謝佳婕 李憶雯 丁桑嵐
摘要:指出了在20世紀以前我國由于經濟不發達修建的垃圾填埋場大多為簡易垃圾填埋場,隨著我國經濟的發展,大多簡易垃圾場雖已進入封場階段,但封場后仍然存在較大風險。就簡易垃圾填埋場存在的風險、國內外風險評價現狀進行了綜述,提出了對簡易生活垃圾填埋場封場進行環境風險評價的重要性和必要性。
關鍵詞:簡易垃圾填埋場封場;環境風險;評價
中圖分類號:X802.4文獻標識碼:A文章編號:16749944(2014)10021003
1引言
20世紀以后我國經濟飛速發展,城市規模日益擴大,人口迅速增加,城市生活垃圾的產量也隨之大量上升。為處理日益增長的生活垃圾,垃圾填埋場的數量也因此而日漸增多,但由于建設資金缺乏以及環保意識的不強,修建的垃圾填埋場多為簡易垃圾填埋場。隨著經濟的進一步發展和人們對環保重視度的提高,使得人們意識到不規范的垃圾填埋場對環境的潛在危害十分嚴重,于是東部地區逐漸新建了一批規范化的垃圾填埋場,早前建立的簡易生活垃圾填埋場才陸續停用。隨著中西部經濟的飛速發展,現在中西部地區的簡易生活垃圾填埋場都慢慢地進入封場處理階段,然而,由于這些簡易垃圾填埋場大多在修建時就存在選址不合理、設計簡陋、施工作業不規范、無有效或根本沒有滲濾液集排系統及填埋氣體收集等環境問題,即便在封場時對填埋場進行了力所能及的氣體和滲濾液收集改進,簡易垃圾填埋場對周圍人民群眾和周圍環境仍存在著潛在的環境風險,主要體現在以下幾個方面。
(1)大氣環境風險:生活垃圾填埋后產生的氣體成分多而且復雜,包括CO2、CH4、O2、N2和H2,以及一些微量氣體,如H2S、氯乙烯等等,其中,以甲烷的含量最多,高達50%,而甲烷是一種極易燃燒的氣體,當甲烷的濃度達到一定時,遇到任何火源如燃燒的煙頭、電火花等均可能引起火災和爆炸,進而對周邊環境造成污染、危害周圍居民人身安全 [1~3]。此外,若填埋場內的填埋氣體因無有效的排氣系統不能正常、及時排出,而聚集在地下發熱升溫,達到一定溫度后則有可能發生爆炸,進而發生重大安全事故,這些潛在的威脅對周圍居民的生命財產以及生態環境都是巨大的威脅[4,5]。
(2)水環境污染風險:生活垃圾填埋場產生的垃圾滲濾液成分復雜,對人體健康危害較大,會使人有惡心、頭暈等不良反應,長期處于這種環境下,甚至有患癌的風險。當填埋場的集排系統發生故障或防滲層發生斷裂時,滲濾液則通過滲透或者其他方式進入地表水甚至地下水中,從而對地表水或地下水造成污染,威脅周圍居民的飲用水安全 [6~11]。
(3)垃圾堆體沉降或滑動風險[12,13]:城市居民產生的生活垃圾在進入垃圾填埋場進行填埋后,垃圾中的有機組分降解持續較長的時間,這段時間內垃圾堆體會發生沉降與自壓縮以及垃圾堆的總體高度大都會引起堆場的不穩定風險,使得其存在滑坡的風險,而一旦滑坡,周邊就可能面臨被垃圾淹沒的環境風險。
(4)土壤環境風險:堆放于露天場地的垃圾堆經雨水沖刷后的滲出液及滲瀝液含有大量有害成分,這些物質進入土壤后將會改變土壤酸堿度和土壤土質、土壤結構等,從而影響土壤中的微生物的活性,對周邊植物的根系造成危害[13~17]。
2國內外研究現狀
2.1國外研究情況
環境風險評價包括突發性風險評價(即事故風險評價)和非突發性風險評價,而非突發性風險評價又包括生態風險評價和健康風險評價[18]。關于突發性風險評價,國際上又分為三類[19]。其一,為概率風險評價(PRA, Probability Risk Assessment):預測某設施可能發生的事故類型和可能造成的環境(健康)風險,其代表是美國核管會的WASH-1400報告[20],該報告系統地發展和建立了概率風險評價方法(PRA)。其二,是實時(Real-time)后果評價:研究事故發生期間的實時的有毒物質的實時濃度分布和遷移軌跡,以便做出正確有效的防護決策,從而降低事故所造成的不良影響,代表是國際原子能機構于1988年與美國利物莫國立實驗所聯合召開的第一屆實時劑量評價國際研討會。其三,稱為事故后果(Over-event或Past-Accident)評價:研究事故停止后對環境造成的影響,其主要代表是1988~1994年由歐盟及國際原子能機構共同發起的研究項目:“核素在陸地、水體、城市諸環境中遷移模式有效性研究” [21],主要研究前蘇聯切爾諾貝利核電站事故停止后對中、西歐環境以及居民身體健康影響的后果。
