1.2　固体废物的污染及其控制

1.2.1　固体废物的特点和特征

（1）“资源”和“废物”的相对性　由固体废物定义可知，它是在一定时间和地点被丢弃的物质，是“放错地方的资源”。因此，此处的“废物”，具有明显的时间和空间的特征。

（2）成分的多样性和复杂性　固体废物成分复杂、种类繁多、大小各异，既有无机物又有有机物，既有非金属又有金属，既有无味的又有有味的，既有无毒物又有有毒物，既有单质又有合金，既有单一物质又有聚合物，既有边角料又有设备配件，其构成可谓五花八门、琳琅满目。 

（3）危害的潜在性、长期性和灾难性　固体废物对环境的污染不同于废水、废气和噪声。它呆滞性大、扩散性小，它对环境的影响主要是通过水体、大气和土壤进行的。其中污染成分的迁移转化，如浸出液在土壤中的迁移，是一个比较缓慢的过程，其危害可能在数年甚至数十年后才能发现。从某种意义上讲，固体废物，特别是危险废物，对环境造成的危害可能要比废水、废气造成的危害严重得多。

（4） 污染“源头”和富集“终态”的双重性　废水和废气既是水体、大气和土壤环境的污染源，又是接受污染物的环境。固体废物则不同，它们往往是许多污染成分的终极状态。例如一些有害气体或飘尘，通过大气污染处理技术最终被富集成废渣；一些有害溶质和悬浮物，通过水处理技术最终被分离出来成为污泥或残渣；一些含重金属的可燃固体废物，通过焚烧处理将有害金属浓集于灰烬中。但是，这些“终态”物质中的有害成分，在长期的自然因素作用下，又会流入水体、进入大气和渗入土壤中，成为水体、大气和土壤环境污染的“源头”。许多固体废物因毒性集中和危害性大，暂时无法处理，对环境和人类健康有很大的潜在威胁。

固体废物的这些特点和特性决定了其对环境和人类的危害性及危害途径，同时，人类也可以此为依据对其进行有效的控制和管理。 

1.2.2　我国固体废物污染

1.2.2.1　我国固体废物产生情况

经济不断增长，生产规模不断扩大，人类需求不断提高 ，随之而来的是固体废物生成量也不断增加。表1-3为我国近几年（2011～2015年）工业固体废物及危险废物产生量的统计数据，由表可知，我国一般工业固体废物近五年的产生量增速明显放缓，个别年份甚至略有减少，但危险废物的年产生量总体仍呈上升态势。

注：数据来源于国家环境保护部《2015年环境统计年报》。

1.2.2.2　我国固体废物污染现状

总体来说，我国固体废物污染情况已经得到初步遏制，但形势依然严峻。主要表现在：一般工业固体废物产生量不再大幅增长，综合利用率连续数年稳定在60%～63%；全国城市生活垃圾无害化处置率从2007年的62%大幅提升至2015年的91.8%；但另一方面，工业固体废物处置能力明显不足，大部分危险废物处于低水平综合利用或简单贮存状态，农村环境卫生明显下降，农村固体废物污染问题日益突出，垃圾围城的状况十分严重。中国堆存的垃圾至少85%被掩埋在农村，其产生的含重金属、细菌等的渗滤液严重污染土壤和地下水。

我国工业固体废物综合利用和垃圾无害化情况具有一定的地域性，见表1-4，各部分地区的经济发展水平为主要影响因素。

注：数据来源于国家统计局环境统计数据（2014年）。

1.2.3　固体废物污染途径

固体废物在一定条件下会发生化学的、物理的或生物的转化，对周围环境造成一定的影响，如果采取的处理方法不当，其中的有毒有害物质就会通过环境介质——大气、土壤、地表或地下水进入生态系统，破坏生态环境，甚至通过食物链等途径危害人体健康。

通常，工矿业固体废物和电子垃圾等所含化学成分能形成化学物质型污染；人畜粪便和有机垃圾是各种病原微生物的滋生地和繁殖场，能形成病原体型污染。化学型污染的途径见图1-2；病原体型污染的途径见图1-3。

1.2.4　固体废物污染危害

鉴于固体废物的特点和特性，其对环境和生态的污染主要表现在以下几个方面。

（1）污染水体　不少国家把固体废物直接倾倒于河流、湖泊、海洋中，甚至以海洋投弃作为一种处置方法。固体废物进入水体，不仅减少江湖面积，而且严重影响水生生物的生存和水资源的利用，投弃到海洋中的废物会在一定海域范围内造成生物的死区。

（2）污染大气　固体灰渣中的细粒、粉末经风吹日晒产生扬尘，污染周围大气环境。粉煤灰、尾矿堆放场遇4级以上风力可剥离1～41.5cm，灰尘飞扬高度达20～50m，在多风季节平均视程降低30%～70%。固体废物中的有害物质经长期堆放发生自燃，向大气中散发出大量有害气体。长期堆放的煤矸石中如含硫量达1.5%即会自燃，达3%以上即会着火，散发大量的二氧化硫。多种固体废物本身或在焚烧时会散发毒气和臭味，恶化环境。

（3）侵占土地　固体废物如不加利用则需占地堆放，堆积量越大，占地越多。截至2014年底，我国仅大宗工业固废的累计堆存量就已经超过240亿吨。我国许多城市在市郊设置垃圾堆场，也侵占了大量农田。

