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简易生活垃圾填埋场封场环境风险评价综述

时间:2022-05-10 11:50:04  浏览次数:

摘要:指出了在20世纪以前我国由于经济不发达修建的垃圾填埋场大多为简易垃圾填埋场,随着我国经济的发展,大多简易垃圾场虽已进入封场阶段,但封场后仍然存在较大风险。就简易垃圾填埋场存在的风险、国内外风险评价现状进行了综述,提出了对简易生活垃圾填埋场封场进行环境风险评价的重要性和必要性。

关键词:简易垃圾填埋场封场;环境风险;评价

中图分类号:X802.4文献标识码:A文章编号:16749944(2014)10021003

1引言

20世纪以后我国经济飞速发展,城市规模日益扩大,人口迅速增加,城市生活垃圾的产量也随之大量上升。为处理日益增长的生活垃圾,垃圾填埋场的数量也因此而日渐增多,但由于建设资金缺乏以及环保意识的不强,修建的垃圾填埋场多为简易垃圾填埋场。随着经济的进一步发展和人们对环保重视度的提高,使得人们意识到不规范的垃圾填埋场对环境的潜在危害十分严重,于是东部地区逐渐新建了一批规范化的垃圾填埋场,早前建立的简易生活垃圾填埋场才陆续停用。随着中西部经济的飞速发展,现在中西部地区的简易生活垃圾填埋场都慢慢地进入封场处理阶段,然而,由于这些简易垃圾填埋场大多在修建时就存在选址不合理、设计简陋、施工作业不规范、无有效或根本没有渗滤液集排系统及填埋气体收集等环境问题,即便在封场时对填埋场进行了力所能及的气体和渗滤液收集改进,简易垃圾填埋场对周围人民群众和周围环境仍存在着潜在的环境风险,主要体现在以下几个方面。

(1)大气环境风险:生活垃圾填埋后产生的气体成分多而且复杂,包括CO2、CH4、O2、N2和H2,以及一些微量气体,如H2S、氯乙烯等等,其中,以甲烷的含量最多,高达50%,而甲烷是一种极易燃烧的气体,当甲烷的浓度达到一定时,遇到任何火源如燃烧的烟头、电火花等均可能引起火灾和爆炸,进而对周边环境造成污染、危害周围居民人身安全 [1~3]。此外,若填埋场内的填埋气体因无有效的排气系统不能正常、及时排出,而聚集在地下发热升温,达到一定温度后则有可能发生爆炸,进而发生重大安全事故,这些潜在的威胁对周围居民的生命财产以及生态环境都是巨大的威胁[4,5]。

(2)水环境污染风险:生活垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液成分复杂,对人体健康危害较大,会使人有恶心、头晕等不良反应,长期处于这种环境下,甚至有患癌的风险。当填埋场的集排系统发生故障或防渗层发生断裂时,渗滤液则通过渗透或者其他方式进入地表水甚至地下水中,从而对地表水或地下水造成污染,威胁周围居民的饮用水安全 [6~11]。

(3)垃圾堆体沉降或滑动风险[12,13]:城市居民产生的生活垃圾在进入垃圾填埋场进行填埋后,垃圾中的有机组分降解持续较长的时间,这段时间内垃圾堆体会发生沉降与自压缩以及垃圾堆的总体高度大都会引起堆场的不稳定风险,使得其存在滑坡的风险,而一旦滑坡,周边就可能面临被垃圾淹没的环境风险。

(4)土壤环境风险:堆放于露天场地的垃圾堆经雨水冲刷后的渗出液及渗沥液含有大量有害成分,这些物质进入土壤后将会改变土壤酸碱度和土壤土质、土壤结构等,从而影响土壤中的微生物的活性,对周边植物的根系造成危害[13~17]。

2国内外研究现状

2.1国外研究情况

环境风险评价包括突发性风险评价(即事故风险评价)和非突发性风险评价,而非突发性风险评价又包括生态风险评价和健康风险评价[18]。关于突发性风险评价,国际上又分为三类[19]。其一,为概率风险评价(PRA, Probability Risk Assessment):预测某设施可能发生的事故类型和可能造成的环境(健康)风险,其代表是美国核管会的WASH-1400报告[20],该报告系统地发展和建立了概率风险评价方法(PRA)。其二,是实时(Real-time)后果评价:研究事故发生期间的实时的有毒物质的实时浓度分布和迁移轨迹,以便做出正确有效的防护决策,从而降低事故所造成的不良影响,代表是国际原子能机构于1988年与美国利物莫国立实验所联合召开的第一届实时剂量评价国际研讨会。其三,称为事故后果(Over-event或Past-Accident)评价:研究事故停止后对环境造成的影响,其主要代表是1988~1994年由欧盟及国际原子能机构共同发起的研究项目:“核素在陆地、水体、城市诸环境中迁移模式有效性研究” [21],主要研究前苏联切尔诺贝利核电站事故停止后对中、西欧环境以及居民身体健康影响的后果。

