绍兴市废弃物焚烧企业周边土壤环境影响研究

文_戚杨健 葛小芳 孟峰 王晓燕 吴莹

1.绍兴市固体废物管理中心 2.绍兴市环保科技服务中心

绍兴作为东部发达地区中等城市，废弃物处理方式逐步向趋零填埋转变，废弃物焚烧处置企业快速发展。本次针对绍兴地区废弃物焚烧企业周边土壤污染环境影响的研究，可为今后实施绍兴地区废弃物焚烧企业污染防治和土壤、固废污染防治规划实施提供科学依据。

1 废弃物焚烧企业基本情况及特征污染物的确定

通过对绍兴地区多家典型废弃物焚烧企业调查以及查阅相关环保资料，发现各家废弃物焚烧企业都会有废水、废气、二次产生的固体废物等污染物产生。目前各废弃物焚烧企业渗滤液通过企业内部预处理后达标排入城市污水管网，最终经城市污水处理厂处理达标后排放。二次产生的固体废物有些通过自身处置，有些再次委托相关单位进行处置，没有排放现象。因此对附近土壤能够产生影响的主要是废气污染物。其中生活垃圾焚烧企业废气产生主要原理为，垃圾进入焚烧炉后，在炉膛进行充分燃烧，焚烧烟气在炉内温度850℃以上的焚烧区域停留时间大于2s，以确保二噁英的充分分解。焚烧烟气通过由SNCR（选择性非催化还原脱硝＋半干法脱酸＋干法脱酸+活性炭喷射吸附＋布袋除尘器）组成的烟气处理系统，将烟气中的氮氧化物、酸性气体（二氧化硫、氯化氢等）、重金属、二噁英类和烟尘等烟气污染物去除达标后高空排放。危险废物焚烧企业废气产生经过一系列过程。回转窑连续旋转，物料不停翻动、加热、干燥、汽化和燃烧，燃烧温度500～1000℃，残渣自二燃室底部落入渣斗水封，由出渣系统连续排出。燃烧产生的烟气从窑尾螺旋进入二燃室、三燃室，燃烧温度1100～1200℃，停留时间在2s以上。二燃室充分燃烧后，进入三燃室持续燃烧并旋风去除一定量灰渣。然后进行余热锅炉回收热量，余热锅炉出口烟气（约550℃）经急冷塔快速冷却至200℃，烟气停留时间小于规范的1.0s，可以有效防止二噁英的再次合成。烟气再进入干法脱酸塔、布袋除尘器，通过文丘里管喷消石灰粉和活性炭粉进入干法脱酸塔，使烟气中的酸性气体与氢氧化钙中和，经氢氧化钙中和处理及活性炭吸附后进入布袋除尘器除去粉尘。之后再进入碳纤维吸附和碱液喷淋塔，经再热器后进入烟囱，排入大气。

废弃物焚烧企业在焚烧过程中的特征污染物主要包括重金属和二噁英。通过进一步调查，典型废气特征污染物主要包括二氧化硫、烟尘、氮氧化物、氯化氢、一氧化碳、铜、镍、铬、锌、砷、汞、镉、铅、二噁英、氨、硫化氢、粉尘等。调查的6家典型废弃物焚烧企业特征污染物如表1所示。

表1 绍兴地区典型废弃物焚烧企业特征污染物情况表

依据对绍兴地区典型生活垃圾和污泥焚烧企业的特征污染物的分析和调查，确定这类企业产生的污染物会对周边土壤产生影响的主要为重金属和二噁英，监测因子为铜、镍、铬、锌、铅、砷、镉、汞和二噁英，另加一个反应土壤物理特性的pH。

2 周边土壤环境检测点位的确定

根据相关研究结论，通过采集某城市生活垃圾焚烧炉周边0～7km范围内的33个农田土壤样本，垃圾焚烧厂烟气排放对周边农田土壤中二噁英浓度的影响随距离的增加呈现下降的趋势，主要影响区域集中在周边0～500m的范围内。因此本次研究确定绍兴地区废弃物焚烧企业对土壤的影响主要集中在0～500m之间，因此对于废弃物焚烧企业周边土壤影响布点可以安排在废弃物焚烧企业主导风向上、下风向500m左右距离进行布点采样，点位设置数量可以满足土壤分析需要，并和该类型企业原环评审批时的监测点位进行对比，最好能和原有环评审批的监测点位形成对比，从而发现其变化过程。同时在点位设置中应对当地背景土壤进行采集。废弃物焚烧企业对周边土壤造成的影响主要为重金属和二噁英，该类污染物迁移性较差，因此在对周边土壤进行采样时一般采集0～0.2m表层土样。建设用地土壤环境调查与监测按HJ25.1、HJ25.2 及相关技术规定要求执行。

