第六章固体废弃物污染与人体健康

第六章固体废弃物污染与人体健康第一节固体废弃物的来源与分类一、固体废弃物定义固体废弃物是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质。通俗地说，就是“垃圾”。主要包括固体颗粒、垃圾、炉渣、污泥、废弃的制品、破损器皿、残次品、动物尸体、变质食品、人畜粪便等。二、固体废弃物的来源生产和生活过程中产生的废物1.矿业尾矿、废石、砂石、砖瓦和水泥2.食品加工业肉、蔬菜、水果、谷物3.农业秸秆、蔬菜、水果、人和动物粪便4.建筑材料行业金属、水泥、粘土、石棉、陶瓷5.纺织服装行业布头、纤维，橡胶、塑料三、固体废弃物的分类1.工业固体废物工业固体废物是在工业生产和加工过程中产生的，排入环境的各种废渣、污泥、粉尘等。工业固体废物如果没有严格按环保标准要求安全处理处置对土地资源、水资源会造成严重的污染。2.农业固体废弃物农作物收割、畜禽养殖、农产品加工产生的农作物秸秆和畜禽粪便等3.城市垃圾城市生活垃圾城市生活垃圾指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。包括有机类：瓜果皮、剩菜剩饭，无机类：废纸、饮料罐、废金属等，有害类：如废电池、荧光灯管、过期药品等。4.医疗废物医疗废物是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废物。主要有五类；一是感染性废物、二是病理性废物、三是损伤性废物、四是药物性废物、五是化学性废物。5.危险固体废物危险固体废物特指有害废物，具有易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、毒性、放射性等特性产生于各种有危险废物产物的生产企业。从危险废物的特性看，它对人体健康和环境保护潜伏着巨大危害。如引起或助长死亡率增高，或使严重疾病的发病率增高，或在管理不当时会给人类健康或环境造成重大急性。即时，或潜在危害等。第二节固体废弃物的危害一、对土壤的危害固体废物长期露天堆放．其有害成分在地表径流和雨水的淋溶、渗透作用下通过土壤孔隙向四周和纵深的土壤迁移。在迁移过程中，有害成分要经受土壤的吸附和其他固体废物污染用。通常，由于土壤的吸附能力和吸附容量很大，随着渗滤水的迁移，使有害成分在土壤固相中呈现不同程度的积累，导致土壤成分和结构的改变，植物又是生长在土壤中，间接又对植物产生了污染，有些土地甚至无法耕种。例如，德国某冶金厂附近的土壤被有色冶炼废渣污染，土壤上生长的植物体内含锌量为一般植物的26～80倍，铅为80～260倍，铜为30～50倍，如果人吃了这样的植物，则会引起许多疾病。二、对大气的危害废物中的细粒、粉末随风扬散；在废物运输及处理过程中缺少相应的防护和净化设施，释放有害气体和粉尘；堆放和填埋的废物以及渗入土壤的废物，经挥发和反应放出有害气体，都会污染大气并使大气质量下降。例如：焚烧炉运行时会排出颗粒物、酸性气体、未燃尽的废物、重金属与微量有机化合物等。石油化工厂油渣露天堆置，则会有一定数量的多环芳烃生成且挥发进入大气中。填埋在地下的有机废物分解会产生二氧化碳、甲烷（填埋场气体）等气体进入大气中．如果任其聚集会发生危险，如引发火灾，甚至发生爆炸。例如，美国旧金山南40英里处的山景市将海岸圆形剧场建在该城旧垃圾掩埋场上。在1986年10月的一次演唱会中，一名观众用打火机点烟，结果一道5英尺长的火焰冲向天空，烧着了附近一位女士的头发，险些酿成火灾。这正是从掩埋场冒出的甲烷气把打火机的星星火苗转变为熊熊大火。三、对水体的污染如果将有害废物直接排入江、河、湖、海等地，或是露天堆放的废物被地表径流携带进入水体，或是飘入空中的细小颗粒，通过降雨的冲洗沉积和凝雨沉积以及重力沉降和干沉积而落入地表水系，水体都可溶解出有害成分，毒害生物，造成水体严重缺氧，富营养化，导致鱼类死亡等。有些未经处理的垃圾填埋场，或是垃圾箱，经雨水的淋滤作用，或废物的生化降解产生的沥滤液，含有高浓度悬浮固态物和各种有机与无机成分。如果这种沥滤液进入地下水或浅蓄水层，问题就变得难以控制。