（化学工程专业论文）模拟酸雨条件下旧电器拆解垃圾溶出污染物的研究.pdf

浙江工业大学2 0 0 5 工程硕士学位论文 摘要 再循环产业是一个完整的产业链，包括了废旧物资的收集、分类、运输、拆解、回 收( 材料和能量) ，最终废物的处置，以及再生材料的生产与制备，再制造等诸多环节。 发展再循环产业就是要使上述各环节连接并协调共生。再循环产业的目标是将传统的 “废物”作为资源来看待并进行转化，以最大程度地减少向自然界索取资源。但在废旧 物资的拆解环节，存在着较为严重的环境污染问题，特别是拆解残余垃圾不仅严重破坏 了自然景观，而且垃圾中的有毒有害污染物会在雨水的淋溶作用下逐渐溶解出来，污染 周围的土壤、地表水、地下水和农作物，是一个长期的污染源。 论文在查阅文献的基础上，进行了模拟十年雨量及模拟酸雨淋溶残余垃圾实验，对 淋出液中p h 值、c o d 。油、重金属( c u 、z n 、n i 、h g ) 的含量进行分析，研冤其释 放规律。 选用十年雨量的模拟酸雨淋溶拆解残余垃圾试验结果表明：拆解残余垃圾是一个严 重的水环境有机污染源，而拆解残余垃圾的油污染也相当严重。同时，拆解残余垃圾中 有较多的碱性物质( 包括金属和金属氧化物) ，也是z n 污染源，对c u 也有较大的贡献， 但对n i 和h g 则基本无污染影响。如果加强管理，将拆解后残余垃圾中的废塑料、橡胶、 铜、铅以及未拆解的细电线再次分选和分拣，则因残余垃圾中的重金属减少而可使雨水 淋溶液中的重金属含量大大下降。 关键词：废旧电器；拆解；酸雨；淋溶 浙江工业大学2 0 0 5 工程硕士学位论文 r e s e a r c h0 1 1t h el e a c h e dp o l l u t a n t sw i t h i nw a s t e de l e c t r i ce q u i p m e n t si n a n a l o g o u sc o n d i t i o nw i t ha c i dr a i n a b s t r a c t r e c y c l a b l ei n d u s t r yi sa ni n t e g r a t e di n d u s t r i a lc h a i n ，i n c l u d i n gc o l l e c t i o n ，c l a s s i f i c a t i o n ， t r a n s p o r t a t i o n ，d i s m a n t l e d e c o m p o s i t i o n , a n dr e c l a m a t i o n ( m a t e r i a l sa n de n e r g y ) a n d t r e a t m e n to ff i n a lw a s t e s ，a sw e l la sp r o d u c t i o na n dp r e p a r a t i o no fr e g e n e r a t i o nm a t e r i a l s ， t h e i rr e p r o d u c t i o na n do t h e rl i n k s d e v e l o p m e n to fr e c y c l a b l ei n d u s t r ym e a n st oj o i nt h e a b o v em e n t i o n e dl i n k sa n dc o o r d i n a t et h e mf o rc o e x i s t e n c e t h ea i mo ft h er e c y c l a b l e i n d u s t r yi st ot r e a tt h et r a d i t i o n a l “w a s t e s a st h er e s o u r c e sa n dt r a n s f o r mt h e mt 0m i n i m i z e t a k i n gt h er e s o u r c e sf r o mt h en a t u r e h o w e v e r , s e v e r ee n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o np r o b l e m se x i t i nt h ed i s m a n t l e & d e c o m p o s i t i o ns e c t i o no ft h ew a s t eg o o d s p a r t i c u l a r l y , d i s m a n t l e d & d e c o m p o s e dg a r b a g e r e s i d u en o to n l ys e r i o u s l yd e s t r o y st h en a t u r a ls c e n e r y , b u