生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙塵中重金屬沉降對(duì)土壤環(huán)境影響分析

楊磊 謝飛 張宇

摘要：本文以一日處理生活垃圾2250t的生活垃圾焚燒發(fā)電廠為例，根據(jù)其重金屬的排放量，預(yù)測(cè)重金屬隨大氣擴(kuò)散、遷移，最終通過(guò)自然降水和自然沉降進(jìn)入土壤后，對(duì)土壤環(huán)境的影響。結(jié)果表明，項(xiàng)目建成后的20年內(nèi)，大氣評(píng)價(jià)范圍內(nèi)土壤中重金屬的累計(jì)值滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》 （GB36600-2018）表1中第二類用地篩選值要求。

關(guān)鍵詞：生活垃圾焚燒;重金屬;土壤環(huán)境影響

中圖分類號(hào)：X825 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）01-00-01

Abstract： Taking one domestic waste incineration plant with the disposal capacity 2250t/d as an example.According to the quantity of heavy metals in this project，? With the heavy metal subsidence into soil to prediction the environment impact of heavy metal deposition on soil. Results show： 20 years after the completion of the project ，the quantity of heavy metals in soil still meet standard requirements.

Keywords： Domestic waste incineration;Heavy metals;Impact of the soil quality

城市生活垃圾是當(dāng)前世界各國(guó)面臨的主要環(huán)境問(wèn)題之一，也是目前我國(guó)存在的突出環(huán)境問(wèn)題。[1]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，城市化進(jìn)程不斷加快，城市生活垃圾產(chǎn)生量越來(lái)越大，城市生活垃圾帶來(lái)的環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重。垃圾焚燒處理是目前比較普遍的垃圾無(wú)害化處理方式，其優(yōu)點(diǎn)是減量效果好，焚燒后的垃圾體積減少90%，重量減少80%，并且可以有效利用焚燒余熱供暖或直接發(fā)電，從而使垃圾成為新的資源，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了城市垃圾減量化、無(wú)害化和資源化。隨著各地區(qū)垃圾焚燒廠的建成，其焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的污染物也逐漸收到關(guān)注。其中，生活垃圾焚燒煙氣中的重金屬隨著煙塵沉降進(jìn)入土壤，可能導(dǎo)致土壤污染。本文以江蘇北部某生活垃圾焚燒發(fā)電廠項(xiàng)目為例，研究垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵中的重金屬沉降對(duì)土壤環(huán)境的影響。

1 項(xiàng)目概況

該生活垃圾焚燒發(fā)電廠日處理規(guī)模為2250t，采用3臺(tái)750t/d的機(jī)械爐排焚燒爐，配置3臺(tái)最大連續(xù)蒸發(fā)量為75.13t/h的余熱鍋爐，2臺(tái)裝機(jī)容量分別為25MW汽輪發(fā)電機(jī)組，年發(fā)電量為33404萬(wàn)kWh。

焚燒尾氣經(jīng)“SNCR 爐內(nèi)脫硝+半干法脫酸+干法脫酸+活性炭吸附+布袋除塵+SCR”工藝處理后達(dá)到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2014）要求后，即Hg、Cd、Pb排放濃度分別為0.05mg/m3、0.05mg/m3、0.5mg/m3，經(jīng)80m高排氣筒排放。

2 土壤環(huán)境質(zhì)量

本次研究在2017年9月對(duì)項(xiàng)目所在地周?chē)M(jìn)行了土壤現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)，Hg、Cd、Pb監(jiān)測(cè)值分別為0.026mg/kg、0.09mg/kg、14.7mg/kg，均滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》 （GB36600-2018）表1中第二類用地篩選值要求。

3 土壤影響分析

該生活垃圾焚燒發(fā)電廠在焚燒過(guò)程中排放的含重金屬煙塵在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化主要由氧化還原反應(yīng)、沉淀、溶解、吸附和解吸等物理、化學(xué)過(guò)程決定。排放的Cd、Hg、Pb可因重力沉降或降水的作用遷移至土壤中。

