污泥中有哪些污染物 山寨环保何时休——也谈污泥处置为何停滞不前 拒绝污泥污染的权利——一场健康与利益的法律
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污泥中有哪些污染物

时间:2019-03-30 16:32来源:未知 作者:admin 点击:

 

污泥中有污染物。污染物有害健康。

 

上面两句话,只是从性质上陈述了一个简单事实,想来业内人士均无异议。但污泥中污染物的类型、浓度、致病机理、污染途径、对人类健康和自然环境的损害如何,目前尚不为大众所知。

 

随着生活水平的提高,国民的环境维权意识已渐渐苏醒。对二噁英的恐惧和抗议活动,使国内一大批垃圾焚烧项目搁浅或步履维艰。近来爆发的什邡钼铜项目、启东王子造纸尾水排海项目大规模抗议事件,预示着环境问题已成为一个亟待重视解决的社会问题引爆点。

 

无论污水尾水、废气、垃圾还是污泥,都是可能引发环境问题的污染源。从污染当量看,污泥的问题并不比垃圾小,甚至可以说,这种污水处理所形成的浓缩物质,其污染程度有时候可能比垃圾的危害还要大。

 

垃圾由于其五颜六色的外观、千奇百怪的形状,以及令人作呕的气味,很少会被成千吨地大规模弃置在环境中;而污泥不然,黑色或深褐色的外观,类似泥土的形状,令人作呕但难以描述的气味,常常被大规模弃置在河湖、堤岸、沟壑、田地中。高含水率的特点,使得污泥中的污染物可能被雨水冲入水体,通过土壤污染地下水,散发的气味和挥发性有机物会污染周边空气,当然,还会造成局部土壤的污染物浓度提高。从这个角度看,较之垃圾,污泥对环境所产生的危害看似更为隐形,实则更为直接、更难治理消除。

 

人们可能会问:污泥真的有这么重要的污染吗?

 

回答是肯定的。抛开纯粹的工业污泥不谈,仅就城镇污水处理厂所产生的市政污泥而言,其潜在的污染能力不容小觑。生活在当代社会,城镇居民生活所涉及的方方面面,都会将各种各样的污染物带入污水中,而污水中污染物的绝大部分又都被凝缩在了污泥中。

 

生活中的食品、药品中携带的各种重金属、农药残留、难降解有机物会随人类排泄物进入污水;穿衣和梳妆打扮所消费的各种日用化工品如香水、洗涤剂、护理用品中的有机化合物会被洗入水中;人居环境中,洁厕灵、空气清新剂、杀虫剂、油漆、溶剂中的各种有机化合物的归宿仍然是水;各种交通工具排放的废气以及轮胎磨损所释放的污染物,最终也还是被雨水冲刷到下水道中。

 

间接服务于城镇居民生活的各种市政设施,也会将各种污染物排入城市的污水管道:采暖设施燃料燃烧释放的废气,城市垃圾收集转运和处理过程中产生的渗沥液,电池腐蚀后流出的电解液,火电厂的燃烧废气,焚烧厂的废气,废旧变压器的废液,医院和牙科诊所排入下水道的消毒水,……

 

 

 

关于污泥的污染性质,尚无比较全面的科普文章。笔者孤陋寡闻,但考虑到这个问题的重要性,从本文开始,准备就此话题进行一番“研究”。这里的所谓“研究”,其实只是对一些国外政策、研究文献的学习和思考而已。

 

对污泥污染物性质的研究,目前做得最好的应该说是美国。

 

美国环保署(以下简称USEPA)曾经多次对污泥中的污染物进行定向调查分析。1982年他们第一次对40个城市污泥中的优先污染物及其浓度进行了研究。

 

1988年进行的全国污泥普查(NSSS)是历史上规模最大的一次。USEPA准备了一个50页的问卷,对479个国有市政污水处理厂的污泥处置方法进行了详细调研;此外,在来自208个污水处理厂的污泥样本中,选择了176个进行详尽的化学分析检测,调查了411种污染物在污泥中的浓度。

 

此次调查的信息成为美国制定关于污泥处置的503法规时的依据。第一轮(Round One)立法,对土地利用规定了10种重金属和致病菌控制指标,焚烧规定了8种排放指标,该法案于1992年颁布执行。

 

根据水污染防治法(CWA) 405d)项的要求,USEPA每两年还对现行污泥处置法规进行一次评估,以确定是否需要引入新的有毒污染物控制指标。

 