ta l s ot h et o x i ca n dh a r m f u l c o n t a m i n a n t s ，c o n t a i n e di nt h er e s i d u e ，d i s s o l v eo u tu n d e rt h ea c t i o no ft h er a i n w a t e r t h e y a r el o n g t i m ec o n t a m i n a t i n gs o u r c e sa n dw i l lc o n t a m i n a t et h en e a r b ys o i l ，s u r f a c ew a t e r , u n d e r g r o u n dw a t e ra n da g r i c u l t u r a lc r o p s b a s e do nt h ep r e v i o u sl i t e r a t u r e ，t h ea u t h o rh a sc a r r i e do u ta n a l o ge x p e r i m e n t so nt h e t e n - y e a rr a i n f a l la m o u n ta n da c i dr a i nd i s s o l v i n gt h eg a r b a g er e s i d u e ，a n dd e t e r m i n e dt h e c o n t e n to fp h ，c o d e r , o i l ，h e a v ym e t a l ( c u ，z n , n i ，h g ) i nt h ed i s s o l v e dl i q u i d ，a n da n a l y z e d t h er e l e a s i n gr u l eo f t h e s ec o n t a m i n a n t s t h er e s u l to ft h ea n a l o ge x p e r i m e n t so nt e n - y e a rr a i n f a l la m o u n ta n da c i dr a i nl e a c h i n g o u tw a s t es h o w st h a td i s m a n t l e d & d e c o m p o s e dg a r b a g er e s i d u ei sn o to n l yas e r i o u so r g a n i c c o n t a m i n a t i n gs o u r c et ot h ew a t e re n v i r o n m e n t , b u ta l s oas e r i o u so i lc o n t a m i n a t i n gs o u r c e t h ed i s m a n t l e d & g a r b a g er e s i d u em a yc o n t a i nag r e a ta m o u n to fa l k a l i n ef i n c l u d i n gm e t a l a n dm e t a lo x i d e ) i ti sa ni m p o r t a n tz nc o n t a m i n a t i n gs o u r c ew h i c ha l s oi sc uc o n t a m i n a t e ， b u ti tb a s i c a l l yh a sn oi n f l u e n c eo nn ia n dh gc o n t a m i n a t i o n i fw es t r e n g t h e nm a n a g e m e n t ， r e - s e p a r a t ea n dr e c l a s s i f yt h ew a s t er u b b e gc o p p e ra n dl e a df r o mt h ed i s m a n t l e d & d e c o m p o s e dg a r b a g er e s i d u e ，a n dt h eu n - d i s m a n t l e dt h i nw i r e ，t h eh e a v ym e t a le x i s t i n gi nt h e g a r b a g er e s i d u ec a nb er e d u c e da n db yt h i sw a yt h eh e a v ym e t a le x i s t i n gi nt h er a i n w a t e r d i s s o l v e dl i q u i dc a nb eg r e a t l yr e d u c e d k e yw o r d s ：w a s t ee l e c t r i ca p p l i a n c e ，d i s m a n t l e & d e c o m p o s i t i o n ，a c i dr a i n ，d i s s o l v i n g 浙江工业大学 学位论文原创性声明 f7 4 s 6 2 4 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙 江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明 的法律责任。 