（4）污染土壤　固体废物堆置或垃圾填埋处理后经雨淋，渗出液及沥滤液中含有的有害成分会改变土质和土壤结构，影响土壤中的微生物活动，妨碍周围植物的根系生长。一般，受污染的土地面积往往大于堆渣占地的1～2倍。城市固体垃圾弃在城郊使土壤碱度增高、重金属富集，过量堆置后会使土质和土壤结构遭到破坏。一般的有色金属冶炼厂附近的土壤里，铅含量为正常土壤中含量的10～40倍，铜含量为5～200倍，锌含量为5～50倍。这些有毒物质一方面通过土壤进入水体，另一方面在土壤中发生积累而被植物吸收，毒害农作物。

（5）影响环境卫生　目前我国城市粪便无害化处理率不到50%，多数只是经过化粪池简单处理就被直接排放，粪便也得不到妥善处置。而且医院、传染病院的粪便、垃圾也混入普通粪便、垃圾之中，广泛传播肝炎、肠炎、痢疾以及各种蠕虫病（即寄生虫病）等，成为严重的环境污染源。

（6）对人体的危害　生活在环境中的人，以大气、水体、土壤为媒介，可以将环境中的有害废物直接由呼吸道、消化道或皮肤摄入体内，使人致病。美国的腊芙运河（Love Canal）污染事件就是一个典型的事例。20世纪40年代，美国一家化学公司利用腊芙运河废弃的河谷填埋生产有机氯农药、塑料等产生的残余有害废物2万吨。10多年后在该地区陆续发生了一些如井水变臭、婴儿畸形、人患怪病等现象。经化验研究，当地空气、用作水源的地下水和土壤中都含有六六六、三氯苯、三氯乙烯、二氯苯酚等82种有毒化学物质，其中列在美国环保局优先污染清单上的就有27种，被怀疑是人类致癌物质的多达11种。许多住宅的地下室和周围庭院里渗进了有毒化学浸出液，于是迫使总统在1978年8月宣布该地区处于“卫生紧急状态”，先后两次近千户被迫搬迁，造成了极大的社会问题和经济损失。

1.2.5　固体废物污染控制

面对日趋增多的固体废物，如果处理不当，势必造成严重的环境污染和重大的经济损失，所以一定要对其进行严格的控制和管理。根据固体废物的特点和特性，对其进行污染控制主要从两个方面着手：一是控制固体废物的产生，即“源头控制”；二是综合利用废物资源，即资源化利用。主要措施有以下几项。

（1）采用清洁的生产工艺　“清洁生产”是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。该定义包含了两个全过程控制：生产全过程和产品整个生命周期全过程。 

对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料和能源，淘汰有毒有害的原材料，在全部排放物和废物离开生产过程以前，尽最大可能减少它们的排放量和毒性。如无氰电镀工艺取代氰化物电镀工艺，从源头淘汰有毒氰化物的使用；流化床气化加氢制苯胺工艺代替铁粉还原工艺，避免了铁泥废渣的产生，固体废物排出量减少99.8%，还大大降低了能耗，真正实现节能减排。

对产品而言，清洁生产旨在减少产品整个生命周期过程中从原料的提取到产品的最终处置对人类和环境的影响。通过采用清洁生产工艺、选用可再生材料、生产质量高和使用寿命长的产品来实现。

（2）发展物质循环利用工艺　传统的物质生产是一种“原材料—产品—污染排放”单向流动的线性过程，其特征是高开采、低利用、高排放。在这种工艺中，对物质的利用是粗放的和一次性的，物质经过一次生产过程就成为废物被抛弃，进入环境中。与此不同，物质循环利用倡导的是一种与环境和谐的生产模式。它要求生产过程组成一个“原材料—产品—再生资源”的反馈式流程，第一种产品的废物，可以被资源化利用成为第二种产品的原料，第二种产品的废物又可成为第三种产品的原料，依此类推，经过多个流程，最后只剩下少量废物进入环境中，其特征是低开采、高利用、低排放。所有物质和能源都能在这个不断进行的物质循环中得到合理和持久的利用，该生产工艺对自然环境的影响可以降低到尽可能小的程度。

（3）开发资源综合利用技术　世上本没有废物，只有“放错地方的资源”，开发废物资源的综合利用技术具有很重要的战略意义。高炉水渣制水泥和混凝土，高炉重矿渣作骨料和路材，利用磷膏石制造半水石膏和石膏板，粉煤灰制备化肥，煤矸石发电等等，都是废物资源化利用的典型例子。再如，硫铁矿烧渣、废胶片、废催化剂中含有Au、Ag、Pt等贵金属，只要采取适当的物理、化学熔炼等加工方法，就可以将其中有价值的物质回收利用。

（4）进行无害化处理与处置　有害固体废物通过焚烧、热解、氧化-还原等方式或利用改进技术等，改变废物中有害物质的性质，可使之转化为无害物质或使有害物质含量达到国家规定的排放标准。

塑料在传统的焚烧处理过程中会产生大量有毒气体，污染环境。而利用现有成熟的焦化工艺和设备大规模处理废塑料，使废塑料在高温、全封闭和还原气氛下转化为焦炭、焦油和煤气，使废塑料中的有害元素氯以氯化铵可溶性盐的方式进入炼焦氨水中，不产生剧毒物质二英（dioxin）和腐蚀性气体，不产生二氧化硫、氮氧化物及粉尘等常规燃烧污染物，彻底实现废塑料大规模无害化处理和资源化利用。目前该技术已实现商业化。