当前世界环境

介绍

快速的工业化产生了大量的工业废物和有害污泥，对环境造成了严重的威胁。印度和其他发展中国家危险废物的主要来源包括国内通过不同工业单位产生的废物和作为原材料进口到该国的废物。对印度有色金属工业的固体废物管理进行的一项研究提到，威胁环境的危险二次锌废物和其他工业废物的水平令人震惊。¹

危险废物是指如果处理、储存、运输或处置不当，由于其质量、浓度或物理、化学或传染性，可能导致死亡率增加或严重疾病，或对人类健康或环境构成潜在危害的固体废物或固体废物的组合。²在过去几十年里，印度的工业生产增长了近五倍，目前有500多家大中型化学和相关工业在运作。^3.本研究涵盖了位于印度西部的二次锌工业产生的工业废料，产生约5000 TPA的废饼。

众所周知，用于农业应用的农药和除草剂的生产会产生有害/有毒的废物。同样，磷肥工业的氟化物废物和副产品也产生有害的有毒废物。家庭危险废物来源包括冶金废料、第二工业过程废饼、有毒油漆、溶剂、腐蚀性清洁剂、电池、药品等。这些废物污染土壤和地下水，并通过重金属渗透到土壤和天然水源中，对自然生态系统产生不利影响。^3.

有害化学品/有毒废物主要通过工业、农业、家庭和运输途径排放到环境中，造成空气、土壤和水污染。污染物的主要人为来源与采矿和金属生产、金属开采、化石燃料燃烧、煤矿开采、传统建筑材料的生产、化学和药品、化学肥料的使用、城市和工业废物倾倒、焚化炉和其他专门倾倒地点有关。⁴受到特别威胁的地点是那些已经环境超载和没有自由吸收能力的地区、地下水较浅的地区和多孔土壤地区。

制造不同的计算机部件涉及许多工业过程，导致产生液体废物。印刷电路板产生的废电镀液中含有金属盐，计算机芯片的生产使用酸、腐蚀性化学物质和溶剂。用于电子传输的光纤和铜线以及用于包装和宣传的磁盘、纸张和照片也会产生有害废物。

在印度，与危险废物管理有关的概念日益出现，并正在进行审查和改进。印度政府在1986年《环境保护法》的支持下，通过新德里环境部颁布了1989年《危险废物(管理和处理)规则》。该规则通过修订修订为2002年危险废物(M&H)修订规则。根据收到的进一步建议并考虑到各种新方法，印度政府通知了2003年危险废物(管理和处理)规则，并建议在附表1中修改产生危险废物的过程清单。它还提到了二次生产和/或使用产锌污泥和压滤饼，锌粉/粉尘/撇除在列表中。⁵

危险废物分类

出于安全原因，需要对危险废物进行特征和分类，以确保不相容的废物得到识别和单独处理。在废物收集和实验室分析过程中，可以使用相对简单和廉价的测试方法对废物进行分类。决定废物是否属于危险废物的四个主要特征是:可燃性、腐蚀性、反应性和萃取电位(EP)毒性[5]。现将其阐述如下:

可燃性

如果固体废物的代表性样品是含有少于50%的水和少于24%的酒精的液体，并且闪点小于60，则该固体废物表现出可燃性的特征^oC。

腐蚀性

如果固体废物的代表性样品是水，pH值小于等于2或大于等于12.5或液体，并且在温度为55的情况下以每天大于6.35毫米(0.25英寸)的速度腐蚀钢，则固体废物表现出腐蚀性的特征^oC。

反应性

反应性废物是指在正常情况下极不稳定，有爆炸或释放危险气体倾向的废物。测试反应性的标准方法目前还不存在，只能列出它们的物理特性。如果废物的代表性样品通常不稳定，容易经历剧烈变化而不变质，与水剧烈反应并与水形成潜在爆炸性混合物，则固体表现出反应性特征。

EP毒性

EP毒性是衡量废物浸出有毒化学物质的可能性。如果某一特定废物的提取物中任何重金属的浓度高于2003年《危险废物(m&h)规则》所规定的允许限度标准，则该废物被视为有毒。⁵