作者签名：， 他毛 日期：钟r 月，日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在 年解密后适用本授权书。 奎、不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“j ”) 作者签名： 导师签名： 日期：沙砖年f ，月，4 日 日期：，j 年j 1 月弓。曰 浙江工业大学工程硕士学位论文 第一章引言 循环经济作为人类历史上的一种先进的发展模式，正越来越为国际社会所接受。 传统经济的发展模式是一种“资源一产品一污染排放”的单向性经济，其特征是大量 开采、低效利用、大量排放；而循环经济则倡导一种与环境和谐的经济发展模式，即 资源一产品一再生资源的模式，其特征是低开采、高利用、低排放。 循环经济的本质是运用生态学规律，通过生态经济综合规划，设计社会经济活动， 使不同企业之间形成共享资源和互换副产品的产业共生组合。使上游生产过程产生的 废弃物成为下游生产过程的原材料，实现废物综合利用，达到产业之间资源的最优配 置，使区域的物质和能源在经济循环中得到永续利用，从而实现产品清洁生产和资源 可持续利用的环境和谐型经济模式。 循环经济主要有三大原则，简称“3 r ”原则： “减量化”原则( r e d u c e ) ，以资源投入最小化为目标。针对产业链输入端 资源，通过产品清洁生产而非未端技术治理，最大限度的减少对不可再生资源的 耗竭和利用，以替代性的可再生资源为经济活动的投入主体，同期尽可能地减少进入 生产，消费过程的物质流和能源流，对废弃物的产生和排放实行总量控制。制造商( 生 产者) 通过减少产品原料投入和优化制造、工艺来节约资源和减少排放；消费群体( 消 费者) 通过优先选包装简易，循环耐用的产品，以减少废弃物的产生，从而提高整个 社会的资源物质循环率和环境同化能力。 “再利用”原则( r e u s e ) ，以废物利用最大化为目标，针对产业链的中间环 节，对消费群体( 消费者) 采取过程延续方法最大可能地增加产品使用方式和次数， 有效延长产品和服务的时间强度；对制造商( 生产者) 采取产业群体间的精密分工和 高效协作，使产品废弃物的转化周期加大，使经济系统物质能量流的高效运转， 实现资源产品的使用效率最大化。 “再循环”原则( r e c y c l e ) ，以污染排放最小化为目标。针对产业链的输出 端废弃物，提升绿色工业技术水平，通过对废弃物的多次回收再造，实现废物多 级资源化和资源的闭合式良性循环，实现废弃物的最少排放。 在循环经济的模式下，重新构建并推进再循环产业的发展是各国竟相采用的核心 对策，再循环产业是一个完整的产业链，包括了废旧物资的收集、分类、运输、拆解、 。些型竺笙篓些些些坠：一 回收( 材料和能量) ，最终废物的处置以及再生材料的生产与制备，再制造等诸多产 业环节。发展再循环产业就是要使上述各环节连接并协调共生，再循环产业的目标是 将传统的“废物”作为资源来看待并进行转化，以最大程度地减少向自然界索取资源。 以德国和日本为代表的发达国家在推进循环经济以及再循环产业发展方面已作 出表率。在一系列的法律、法规的引导和规范下，大力回收和循环利用各种废旧资源， 例如积极推进废钢铁、废有色金属、废纸、废塑料、废旧轮胎、废旧家电及电子产品、 废旧纺织品、废1 日机电产品、包装废弃物等的回收和循环利用：支持汽车发动机等废 旧机电产品再制造；对城市生活垃圾采用分类收集和分选系统以及安全处置系统，已 形成较为完善的再生资源的回收、加工、利用的产业链。 当今的工业化国家，人口仅占世界的1 5 ，而工业化过程中却消耗了世乔6 0 的能源和4 0 的矿产资源。中国资源禀赋较差，石油、铁、矿石、铝土矿的人均储量 分别为世界人均水平的1 1 、1 4 2 、7 3 。专家测算表明，中国也象美国当时那样 实现工业化，那么三个地球的资源也不够用。我国每年环境污染、自然灾害和水资源 短缺造成的经济损失累计相当于我国国民经济每年新增g d p 的8 ，加上化石能源与 矿产工业占国民经济产值的比例很高，这表明能源、资源、环境和灾害问题对我国经 济的持续增长有着至关重要的影响。 资源的使用不足已经成为我国经济发展的瓶颈。长期以来，我国经济的快速发展 是建立在大量消耗能源、原材料等资源的基础上。近年来，我国发电量以接近g d p 两倍的速度增长，但2 0 0 3 年全国依然有2 1 个省份出现不同程度的限电，钢铁工业的 快速发展导致国内铁矿石资源无法支撑，进口量突增3 0 。