生活垃圾热解焚烧灰渣中微塑料与重金属的共存特性

摘要

微塑料与重金属的污染在生态环境研究领域中正备受关注.随着城镇人口的增长,生活垃圾的产量不断增加,垃圾密闭限氧热解焚烧目前正成为我国广泛应用的垃圾处理方式.垃圾中的各种废弃塑料制品经热解焚烧后裂解可能成为微塑料颗粒(＜5mm)而进入灰渣,而垃圾中含有重金属的废弃物经焚烧后也可能释放重金属到灰渣中.本研究通过采集垃坡热解焚烧后的灰渣样品、其周边环境中的淋溶土、表层土等样品进行分析测定,对垃圾热解焚烧灰渣中的微塑料与重金属(Cu、Cd、Pb、Zn、Cr)含量及其形态特征进行分析,评价垃圾热解焚烧灰渣中产生的微塑料与重金属可能对环境造成的潜在危害.结果表明,(1)五种重金属元素在三种不同类型的样品中均有不同程度的积累,根据地积累指数结果除Cd的污染等级为中度外,大多数重金属污染等级为轻度或无污染,不同种类的重金属其存在形态的百分比也有较大差异,五种重金属元素有效态所占比例依次为Pb(88.27％)＞Cd(73.48％)＞Zn(55.69％)＞Cu(38.8％)＞Cr(38.02％).0(2)各样品中微塑料的平均丰度达到129.22n/kg(每kg干重土壤中微塑料的数量),类型及其比例主要为碎片类(38.5％)、薄膜类(17.6％)、纤维类(26.7％)和发泡类(17.2％);微塑料的颜色具有多样性,主要颜色及比例为黑色(29.4％)、白色(12.2％)、透明(20.8％)、蓝色(12.4％)、红色(25.3％)等五种;不同粒径大小微塑料丰度所占比例分别为:＞5mm(11％)、2.5-5mm(13％)、1-2.5mm(19％)、0.5-1mm(24.2％)、≤0.5mm(32.8％),随着微塑料粒径的减小,微塑料丰度在各类样品中的数量呈增加趋势.(3)通过扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)发现微塑料表面总体具有边缘撕裂痕迹明显、表面有较多的突起、但划痕较少的特点,5种重金属(Cu、Cd、Pb、Zn、Cr)在其表面均有吸附.(4)相关性分析结果表明,垃圾热解焚烧后灰渣中的微塑料与重金属具有一定的相关性,不同特征的微塑料和重金属含量间的相关性具有一定差异,其中黑色微塑料、＜0.5mm粒径微塑料与大多数重金属元素间存在着显著相关性(p＜0.05).