垃圾焚烧作为实现生活垃圾减量化、无害化和资源化的基本手段，目前已成为很多发达国家处理处置垃圾的主要方式。在2011年，我国有16%的生活垃圾通过焚烧能源转化处理，并且所占的比例逐年上升，这就可预期未来若干年内我国焚烧垃圾副产物垃圾焚烧飞灰的产生量将呈现快速增加趋势。垃圾焚烧飞灰属于危险废物，飞灰中富集重金属、二恶英等有害物质且在环境中易于遇水浸出，对生态环境和人体健康是潜在的风险源。针对国内垃圾焚烧飞灰的管理从以危险废物填埋场安全填埋向生活垃圾填埋场分区安全填埋，从安全填埋贮存向垃圾焚烧飞灰解毒资源化利用零填埋的管理思路跨越变化的实际，急需研发低成本、安全可靠和易于管理的生活垃圾焚烧飞灰处理处置及资源化利用的新方法和新技术，更急需探索建立以资源化为目标的生活垃圾焚烧处理处置过程环境风险管理的技术政策和管理新体系。本课题以我国典型区域生活垃圾焚烧炉产生的焚烧飞灰为研究对象，样品采自全国15个不同的城市和地区，首先通过分析原灰中重金属总量、化学形态及毒性浸出等重金属的污染特征，初步揭示了焚烧飞灰中重金属总量、化学形态和TCLP浸出的相互关系。基于垃圾焚烧飞灰解毒资源化利用的需求，论文通过水洗及酸洗湿法解毒预处理试验，探讨了湿法预处理对飞灰中重金属污染特征的影响及其解毒效果。最后从RAC风险评估方法学出发，基于不同处理方式飞灰中重金属的化学形态特征进行了焚烧飞灰重金属环境风险的初步评估。得到如下主要结论：（1）飞灰中含有大量的有害重金属（Zn、Pb、Cu、Cr、Cd和Ni），这些元素的总量范围分布在2088~14129、782.6~9901、728.0~2162、232.0~716.23、83.67~525.0和140.7~378.63mg/kg。对焚烧飞灰进行水洗及酸洗预处理，由于可溶性盐类的洗出程度大于重金属的洗出程度，导致大多数样品的Zn和Cr都呈现出了浓缩的趋势；相反，由于原灰中以弱酸提取态形式存在的Pb和Cd的比例相对较高，水洗预处理将促使飞灰中Pb和Cd溶出而使飞灰中其总量有一定程度的减少，Cu和Ni的总量则变化较小。（2）多数原灰样品中（73.3%）的TCLP浸出毒性是超标的，且浸出超标的重金属元素主要为Cd、Pb和Zn。与原灰毒性浸出相比，水洗后46.7%的飞灰样品的毒性浸出结果是超标的，表明水洗预处理有效的降低了飞灰的浸出毒性。然而，有13个酸洗后飞灰样品的毒性浸出结果超标，并且Zn、Pb、Cd分别超标1~4倍、1~7倍、1~18倍。（3）化学形态分析结果表明，飞灰中Cd主要以弱酸提取态和可还原态的形态存在，分别占到0%~78.1%和12.0%~99.7%，因此Cd在环境中极易迁移，为最不稳定的元素。大多数样品中，Pb和Zn弱酸提取态与可还原态之和约占总量的40%~60%，其它元素则以相对稳定的形态为主。飞灰经过水洗和酸洗预处理之后，各种重金属的弱酸提取态有不同程度的下降，最终飞灰中重金属的化学形态发生了由不稳定形态向稳定的形态转化的现象，尤其对Pb、Cr和Cd的稳定效果最为明显，并且水洗预处理效果更好。（4）通过主成分分析研究发现，飞灰中Zn、Pb、Cr、Cd和Ni的浸出毒性主要受弱酸提取态影响，但是发现Cu的毒性浸出结果与形态之间没有明显的关系。（5）对上海御桥和江桥焚烧厂飞灰进行了为期几个月的动态连续采样跟踪，分析动态连续采样飞灰的重金属总量、化学形态和TCLP浸出毒性，结果表明：为期几个月的动态连续采样飞灰的重金属总量没有显著性差异，说明飞灰中各重金属含量基本没有受到采样时间的影响，尤其是Cr、Cd、Ni总量变化非常小；分析动态连续采样浸出毒性发现个别样品的的浸出结果有一定偏离，但是从整体上看浸出毒性变化不明显。（6）原灰RAC风险评估结果表明：飞灰中所研究重金属元素对环境的风险程度由高到低为：Cd、Pb、Zn、Cu、Ni和Cr，且样品（S1、S2、S5、S9、S10、S12和S14）的高风险或极高风险（37.5%<RAC <78.1%）是由Cd和Pb引起的，需要引起格外的关注；Zn、Cu和Ni主要导致飞灰的低风险和中风险，且Cr为低风险。预处理结果表明，水洗能够明显减小飞灰中所有重金属元素的风险水平，尤其对Pb稳定效果最明显（洗后灰RAC <10%）；但是酸洗只显著的降低了飞灰中Pb的风险水平（酸洗后飞灰中除了S1、S9外，其余样品均为低风险）。（7）原灰对儿童的非致癌风险明显高于对成人的非致癌风险，其HI值范围分别为0.35~17.48、0.07~3.75；同时所有样品的TCR<10-4，因此飞灰的致癌风险很小。水洗预处理后飞灰对儿童和成人的HI值范围分别为0.25~8.77、0.70~4.52，相应的酸洗预处理HI值范围分别为0.05~1.88、0.15~1.21，表明水洗和酸洗预处理明显降低飞灰的非致癌风险，尤其是对儿童；水洗及酸洗预处理后样品的TCR<10-4，表明对飞灰的致癌风险影响较小。