目前中国已成为煤炭、钢 铁、铜的世界第一消费大国，石油和电力消费世界第二大国。但我国的人均矿产资源 储量只有世界平均水平的5 8 。到2 0 2 0 年，我国4 5 种主要矿产资源只有9 种能依靠 国内保障。铁矿石、氧化铝等关系国家经济安全的重要矿产资源更将长期短缺。与资 源短缺同样不容忽视的是我国生产过程中的能源和资源利用效率低下，浪费严重。目 前中国终端能源支出占g d p 的1 3 ，比美国高出近一倍；万元g d p 能耗是日本的 9 7 倍，是世界平均水平的3 4 倍。3 3 种主要产品的单位能耗比国际平均水平高出4 6 。 到2 0 2 0 年，中国经济总量要实现翻番的目标，就必须要求我们改变现有的生产和消 费模式，发展循环经济，走资源循环的道路。 发展循环经济的主要途径包括了资源的开采阶段、资源利用阶段、产品制造阶段。 浙江工业大学工程硕士学位论文 资源的利用阶段、产品制造阶段、产品消费阶段以及废物再循环阶段，因此发展再循 环产业与发展与发展传统的以产品为核心的制造产业同样重要。再循环产业是一个完 整的产业链，包括了废旧物资的收集、分类、运输、拆解、回收( 材料和能量) ，最 终废物的处置，以及再生材料的生产与制备，再制造等诸多产业环节，而传统意义上 的废旧产品的拆解仅仅是整个再循环产业的一个环节，而且是目前较为发达的一个环 节。 建立在2 0 多年的废旧物资市场基础上的路桥拆解业，已经形成自已特有的渠道 和网络，目前已经成为华东地区乃至全国固废进口的主要拆解集散基地。从拆解业发 展的结构看，已经发展为一个包括废旧电器产品拆解、原材料加工、回收、销售、再 制造等环节紧密相连的产业链。2 0 0 3 年，路桥区整个废旧资源和废旧材料加工业对 销售收入5 0 0 万元以上工业企业的工业总产值的贡献率最大，达到1 8 8 。目前在路 桥区，经过国家环保总局批准的定点利用单位有2 2 家，年加工利用进口固废1 3 0 万 吨，回收资源总量为1 0 8 2 8 万吨，相当于整个废物处置量中8 3 3 得到了回收再利用。 从资源回收的比例看，钢铁占据首位，大约为5 8 4 ，铜占7 9 、铝占3 9 、矽钢 片占1 2 2 ，而仅仅从需要回炉的废钢产量看就达到了近4 0 万吨。我国2 0 0 3 年社会 回收的废钢为3 2 1 6 万吨，路桥占了大约1 2 ，而拆解产生的残余垃圾的比例为 1 5 2 5 。据统计，2 0 0 3 年路桥区拆解垃圾的问题大约为4 万吨。这些拆解残余垃圾 ( 约2 0 - 3 0 吨天) 的乱堆乱放，不但严重破坏了当地的自然景观，而且这些残余垃圾 中的有毒有害污染物，由于雨水的淋溶作用而逐渐溶解出来，污染周围的土壤、地表 水、地下水和农作物，是一个长期的污染源。因此，有必要对这些残余垃圾进行模拟 酸雨淋溶试验研究，定性、定量地研究其对环境的影响，为科学、合理地处理这类垃 圾，提供实验基础数据和理论依据。 浙江工业大学工程硕士学位论文 第二章文献综述与开题报告 2 1 引言 随着经济的发展，人们日益关心酸雨、臭氧层破坏、“温室效应”等大范围、全 球性的环境问题，酸雨对土壤、湖泊、河流、地下水、植被和建筑物、人体健康及至 整个陆地生态系统的影响越来越严重，特别是对森林和湖泊的危害，已成为国际纠纷 的焦点凹3 。7 0 年代以后，随着对酸雨研究的深入，人们已经认识到酸雨对陆地生态 系统的影响很大程度上是通过土壤引起的。酸雨对土壤物理、化学、生物性质的影响 受到土壤学、环境科学与生态学学者的广泛关注。以我国南方地区为中心的亚洲酸雨 区是继欧美之后的世界第三大酸雨区3 。我国酸雨主要分布在长江以南地区。而地 处江南的路桥区进口旧电器拆解业产生大量的旧电器拆解残余垃圾，这些垃圾经常被 拆解户废弃于农村的废弃地及河沟中，这些不易降解的垃圾加重了对水、壤的污染， 其内重金属元素的释放是在水溶剂( 以降水为主) 淋溶作用下在其表面进行的，而台 州地区的降水p h 5 5 的概率已达6 0 以上，属于酸雨较重地区。因此，本文采用模 拟酸雨对拆解残余垃圾进行淋溶实验，研究淋溶水中主要污染物组成、含量及对环境 的影响，是一项具有重要理论和实际意义的工作。 2 2 酸雨 2 2 1 酸雨的定义 1 8 7 2 年，英国科学家r a s m i t h 首先观察到酸性降水，并提出“酸雨”一词。酸 雨沉降是p h 小于5 6 的大气降水的总称，是大气污染的一种表现，包括干沉降和湿 沉降，通常将p h 低于5 6 的湿性酸沉降称为酸雨，它包括各种酸性雨、雾、雪、 霜等。大气中气溶胶粒子的组成和浓度对降水酸度有重要影响，由于大气中存在痕 量气体和碳酸钙，有人认为酸雨基准值范围可取在p h 4 0 至5 4 之间瞳1 ：有人却认为 大气降水是c 0 2 、s 0 2 、n o x 、有机酸及对酸的缓冲物k 、n a 、c a 、m g 、n h 3 等多因 素综合叠加的体现。因此，以p h 4 8 5 0 的降雨为酸雨 3 。 2 2 2 酸雨的化学组成 我国南方地区降水化学组成与国外比较如表1 所示c 4 3 。