其稀释与清除地下水中的沥滤液比地表水要慢许多，它可以使地下水在不久的将来变得不能饮用，而使一个地区变得不能居住。最著名的例子是美国的洛维运河，起初在该地有大量居民居住，后来居住在这一废物处理场附近的居民健康受到了影响，纷纷逃离此地，而使此地变得毫无生气。某些先进国家将工业废物、污泥与挖掘泥沙在海洋进行处置，这对海洋环境引起各种不良影响。有些在海洋倾倒废物的地区已出现了生态体系的破坏，如固定栖息的动物群体数量减少。来自污泥中过量的碳与营养物可能会导致海洋浮游生物大量繁殖、富营养化和缺氧。微生物群落的变化，会影响以微生物群落为食的鱼类的数量减少。从污泥中释放出来的病原体、工业废物释放出的有毒物对海洋中的生物有致毒作用，这些有毒物再经生物积累可以转移到人体中，并最终影响人类健康。倾入海洋里的塑料对海洋环境危害很大，因为它对海洋生物是最为有害的。海洋哺乳动物、鱼、海鸟以及海龟都会受到撒入海里的废弃鱼网缠绕的危险．有时像幽灵似的捕杀鱼类，如果潜水员被缠住，就会有生命危险。抛弃的鱼网也会危害船只，例如：缠绕推进器，造成事故。塑料袋与包装袋也能缠住海洋哺乳动物和鱼类，当动物长大后会缠得更紧，限制它们的活动、呼吸与捕食。饮料桶上的塑料圈对鸟类、小鱼会造成同样的危害。海龟、哺乳动物和鸟类也会因吞食塑料盒、塑料膜、包装袋等而窒息死亡。最新研究发现，经检验海鸟食道中，有25%含有塑料微粒。此外，塑料也是一种激素类物质，它破坏了生物的繁殖能力等。四、对人体的危害生活在环境中的人，以大气、水、土壤为媒介，可以将环境中的有害废物直接由呼吸道、消化道或皮肤摄入人体，使人致病。一个典型例子就是美国的腊芙运河（LoveCanal）污染事件。20世纪40年代，美国一家化学公司利用腊芙运河停挖废弃的河谷，来填埋生产有机氯农药、塑料等残余有害废物2×104吨。掩埋10余年后在该地区陆续发生了一些如井水变臭、婴儿畸形、人患怪病等现象。经化验分析研究当地空气、用作水源的地下水和土壤中都含有六六六、三氯苯、三氯乙烯、二氯苯酚等82种有毒化学物质，其中列在美国环保局优先污染清单上的就有27种，被怀疑是人类致癌物质的多达11种。许多住宅的地下室和周围庭院里渗进了有毒化学浸出液，于是迫使总统在1978年8月宣布该地区处于“卫生紧急状态”，先后两次近千户被迫搬迁，造成了极大的社会问题和经济损失。第三节固体废弃物的污染防治一、固体废气与处理原则“三化原则”1.无害化固体废物“无害化”处理的基本任务：将固体废弃物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围环境。垃圾的焚烧，垃圾填埋、堆肥、有害废物的热处理和解毒处理。2.减量化（1）对固体废弃物碱性处理利用（2）减少固体废弃物的产生方法：改善产品设计，开发原材料消耗少，减少浪费提高产品质量，延长使用寿命开发多次使用的制品，使成品循环使用代替使用一次的制成品3.资源化从固体废弃物回收个的物质和能源，就是进行资源再生。二、处理方法1、物理处理法1.1固体废物破碎固体废物的最大特点是体积庞大，成分复杂且不均匀，因此为达到固体废物的减量化，资源化和无害化的目的，对固体废物进行破碎处理显得极为重要。破碎是通过人力或机械等外力的作用，破坏物体内部的凝聚力和分子问作用力而使物体破裂变碎的操作过程。若再进一步的加工，将小块固体废物颗粒分裂成细粉状的过程称之为磨碎。破碎是固体废物处理技术中最常用的预处理工艺。（1）1.2固体废物的分选固体废物的分选简称废物分选，是废物处理的一个操作单元，其目的是将废物中可回收利用的或对后续处理与处置有害的成分分选出来。废物分选是根据废物物料的性质如分选物料的粒度，密度，电性，磁性，光电性，摩擦性，弹性以及表面润湿性的差异来进行分离；分选方法包括筛分，重力分选，磁选，电选，光电选，浮选，及最简单最原始的人工分选。2、化学处理法2.1固体废物的热解热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对之进行加热蒸馏，使有机物产生热裂解，生成小分子物质(燃料气、燃料油)和固体残渣的不可逆的过程。