一、危險(xiǎn)廢棄物的定義及危害
各個(gè)國家及組織對(duì)危險(xiǎn)廢物有不同的界定。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)將危險(xiǎn)廢物定義為:具有化學(xué)、毒性、爆炸性、腐蝕性對(duì)人、動(dòng)植物及環(huán)境有害的廢物(放射性除外);世界衛(wèi)生組織則將危險(xiǎn)廢物界定為:除生活垃圾與放射性廢物之外,因數(shù)量、物理化學(xué)性質(zhì)、傳染性等特性,在未作出正確處理、存放和處理的情況下,會(huì)對(duì)人類健康和環(huán)境帶來嚴(yán)重危害的廢物;在我國,危險(xiǎn)廢物是指被納入國家危險(xiǎn)廢物名錄或經(jīng)國家鑒定具有危險(xiǎn)廢物特性的廢物。
鑒于危險(xiǎn)廢物具有毒性、易燃性、腐蝕性、傳染性等特性,它對(duì)空氣、水源及土壤會(huì)造成較大污染,同時(shí)還可通過各種方式破壞生態(tài)環(huán)境,危及人類健康。概括而言,危險(xiǎn)廢物的危害大體可表現(xiàn)在下列兩個(gè)方面:第一,破壞生態(tài)環(huán)境。任意排放或貯存危險(xiǎn)廢物,既占用了大量的土地資源,又給周圍環(huán)境、土壤及水體等帶來一定程度上的污染,使該地的環(huán)境功能等級(jí)下降,其對(duì)生態(tài)環(huán)境所帶來的危害是不可估量的。第二,危險(xiǎn)廢物,對(duì)人類的健康有很大的影響。危險(xiǎn)廢物中往往含有多種有毒、有害成分,通過直接接觸、呼吸等各種傳播渠道,均可被人體所吸收,并對(duì)人類健康埋下巨大的隱患,很多長(zhǎng)期中毒或致癌等疾病,均是由重復(fù)接觸危險(xiǎn)廢物引起。
二、全球危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生情況
不同國家由于其經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀、工業(yè)結(jié)構(gòu)、法律法規(guī)等國情的不同,危險(xiǎn)廢棄物的產(chǎn)生情況也不一樣,圖1列舉了英國、愛爾蘭、德國三國在1995~2009年的危廢產(chǎn)生情況,其他國家的詳細(xì)數(shù)據(jù)見附錄。圖2顯示了2011年全球危廢產(chǎn)生情況,由圖中可以看出歐洲和北美洲是危廢最大產(chǎn)出地。
三、美國危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生現(xiàn)狀及處理現(xiàn)狀
美國在1896年開始實(shí)施的《緊急計(jì)劃和社區(qū)知情權(quán)法》(Emergency Planning and Community Right to Know Act,EPCRA)第313章規(guī)定,企業(yè)有義務(wù)減少有毒化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響和必須向公眾披露有毒化學(xué)物質(zhì)的相關(guān)信息。1990年美國頒布的《染防治法》(The Pollution Prevention Act,PPA)規(guī)定企業(yè)如果使用超過規(guī)定量的有毒化學(xué)物質(zhì),就必須每年匯報(bào)其對(duì)有毒廢物的處理情況。據(jù)此,美國環(huán)保署建立了一個(gè)名為《有毒物質(zhì)釋放清單》(Toxics Release Inventory,TRI)的數(shù)據(jù)庫來收集、整理、統(tǒng)計(jì)、分析并向社會(huì)公布這些企業(yè)報(bào)的相關(guān)數(shù)據(jù)。截止到2010年,TRI 收錄了全美超過20904家工業(yè)企業(yè)的大約650種(類)的有毒廢物管理數(shù)據(jù)。每年,這些企業(yè)必須向美國環(huán)保署匯報(bào)其在有毒廢棄物管理方面的做法,以及包括回收利用、熱能回收、化學(xué)安全處理和最終排放量有毒廢棄物的數(shù)量和比例。為了紀(jì)念EPCRE實(shí)行25周年,美國環(huán)保署公開發(fā)表了一篇2001~2010十年TRI數(shù)據(jù)的總體分析報(bào)告《2010 Toxic Release Inventory National Analysis Overview》。這篇報(bào)告由20904家企業(yè)提供數(shù)據(jù)。