从表1 可以看出，我国酸 浙江工业大学工程硕士学位论文 性降水中8 0 4 2 - 浓度较高，平均值是德国的4 5 倍，美国的5 5 倍：而s 0 4 2 - n 0 3 - 比值 也较大，平均是德国的7 倍，美国的5 5 倍，充分说明我国南方降水是由煤烟型大气 污染造成的硫酸型酸雨。而美国和德国降水主要是由汽车尾气排放的n o x 造成的硝 酸硫酸混合型酸雨。然而，随着我国工业生产尤其是电力工业和交通运输业发展迅 速，耗煤量和s 0 2 、n o x 的排放量都呈上升趋势。在大中型城市和经济开发区，大气 中n o 。浓度上升较快，在南方氧化活性较强的大气中，氧化生成的硝酸进入雨水中， n 0 3 浓度影响不断增加。 表1 我国南方与国外部分地区降水中离子组成( e q l 1 ) t a b l e1t h e i o nc o m p o n e n to fr a i ni np a r td i s t r i c t so f t h es o u t h c h i n aa n da b r o a d ( pe q l l ) 项目 s o ；2 一n o 。c r ”c a 2 + m g ”n a +k + h +s 0 4 2 - n o 。备注 地区 广卅l3 9 3 ，7 73 7 0 22 8 8 52 7 4 2 41 6 2 12 2 7 2 92 1 2 32 0 5 14 3 9 71 0 6 41 9 8 9 年3 月 南宁 2 7 01 3 1 5 3 72 72 81 3 90 2 1 1 9 3i 3 5 0 42 4 6 7 1 4 7 02 7 帅1 7 5 81 9 8 9 年3 月 杭州2 0 0 2 13 2 1 0 1 7 1 8 7 85 01 1 4 81 3 5 5 61 2 1 77 ，9 35 7 5 48 ，2 41 9 9 9 3 年春 长沙2 1 5 0 02 7 7 41 8 0 31 3 9 7 21 3 1 6 7 6 6 7 1 8 2 6 1 94 41 6 75 07 7 81 9 9 1 1 9 9 6 贵阳 4 0 5 2 02 7 9 0 2 8 3 01 9 9 6 06 5 2 01 7 43 0 1 7 7 0 1 30 03 8 8 81 4 5 2 1 9 8 5 8 一1 9 8 5 8 重庆3 2 6 62 7 92 6 9 01 2 7 8 03 1 5 01 5 1 1 01 0 48 8 06 18 61 17 l1 9 8 5 8 1 9 8 68 德国柏林东部5 3 1 6 3 8 9 3 2 2 7 0 2 4 0 84 0 84 3 4 11 9 8 47 6 24 8 8 11 3 71 9 9 5 年1 1 月 美国白面山 2 8 9 52 0 6 51 1 4 4 4 9 1 2 31 3 3 10 9 6 0 4 13 1 1 01 4 01 9 9 4 年春 美国北卡罗莱纳州2 8 7 5 1 5 9 71 2 4 14 4 9 3 1 3l o 5 31 1 3 1o 8 22 8 8 01 8 01 9 9 4 年春 美国俄亥俄州 w a y n e 县7 l 4 5 3 7 4 26 2 0l o 9 83 0 42 6 4 55 0 9 0 6 66 i 4 01 9 11 9 9 4 年春 木齐立文、王文* 我国南方酸雨的主要特征。陈志远中国酸雨研究，中国环境科学出版社1 9 9 7 ：1 1 - 2 3 水木吴甫成吴君维王晓燕，等湖南酸雨污染特征，环境科学学报2 0 0 0 2 0 ( 6 ) ：8 0 7 8 0 9 表2 我国近期南、北方离子浓度与“六五”期间观测结果比较( q l 1 ) 【8 】 t a b l e2 c o m p a r a t i o n t h er e s u l t so f r a i n i o nc o n c e n t r a t i o n s i np e r i o do f t h es i x t h f 押e p r o j e e t s ! 鲤! ! 翌塑蹩! 竺! f ! ! ! ! ：! 竺兰! ! 塑! ：! ! 地点 时间 s 0 4 ” n 0 3 一s 0 ( 2 - + n 0 3 一c a p n h 4 +c a ”+ n i d + $ 丁国安等中国酸雨现状及发展趋势，科学通报，1 9 9 7 4 2 ( 2 ) ：1 6 9 从表1 和表2 可知，我国南方地区降水中主要化学组成为s o 。、n h 。+ 和c a “，其次为 n 0 。酸雨类型为典型的硫酸型酸雨，降水酸度总体上与国外接近，有的地方降水酸 浙江工业大学工程硕士学位论文 度己接近美国酸雨严重区俄亥俄州w a y n e 县水平。随着工业和交通运输业的迅速发 展，酸雨中硝酸根含量正在迅速上升。 2 2 3 酸雨的形成机理 酸雨形成主要是化石燃料燃烧产生的s o 。和n o ，等大气酸性污染物溶入雨水所致。 s 0 。和n o 。是酸雨的前体物，在大气中与氧化性物质0 。、h 2 0 。