Fly ash from municipal solid waste incineration: types, composition, and leaching of heavy metals

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The problems of heavy metals (HM) leaching from fly ash (FA) produced by municipal solid waste incineration during its burial or use are considered. The composition, chemical properties and mineralogy of FA are described, experiments on leaching from FA in waste incinerators and in buried FA are considered, the risk from HM release is assessed, and the results of calculation and modeling of HM leaching coefficients are presented.

全文:

受限制的访问

作者简介

T. Yuganova

Sergeev Institute of Environmental Geoscience, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: tigryu@gmail.com
俄罗斯联邦, Ulanskii per. 13, str. 2, Moscow, 101000

V. Putilina

Sergeev Institute of Environmental Geoscience, Russian Academy of Sciences

Email: vputilina@yandex.ru
俄罗斯联邦, Ulanskii per. 13, str. 2, Moscow, 101000

参考

  1. Yuganova, T.I., Putilina, V.S. [Residues from municipal solid waste incineration: composition, groundwater pollutant leaching, treatment to reduce environmental impact]. Geoekologiya, 2023, no. 5, pp. 65-78. (in Russian)
  2. Yuganova, T.I., Putilina, V.S. [Bottom ash from municipal solid waste incineration: composition, leaching of heavy metals, treatment, possibilities of application and permissibility of burial]. Geoekologiya, 2024, no. 1, pp. 96-110. (in Russian)
  3. Council Decision of 19 December 2002 establishing criteria and procedures for the acceptance of waste at landfills pursuant to Article 16 of and Annex II to Directive 1999/31/EC. European Council (2003/33/EC). Official Journal of the European Communities, 16.1.2003, L 11, pp. 27–49. URL: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=OJ: L:2003:011: FULL&from=EN (accessed 12.04.2023).
  4. Haiying, Z., Youcai, Z., Jingyu, Q. Characterization of heavy metals in fly ash from municipal solid waste incinerators in Shanghai. Process Safety & Environmental Protection, 2010, vol. 88, no. 2, pp. 114–124.
  5. Heng, K.S., Sun, X., Liu, A., et al. Physicochemical characterization of Singapore’s municipal solid waste air pollution control residues and its stabilization by VKI treatment. International Journal of Waste Resources, 2018, vol. 8, no. 3, article 1000349.
  6. Hykš, J. Leaching from Municipal Solid Waste Incineration Residues: Ph.D. thesis. Technical University of Denmark, Department of Environmental Engineering, 2008, 64 pp. URL: https://orbit.dtu.dk/en/publications/leaching-from-municipal-solid-waste-incineration-residues (accessed 13.04.2023).
  7. Hykš, J., Astrup, T., Christensen, T. H. Long-term leaching from MSWI air-pollution-control residues: Leaching characterization and modeling. Journal of Hazardous Materials, 2009, vol. 162, no. 1, pp. 80–91.
  8. Jing, C., Meng, X., Korfiatis, G. Lead leachability in stabilized/ solidified soil samples evaluated with different leaching tests. Journal of Hazardous Materials, 2004, vol. 114, pp. 101–110.
  9. Lam, C.H.K., Ip, A.W.M., Barford, J.P., McKay, G. Use of incineration MSW ash: A review. Sustainability, 2010, vol. 2, no. 7, pp. 1943–1968.
  10. Leaching Characteristics of Fly Ash from Municipal Solid Waste Incineration. Y. Zhang, J. Chen, K. Perthel, T. B. Edil, W. J. Likos. University of Wisconsin System, Solid Waste Research Program, 2014, 20 p.
  11. Li, W., Sun, Y., Huang, Y., Shimaoka, T., Wang, H., Wang, Y., Ma, L., Zhang, D. Evaluation of chemical speciation and environmental risk levels of heavy metals during varied acid corrosion conditions for raw and solidified/stabilized MSWI fly ash. Waste Management, 2019, vol. 87, pp. 407–416.
  12. Lindberg, D., Molin, C., Hupa, M. Thermal treatment of solid residues from WtE units: a review. Waste Management, 2015, vol. 37, pp. 82–94.
  13. Luo, H., Cheng, Y., He, D., Yang, E.-H. Review of leaching behavior of municipal solid waste incineration (MSWI) ash. Science of The Total Environment, 2019, vol. 668, pp. 90–103.
  14. Management of APC Residues from W-t-E Plants. An overview of management options and treatment methods: Second edition. T. Astrup; Department of Environmental Engineering Technical University of Denmark; ISWA-WG Thermal Treatment of Waste, Subgroup APC Residues from W-t-E plants. ISWA, 2008. 51 pp. URL: https://books.google.se/books/about/Management_of_APC_Residues_from_W_t_E_Pl.html?id=WGh9XwAACAAJ&redir_esc=y (accessed 14.04.2023).
  15. Municipal solid waste incinerator residues. In: IAWG (International Ash Working Group): A. J. Chandler, T. T. Eighmy, O. Hartlén, D. Kosson, S. E. Sawell, H. van der Sloot, J. Vehlow. Amsterdam, Elsevier Science Publ., 1997. 973 p. (Studies in Environmental Science, vol. 67). URL: https://www.elsevier.com/books/municipal-solid-waste-incinerator-residues/chandler/978-0-444-82563-6 (accessed 14.04.2023).
  16. Nikravan, M., Ramezanianpour, A.A., Maknoon, R. Study on physiochemical properties and leaching behavior of residual ash fractions from a municipal solid waste incinerator (MSWI) plant. Journal of Environmental Management, 2020, vol. 260, article 110042.
  17. Pan, Y., Wu, Z., Zhou, J., Zhao, J., Ruan, X., Liu, J., Qian, G. Chemical characteristics and risk assessment of typical municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash in China. Journal of Hazardous Materials, 2013, vol. 261, pp. 269–276.
  18. Pan, Y., Yang, L., Zhou, J., Liu, J., Qian, G., Ohtsuka, N., Motegi, M., Oh, K., Hosono, S. Characteristics of dioxins content in fly ash from municipal solid waste incinerators in China. Chemosphere, 2013, vol. 92, pp. 765–771.
  19. Quina, M.J., Bordado, J.C., Quinta-Ferreira, R. M. Treatment and use of air pollution control residues from MSW incineration: An overview. Waste Management, 2008, vol. 28, no. 11, pp. 2097–2121.
  20. Quina, M.J., Bordado, J.C., Quinta-Ferreira, R. M. The influence of pH on the leaching behaviour of inorganic components from municipal solid waste APC residues. Waste Management, 2009, vol. 29, no. 9, pp. 2483–2493.
  21. Technical Assistance Document for Complying with the TC Rule and Implementing the Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP): EPA-902-B-94-001, 1994, 182 pp. URL: https://www.epa.gov/sites/default/files/2015–07/documents/tclp-1994_0.pdf (accessed 12.04.2023).
  22. Testing of Residues from Incineration of Municipal Solid Waste: Science report P1–494/SR2 / Environment Agency, UK, 2004, 126 pp. URL: https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/290379/scho0105bijb-e-e.pdf (accessed 12.04.2023).
  23. Toxicity characteristic leaching procedure: Method 1311. United States Environmental Protection Agency, 1992, 35 pp. URL: https://www.epa.gov/hw-sw846/sw-846-test-method-1311-toxicity-characteristic-leaching-procedure (accessed 12.04.2023).
  24. Vehlow. J., Bergfeldt. B., Hunsinger. H. PCDD/F and related compounds in solid residues from municipal solid waste incineration – a literature review. Waste Management & Research, 2006, vol. 24, no. 5, pp. 404–420.
  25. Wong, S., Mah, A.X.Y., Nordin, A.H., Nyakuma, B.B., Ngadi, N., Mat, R., Amin, N.A.S., Ho, W.S., Lee, T. H. Emerging trends in municipal solid waste incineration ashes research: a bibliometric analysis from 1994 to 2018. Environmental Science & Pollution Research, 2020, vol. 27, no. 8, pp. 7757–7784.
  26. Zhang, Y., Cetin, B., Likos, W.J., Edil, T. B. Impacts of pH on leaching potential of elements from MSW incineration fly ash. Fuel, 2016, vol. 184, pp. 815–825.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Analysis of TM forms in the LZ with the Jiangqiao MSZ [4].

