城市固体废弃物修复研究进展

侯蕾 廖浩源 范占煌

摘 要：随着我国城市化的快速发展，城市固废产量飞速增长，其大量堆积不仅占有大量土地、污染环境，还影响城市面貌，严重制约城市可持续发展、新农村建设和乡村振兴产业发展。为了能促进城市固体废弃物修复工作，本文综述了城市固体废弃物在重金属（重金属形态研究，螯合剂处理和钝化剂处理）、好氧堆肥浸提技术处理、开发新产品和对植被影响研究等方面的研究进展，同时还结合本公司在城市固体废弃物治理工作经验，提出了修复治理城市固体废弃物的意见和建议，认为有较大吸附能力、一定经济价值和观赏价值的植物是最佳的修复植物。

关键词：城市固体废弃物；重金属；生物炭；植物修复

中图分类号：S565.4  文献标识码：A

Abstract：With the rapid development of urbanization in China，the output of urban solid waste increases rapidly.Its large accumulation not only occupies a large amount of land and pollutes the environment，but also affects the urban appearance，which seriously restricts the sustainable development of urban areas，new rural construction and the development of rural revitalization industries.In order to promote the restoration of urban solid waste，this paper summarizes the urban solid waste in heavy metal（heavy metal form research，chelator treatment and passivator treatment），aerobic compostingextraction technology，development of new products and the influence on vegetation research progress，also combined with the company in the urban solid waste management experience，put forward the opinions and Suggestions of restoration of urban solid waste，that a large adsorption capacity，certain economic value and ornamental value is the best repair plants.

Keywords：municipal solid waste;heavy metal;biochar;phytoremediation

城市固體废弃物是城市日常生活中产生的固体废物及生活垃圾［1］，主要来自居民家庭、商业、餐饮业、市政环卫及给排水处理污泥等。近年来，固体废物产量随着城市化的快速发展而飞速增长，年增长6.2%，2019年高达21147.30万［2］。城市固废堆积问题已成为阻碍城市可持续发展的重要因素，如占用农田、破坏农业生产及地貌、植被、自然景观等；有害成分通过地表径流可进入土壤破坏土壤结构、造成地表水污染；还可引起爆炸、接触中毒、腐蚀等特殊损伤；甚至还可能通过动植物间接对人体健康造成危害，如重金属污染等；已成为当前我国大多数城市面临的一个突出问题，且已处理的固体废弃物垃圾90%以上都只是进行简单填埋［3］，有较大的安全隐患和泄露风险。城市固体废弃物污染主要包括重金属污染（电子垃圾、废弃染料等含有重金属的生活垃圾导致）、周边土壤及地下水环境污染（长期此地下水均存在致癌风险）和恶臭空气污染（甲硫醇和丙硫醇等硫系物导致），随时可能会对居民生活环境、人身安全带来危害，严重影响我国居民健康及新农村建设和乡村振兴工作进程。

因而，如何正确认识城市固体废弃物的危害，及时做好修复工作是当前改变城市面貌、土壤修复工作的重点及热点所在。本文综述了城市固体废弃物的来源、危害及当前的修复工作研究进展，同时还结合本公司的相关工作经验，提出了一些意见和建议。

1 城市固体废弃物处理相关研究

1.1 重金属处理

1.1.1 重金属形态方面的研究

王庆鹤等［4］对贵州某垃圾填埋场及其附近农田土壤进行分析发现，垃圾填埋场及其附近农田土壤中Cd、Cr和Zn平均值超标（GB 156182018）；Cd主要为弱酸溶态和残渣态，Cr、Pb、Mn主要为还原态，Zn和Cu为残渣态；农田土壤重金属综合污染1个采样点为中度污染；生态风险较大的是Pb、C'r、C'd、Mn等重金属。

1.1.2 螯合剂处理

连江县某垃圾填埋场因存在电池等重金属污染物而超标（GB 168892008）；因而在回填之前，应拌入水性丙烯酸系列螯合剂，使重金属污染物螯合稳定化，避免对土壤及地下水造成重金属污染［5］。

1.1.3 钝化剂处理

杨思培等［6］以CaO和NaH2PO4作为钝化剂处理陈腐垃圾腐殖土，在淋溶试验中，5%CaO和5%NaH2PO4处理，Zn累计释放量分别减少了88.71%、50.29%，Cd累计释放量分别减少97.06%、59.38%；10%CaO和5%NaH2PO4处理对陈腐垃圾腐殖土Zn中钝化效果最好，使腐殖土中有效态Zn分别减少了93.5%和37.9%；施用CaO和NaH2PO4两种钝化剂改变了陈腐垃圾腐殖土中官能团的结构，部分官能团与Zn和Cd结合形成稳定化合物，使活性态Zn和Cd向稳定态转化，能有效防止腐殖土中Zn和Cd对环境的潜在危害；CaO是钝化陈腐垃圾腐殖土中Zn和Cd的优良钝化剂。

1.2 好氧堆肥—浸提技术处理

韩凤等［7］以某生活垃圾填埋场腐殖土为研究对象，采用好氧堆肥—浸提技术进行腐殖土中可溶性盐类、有机质、重金属的有效处理，探究不同措施下腐殖土的处理效果，腐殖土中C/N为25∶1后，添加45L微生物菌液，以1∶1体积比添加浸提剂，浸提8h，重复2次，清水再浸提1次后，腐殖土能满足《绿化种植土壤》（CJ/T 340—2016）标准。