和其他自由基进行化学反 应生成气态硫酸和硝酸皿3 ：气态硫酸和硝酸在云下经雨水冲刷，进入雨水，形成酸性 降水一酸雨。 凝结成核 均竺竺f 二3 h 2 s o ；兰4 叶8 0 4 k m s o a 气态l 在题i t 颗粒物中硫酸盐 均相反应 白天警当hnono n 0 2 ， 白天；= = = 11 5 0 2 ，0 3 夜间n o + n 0 2h n 0 3 h n 0 3 h n 0 3 气态硫酸和硝酸在云下经雨水冲刷，进八陶水，形成酸性降水一酸雨 2 2 4 酸雨形成的影响因素 ( 1 ) 大气中的n h 3 和颗粒物 n h 3 是大气中唯一常见的气态碱，能与硫酸气溶胶反应生成( n h 4 ) 2 s 0 4 或 n h 4 h s 0 4 ，也因n h 3 可与大气中的s 0 2 反应从而减少s 0 2 进一步转化为酸。降水过 程中的n h 3 虽然暂时中和了降水酸度，但随雨水进入土壤后，将不同程度地发生硝 化作用生成n 0 3 并释放出一，反而促进了土壤酸化们。 大气中颗粒物主要来源于燃煤和风沙扬尘，对酸雨形成有两方面的作用：一方面 所含的金属促使s 0 2 催化氧化成酸；另一方面，对酸起中和作用n 11 2 o 湿润多雨、 植被良好的地区大气中颗粒物较少，反之亦然。因此，颗粒物对酸缓冲能力很大程度 6 土取决予生壤p h 熬辫蕊濑鬏粒勃糖校。一羧谈为，随粒径减少，s 强2 l 对c d + 的毙弼 增大，鞭毅物楚簸蒸缓洚藐力降低。 ( 2 ) 地理环境与气苏条件 6 0 年代瑞典壤科学家s ，o d e n 发现酸整涨嫩在欧瓣主鼗越踌蓬迂秽、流降，舞 霄不蘸发装豹趋势。随研究深天，认识至l 邃形、逡貌、气象条传，如各耪大气环滚、 天气系统风速、风向镣对大气污染物豹沉降、扩散、输送都肖磷切联系；在大气化学 方嚣影璃衬俸貔豹转纯遮率，在裙瓣警方覆影确蔡些耪震豹溅淹 1 2 a 另辨，太鬻舞 强耱末蒸汽浓度熬耀翔貔程遴s 0 2 匏转纯，形成黢雨懿鼹蟪沉降。我警酸鬻瓣重要影 成机制悬大气致酸污染物的局地冲刷和长距离传输3 。 ( 3 ) i 壤爆震 主壤魏质与酸慕澎成密留裰曩。大气孛颗粒物主要来滚子主壤，碱瞧主壤翡挥发 性n h 3 缀犬于酸性土壤。因此，土壤碱性物质低禽复区、土壤p h 低的地隧，往往与 酸蔫鏊萋藏。 ( 4 ) 弱鄂嚣域髓源结擒与工韭发袋程度 对不阎国家和地熙，由于局部隧城能源结构与工业发展穰艘不一，形成黻雨的前 镩耱磁率不楚。在王垃发最程褒魄较瓷翁酸剃魏送，酸囊申主蟹翳离子纯掌缀戏尧硗 酸撮、礴畿裰，其摄遨毫安是由予互披能源中含巯燃辑产生静= 氧纯硫写交遥韭尾气 中氮氧化物的影响所致，由此前体物形成的酸耐硝酸根含量缀嵩，为典型的硝酸硫 酸漫会鍪酸褥。两我强等发震孛国家麴酸覆主娶是出于熬巍含考巯燃媒产生大量二鬟 纯硫气体豹彩噙掰致，形成的酸蔼串硫酸辗含爨缀离，为典登鹩硫酸壅酸雨。 2 。3 我溪大气降拳蒸本概况 2 3 1 我鼠大气降水纯举鬻景值 我潮大气受工农她搬产活动、然澡结构豹影媲，大气污染她较严重。从我国溃洁 瓣爨点降零纯学成努熬浓度嚣菇蚤基( 表3 ) ，黄出器嚣江巢襻轰戆空气状况壤较努 而衡山釉酱陀采样点则w 见明显的污染迹象。从我国南方的3 3 个城市来看，我国降 水s 0 4 2 豫液比美蓬、爨本高2 臻，n 0 3 翼| j 路低，n i - 1 4 - b 、e 矿+ 、m 9 2 + 浓度裂比美墓 酸蔼嚣窝壅5 1 0 菇，毽魄我莺瀵涪辩熙熹黄蠡释瓣江戆德学液分骜滚度离诲多穰。 ? ：；：墼塑垄呈望拦丝坚；。：一 表3 我鏊簿承鬻景煮p 珏篷、箨瘩诬学鳃蔽浓蓬( pe r ) 及惫导搴( # s e 蠢1 ) t a b l e3t h ee l c c t r o c o n d u c t i v i 钾( us c f f ) ，c h e m i c a lc o m p o n e n ti o n sc o n c e n t r a t i o n s ( e q l l ) a n dp hv a l u eo f b a c k g r o u n dr a i ni nc h i n a 建壶转誊数豫s n o rc r 搬鼙c p 蜡+ f好 e 嚣霹弱 蠡嚣 76 0 76 2o ，3l 。l1 1 35 。l3 ，85 01 0 72 3 黄山9 16 3 3i 4 51 o1 4 71 8 61 3 51 89 , 01 3 35 71 9 5 5 - - 1 9 8 6 8 衡山3 65 9 03 8 1 o2 6 , 33 9 41 1 5 02 1 8 - 81 3 0 19 9 62 4 02 9 4 簧院 5 35 6 65 0 。32 24 t 0 03 0 1 33 8 ，27 8 。83 0 。42 2 6 ，83 2 ，2 2 3 2 我国酸雨污染概况 以往酸雨主要分布在北美和欧洲等温带地隧，其研究对象主要是这拨地区的灰化 森秫壤，且褥到了院较详缩斡磷究 ( a s m a n ，1 9 9 2 ；b a r r i e ，1 9 8 4 ；b u i j s m a n , 1 9 6 7 ；d o v l n d ，1 9 9 3 ；g a l l o w a y , 1 9 7 6 ，1 9 8 2 ) 。 