《安全环境-环保技术》之固体废物的危害与管理

固体废物的危害与管理

一、固体废物概述

1 固体废物的定义

固体废物是指人类在生产和生活活动中丢弃的固体和泥状的物质称之为固体废物，简称固废。包括从废水，废气分离出来的固体颗粒。凡人类一切活动过程产生的，且对所有者已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质，通称为固体废物。各类生产活动中产生的固体废物俗称废渣;生活活动中产生的固体废物则称为垃圾。

2 固体废物的来源

固体废物主要来源于人类的生产和消费活动。包括城市生活垃圾、农业废弃物和工业废渣。一般来说，城市每人每天的增圾量为1～2公斤，其多寡及成分与居民物质生活水平、习惯、废旧物资回收利用程度、市政建设情况等有关。如国内的垃圾主要为厨房垃圾，有的城市，炉灰占70%，以厨房增圾为主的有机物约20%，其余为玻璃、塑料、废纸等。农业垃圾主要为粪便及植物秸杆类。工业废渣指工业生产过程排出的采矿废石，选矿尾矿、燃料废渣、冶炼及化工过程废渣等。

3 固体废物的分类

固体废物的种类繁多，性质各异。为便于处理、处置及管理，需要对固体废物加以分类。固体废物的分类方法很多，按其化学性质可分为有机废物和无机废物；按其危害状况可分为有害废物和一般废物；按其形状则可分为固体的（颗粒状、粉状、块状）和泥状的（污泥）。通常为了便于管理，按其来源可分为矿业固体废物、工业固体废物、城市垃圾、农业废弃物和放射性固体，简称之为矿业废物、工业废物、垃圾、农业废物和放射性废物。

在固体废物中凡具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、放射性的废物均列为有害固体废物。凡含有氟、汞、砷、铬、镉、铅、氰等及其化合物和酚、放射性物质的，均有有毒废渣。它们可通过皮肤、食物、呼吸等渠道侵犯人体，引

起中毒。工业为渣不仅要占用土地堆入，坡坏土壤、危害生物、淤塞河床、污染水质，不少废渣(特别是有机质的)是恶臭的来源，不些重金属废渣的危害还是潜在性的。

矿业废物来自矿物的开采和矿物选洗过程；工业废物来自冶金、煤炭、电力、化工、交通、食品、轻工、石油等工业的生产和加工过程；城市垃圾主要来自城镇居民的生活消费、市政建设和商业活动；农业废弃物主要来自农业生产和禽畜饲养；放射性废物主要来自核工业和核电的生产核燃料循环、放射性医疗和核能应用及有关的科学研究等。

二、固体废物对环境的影响

固体废物在一定的条件下会发生化学的、物理的或生物的转化，对周围环境造成一定的影响，如果采取的处理方法不当，有害物即将通过水、气、土壤、食物链等途径危害环境与人体健康。一般工业、矿业等废物所含的化学成分会形成环境污染，人畜粪便和有机垃圾是各种病原微生物的孽生地和繁殖场，形成病原体型污染。固体废物对环境造成污染的途径一般有以下几种：

1 污染水体

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。

现在，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，井最终影响人类健康。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。

2 污染大气

固体灰渣中的细粒、粉末受风吹日晒产生扬尘，污染周围大气环境。粉煤灰、尾矿堆放场遇4级以上风力，可剥离1～41.5cm，灰尘飞扬高度达20～50m，在多风季节平均视程降低30～70％。固体废物中的有害物质经长期堆放发生自燃，散发出大量有害气体。长期堆放的煤矸石中如含硫达1.5％即会自燃，达3%以上即会着火，散发大量的二氧化硫。多种固体废物本身或在焚烧时能散发毒气和臭味，恶化环境。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。

3 污染土壤

固体废物堆置或垃圾填埋处理，经雨水渗出液及沥滤中含有的有害成分会改变土质和土壤结构，影响土壤中的微生物活动，妨碍周围植物的根系生长，或在周围机体内积蓄，危害食物链。各种固体废物露天堆存，经日晒、雨淋，有害成分向地下渗透而污染土壤。每堆放1万吨渣，需占地1亩多，受污染的土地面积往往大于堆渣占地的1～2倍。据不完全统计，我国历年堆渣达53亿吨，已占地84万亩（污染农田25万亩）。城市固体垃圾弃在城郊，使土壤碱度增高，重金属富集，过量施用后，会使土质和土壤结构遭到破坏。