通过对其进行热解处理，可以把固体废物的消极处理转变为积极的回收利用，从而把当今各国发展所遇到的两个共同难题——固体废物产量大和能源不足有机地协调起来。因而，热解处理可视为一种有发展前景的固体废物处理方法。（2）2.2固化／稳定化固化／稳定化技术是处理重金属废物和其他非金属危险废物的重要手段，是危险废物管理中的一项重要技术，在区域性集中管理系统中占有重要的地位。其他固体废物经无害化、减量化处理后，亦需要经过固化／稳定化处理，才能进行最终处置或加以利用。固化／稳定化技术作为固体废物最终处置的预处理技术在国内外已得到广泛的应用。3、生物处理法3.1厌氧发酵厌氧发酵(或称厌氧消化)是一种普遍存在于自然界的微生物过程。凡是在有有机物和一定水分存在的地方，只要供氧条件不好或有机物含量多，都会发生厌氧发酵现象，使有机物经厌氧分解而产生H2、CH4、C02和H2S等气体。厌氧发酵在微生物生理学中的定义是：在没有外加氧化剂的条件下，被分解的有机物作为还原剂被氧化，而另一部分有机物作为氧化剂被还原的生物学程。现代工业则把利用微生物生产菌体、酶或各种代谢产物的过程都称为发酵(或消化)。从环境污染治理的角度来说，发酵技术是指以废水或固体废弃物中的有机污染物为营养源，创造有利于微生物生长繁殖的良好环境，利用微生物的异化分解和同化合成的生理功能，使得这些有机污染物转化为无机物质和自身的细胞物质，从而达到消除污染、净化环境的目的。（3）3.2堆肥化堆肥化就是利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，以及由人工培养的工程菌等，在一定的人工条件下，有控制地促进来源于生物的有机垃固体废物生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。固体废物经过堆肥化处理，制得的成品叫做堆肥。它是一类呈深褐色、质地疏松、有泥土气味的物质，形同泥炭，腐殖质含量很高，故也称为“腐殖土”，是一种具有一定肥效的土壤改良剂和调节剂二、固体废物的处置方法1、卫生填埋与可持续填埋填埋技术作为固体废物的最终处置方法，目前仍然是中国大都数城市解决固体废物出路的主要方法。根据环保措施(如场底防渗、分层压实、每天覆盖、填埋气排导、渗滤液处理、虫害防治等)是否齐全、环保标准是否满足来判断，我国的固体废物填埋场可分为三个等级。1.1卫生填埋根据填埋场中固废降解的机理，填埋场可分为好氧、准好氧、厌氧三种类型。好氧填埋场是在固废填埋体内布设通风管网，用鼓风机向填埋体内送入空气。填埋场内有充足的氧气，使好氧分解加速，固废性质较快稳定，堆体迅速沉降。准好氧填埋场结构的集水井末端敞开，利用自然通风，空气通过集水管向填埋层中流通。填埋层中的有机废弃物和空气接触，由于好氧分解，产生二氧化碳气体，气体经排气设施或立渠放出。厌氧填埋场在垃圾填埋体内无须供氧，基本上处于厌氧分解状态。由于无须强制鼓风供氧，简化结构，降低了电耗，使投资和运营费大为减少，管理变得简单，同时，不受气候条件、垃圾成份和填埋高度限制，适应性广。（4）1.2可持续填埋固体废物在填埋场内会发生一系列的生物降解和物理化学转化。固体废物的成分、压实密度、填埋年龄及填埋深度、填埋场地理位置、水文气象条件等均均与垃圾的降解速度和填埋场稳定化进程有关。如果将填埋场看作一个巨大的生物反应器，其潜在的资源利用价值就不会被忽视。可持续填埋技术就是将填埋场看做生物反应器，并在这个生物反应器反应结束后，开采和利用其中价值巨大的矿化垃圾，开采后的填埋场可以腾出空间作为新的生活垃圾填埋空间，从而极大地延长填埋场的使用寿命。通过生活垃圾填埋一填埋场稳定化一矿化垃圾形成与开采利用一生活垃圾在填埋的循环，增扩了传统生活垃圾填埋场的库容和填埋年限，实现了矿化垃圾、填埋气体及渗滤液的回收利用。2、矿化垃圾床处理渗滤液技术渗滤液营养元素失衡以及大的水质波动使得常规的生物处理方式并不合适其达标处理。而高浓度的溶解性固体物质，特别是一些阳离子物质使得渗滤液在流动过程中易在管道中沉积。渗滤液的高毒性、高水质波动性要求处理工艺具有相当的抗冲