近年来，随着经济豹高速发展，在东北我地区出现了世界第三大酸掰嚣，该地区 包括中阕长江以南广大遗区和台游器、朝鲜拳岛帮西本列岛，其串降求黢性最强，覆 积最大的酸雨区在中国口3 ，该地麟主要属热带溉热带湿润气候带，承受酸沉降的地带 性土壤主要为红壤、黄红壤、棕壤等酸性土壤。 “屯五”裁闽瓣我国酸雨斡研究表明，我鬣降水酸佳污染戳城市两魏蘸污染为主。 在我国麓庆市，四j i i 的金佛山、达县、宜宾、峨眉，贵州的贵阳、遵义，湖南的长沙， 梆州、洪江，江西的薄乡，广强的秘州，广东豹韶关，共宥1 3 个枣县站浏降求平均 p h 值 c d c u p b ”。而对铅锌 冶炼弃渣中有害物质的浸出研究表明，酸雨导致弃渣中重金属阳离子浸出量增高，而 低p h 条件对渣中阴离子氟和砷( 浸出液中砷以砷酸盐形式存在) 的浸出起着某着抑 制作用”。在匈牙利的p a r a d it a m a 流域，由于长达1 3 0 多年的铜矿开采，2 亿多吨 的尾矿在酸雨作用下使重金属从尾矿中淋滤出来，随淋滤液进入地下水和地表水，严 重恶化了水系水质，甚至不能作为灌溉用水c “ mo 在酸性条件下对封闭矿区重金属污 染土壤进行浸泡和淋溶实验，结果表明c u 、n i 和p b 等重金属的渗漏水平主要依赖 于酸溶液的p h 值”。 2 4 2 酸雨对矿山废水中重金属污染化学过程的影响 重金属在水环境中的迁移能力和生物有效性与其化学形态和含量有关。在含较高 n h 4 + 及s 0 4 2 浓度的稀土矿山水系环境中，n h 4 + 的存在容易引起c u 、z n 、c d 的再生 污染，不利于c u 、z n 、c d 从水相向固相转化，c u 在此水系中主要以水溶态存在， 而p b 受影响较小。虽然在此研究中没有涉及酸雨，但酸雨中较高含量的s 0 4 2 及n h 4 + 对重金属的环境化学行为具有重要的影响旺1 。 铁矿、煤矿等尾矿中含硫较高，堆积于排土场后经常年物理、化学和生物作用， 产生大量酸水，s 0 4 。含量高达2 2 0 0 0 - 2 8 0 0 0 p p m ，该酸水p h 值可达2 5 3 0 ，重金属 离子种类多、含量高阻如，酸沉降作用进一步加重了这些金属矿酸性废水的处理难度。 2 4 3 酸雨对污泥等固体废物中重金属污染化学过程的影响 浙江工业丈学工穗磺士学位论文 缓豢垃圾、海水污泥、工照鬻凌等遮弱髑孛戆重金簇污染阕题麓是主壤臻壤 研究的一个重点。如爱尔兰2 2 被分析的士壤( n = 2 9 5 ) 麓金属含量假超过了爱尔兰 法律规定的适合污水污泥投放簧浓e 4 5 3 0 因此，污泥土地利用对植物熏金属含量的影 稳楚主壤重金霾嚣染磁究匏核。玉溺踅之一；巍羧毒 二条终下，壤孛耋众壤懿迂移、渗 漏能力和生物活设增强。而在土壤中重金属遇过土壤迁移藏要由土壤可溶性有机络合 剂和土壤优先流径两个独立的影响因素所控制。v i n c e n t 镎在分别加入外源无机和肖 瓿终念重金震薅凝下，透过塞然主壤柱窥久菇壤柱怼魄嶷验臻究tc d 、z n 、c u 、 p b 在土壤中的迁移行为，结果发现在自然土壤柱中以有机络合形式加入的重金属流 出产嫩一个峰值，c d 、z n 、c u 、p b 相应的鼯分率依次为3 0 、2 6 、2 8 、2 7 ， 与霪众藕戳无爨承溶滚热天豹漆溶壤琵耀毙，c d 、z n 耀瑾豹滚窭跨浓度免3 0 张 2 3 ，而c u 、p b 仪为1 5 和1 2 。然而，税所有人为土壤柱中，无论霞金属是以觅 机水溶液形式还是脊机络合态形式加入，土壤吸附了所有加入的重金属。但也有许多 硬变袭爨，污混等鬻褒逮裁瘸蓐重金嚣懿下穆终焉莠琴麓显晰曩4 8 ；s l o a n 等入 ( 1 9 9 8 ) 研究了污水污泥土地投放1 6 年后熏金属的质置平衡，其中c d 、c r 、c u 、 n i 、p b 、z n 的投放量分别为2 5 、1 4 l 、1 2 7 、4 3 、1 7 3 、3 4 8 k g h a 1 ，用1 t o o l 几。h n 0 3 终撬联麓，在o - 3 0 c m 静屠孛蠢嚣素懿鏊毅攀分爰秀1 1 2 、5 9 、1 1 9 、1 1 4 、1 0 2 、9 7 ， 迁移嫩3 0 4 5 c m 深度的量很小( 0 1 0 ) 。如果土壤结构中存在大的下渗通道或大孔 隙通道( p r e f e r e m i a lf l o w p a t h s ) ，即使环境馘化并不严重，污泥中重垒属亦可能会引 起圭| 蠹下永污染阕爨，m n 、c o 纛褰荔下移i s l ；锚，遮下永孛c d 耱n i 兹会慧超遘了联帮 饮用水标准( o 0 0 5 、o 1 0 m g l 1 ) c s 3 1 。这些结果寝明实验室内人为土壤校淋溶实验远落 低估了野外重金属的迁移情况：光论重金属怒以无机水溶憾离子还是有机络合离子形 式避入鸯然壤中，蠡然壤涮嚣饶先藏篾胡燕掬速重鑫满在壤孛下渗行尧。 谶一步的研究发现，重金属在植物体内的积累具有平裔效应。