4 影响环境卫生

目前我国不仅90％以上粪便、垃圾未经无害化处理，而且医院，传染病院的粪便、垃圾也混入普通粪便、垃圾之中，广泛传播肝炎、肠炎、痢疾以及各种蠕虫病（即寄生虫病）等等，成为环境的严重污染源。另外，我国的垃圾中大部分是炉灰与脏土，用于堆肥，不仅肥效不高，而且使土质板结，蔬菜作物减产。

5 处置不当

据粗略统计，目前我国矿物资源利用率仅50～60％，能源利用率仅30％，既浪费了大量的资源、能源，又污染环境。另外，很多现有技术可以利用的废物未被利用，反而耗费大量的人力、物力去处置，造成很大的浪费。目前，有40％以上的钢渣、80％以上的粉煤灰和煤矸石消极堆弃。在目前，钢铁厂每堆存1吨钢渣，约3～5元。有些电厂贮存1吨粉煤灰，需建库投资4元，运输管理费6元，共10元。另外，粉煤灰输送到灰库，每吨约需10～30吨水，每吨工业用水约需1度电。总之，消极堆渣造成资源、人力、物力和财力的浪费都是很惊人的。

6 有害固体废物泛滥

长期对有害固体废物未加严格管理与处置，污染事故时有发生，如50年代锦州铁合金厂露天堆放铬渣10多万吨，数年后发现污染面积达70多平方公里，使该区域的1800眼井水不能饮用。全国已积存200多万吨铬渣，而且城镇几乎都有电镀厂排出大量铬污泥，这些铬渣，污泥遇水都会浸出剧毒性六价铬而污染环境。全国有色金属冶炼企业一年约有5000吨砷、500吨镉和50吨汞流失到环境中。60年代，某矿冶炼厂排出的含砷烟尘，长期露天堆放，随雨水渗透、污染了井水，致使308人中毒，6人死亡。目前，很多工厂企业对固体废弃物的处理和处置尚未采取有力措施，而乡镇企业迅速发展，如果任由有害废弃物长期泛滥，数年或数十年后，我国的土壤和地下水将普遍受到污染。

三、固体废物的管理

1 固体废物的“三化”管理

固体废物的“三化”原则，指的是无害化，减量化，资源化。“减量化”不仅是通过处理与利用对已经产生的固体废物进行减量，而且应该延伸到对源头的控制和管理。“资源化”不是在出来与利用过程中通过狭义的工程技术手段来实现的目标，而应该从生产点的贮存、收远阶段及开始进行，从而成为贯穿整个固体废物管理体系的指导原则。“无害化”虽然仍然保留其规范固体废物处理处置过程中的环境影响控制原则的含义，但也应该对有害的认识扩展到资源、社会、经济等方面。

2 可持续发展战略对固体废物管理的指导

（1）固体废物不应该是人类发展的必然附属物。

（2）以福利量衡量发展是“减量化”的根本途径。

（3）“资源化”应融入经济发展体系之中。

（4）全社会应公平地参与固体废物管理。

（5）延伸固体废物管理的权限。

3 物质利用过程生态化与固体废物管理措施

人类物质利用过程生态化，要求减少向自然环境排放的废物量，还要求排放废物的组成对自然生态体系环境条件的影响最小化，以减少废物排放所附有的正熵流对环境的不利影响；同时还要求废物管理（利用与处理）过程消耗的自然资源及其转化产品的量的最小化，以减少废物管理从自然环境中获取负熵流对环境的不利影响。

利用过程生态化原则的废物管理措施有：

生产与销售技术的进步。

废物的再资源化。

改变消费模式。

优化废物处理技术。

分流有害废物。

进行废物的最终处置。

四、固体废物的处理处置

在任何生产或生活过程中，所有者对原料、商品或消费品，往往仅利用了其中某些有效成分，而对于原所有者不再具有使用价值的大多数固体废物中仍含有其它生产行业中需要的成分，经过一定的技术环节，可以转变为有关部门行业中的生产原料，甚至可以直接使用。可见，固体废物的概念随时、空的变迁而具有相对性。提倡资源的社会再循环，目的是充分利用资源，增加社会与经济效益，减少废物处置的数量，以利社会发展。

1 固体废物的处理

根据目前相关技术过程的发展现状，城市生活垃圾处理技术体系包含的技术过程主要是资源化分选、堆肥化、厌氧消化、焚烧、热解气化和卫生填埋。

固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。有人认为固体废物是“三废”中最难处置的一种，因为它含有的成份相当复杂，其物理性状（体积、流动性、均匀性、粉碎程度、水份、热值等）也千变万化，要达到上述“无害化、减量化、资源化”目标会遇到相当大的麻烦，一般防治固体废物污染方法首先是要控