3 周边区域特征污染物检测结果及时空分布分析

绍兴地区废弃物焚烧企业周边土壤污染检测数据通过调取废弃物焚烧企业周边土壤监测历史数据和现场布点检测获取。此次共调取了其中5家废弃物焚烧企业的历史检测数据，对全部纳入调查的废弃物焚烧企业上风向、下风向各500m左右设置现状土壤采样点取样分析。经实验室分析，各采样点pH基本在6～9，Cu的浓度在9～31 mg/kg、Ni的浓度在13～37 mg/kg、Cr的浓度在20～94 mg/kg、Zn的浓度在44～130 mg/kg、Pb的浓度在9～31 mg/kg、As的浓度在3～10 mg/kg、Cd的浓度在0.05～0.43mg/kg、Hg的浓度在0.031～0.259mg/kg、二噁英的浓度在0.25～36ng/kg，废弃物焚烧企业周边土壤中Cu、Ni、Cr、Zn、Pb、As、Cd、Hg均可以满足《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）中相应标准限值。二噁英指标可以满足《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）工业用地筛选值。从目前检测结果看，绍兴地区危废、污泥等焚烧企业周边土壤的污染并不严重。虽然从目前的监测数据看，废弃物焚烧企业对周边土壤影响不是很敏感，但仍需加强对该类企业的监管，同时废弃物焚烧企业也应加大自行监测力度，随时监控污染物的变化情况。

特征污染物的时间分布主要通过对照废弃物焚烧企业历史监测数据和现有监测数据进行分析，从而来分析废弃物焚烧企业在长期的生产过程中对土壤重金属和二噁英产生的累积影响。通过分析典型废弃物焚烧企业周边土壤历史数据和现状数据发现，绍兴废弃物焚烧企业建成后这几年没有明显的累积效应，数据分布均有高有低，没有规律性。需要进一步加强对废弃物焚烧企业周边土壤的定期检测工作，以获得更多的数据来分析重金属和二噁英在时间上的累积效应。

特征污染物的空间分布首先通过调查国内废弃物焚烧企业土壤污染相关课题的研究，资料表明垃圾焚烧厂周围土壤上述重金属浓度未发现明显高累积现象，垃圾焚烧厂烟气排放对周边农田土壤中二噁英浓度的影响随距离的增加呈现下降的趋势，主要影响区域集中在周边0～500m的范围内，对1.5km半径外的区域影响甚微。为更充分地反映绍兴地区的实际情况，通过对典型危废和污泥焚烧企业产生废气重金属和二噁英采用EPA推荐的第二代法规模式——AERMOD模式进行预测。AERMOD是稳态烟雨扩散模式，可基于大气边界层数据特征模拟点源、面源、体源等排放出的污染物在短期和长期的浓度分布预测，适用于农村或城市地区、简单或复杂地形。通过气象风向条件，根据环评大气预测模型预测绍兴地区典型废弃物焚烧企业污染物最大值落地浓度基本位于353～430m之间，向内和向外均呈现递减趋势，对1.5km半径外的区域影响甚微。因此绍兴地区典型废弃物焚烧企业在重金属和二噁英对土壤环境的影响上，也基本和大气污染物对地面落地浓度吻合，和已有的各类研究结论向一致。

4 结语

通过调查绍兴地区典型废弃物焚烧企业的生产工艺、污染物产生及治理情况，基本明确该类型企业易对土壤造成污染的特征污染物为铜、镍、铬、锌、铅、砷、镉、汞和二噁英，分析废弃物焚烧企业周边土壤重金属和二噁英的时间变化情况。经过研究分析得到废弃物焚烧企业对周边土壤重金属和二噁英的累积作用不明显，历史数据没有明显规律规律性，在空间分布上基本和大气污染物对地面落地浓度吻合，在300～500米范围内废弃物焚烧企业对土壤环境影响最大。