材料与方法

TCLP测试于1968年被美国环境保护署(USEPA)采用，作为EP毒性测试的替代品。TCLP亦被广泛用于评估废物稳定化的成效。在本试验方法中，将废料粉碎至粒径小于9.5 mm，与弱乙酸(pH 4.93)作为萃取液，以液固比20:1混合，在旋转萃取器中以30转/分、22转的转速搅拌18小时^oC。⁶样品用0.6-0.8µm玻璃纤维滤纸过滤，滤液定义为TCLP提取物。该提取物被用于分析各种危险废物成分，包括废物中感兴趣的重金属。

结果与讨论

二次锌废饼为中性，pH值约为6.3，颗粒密度约为2.4 gm/cc。水分含量在24% ~ 35%之间变化。废饼主要由锌、铜、锰、铅和铁组成，是样品中主要的重金属。

粒度分析

对旋转真空过滤机收集的危险废物(废饼)进行干燥处理，并采用标准筛和激光粒度分析仪(Malvern make)进行粒度分析。结果表明:废样中粘土颗粒占总重的20%，粉砂颗粒占总重的52%;

x射线衍射分析

x射线衍射分析采用飞利浦1710型衍射仪，在40kV和20mA下使用CuK辐射和镍滤波器。利用矿物粉末衍射文件JCPDS和ASTM衍射数据对矿物相进行了鉴定。在废样品中发现的主要峰是含锰石膏的峰₂O_3.还有石灰的痕迹。

TCLP测试

采用Millipore make Zero顶空萃取器(ZHE)进行浸出性试验。样品在旋转搅拌器中搅拌18小时以提取二次渗滤液。在50 psi压力下，以冰醋酸和NaOH溶液为萃取液，pH为4.93，得到一次和二次提取物。⁶用日立make原子吸收分光光度计对所得渗滤液中不同重金属进行了分析。废样分析结果如下:

固化是向危险废物中加入足够数量的固化材料，使材料凝固并被封装的过程。稳定化是一种使用添加剂的过程，通过将废物及其有害成分转化为一种形式，以尽量减少污染物在环境中的迁移速度并降低毒性水平，从而减少废物的危险性质。已经提出了许多技术，通过破坏化学键的过程来解毒废物，从而将毒性降到最低。

据报道，每年大约产生50万吨铅锌渣，这些渣可以作为制造波特兰矿渣水泥的混合成分使用高达45%。⁷这表明该废饼具有不同用途的再利用潜力。

表1.1:重金属浓度 在废蛋糕里 点击这里查看表格

表1.2:重金属浓度 废饼TCLP提取物中 点击这里查看表格

结果表明，不同的粘结剂如粉煤灰、粘土及其组合剂按一定的比例对危险二次锌废弃物进行了包封处理。结果表明，废饼中重金属的浸出特性在固化稳定的团块中得到抑制，从而转化为无害的废物形式。

结论

危险废物的特性和分类是危险废物管理的一个重要方面。二次锌提取过程产生的废饼属于2003年危险废物(M&H)规则附表1。利用TCLP试验对危险废物进行表征，确定可浸出的有毒元素，并采用不同的粘结剂对危险废物进行固化和稳定。新材料为锌废饼的安全利用和处置提供了良好的选择。

致谢

作者非常感谢CSIR-AMPRI Bhopal主任允许开展这项工作，并为研究工作提供了设施。

参考文献

1. 李建军，张建军，李建军，中国有色金属工业固体废物管理研究进展，资源管理与回收，42 (2):99-120,Elsevier出版社(2004)。
2. LaGrega m.d.， Buckingham P.L.和Evans j.c.，危险废物管理，Mc-Graw Hill国际版(1994)。
3. 有毒和危险废物处理-印度的观点，Nag P.J，化学工业新闻，1027-1029(1996)。
4. 斯坦利E.马纳汉，环境化学基础，第二版，刘易斯出版社(2001)。
5. 危险废物(管理和处理)规则，印度政府环境和森林部，通知日期为20^th2003年5月(2003)。
6. 毒性特性渗滤液程序，Millipore信息手册(2000)。
7. 水泥制造业工业固体废物利用评估，中央污染控制委员会报告，MoEF，新德里，(2006)。
8. S. Katanyoon, W. Naksata, P. Sooksamiti, S. Thiansem和Orn-Anong Arquero。东方J。化学．28(1): 373-378(2012)。