd污染主要出現(xiàn)在天河區(qū)、越秀區(qū)、荔灣區(qū)、番禺區(qū)和花都區(qū)；Pb污染出現(xiàn)在黃埔區(qū)；Cr污染主要出現(xiàn)在增城區(qū)。從污染程度看，廣州市生活垃圾的Hg和Cd污染比較嚴(yán)重，對(duì)綜合污染指數(shù)的貢獻(xiàn)最大；Pb和Cr污染程度較低，只有個(gè)別樣品出現(xiàn)了輕度污染。

3.2 廣州市生活垃圾重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子 Eri反映了單一重金屬污染物的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，其數(shù)值越大，則潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（RI）是多種重金屬污染物的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子總和，其數(shù)值大小反映了重金屬污染物的整體潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)式（3）和式（4）的計(jì)算結(jié)果，結(jié)合表2所列的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，各采樣點(diǎn)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子Eri和綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)RI的評(píng)價(jià)結(jié)果分別如圖4和圖5所示。

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子（圖 4）顯示，生活垃圾中的Hg在5個(gè)樣品中出現(xiàn)了不同程度的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。樣品LJ-17出現(xiàn)了低的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，樣品LJ-13和LJ-15出現(xiàn)了中等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，樣品LJ-12出現(xiàn)了高的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，樣品 LJ-11出現(xiàn)了很高潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，點(diǎn)位超標(biāo)率為22.7%。生活垃圾中的Cd在9個(gè)樣品中出現(xiàn)了不同程度的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。采樣點(diǎn)LJ-19出現(xiàn)了低的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，采樣點(diǎn)LJ-2、LJ-16 ～ LJ-18、 LJ-20和LJ-21出現(xiàn)了高的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，采樣點(diǎn)LJ-1和LJ-22出現(xiàn)了很高潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，點(diǎn)位超標(biāo)率為40.9%。生活垃圾中的 Pb和 Cr均無(wú)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（圖5）顯示，共有10個(gè)樣品的重金屬污染物出現(xiàn)了不同程度的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，其中有 5個(gè)樣品（LJ-2、LJ-12、LJ-16、LJ-18、和 LJ-21）出現(xiàn)了低的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，3個(gè)樣品（LJ-11、LJ-17、和LJ-20）出現(xiàn)了中等潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，2個(gè)樣品（LJ-1和 LJ-22）出現(xiàn)了高潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，點(diǎn)位超標(biāo)率為45.5%。

圖4 重金屬污染潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子評(píng)價(jià)Fig. 4 Assessment on potential ecological risk factor of heavy metal Hg, Cd, Pb and Cr

圖5 重金屬污染物潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)Fig. 5 Assessment on compound potential ecological risk indices of heavy metal pollutants

3.3 廣州市生活垃圾中重金屬的來(lái)源

為分析生活垃圾各組分與重金屬含量之間的關(guān)系，探討廣州市生活垃圾中重金屬元素的可能來(lái)源，對(duì)測(cè)定的 22個(gè)生活垃圾樣品的組分?jǐn)?shù)據(jù)和重金屬含量數(shù)據(jù)進(jìn)行了皮爾森相關(guān)分析，結(jié)果如表5所示。

皮爾森相關(guān)分析顯示，生活垃圾中金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與生活垃圾中Cd和Pb的濃度顯著正相關(guān)，說(shuō)明 Cd和 Pb可能主要來(lái)源于生活垃圾中的金屬成份，如廢電池、廢舊電器件、易拉罐、金屬禮品盒、罐頭蓋、金屬瓶蓋等，可能主要受居民生活垃圾影響。生活垃圾中紙和白塑料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別與Cr和Hg的濃度顯著正相關(guān)，說(shuō)明Cr和Hg可能分別主要來(lái)源于生活垃圾中的紙類(lèi)成份和白塑料成分；近年來(lái)，隨著網(wǎng)購(gòu)業(yè)務(wù)和快餐業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量的包裝垃圾和快餐垃圾，使城市生活垃圾中紙類(lèi)和白塑料成分增加，因此，Hg和Cr污染可能主要受企事業(yè)單位、集貿(mào)市商業(yè)和公共場(chǎng)所產(chǎn)生的包裝垃圾和快餐垃圾影響。此外，生活垃圾中紙的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與Cd和Pb的濃度呈顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明隨著生活垃圾中的紙類(lèi)成分增加，Cd和Pb的濃度反而降低；生活垃圾中金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與Cr的濃度顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明隨著生活垃圾中的金屬成分增加，Cr的濃度反而降低。