報(bào)告顯示,2010年這些企業(yè)在生產(chǎn)過程中將39.3億磅的有毒化學(xué)品排入空氣、土壤等環(huán)境中,比2009年增加了16%;EPA分析這主要由于2010年采礦行業(yè)增加了43%,化學(xué)企業(yè)增加了19%以及原生金屬增加了19%。在這39.3億磅有毒化學(xué)品中,89。6%(35.2億磅)就地排放;其中24%(8.6億磅)被排入空氣中,7%(2.3億磅)被排入水中,62%(22億磅)被排入土壤中,7%(2.3億磅)被注入地下。如圖3所示。
剩余10.4%(4.1億磅)被排放在廠區(qū)之外;其中包括2.6億磅(63%)被注入底下和填埋場(chǎng)中。另外報(bào)告還對(duì)比了2001年、2009年和2010年不同處置方式,數(shù)據(jù)如圖4所示。但是由于TRI收錄的公司數(shù)量每年都在發(fā)生變化,所以這些數(shù)據(jù)存在一定的局限性。
圖4 美國企業(yè)2001年、2009年以及2010年危險(xiǎn)廢棄物不同處置方式比較圖
另根據(jù)美國環(huán)保署資料顯示,有毒廢棄物主要產(chǎn)生于七大行業(yè),2010年,大約有92%的有毒廢棄物排放來自于危險(xiǎn)廢物管理業(yè)、食品煙草業(yè)、造紙業(yè)、金屬冶煉業(yè)、化工業(yè)、電力工業(yè)和金屬采礦業(yè),詳細(xì)如圖5所示。其中,金屬采礦業(yè)是排放大頭,占全部企業(yè)排放量的四成。
圖5 2010年美國各工業(yè)有毒廢棄物排放比例
美國危險(xiǎn)廢物處理的主流技術(shù)主要有回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)、高溫蒸汽滅菌處理技術(shù)、微波技術(shù)和化學(xué)反應(yīng)技術(shù)等。
回轉(zhuǎn)窯焚燒處理技術(shù)是將廢物經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)處理(分類混合、按性質(zhì)和熱值配伍等),再將廢物和輔助燃料加人傾斜的回轉(zhuǎn)窯的高端。隨著回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn),廢物逐漸通過回轉(zhuǎn)窯并被氧化或粉碎,灰渣在窯體的低端排放并收集。排放的廢氣需要進(jìn)行脫酸和除塵處理,飛灰在填埋前進(jìn)行固化處理。回轉(zhuǎn)窯焚燒處理技術(shù)可以處理任何危險(xiǎn)廢物,在美國超過的危險(xiǎn)廢物(占總量的近1/3)是經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯焚燒處理后,再進(jìn)行填埋處置的。該技術(shù)可以處理固體、液體和氣體狀態(tài)的工業(yè)廢物和生活廢物。對(duì)處理不同性質(zhì)的廢物具有明顯的優(yōu)越性,同時(shí)也存在著投資大等缺陷。
高溫蒸汽滅菌處理技術(shù)是利用高溫高壓蒸汽消滅細(xì)菌的最常用的一種方法。蒸汽在高溫高壓下具有穿透力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),在103kPa、121℃條件下,維持20min,能殺滅一切微生物。高溫滅菌法是一種簡(jiǎn)便、可靠、經(jīng)濟(jì)、快速和容易被公眾接受的滅菌方法。高溫蒸汽滅菌處理技術(shù)主要用于處理感染性廢物,是美國醫(yī)療廢物處理的主流技術(shù)(美國醫(yī)療廢物的90%是用高溫蒸汽滅菌處理)。其設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)是在通常的高溫蒸汽滅菌設(shè)備上應(yīng)用了前后抽真空技術(shù),密封包裝的醫(yī)療廢物在高溫滅菌之前抽真空,可以增加蒸汽對(duì)醫(yī)療廢物的穿透性,使高溫蒸汽充分與廢物接觸達(dá)到徹底滅菌的作用;滅菌后抽真空,可將處理后的廢物濕度降低,達(dá)到于燥廢物和驅(qū)除異味的作用。高溫蒸汽滅菌處理技術(shù)與回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)相比具有占地面積小、投資少、對(duì)感染性廢物的處理效果明顯的特點(diǎn),而且操作相對(duì)簡(jiǎn)單,人員不需正規(guī)培訓(xùn);但不能處理病理性和動(dòng)物肢體等有機(jī)組織危險(xiǎn)廢物、化學(xué)危險(xiǎn)廢物、液態(tài)危險(xiǎn)廢物,而且存在氣味污染問題等缺點(diǎn)。
