基于同步辐射技术研究垃圾焚烧固体污染物重金属的迁移转化机制及其环境安全性

用具有高分辨率和高灵敏度的同步辐射X射线探针技术：X射线吸收精细结构谱（XAFS）和同步辐射X射线荧光分析（SRXRF），采取整体分析和单颗粒分析（micro-XRF和micro-XANES）方法，并结合质子微探针，研究生活垃圾焚烧灰渣重金属源的赋存特征；揭示生活焚烧灰渣处理、处置和资源化利用过程中重金属的迁移转化规律和机制；研究垃圾焚烧对周围大气环境和土壤的重金属污染，探索重金属累积在大气环境中危害变化趋势。通过对垃圾焚烧重金属污染特性系统研究，评估灰渣处置和资源化产物的长期环境风险，烟气排放颗粒物对周边环境中重金属污染的累积效应，为提出针对性垃圾焚烧重金属污染控制策略与技术方法、评估垃圾焚烧重金属对环境的污染与人体健康的潜在危害提供科学数据。

垃圾焚烧因其减容量大、资源回收效率高等优点，已成为垃圾处理的一种趋势。然而，重金属在垃圾焚烧过程中会随烟气排放到大气中，在灰渣的处理过程中会释放到环境中，对环境和人类健康造成危害。生活垃圾焚烧灰渣中的重金属污染形态与迁移特性是其处理处置的重要依据，但由于重金属低浓度的赋存特征以及灰渣中重金属在微米尺度下的空间分布高度不均，鉴别重金属的形态、来源和归趋极具挑战。本研究结合整体分析和单颗粒分析方法、原位化学提取与同步辐射微探针技术，并通过多元统计分析对数据进行解析，研究重金属形态和污染源解析方法学，在此基础上，探索了生活垃圾焚烧灰渣重金属的含量、化学形态、源特征、浸出迁移规律和环境安全性；研究了垃圾焚烧厂周边颗粒物及其所含金属的粒径分布特征，探讨了垃圾焚烧厂重金属的迁移规律及对周边环境的影响，为制定和评估焚烧污染控制策略与技术方法提供了科学和实验依据。.研究表明：（1）挥发和半挥发重金属在生活垃圾焚烧灰渣中富集。（2）重金属在焚烧过程中的迁移行为不同，使得重金属在飞灰和炉渣中以多种化学形态（氧化物、氯化物、与含硅基质结合等）同时存在，并以热点和扩散性形式分布。（3）PH是控制灰渣重金属浸出释放的关键因素。在酸性条件下，Cd、Pb和Zn的浸出能力增加，增加了重金属的污染风险。(4) 焚烧飞灰Pb和Hg的污染风险大，浸出浓度远高于我国危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别限值。飞灰和炉渣的207Pb/206Pb和207Pb/208Pb同位素比不同于其他污染源，灰渣中的Pb是源垃圾在焚烧过程中多种来源Pb的混合，化学种态主要是PbCl2、PbS和PbO。（5）细颗粒是焚烧厂周边大气颗粒物的主要组成部分，垃圾焚烧厂常见的排放元素Zn、Pb、Cr、Cu更易富集于细颗粒。.基于本项目的资助，已累计发表学术论文20篇，其中SCI收录5篇；获教育部技术发明二等奖1项；培养博士研究生2名，硕士研究生3名。