按照1996年第二轮(Round Two)分析的技术背景报告(Technical Support Document for the Round Two Sewage Sludge Pollutants),被调研的411种分析物中,10种(全部是重金属)做出了检测要求,33种被列入某些大的化合物类(如二噁英类)进行重新评估,254种未检出,69种的检出率低于10%(在176个样本中的出现频率),45种的检出率高于10%15种的检出率高于10%但缺乏毒性有害性文献支持,只有30种的检出率高于10%且有毒性、有害性文献的支持。这样,被列入第二轮分析目标的是31种物质(增加了1种未在411清单内容上的物质)。

 

这就是说,411种被检测的目标中,有157种分析物被证明存在于污泥中。

 

2001年进行了一次针对二噁英类物质在污泥土地利用中风险的调研。这次调研的结论是二噁英类物质普遍存在于污泥中,但量和危害尚无需对现有立法进行修改限制。

 

 

 

20091USEPA公布了一份最新的《定向全国污泥调查报告》(Targeted National Sewage Sludge Survey Overview Report, 缩写TNSSS),这次调查与1988年普查不同的是,增加了一些特定有机污染物调查对象。

 

这次调研的污泥采样来自随机选取的、分布在全美35个州的74个国有污水处理厂,这些污水厂的处理规模都在每天100万加仑(约3785立方米)以上,该规模以上的污水厂约有3337座,占全美16255座(USEPA网站数据)国有市政污水厂总数的21%,但污水处理能力占总污水量的94%

 

分析的样本采集于2006年和2007年,共采集有效样本84份,涉及各种形态、处理深度、含固率的污泥。分析物为145种,包括四个阴离子(亚硝酸盐/亚硝酸盐、氟化物、水解磷),28种金属,4种多环芳烃,2个半挥发性物质,11种阻燃剂,72种药品,25种激素和类固醇。

 

研究中采用了高度精密的仪器,如液体化学分析中采用的色谱质谱联合分析(LC / MS / MS),检测本身极其复杂。检测的结果如下:

 

全部样本中均发现了阴离子;

 

27种金属存在于所有84个样本中,只有1种金属(锑)存在于72个样本中;

 

六个半挥发性有机物和多环芳烃中,4个至少存在于72个样本中,1个存在于63个样本中,1个存在于39个样本中;

 

- 72种药品中,3种存在于所有84个样本中,9种至少存在于80个样本中,有15种药品未在任何样本中发现,还有29种药品所发现的样本数少于3个;

 

- 25种类固醇激素中,3种存在于所有84个样本中,6种至少在80个样本中被发现。只有1种激素未在任何样本中发现,还有5种的存在少于6个样本;

 

所有的阻燃剂,除了1种外,在所有样本中都存在。

 

这就是说,在145种被分析目标中,有129种被证实存在于污泥中。

 

 

 

笔者在本文中不拟对上述检测的结论及其检测方法进行深入讨论,而仅限于讨论这些报告所带给我们的知识和启发。有以下问题值得关注:

 

 

 

一、关于数据的正确解读

 

对检测报告的解读需要特别的知识,但一个最基本的要求是审慎、科学的态度。该报告多次对此提出警示。它指出:

 

1)所调研污染物的确定,并不代表USEPA对其有特别的担忧。标靶的选择,是出于不同的原因,而非对该污染物的浓度和有害性已有特别的考虑。

 

2)数据的解读,以及在技术报告中所报道的结果,并不意味着任何分析物的浓度已引起EPA的特别关注。

 

3)待测的分析物也不一定意味着其在污泥中的存在就一定对人类健康或环境产生不利影响。

 

4USEPA尚未对污染物的致病机理和可能做出评估。

 

5)在得到确定的结论之前,不会有新的立法限制污泥的农用。

 

USEPA之所以再三提出解读的警示,在于不希望人们对这些数据做出片面、不正确的解读和使用,从而造成恐慌心理和畏惧,有碍于目前已颁布执行了20年的污泥处置政策的继续。

 

 

 

二、污泥中污染物的存在具有必然性,而了解污染物的存在具有偶然性

 

对污泥中污染物的研究是一个定向调查。所谓定向调查,就是确定了被调查的分析物,根据该物质的特性和检测方法,定量分析其存在;如果未确定该分析物,也未采用合适的检测手段,这些污染物的存在是不可能被发现的,也就是说,如非有意、巧合,人们可能根本不会知道这类物质的存在。

 

 

 

二、分析物数量——污染物总数庞大

 

USEPA上述几次检测分析报告显示,分析物的确定具有一定的偶然性和随意性。对目标分析物本身的了解就很难做到全面、完整。

 

