大型垃圾焚烧厂周边环境汞影响的初步调查

摘要：对上海浦东生活垃圾焚烧厂运行2年来对周边环境的汞影响的初步调查结果显示：垃圾焚烧厂周边环境的土壤背景值偏高，平均为125.9ng/g；运行1a后和2a后的平均值分别为139.9ng/g和137.7ng/g，其中处于下风口的偏西面受影响较大；当地种植的大部分蔬菜叶子的汞含量超过国家卫生标准（GB2762294），2003年的大豆和高粱果实中汞含量分别是2002年的2.3和2.7倍。垃圾焚烧厂上风口、厂区内和下风口处大气汞浓度分别为511ng/m3、510ng/m3和1016ng/m3。
关键词：垃圾焚烧；汞；分布；影响
焚烧法处理固体废弃物由于具有显著的减容、减量、灭菌和回收热能等特点，已经成为很多国家处理城市固体垃圾的主要方式之一。随着垃圾焚烧工厂的建成和运行，由此产生的二次污染问题也日益显现出来，这些污染主要包括飞灰污染、烟道气中二英污染以及焚烧过程中产生的重金属污染。由于汞元素的特殊物理化学性质，在垃圾焚烧过程中垃圾中所含的汞超过90%随烟气排放到周围大气中，进入大气中的汞一方面参与地区和全球汞的生物地球化学循环，另一方面随降水和大气降尘沉降到地面环境中，进一步参与环境中汞的迁移和循环。据USEPA估算，1995年美国废物焚烧汞释放量为54t，占所有人为因素释放的34%。另外大量研究均证实，随着垃圾焚烧处理比重的不断增加，由此向大气中排放的汞量也越来越多。
在我国，垃圾焚烧技术刚刚起步，许多城市正逐渐采取焚烧法处理城市垃圾。目前除上海、杭州、深圳、北京、珠海等城市已开展垃圾焚烧外，厦门等城市也开始筹建垃圾焚烧电站。据国外的经验，垃圾焚烧比例的增加可能会向周围环境的汞排放量增加，由此对大气汞的贡献也会提高，对于这一环境问题应当引起足够的重视和预计.
1 　实验方法
1.1 　垃圾焚烧厂概况
浦东生活垃圾焚烧厂位于浦东新区北蔡镇御桥工业小区内，占地面积 82 165m2，总投资 6.98×10 9元，日焚烧处置生活垃圾 1 000t，年处置生活垃圾3.65×10 5t，是我国第一座现代化的千吨级生活垃圾焚烧处理工厂.从2001年底试运行,2002年7月1日正式运行.本研究通过对焚烧厂周边环境样品水、土壤、植物、农作物和动物的采集和分析,研究
了该厂运行2年来对周边环境介质中汞的年度记录和分布特征及其生态危害等环境行为.
1.2镀金石英砂吸附管的制备
石英砂经玛瑙研钵研细,筛选其中60～80目细粒，先浸泡在 10 %稀硝酸中 24h，然后先后用自来水和双蒸水冲洗至中性，烘干.将一定量的纯金溶于王水（石英烧杯中）,然后在 140 ℃左右，电热板上加热至倒入的石英砂恰能浸没.继续加热至微干，然后转移到石英坩埚中，放入马弗炉中 500 ℃下继续加热约 30min，即得镀金石英细砂.制备好的金砂中金的含量约为 20 %.石英管管长大约 3cm，内径 0.6cm，其中装有约 0.85g 镀金石英砂，金砂填充层长约1.5cm，两端用石英棉塞紧.
1.3样品的采集、处理和分析
1.3.1样品采集
土壤样品：以场部为中心,在其四周不同距离处采集表层土壤,如图1所示.每次分别在8个点采集3个平行样,3年共计71个土壤样品.分别在垃圾焚烧厂在运行前（2001年10月）、运行1年后（2002年11月）和运行2年后（2003年12月）3个时间点取样,分析.

图1 　浦东御桥垃圾焚烧厂采样分布点示意图
Fig.1 　The sampling points in Pudong Incineration Plant
植物样品：分别于 2002 年 11 月和 2003 年 11月2 个年份，采集了当地农田所种植蔬菜，如小青菜、银丝菜等，以调查这些蔬菜中汞浓度是否符合国家相关安全标准以及 2 个不同年份的变化比较.气体样品：以 CD21 型大气采样器为采样动力，采用镀金石英砂吸附管来吸收富集大气中的气态汞.分别在焚烧厂的上风口 500m 处、下风口 500m处以及厂区内每处均采集 2 个大气样品.采样时间为2003 年 11 月.采样流速为 0.5L/ min，采样时间为30min.采集结束后，将石英管放入塑料试管内，密封保存至实验室，立即分析.
1.3.2 　样品处理
土壤样品：将采集的土壤样品放置室内自然风干，研磨后过 100 目尼龙筛，然后装入样品袋中，待分析.
植物样品：先用自来水冲洗掉附在植物样品表面上的土和其他物质，然后蒸馏水冲洗 3 遍，放置室内待水自然蒸发完后，剪刀裁取不同组织，并立即测定鲜重时的总汞浓度.
1.3.3 　样品分析
所有样品的汞浓度分析均由 AMA 254 固/液自动汞分析仪（Milestone，Italy）完成.该仪器绝对检测限为 0.01ng，即当进样中汞绝对含量高于 0.01ng时均能被准确检出.
土壤/植物样品：用分析天平精确称取 0.1mg左右的 1.3.2 中处理好的样品，AMA 254 分析测定汞浓度. 当测试样品为 0.1mg 时，仪器检出限为0.1ng/ g.