物化法處理技術(shù)是通過對(duì)不同性質(zhì)的危險(xiǎn)廢物采用相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)技術(shù)或溶劑萃取的物化技術(shù),將危險(xiǎn)廢物轉(zhuǎn)化為非危險(xiǎn)廢物,單一工業(yè)危險(xiǎn)廢物或性質(zhì)相近的化學(xué)廢物常采用這種處理方法。工業(yè)企業(yè)還可以應(yīng)用此法處置自身產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物。物理化學(xué)法處理技術(shù)主要以CleanHarbor環(huán)境服務(wù)公司為代表的集中處理系統(tǒng)。主要是處理有機(jī)醫(yī)藥廢液、含油廢液、各類酸堿廢液等液體危險(xiǎn)廢物和其他固態(tài)危險(xiǎn)廢物,同時(shí)還處理多氯聯(lián)苯。物化法處理技術(shù)的特點(diǎn)是用物理化學(xué)的方法進(jìn)行處理,clenaHabror公司自行研制的對(duì)液體二氧化碳的回收循環(huán)使用的專利技術(shù)使物化法具有更大的優(yōu)勢(shì)。物化法處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)廢物處理的專業(yè)化,針對(duì)不同的廢物類型采取相應(yīng)的最有效的處理方法,從而達(dá)到“一把鑰匙開一把鎖”的作用。物化法處理技術(shù)具有針對(duì)性強(qiáng)、回收利用價(jià)值高的優(yōu)點(diǎn);但專用設(shè)備多、設(shè)備通用性差,不能處理病理性和動(dòng)物肢體組織等危險(xiǎn)廢物,而且處理成本較高。
微波處理技術(shù)是利用微波增濕加熱物體內(nèi)部,使醫(yī)療廢物中攜帶的各種致病菌和感染體等消滅。該技術(shù)通過使醫(yī)療廢物抽真空、破碎等方式達(dá)到廢物減量化。工藝過程為廢物進(jìn)人裝料器注人高溫蒸汽,通過高效空氣微粒濾芯和活性炭濾芯防止有害氣體逸出,裝料器中注汽后的廢物再輸人碎料器破碎(包括銳器),然后進(jìn)人微波處置室處置,處理過的醫(yī)療廢物作為一般廢物運(yùn)至市政垃圾廠填埋。微波處理技術(shù)是利用傳統(tǒng)的微波手段生成濕熱,高溫?zé)崮軓膹U物內(nèi)部向外擴(kuò)散,從而達(dá)到高溫消毒的作用,計(jì)算機(jī)控制式機(jī)械與電子系統(tǒng)保證處理過程的徹底與安全。微波處理技術(shù)運(yùn)行費(fèi)用較低、自動(dòng)化程度高,廢物處置后體積減容和重量減少顯著,同時(shí)設(shè)備可固定也可移動(dòng)使用。微波處理技術(shù)也存在著不能處理病理性和動(dòng)物肢體等有機(jī)組織危險(xiǎn)廢物和低放射性廢物,由于蒸氣的使用會(huì)導(dǎo)致廢物質(zhì)量的增加。
在美國現(xiàn)行的危險(xiǎn)廢物處置技術(shù)中,除以上介紹的4種主流技術(shù)外還有等離子體焚燒技術(shù)、熱解焚燒爐技術(shù)、濕空氣氧化技術(shù)、高級(jí)生物技術(shù)、堿金屬脫氛技術(shù)、水泥窯焚燒技術(shù)、熔融焚燒技術(shù)、水泥固化與填埋技術(shù)、離心分離技術(shù)、電解氧化技術(shù)等。其中以等離子體焚燒和熱解焚燒爐兩項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用相對(duì)廣泛。等離子體焚燒技術(shù)是處理醫(yī)療廢物的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),科技含量很高。消毒殺菌的原理是利用等離子體電弧窯產(chǎn)生的高溫殺死醫(yī)療廢物中的所有微生物、摧毀殘留的細(xì)胞毒性藥物、藥品和有毒的化學(xué)藥劑,并使之難以辨認(rèn)。理論上,任何化合物在電弧窯中都可轉(zhuǎn)化為玻璃體狀的物質(zhì),經(jīng)這種方法處理后的醫(yī)療廢物可以直接填埋,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。熱解焚燒爐技術(shù)在美國和世界各地應(yīng)用較早,是傳統(tǒng)的廢物處置技術(shù),具有以量定規(guī)模、投資成本低的特點(diǎn)。該技術(shù)的缺點(diǎn)是不宜間斷運(yùn)行、處理成本相對(duì)較高、對(duì)尾氣處理系統(tǒng)設(shè)置不能達(dá)標(biāo)。由于新技術(shù)的不斷出現(xiàn),美國已開始強(qiáng)制淘汰落后的熱解焚燒爐,熱解焚燒爐技術(shù)已呈現(xiàn)被主流技術(shù)替代的趨勢(shì)。