根据美国化学协会(CAS)的数据,目前记录在案的有6700万种无机和有机化合物,6300万种排列,每天还要登记15000个新的化合物(CAS网站)。

 

自上世纪四十年代以来化学工业的高速发展,使得大量新的化合物(其中绝大部分是有机化合物)被发明、制造出来,用于各种领域产品的生产,如农药、杀虫剂、医药、日化、石化产品等。这些化学物质中有相当一部分(有的是数十年后才被发现)是有害于人类健康的,如DDTDES等。从环境角度,它们可分为:重金属、持久性有机污染物、环境持久性制药污染物、多环芳烃、挥发性有机化合物、环境外来物质等。目前还无法详列这样一个完整的清单,一些组织和机构所列举的已被确认为有害健康的物质已有成百上千种,但还远不是全部。

 

目前USEPA所进行的多次检测,即使不考虑其中的重复类型,分析物总数顶多600多种,其中可被确认在污泥中存在的物质恐怕已超过300种。

 

 

 

三、检测分析的技术难度非常高而昂贵

 

大多数污染物的检测要求采用非常复杂、昂贵的技术手段,检测实施的难度大,因此成本也会很高。根据有关报道,二噁英一项的检测成本就是数万人民币,我们有理由相信,一个样本、一套数百种分析物的完整检测,没有十万人民币恐怕是做不下来的。而能够付得起钱,一次能够实施几十个、上百个样本检测的机构,能够找到而且找全具备所需各种检测能力的实验室,恐怕在全世界也没有几个国家能够办到。

 

 

 

四、污染物浓度与污泥检测结论的代表性

 

不仅仅由于其昂贵的分析检测成本,也由于极端专业的操作、人员、装备和检测时间等各方面问题,要实现对污泥污染物进行常规化分析或大范围普查,显然是不可能的事。基于此,对污泥样本的选择,污泥样本的代表性,也成为可被诟病的问题之一。

 

根据TNSSS的抽样情况看,样本数是有局限性的。全美16255个污水厂中,仅选择处理规模中等以上的3337个污水厂为抽样对象,其中只有74个厂被随机选取,占合格对象的2.2%,占全美污水厂的0.46%

 

众所周知,由于污泥性质根据来水情况变化,也根据季节变化,甚至也受到周边工业类型和事故性条件的影响,同一个厂的污泥构成就会有极大的差别。这一点,在TNSSS报告中不难看出,同一种分析物在全部样本中的浓度差别普遍在1-2个数量级以上。这种数据的分析结果,根据所选择的统计方法,会有很不同的解释。说到底,不同污泥的最终构成有极大差别,检测的污染物浓度以及由此导出的结论也可能会有极大的不同。

 

 

 

五、对检测结果的分析、定性定量研究以及与此相关的立法、标准修改尚需时日

 

分析物的确定和检测分析只是环境安全性评价的第一步。第二步是对这些分析数据的解读,即环境安全评价。503法规公布执行于19931月,但根据1988年的普查所实施的环境安全评价迟至10年后的20026月才由USEPA委托美国科学院属下的国家研究所{National Research Council (NRC) of the National Academy of Sciences (NAS)}完成(参考USEPA出版物《污泥暴露和有害物质扫描评价技术背景文件》Technical Background Document for the Sewage Sludge Exposure and Hazard Screening Assessment, 2003.12)。

 

环境安全评价是需要根据人类对这些污染物污染途径、剂量、受污染人群、牲畜、食物链的特点,判断其毒性、危害性。2009TNSSS调查的该项研究目前尚未完成。

 

 

 

总之,作为污泥处理处置的从业者,笔者以为应该抱着实事求是的态度认识到污泥的潜在危害,并以科学的理念来考虑污泥的处理处置问题:

 

1  市政污泥是城镇污水污染物汇聚、凝缩之集大成,其构成十分复杂,可能具有已知全部类型的环境污染物:重金属、持久性有机污染物、环境持久性制药污染物、多环芳烃、挥发性有机化合物、环境外来物质等,此外还有大量的病原菌、病毒等,甚至还可能混入核废物(放射医学)。污泥不加任何处理的弃置、不合理的处置都可能对人类健康和环境造成不可恢复的破坏和影响。

 

2  随时间、地点、生活水平的差异,污泥构成变化极大,污染物的构成也会有很大不同,污染物浓度也会有高低之分,危害性也会有所区别;在特定的处置条件下,有的可能会在环境的可承受范围内,有的则会超出。

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