3.1 預(yù)測(cè)模式

重金屬沉降是可能引起土壤重金屬污染的主要途徑之一，含重金屬的煙塵隨煙氣及揮發(fā)霧進(jìn)入空氣，隨大氣擴(kuò)散、遷移，重金屬通過(guò)自然降水和自然沉降進(jìn)入土壤。

土壤重金屬污染預(yù)測(cè)采用土壤污染累積模式[2]：式中：Wn—n年后的土壤預(yù)測(cè)值，mg/kg;R—污染物的年輸入量，mg/kg;n—年數(shù);K—污染物在土壤中年殘留率，%。其中，污染物的年輸入量R的計(jì)算公式為：R=年沉降重金屬量/土壤重量?=W0×S×V×3600×24×365/（S×M/667）式中：W0—預(yù)測(cè)最大落地濃度值，mg/m3;S—網(wǎng)格面積，m2;V—沉降速率，m/s;M—每畝可耕作層土壤重量，按15cm厚計(jì)，為112500kg。

3.2 參數(shù)選取

有關(guān)研究資料表明，重金屬在土壤中一般不易被自然淋溶遷移，綜合考慮植物富集、土壤侵蝕和土壤滲漏等流失途徑在內(nèi)的年殘留率一般為90%[3]，本次評(píng)價(jià)取90%。

區(qū)域土壤背景值B采用土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值，mg/kg;

3.3 污染物進(jìn)入土壤中測(cè)算

本研究大氣預(yù)測(cè)采用AERMOD模式系統(tǒng)在當(dāng)年氣象站2018年全年資料逐日逐次進(jìn)行計(jì)算 進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)大氣預(yù)測(cè)影響預(yù)測(cè)結(jié)果，本研究重金屬的小時(shí)最大落地濃度貢獻(xiàn)值見(jiàn)表1。

3.4 預(yù)測(cè)結(jié)果與分析

通過(guò)上述方法預(yù)測(cè)計(jì)算得出本項(xiàng)目投產(chǎn)1年、5年、10年、20年后的重金屬輸入量及與背景值疊加后的結(jié)果，見(jiàn)表3。

由表3的預(yù)測(cè)結(jié)果可以看出，該工程投產(chǎn)1年、5年、10年、20年后，排放的廢氣污染物Hg、Pb、Cd，在落地濃度極大值網(wǎng)格內(nèi)土壤中的累積值疊加背景濃度后滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》 （GB36600-2018）表1中第二類用地篩選值。運(yùn)行20年后，Hg疊加背景濃度約為標(biāo)準(zhǔn)的0.46%，Pb約為標(biāo)準(zhǔn)的2.02%，Cd約為標(biāo)準(zhǔn)的4.17%，該項(xiàng)目投產(chǎn)后，Hg、Pb、Cd對(duì)土壤環(huán)境影響不大。

4 結(jié)論

綜上所述，城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠的建設(shè)，在污染防治措施長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，大氣污染物排放穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的前提下，排放的重金屬Cd、Hg、Pb對(duì)土壤環(huán)境的累積作用在可接受范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1]韓坤.我國(guó)城市生活垃圾污染防治立法研究[J].山西財(cái)經(jīng)大學(xué)，1991，6（增刊）：39-45.

[2]國(guó)家環(huán)境保護(hù)局監(jiān)督管理司.中國(guó)環(huán)境影響評(píng)價(jià)培訓(xùn)教材[M].虎穴工業(yè)出版，2000：323-324.

[3]王曉蓉，環(huán)境化學(xué)[M].南京：南京大學(xué)出版社，1993.

收稿日期：2019-11-18

作者簡(jiǎn)介：楊磊（1985-），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)樗畡?dòng)力計(jì)算、水質(zhì)模型、水環(huán)境容量計(jì)算和分析等方面的研究以及環(huán)境影響評(píng)價(jià)等。