制其产生量，例如，逐步改革城市燃料结构（包括民用工业）控制工厂原料的消耗，定额提高产品的使用寿命，提高废品的回收率等；其次是开展综合利用，把固体废物作为资源和能源对待，实在不能利用的则经压缩和无毒处理后成为终态固体废物，然后再填埋和沉海，目前主要采用的方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等。

2 固体废物的处置

固体废物处置是指最终处置或安全处置，是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题。一些固体废物经过处理和利用，总还会有部分残渣存在，而且很难再加以利用，这些残渣可能又富集了大量有毒有害成分；还有些固体废物，目前尚无法利用，它们都将长期地保留在环境中，是一种潜在的污染源。为了控制其对环境的污染，必须进行最终处置，使之最大限度地与生物圈隔离。以往，“处置”是指无控地“将固体废物排放、堆积、注入、倾倒、泄入任意的土地上或水体中，使这些废物进入环境”，很少考虑其长期的不利影响。随着环境法规的完善，向水体倾倒和露天堆弃等无控处置被严格禁止，故今天所说的“处置”是指“安全处置”。固体废物处置方法包括海洋处置和陆地处置两大类。

（1）海洋处置

海洋处置主要分海洋倾倒与远洋焚烧两种方法。近年来，随着人们对保护环境生态重要性认识的加深和总体环境意识的提高，海洋处置已受到越来越多的限制。

（2）陆地处置

陆地处置包括土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地填埋以及深井灌注几种。其中土地填埋法是一种最常用的方法。

农用：即利用表层土壤的离子交换、吸附、微生物降解以及渗滤水浸出、降解产物的挥发等综合作用机制处置固体废物的一种方法。该技术具有工艺简单、费用适宜、设备易于维护、对环境影响很小、能够改善土壤结构、增长肥效等优点，主要用于处置含盐量低、不含毒物、可生物降解的固体废物。如污泥和粉煤灰施用于农田作为一种处理方法已引起重视。生产实践和科学研究工作证明，施污泥、粉

煤灰于农田可以肥田，起到改良土壤和增产的作用。

土地填埋处置：它是从传统的堆放和填埋处置发展起来的一项最终处置技术。因其工艺简单，成本较低，适于处置多种类型的废物，目前已成为一种处置固体废物的主要方法。土地填埋处置种类很多，采用的名称也不尽相同。按填埋地形特征可分为山间填埋、平地填埋、废矿坑填埋；按填埋场的状态可分为厌氧填埋、好氧填埋、准好氧填埋；按法律可分为卫生填埋和安全填埋等。随填埋种类的不同其填埋场构造和性能也有所不同。一般来说，填埋主要包括：废弃物坝、雨水集排水系统（含浸出液体集排水系统、浸出液处理系统）、释放气处理系统、入场管理设施、入场道路、环境监测系统、飞散防止设施、防灾设施、管理办公室、隔离设施等。卫生土地填埋适于处置一般固体废物。用卫生填埋来处置城市垃圾，不仅操作简单，施工方便，费用低廉，还可同时回收甲烷气体，目前在国内外被广泛采用。在进行卫生填埋场地选择、设计、建造、操作和封场过程中，应着重考虑防止浸出液的渗漏、降解气体的释出控制、臭味和病原菌的消除、场地的开发利用等几个主要问题。

深井灌注处置：这是指把液体注入到地下与饮用水和矿脉层隔开的可渗性岩层内。一般废物和有害废物可采用深井灌注方法处置。但主要还是用来处置那些实践证明难于破坏、难于转化、不能采用其它方法处理或采用其它方法费用昂贵的废物。深井灌注处置前，需使废物液化，形成真溶液或乳浊液。深井灌注处置系统的规划、设计、建造与操作主要分废物的预处理、场地的选择、井的钻探于施工，以及环境监测等几个阶段。

五、固体废物的防治措施与规划

加快城市生活垃圾处理及综合利用、危险废物安全处置等城市环保基础设施建设。建立垃圾分类收集、储运和处理系统，在优先进行垃圾、固体废物的减量化和资源化的基础上，推行垃圾无害化与危险废弃物集中安全处置。鼓励医疗废物集中处置。对工业废渣与固体废物，贯彻减量化与资源化、无害化、稳定化的原则，进行回收利用与综合利用，环境管理部门负责管理与提供技术上的指导与支持。对

固体废物严加管理，防止有毒有害废物和医院废物混入工业废物，防止工业废物混入生活垃圾。对易然、有腐蚀性、有毒、有害固体废物、有害污泥及医疗垃圾，由作为产生者的企业或单位通过焚烧或其它方式，实现安全处理，同时要防止二次污染。