危險(xiǎn)廢物主流處理技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,分別由不同的設(shè)計(jì)制造商所擁有。由某一種或多種技術(shù)結(jié)合而開發(fā)的處置系統(tǒng)因處置對(duì)象的不同而各有優(yōu)勢(shì),形成了美國危險(xiǎn)廢物處置設(shè)施和技術(shù)各領(lǐng)千秋的局面。如圖6所示。
圖6 美國危險(xiǎn)廢物主流技術(shù)應(yīng)用概況
四.韓國危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生現(xiàn)狀
韓國的危險(xiǎn)廢棄物是指廢棄物管理法規(guī)定的工業(yè)產(chǎn)生的有害物質(zhì),例如廢油、廢酸等對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)以及醫(yī)療垃圾等對(duì)人體有害的廢棄物。近幾年由于工業(yè)的快速發(fā)展,韓國產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢棄物呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。2010年共產(chǎn)生3463240噸危險(xiǎn)廢棄物,與2005年相比增加了9.9%,其中主要種類及其百分比如表1所示。
五.愛爾蘭危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生現(xiàn)狀及處理現(xiàn)狀
工業(yè)是愛爾蘭主要的危險(xiǎn)廢棄物來源,主要產(chǎn)生工業(yè)溶劑、工業(yè)污泥、廢油以及化學(xué)物質(zhì)。家庭、小型企業(yè)、農(nóng)場(chǎng)、醫(yī)療以及建筑領(lǐng)域也會(huì)產(chǎn)生一部分的危險(xiǎn)廢棄物,比如鉛酸電池、報(bào)廢電器/電子產(chǎn)品、醫(yī)療垃圾、溶劑涂料、廢油等。
2006~2011年愛爾蘭危險(xiǎn)廢棄物處理趨勢(shì)如圖7所示。2012年愛爾蘭產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢棄物總量如表2所示。由表中數(shù)據(jù)可以知道,22%的危險(xiǎn)廢棄物就地處置,30%的危險(xiǎn)廢棄物被送至商業(yè)危廢處置中心處理,48%的危廢出口至他國處理。所以出口他國是愛爾蘭處理危險(xiǎn)廢棄物的主要途徑。
圖7 愛爾蘭2006-2011年危險(xiǎn)廢棄物處理趨勢(shì)
表2 危險(xiǎn)廢棄物處理概況2009-2012(包括被污染的土壤)
除了出口,愛爾蘭危險(xiǎn)廢棄物處置可分為就地處置和轉(zhuǎn)移處置。就地處置是指具有IPPC許可的工廠自己處理危險(xiǎn)廢棄物;轉(zhuǎn)移處置是指將危廢送至EPA許可和當(dāng)?shù)氐臋?quán)威的商業(yè)危廢處置中心。在就地處置中,48%的經(jīng)處理,52%的再回收處理,具體處理危廢種類詳見表3,具體處置方式詳見表4。轉(zhuǎn)移處置的具體方式以及處理危廢種類詳見表5和表6。
表3 愛爾蘭2012年就地處置危險(xiǎn)廢棄物種類(包括被污染的土壤)
根據(jù)愛爾蘭2014年新發(fā)布的National Hazardous Waste Management Plan顯示,愛爾蘭目前可用的危險(xiǎn)廢棄物處理方法如圖8所示。
表4 愛爾蘭2012年IPPC許可工廠處理危險(xiǎn)廢棄物方法
表5 愛爾蘭2012年轉(zhuǎn)移處理危險(xiǎn)廢棄物方法
表6 愛爾蘭2012年轉(zhuǎn)移處置危險(xiǎn)廢棄物種類(包括被污染的土壤)
圖8 愛爾蘭可選擇的危險(xiǎn)廢棄物處理方法