總體而言，廣州市生活垃圾的重金屬污染情況不容樂(lè)觀。通過(guò)上述分析發(fā)現(xiàn)，生活垃圾中Cd的污染最嚴(yán)重，潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也最高；Hg次之；Pb和Cr的污染程度較低，無(wú)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。Cd和Hg對(duì)綜合污染指數(shù)的貢獻(xiàn)最大，大部分生活垃圾樣品均出現(xiàn)了多金屬?gòu)?fù)合污染，由于其生態(tài)毒性很強(qiáng)，是重金屬污染的重點(diǎn)防控目標(biāo)。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)發(fā)生多起大面積Cd和Hg中毒事件，如湖南瀏陽(yáng)的Cd污染事件和日本的痛痛病事件等。為了防止類(lèi)似事件再次發(fā)生，在生活垃圾處理、資源化和能源化利用過(guò)程中要做好重金屬防治與處理工作，如生活垃圾衛(wèi)生填埋時(shí)要做好防滲漏和對(duì)滲濾液進(jìn)行回收處理；對(duì)垃圾堆放場(chǎng)和垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行土地還原時(shí)要做好土壤改良和重金屬修復(fù)工作；生活垃圾焚燒發(fā)電要對(duì)煙氣和爐渣進(jìn)行處理，防止重金屬通過(guò)煙氣和爐渣進(jìn)入環(huán)境系統(tǒng)；生活垃圾堆肥前要進(jìn)行重金屬含量測(cè)試，預(yù)防重金屬進(jìn)入農(nóng)業(yè)土壤和食物鏈。此外，要做好生活垃圾的源頭治理和分類(lèi)回收工作，特別是生活垃圾中的金屬成分、快餐垃圾和包裝垃圾。

表5 生活垃圾組分與重金屬含量的皮爾森相關(guān)系數(shù)Table 5 Pearson correlation coefficients between heavy metal contents and MSW components

4 結(jié) 論

（1）廣州市生活垃圾干基組分中沙土、玻璃、金屬、紙、塑料、布、草木、廚余垃圾和白塑料的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 11.41%、5.68%、3.23%、13.94%、19.63%、8.87%、8.44%、24.00%和4.81%。生活垃圾干基中Hg、Cd、Pb和Cr濃度的平均值分別為 0.435 mg/kg、1.487 mg/kg、71.865 mg/kg和136.088 mg/kg。Hg和Cd的濃度平均值高于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Pb和Cr的濃度平均值均低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Hg、Cd、Pb和 Cr濃度的平均值均低于城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)。

（2）廣州市生活垃圾中 Cd的污染最嚴(yán)重，Hg次之，Pb和 Cr的污染程度較低；Hg、Cd、Pb和Cr的點(diǎn)位超標(biāo)率分別為 22.7%、40.9%、4.5%和18.1%；Cd和 Hg對(duì)綜合污染指數(shù)的貢獻(xiàn)最大，大部分生活垃圾樣品均出現(xiàn)了多金屬?gòu)?fù)合污染，點(diǎn)位超標(biāo)率為63.6%。

（3）廣州市生活垃圾中 Cd的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最高，Hg次之，Pb和Cr無(wú)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；Hg和Cd的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位超標(biāo)率分別為22.7%和40.9%，部分樣品存在很高潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；重金屬污染物綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的點(diǎn)位超標(biāo)率為 45.5%，部分樣品出現(xiàn)高的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）生活垃圾中Cd和Pb的濃度與金屬成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著正相關(guān)，可能主要來(lái)源于居民生活垃圾中的廢電池、廢舊電器件、易拉罐和金屬瓶蓋等金屬成份；生活垃圾中Cr和Hg的濃度分別與紙類(lèi)成分和白塑料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著正相關(guān)，可能主要來(lái)源于企事業(yè)單位、集貿(mào)市商業(yè)和公共場(chǎng)所產(chǎn)生的包裝垃圾和快餐垃圾。因此，一定要對(duì)生活垃圾中的金屬、紙類(lèi)和塑料成分進(jìn)行分類(lèi)回收和處理。

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