1.3 开发新产品

1.3.1 资源化利用途径研究

郑康琪等［8］以填埋龄期23～37a、粒径<15mm腐殖土为对象，发现随着填埋龄期增加，腐殖土特征粒径d50和d10呈现减小趋势，比重明显增大，并在30a后趋于稳定；腐殖土中有机质含量（18.1%～19.1%）、氮磷钾含量、浸出液pH值（7.26～8.30）及电导率（1.08～2.51mS/cm）等指标均满足现行《绿化用有机基质》要求；腐殖土中重金属Cu、Zn、Cd、Cr含量均超出国家现行《土壤环境质量农用地土污染风险管控标准（试行）》《绿化种植土壤》和《绿化用有机基质》的标准要求，内梅罗综合污染指数高达15.48～17.95，属于重度污染类型，且重金属主要富集在粒径＜2mm的细颗粒，可采用微生物诱导碳酸盐沉淀等技术处理；处理后的腐殖土可作为园林绿化、填埋场覆盖以及废弃矿山修复的绿化土层。

1.3.2 制作生物炭

生物炭可用于渗滤液处理、覆盖垃圾填埋场和制作可渗透反应墙等［9］，可有效去除填埋场中的有机物及重金属含量，降低甲烷、VOCs和H2S等恶性气体排放量［10］，有良好的治理效果。

Ashiq等［11］发现，木质、壳类、粪污等城市固废为原料的生物炭比表面积及孔隙率更大，在污染物的吸附和去除能力更强［12］，鸡粪等城市固体废弃物制备的生物炭比表面积较大；以果木等原料制备的生物炭具有较大的孔隙度［13］，且含碳量明显高于普通生物炭［12］；基于城市固废的生物炭包括O、H、N和S等多种无机元素［14］。

1.4 对植被影响研究

矿化垃圾腐殖土可增加土壤总孔隙度、毛管孔隙度，提升土壤饱和含水量和田间持水量，降低凋萎系数，提高土壤中砂粒和湿稳性团聚体含量；矿化垃圾腐殖土在绿化应用时添加质量分数应为25%～50%，垃圾堆肥在50%以下［15］。

林学瑞等［16］研究发现，垃圾填埋场内土壤的盐分、含水量、有机质、重金属和填埋气含量均远高于对照土壤；填埋场的植被以草本植物为主、灌木为辅，其中先锋植物是类芦、加拿大飞篷和胜红蓟；土壤养分、重金属和填埋气是影响植被恢复的制约因素。

聂磊等［17］研究封场超过5a的广州市番禺区会江村的垃圾土和添加土壤改良剂（生物质焦+磷灰石）对植物生长及抗逆性的影响，发现垃圾土处理明显增加黄金香柳、花叶栀子花等植物叶片的电导率和MDA含量，增加植物质膜透性和膜脂过氧化程度，最终减少植物生物量的积累，抑制生长；添加土壤改良剂可较明显地缓解垃圾土对黄金香柳、花叶栀子花、红花玉芙蓉叶片质膜伤害、提高植物的抗逆性、改善植物的生长活性；垃圾土生长环境下垂枝红千层、角茎野牡丹、花叶夹竹桃生长良好。

2 意见和建议

综上所述，针對城市固体废弃物的治理工作，结合中节能大地环境修复有限公司和遂昌县环境卫生服务中心在该方面的工作经验，提出以下意见和建议：

（1）治理工作宜早不宜晚，因城市固体废弃物成分复杂，不仅重金属含量超标，还富含各种有机、无机盐及恶臭气体，对居民生活环境甚至生存都带来较大影响，尤其是严重影响儿童的身体健康和生命安全；因此相关治理修复工作越早开展越好，付出的人力物力等经济成本越少，对社会的环境危害、居民的日常生活等带来的不利影响越小。

（2）从经济角度和经营可持续性等角度考虑，宜选用修复作用较强、抗逆能力强、生物量较大的植物，如对重金属吸附能力强的蜈蚣草［18］、东南景天［19］等；同时还可选用有一定经济价值和观赏价值的作物，如油料作物——向日葵、油菜［20］等。

结语

城市固体废弃物是城市日常生活中产生的固体废物及生活垃圾，近年来随着城市化的快速发展，城市固废产量飞速增长，已成为阻碍城市可持续发展的重要因素。本文综述了固体废弃物处理在重金属（重金属形态研究，螯合剂处理和钝化剂处理）、好氧堆肥—浸提技术处理、开发新产品和对植被影响研究等方面的研究进展，结合本公司在城市固体废弃物治理工作经验，认为城市固体废弃物治理工作宜早不宜晚，有较大吸附能力、一定经济价值和观赏价值的植物是最佳的修复植物。

参考文献：

［1］许艺.城市固体废弃物污染治理分析［J］.中国资源综合利用，2019，37（3）：136138.

［2］中华人民共和国生态环境部.2019年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报［Z］.中华人民共和国生态环境部，2019.

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［6］杨思培，郭世文，郭婧婷，等.CaO与NaH2PO4对陈腐垃圾腐殖土中Zn和Cd的钝化效果［J］.环境化学，2021，40（6）：17331740.

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［8］郑康琪，陈萍，邱钰峰，等.生活垃圾腐殖土物化性质及资源化利用途径——以浙江省某高龄期填埋场为例［J］.中国环境科学，2022，42（7）：32543264.

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基金项目：国家重点研发计划“场地土壤污染成因与治理技术”专项——“固体废物填埋场地土壤污染风险管控与净化技术”（2018YFC1802305）

作者简介：侯蕾（1987— ），女，汉族，浙江遂昌人，本科，工程师，从事固体废弃物治理研究。

*通讯作者：范占煌（1980— ），男，汉族，福建永定人，硕士，高级工程师，从事环境污染修复技术研究。