在国外开展垃圾填埋场安全评估较早的是德国,其在1991和1993年先后制定了《废物技术导则》和《居民废物技术导则》[22]来加强对废弃物处理的规范性,为垃圾填埋场的安全评估奠定了良好的基础,随着研究的不断深入提出了对垃圾填埋场的安全体系的各个结构目标数据的评价要求,使得垃圾填埋场的管理更加规范。美国首先规定对于危险废弃物场所及其相关设施的危险性必须进行评价分析,但其对一般固体废弃物场所及其相关设施安全性的评价是在危险性评价成为危险废弃物安全管理中必要一环后才开始进行分析与探讨[23,24]。

随着环境风险评价的不断完善和发展,风险评价技术在各行各业也得到了广泛的应用,针对废弃物处理场的研究也迅速开展起来。V. Senese[25]根据某一垃圾填埋场渗滤液的多年监测数据,对垃圾填埋场进行了生态风险评价,提出了新的土壤风险评价的分类系统。Luciana F Oliveira[26]用蛤蚬作为生物标记对某垃圾填埋场的渗滤液进行了生物毒性评价,得出不同浓度的渗滤液对蛤蚬的影响不同,但具体影响模式和影响浓度阈值还有待进一步研究。Lata Koshy[27]对三种不同类型的生活垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液进行生态毒性研究发现:这三种不同类型的垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液均会质粒DNA造成一定的损伤,但渗滤液中存在的化学反应还没有以毒性反应的形式来进行描述。

国外对填埋场产生的填埋气体的环境风险评价研究方面主要侧重于填埋气体横向迁移控制方面,例如许多国家都已展开了对垃圾填埋场气体横向迁移控制系统的研究,德国更是已经提出了主动气体控制和被动控制两种控制系统[28,29],并在对填埋气进行控制的同时对填埋气进行回收利用。

2014年10月绿色科技第10期

谢佳婕,等:简易生活垃圾填埋场封场环境风险评价综述环境及保护

总之,对于废弃物填埋场的风险评价研究国外主要侧重于危险废弃物填埋场;在对一般的生活垃圾填埋场的风险评价方面则是主要集中在对垃圾渗滤液的生态风险评价和健康风险评价两个方面。

2.2国内研究情况

我国的环境风险评价研究于20世纪80年代才开始开展,虽起步较晚但受到了政府的高度重视。1989年3月国家环保局成立的有毒化学品管理办公室,组织有毒化学品的风险评价成为我国将风险评价正式提上日程的重要标志[30]。2000年6月《环境风险评价实用技术和方法》一书正式发行标志着环境风险评价成为环境评价中重要的一部分。

我国在对垃圾填埋场进行环境风险评价方面的起步则更晚。廖利等人于某垃圾填埋场在封场时进行了以下几点研究:①通过现场对垃圾填埋气体的横向迁移情况进行了研究,确定了其对周围环境有潜在的威胁;②通过在垃圾填埋场周边建立的系统监测得到了垃圾填埋气体向周围地区横向迁移的距离、范围以及填埋气体的逸出量等[31,32],同时他们也分析了地质构造、气候以及植被覆盖率等外界因素对垃圾填埋气体横向迁移的影响[33,34],最后结合垃圾填埋场及周围地区的相关资料,在廖利等人研究中,尝试应用“火灾、爆炸指数法”对垃圾填埋场进行定性评价和判断填埋场封场后存在的安全隐患[34]。刘增超[35]通过对填埋场渗滤液污染地下水过程的系统分析构建了基于过程数学模拟的填埋场地下水污染风险评价理论体系,从而实现了简易垃圾填埋场地下水污染风险评价、模拟与预警的一体化。段小丽[36]对某垃圾场的地下水和周边居民饮用水中重金属、挥发酚等有机物污染物浓度进行了研究,并运用美国环境保护局的健康风险计算模型评价了这些污染物对周边居民的潜在健康风险。

总而言之,我国垃圾填埋场环境风险评价工作起步较晚,但是研究却发展迅速。我国在生活垃圾填埋场方面进行的环境风险评价主要是事故风险评价,只有少数人对垃圾填埋场设计初期展开风险评价,例如垃圾填埋场选址引起的风险事故进行了风险评价等等。

3结语

本文论述了开展简易垃圾填埋场封场进行环境风险评价的必要性及重要性,并且介绍了国内的研究现状。根据颁布的《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,“十二五”期间国家将会投资211亿元进行生活垃圾存量整治,这促使我国将要封场的垃圾填埋场会越来越多,而国内目前对封场后的简易垃圾填埋场进行的环境风险评价还处于空缺阶段。因此,我国必须尽快开展简易垃圾填埋场封场环境风险评价工作,进而采取相应的防护措施保证污染事故发生的概率。

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