下载 (197KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Risk assessment index (RAC) of HM in waste from STKO collected from 15 waste incineration plants in China [17].

下载 (99KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Effect of pH on leaching of TM from APC residues [5].

下载 (157KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Concentrations of heavy metals in waste from STKO depending on pH. Waste samples taken after burial: FA#1 and FA#2 within 10 days, AA#1 and AA#2 – after several months. MDL – detection limit [26].

下载 (505KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Isolation of TM from fresh (NA1, NA2) and aged (OA1, OA2) leaching samples in the leaching process depending on pH. MDL – detection limit [10].

下载 (438KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Leachate concentrations of Ba, Sr, Cu, Pb and Zn as functions of the L/S ratio. Leaching data: circles for ESP (electrostatic precipitator ash), diamonds for SDR (semi-dry residue). MDL – detection limit (long-dashed grey lines). Leaching criteria for wastes acceptable for inert (short-dashed grey lines) and non-hazardous (dotted black lines) waste landfills [6, 7].

下载 (270KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Concentrations of As, Cr, Sb, V and Mo in the filtrate as a function of the L/S ratio. Leaching data: circles for ESP (electrostatic precipitator ash), diamonds for SDR (semi-dry residue). MDL – detection limit (grey lines with long dashes). Leaching criteria for wastes acceptable for inert (grey lines with short dashes), non-hazardous (black dotted lines) and hazardous (combined black dash-dotted lines) waste landfills [6, 7].

下载 (269KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».