d u d k a 等人( 1 9 9 6 ) 研究了p b z n 冶炼厂灰渣农田廉用( o 2 。6 8 娃n l _ 2 ) 对 乍物吸收的关系，在土壤淄 染邑卡分严重( c d 3 。2 1 0 6 m g k g 酊1 ，p b l 4 6 3 4 5 2 m g k g 1 ，z n 4 6 5 - 1 1 3 7 5 m gk g - 1 ) 主 壤上种植的大麦( 嶷粒、麦杆) 以及蓝草( m e a d o wb l u e g r a s s ) 、红三叶萆( r e d c l o v e ) 、 土豆中的c d 、p b 、z n 浓度都较低；金属浓度最高的最土豆块茎、蓝革及麦杼中。 植鹈审e d 、z n 的暇牧萄戳嗣y 5 ，( b c u p b ；通过模拟计算，砂壤中重金属的下渗迁移能力远大于壤 质土壤和粘质土壤；由于供试土壤为中性或碱性土壤，尽管土壤中的活性z n 、c d 含 量很高，但渗漏量很低：c u 、p b 在土壤中的迁移能力则很差【5 6 1 。 2 5 路桥区再循环产业分析 2 s 1 路桥拆解业的历史演替 路桥区的拆解业起步于7 0 年代末8 0 年代初，当时主要以拆解国内的固体废物为 主，而且主要是以企业和个体加工户为主的形式。路桥以手工、加工业发达而出名。 当时乡镇企业众多，个体加工遍及每家每户，在路桥区区域内当时没有各类原材料生 产企业，加之也没有国家计划供应指标。因此，为解决原材料短缺的问题，搜集和粗 加工各类废旧物资进行再利用就成为当地乡镇企业和个体加工户的一个主要渠道。随 着拆解的不断发展，逐渐形成了具有一定规模的废旧物资交易市场，主要交易品种有 电器、废旧设备、废电缆、废有色金属、废金属原料、废塑料原料等。到9 0 年代初 已经具有相当的规模，年废旧物资交易量已达到1 0 万吨以上。到9 0 年代后期逐渐转 向于拆解进口固废，而且拆解量迅速增加，拆解的品种主要有废旧电机、废变压器、 废电缆、废五金电器。到2 0 0 3 年，路桥区累计拆解的废旧物资已经达到6 2 0 万吨， 而且在台州市以及路桥区政府的大力整治规范中，逐渐走向园区集中拆解为主的新模 式。 2 5 2 当前路桥区拆解业结构、规模 路桥区现有国家环保总局批准的第七类废物定点利用单位2 2 家，2 0 0 2 年共拆解 废物大约1 0 0 万吨，其中由定点利用单位拆解6 4 6 万吨。在拆解的废物中以电机为 主，其实际利用量点总量的8 0 6 4 ；废电线最少，占0 9 6 ；其它包括五金和电器 类，拆解后主要以钢铁为最多，占总量的7 7 6 4 ；塑料最少，占2 4 4 。 2 0 0 3 年进口废物总量为1 3 0 多万吨( 海关进口数据) ，其中主要为废电机和废五 金电器，废物拆解后，废钢铁约占7 0 、铜铝占1 5 、矽钢片占3 、其它占9 1 1 、 残余垃圾大约3 。2 0 0 4 年进口废物总量为1 3 1 6 万吨( 国家环保总局数据) 。 实际上不同的拆解企业的拆解废物有所侧重，例如齐合天地公司是园区内最大的 1 2 浙江工业大学工程硕士学位论文 拆解企业，2 0 0 3 年共拆解废物1 6 万吨，其主要以电机拆解为主，大约占8 0 ，其它 五金类废物占2 0 ，而路桥顺吉物资有限公司则是6 0 为五金类，3 0 为电机，另有 3 为变压器，其它电器类和电缆大约为7 。 而从废料的进口国看，电机主要来源于欧洲，而五金类和其它有色金属主要来源 于日本。而电线电缆则主要来源于国内市场。 2 5 3 拆解总量估算 目前的统计数据来源于台州海关及台州环保的路桥辖区内拆解企业的数据，而实 际上进入路桥辖区内的拆解废物有很大一部分是上海、宁波、台州其它市县的进口废 物，据多家企业老总说，路桥区实际的拆解量要远远大于统计数据。估计总体拆解量 的4 0 来源于其它途径，也就是说大约总量为2 0 0 万吨。即统计数据仅仅只有实际处 理量的6 0 左右，因此需要对实际的处理量进行分析和估算。 通过对多家企业调研，均说明拆解产生的残余垃圾的比例为1 5 2 5 。2 0 0 3 年， 路桥区共运输拆解残余垃圾7 2 0 0 车，每车平均5 0 吨，共运送了3 6 万吨拆解垃圾。 还有1 0 分散的拆解垃圾没有纳入环保局的垃圾运送系统。因此，2 0 0 3 年路桥区拆 解垃圾的总量大约为4 万吨，按照平均的垃圾产生比例2 计算，路桥区2 0 0 3 年路桥 区拆解垃圾的总量大约为4 万吨。按照平均的垃圾产生比例2 计算，路桥区2 0 0 3 年的实际拆解量应该为2 0 0 万吨，非常接近备企业的诘算。 表42 0 0 3 年路桥区废物拆解及构成表 浙江工业大学工程硕士学位论文 2 5 4 拆解业物流分析 路桥区的拆解业的物流分析及其资源回收效率的分析需要对不同的拆解工艺进 行实地调查和系统模拟。为此，要对电机、变压器、电缆电线、五金和电器等不同类 型的拆解企业进行实地调查，以下工艺数据主要来源于有关公司的调查结果。 ( 1 ) 废电机拆解过程物流分析 从表4 知道，电机是整个路桥拆解业的主要对象，2 0 0 3 年共拆解电机8 3 2 万 吨，