12.3　炉渣堆雨水径流的环境质量分析

12.3　炉渣堆雨水径流的环境质量分析

经走访发现，各采样炉渣处理厂炉渣堆放点地面多未全面铺设不透水下垫面，在暴雨或者是其他强降水的冲刷下，炉渣堆渗水中混有大量污染物质，随雨水一起流入集水沟渠、下水道或渗入地表土壤中。这些尚未处理的含有污染物质的渗水也被称为“雨水径流”，它们有时会经过城市排水系统排入溪流、江河、海湾，导致区别于工业废水、生活废水这类点源污染的大面积面源污染。

在发达国家，点源污染基本得到了控制，雨水径流带来的非点源污染已成为水体污染的主要因素。中国雨水径流的污染问题也很严重，在太湖、滇池等重要湖泊，非点源污染已成为水质恶化的主要原因之一。随着城市化发展过程中对点源污染治理的逐步重视，雨水径流污染负荷的比例还会逐步上升。焚烧炉渣在焚烧厂或处理厂难以避免雨水的浸淋，目前并没有明确炉渣堆产生的雨水径流的环境品质，也没有相关规范和环保法规来规定这一雨水径流是按工业污水还是按市政雨水进行管理。本部分内容重点分析炉渣雨水径流的环境质量，参照污水环境质量控制指标中常规监控的几种检测项目，具体如下：

（1）重金属是径流中极为常见的污染物，在环境污染方面所说的重金属主要是指Hg、Cd、Pb、Cr以及类金属As等生物毒性显著的重元素。由于重金属难以被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，对周边环境造成严重污染，最后进入人体。

（2）溶盐包括氯化物和硫酸盐，溶解性氯化物和硫酸盐在河流水体系统中是广泛存在的，雨水径流中硫酸盐主要来源是工业活动，它排放SO2进入雨水、化学肥料、合成洗涤剂、生活污水等。溶解性硫酸盐随降水到达地面以后，破坏土壤结构，降低土壤肥力，对水系统产生不利影响，若进入饮用水中，会对人体造成危害。

（3）pH值是水溶液最重要的理化参数之一，凡涉及水溶液的自然现象、化学变化以及生产过程都与pH值有关，因此，在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH值。pH值反映了炉渣雨水径流的酸碱程度。

（4）化学需氧量（CODcr）是以K2 Cr2 O7作为氧化剂测量水样中需要被氧化的还原性物质的量，是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数。它反映了水体受还原性物质污染的程度，该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。

（5）五日生物需氧量（BOD5）是一种用微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标，一般指5天内好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，主要用于监测水体中有机物的污染状况。

（6）水质色度是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标，产生颜色的原因是由于腐殖质、有机物或无机物质溶于水而造成。

（7）悬浮颗粒物是指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等，是地表径流最基本的污染物，其含量是衡量水污染程度的指标之一。悬浮物是造成水浑浊的主要原因。水体中的有机悬浮物沉积后易厌氧发酵，使水质恶化。中国污水综合排放标准分3级，规定了污水和废水中悬浮物的最高允许排放浓度，中国地下水质量标准和生活饮用水卫生标准对水中悬浮物以浑浊度为指标作了规定。

（8）营养元素包括总氮、氨氮、总磷。水体中的营养元素过多是造成水体富营养化的主要因素。营养元素若随雨水径流进入河流系统中造成水体富营养化，会对河流系统中的生物造成严重的危害。

（9）游离氯是指水中投氯，接触一定时间后，水中所残留的有效氯。水中游离氯主要来源于饮用水或废水中加氯消毒，用以杀灭或抑制微生物以及电镀废水中加氯分解有毒的氰化物。在加氯消毒过程中，常会产生过量的游离氯，这些过量的氯不仅影响水的口感和气味，而且能够与水中某些有机物反应生成一系列具有致畸、致癌、致突变“三致”效应的氯代烃类，危害人体健康。因此监测水中游离氯的含量，控制和减少消毒副产物已成为特别关注的课题。准确、快速而有效地测定游离氯含量，对于水质的监测和评价、饮用水安全、人体健康及生态安全都具有重要意义。

为了全面地研究生活垃圾焚烧炉渣堆放点雨水径流的环境特性，本部分研究选择了三个不同地区炉渣堆放点的雨水径流进行取样，如图12-4所示。取样过程按照《大气降水样品的采集与保存》（GB 13580.2—1992）执行：①采样瓶准备：在实验室将500 mL采样瓶经10％硝酸溶液浸泡24 h后，用超纯水（电阻率＜18.25 MΩ·cm）反复冲洗采样瓶使之达到中性（pH值为7）；再加一定量超纯水振荡，用离子色谱法检测水中的Cl-，若和超纯水相同，即为合格；然后晾干封盖，常温下保存于干净柜子中备用。②样品采集：2018年3月—2018年4月，分别在炉渣堆放点周围均匀设置5个取样点采集雨水径流，采集时间均是在雨后48 h内，晴天，采集对象为雨水沟渠内径流，该径流未接触其他污染源。用预先准备好的取样瓶采集雨水径流样品，滤去漂浮物后保留取样量约1L，及时送至检测实验室进行预处理和测定分析。

样品预处理：①将雨水样品经0.22 μm滤头过滤，用滤后液润洗10 mL离心管2遍。②取2 mL滤后液置于离心管中并滴加0.1 mL优级纯硝酸液。③用超纯水（电阻率不大于18.25 MΩ·cm）将离心管中水样定容至10 mL。

将预处理好的雨水样品分别标号为C-y、X-y、J-y如图12-5所示，对样品中如上所述的项目进行检测分析。其中，重金属的检测采用加拿大PerkinElmer公司制造的ELAN DRC-e型电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS），指标检测下限为0.001 μg/L。检测结果如图12-6、图12-7及表12-2所示，并将这些数据与国标《污水排入城镇下水道水质标准》中排入城镇下水道的水质控制项目限值（A级、B级、C级）和《地表水环境质量标准》分别进行对比。