在國外開展垃圾填埋場安全評估較早的是德國,其在1991和1993年先后制定了《廢物技術導則》和《居民廢物技術導則》[22]來加強對廢棄物處理的規范性,為垃圾填埋場的安全評估奠定了良好的基礎,隨著研究的不斷深入提出了對垃圾填埋場的安全體系的各個結構目標數據的評價要求,使得垃圾填埋場的管理更加規范。美國首先規定對于危險廢棄物場所及其相關設施的危險性必須進行評價分析,但其對一般固體廢棄物場所及其相關設施安全性的評價是在危險性評價成為危險廢棄物安全管理中必要一環后才開始進行分析與探討[23,24]。
隨著環境風險評價的不斷完善和發展,風險評價技術在各行各業也得到了廣泛的應用,針對廢棄物處理場的研究也迅速開展起來。V. Senese[25]根據某一垃圾填埋場滲濾液的多年監測數據,對垃圾填埋場進行了生態風險評價,提出了新的土壤風險評價的分類系統。Luciana F Oliveira[26]用蛤蜆作為生物標記對某垃圾填埋場的滲濾液進行了生物毒性評價,得出不同濃度的滲濾液對蛤蜆的影響不同,但具體影響模式和影響濃度閾值還有待進一步研究。Lata Koshy[27]對三種不同類型的生活垃圾填埋場產生的垃圾滲濾液進行生態毒性研究發現:這三種不同類型的垃圾填埋場產生的垃圾滲濾液均會質粒DNA造成一定的損傷,但滲濾液中存在的化學反應還沒有以毒性反應的形式來進行描述。endprint
國外對填埋場產生的填埋氣體的環境風險評價研究方面主要側重于填埋氣體橫向遷移控制方面,例如許多國家都已展開了對垃圾填埋場氣體橫向遷移控制系統的研究,德國更是已經提出了主動氣體控制和被動控制兩種控制系統[28,29],并在對填埋氣進行控制的同時對填埋氣進行回收利用。
2014年10月綠色科技第10期
謝佳婕,等:簡易生活垃圾填埋場封場環境風險評價綜述環境及保護
總之,對于廢棄物填埋場的風險評價研究國外主要側重于危險廢棄物填埋場;在對一般的生活垃圾填埋場的風險評價方面則是主要集中在對垃圾滲濾液的生態風險評價和健康風險評價兩個方面。
2.2國內研究情況
我國的環境風險評價研究于20世紀80年代才開始開展,雖起步較晚但受到了政府的高度重視。1989年3月國家環保局成立的有毒化學品管理辦公室,組織有毒化學品的風險評價成為我國將風險評價正式提上日程的重要標志[30]。2000年6月《環境風險評價實用技術和方法》一書正式發行標志著環境風險評價成為環境評價中重要的一部分。
我國在對垃圾填埋場進行環境風險評價方面的起步則更晚。廖利等人于某垃圾填埋場在封場時進行了以下幾點研究:①通過現場對垃圾填埋氣體的橫向遷移情況進行了研究,確定了其對周圍環境有潛在的威脅;②通過在垃圾填埋場周邊建立的系統監測得到了垃圾填埋氣體向周圍地區橫向遷移的距離、范圍以及填埋氣體的逸出量等[31,32],同時他們也分析了地質構造、氣候以及植被覆蓋率等外界因素對垃圾填埋氣體橫向遷移的影響[33,34],最后結合垃圾填埋場及周圍地區的相關資料,在廖利等人研究中,嘗試應用“火災、爆炸指數法”對垃圾填埋場進行定性評價和判斷填埋場封場后存在的安全隱患[34]。劉增超[35]通過對填埋場滲濾液污染地下水過程的系統分析構建了基于過程數學模擬的填埋場地下水污染風險評價理論體系,從而實現了簡易垃圾填埋場地下水污染風險評價、模擬與預警的一體化。段小麗[36]對某垃圾場的地下水和周邊居民飲用水中重金屬、揮發酚等有機物污染物濃度進行了研究,并運用美國環境保護局的健康風險計算模型評價了這些污染物對周邊居民的潛在健康風險。
總而言之,我國垃圾填埋場環境風險評價工作起步較晚,但是研究卻發展迅速。我國在生活垃圾填埋場方面進行的環境風險評價主要是事故風險評價,只有少數人對垃圾填埋場設計初期展開風險評價,例如垃圾填埋場選址引起的風險事故進行了風險評價等等。
3結語
本文論述了開展簡易垃圾填埋場封場進行環境風險評價的必要性及重要性,并且介紹了國內的研究現狀。根據頒布的《“十二五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》,“十二五”期間國家將會投資211億元進行生活垃圾存量整治,這促使我國將要封場的垃圾填埋場會越來越多,而國內目前對封場后的簡易垃圾填埋場進行的環境風險評價還處于空缺階段。因此,我國必須盡快開展簡易垃圾填埋場封場環境風險評價工作,進而采取相應的防護措施保證污染事故發生的概率。
參考文獻:
[1]彭小紅, 鄭澤根, 丁文川, 等. 垃圾填埋場的污染與防治 [J]. 重慶建筑大學學報, 2007, 29(4): 140~143.
[2]齊長青. 簡易垃圾填埋場封場治理方案的研究 [J]. 環境衛生工程, 2008 (3): 59~62.
[3]漆宏, 劉宏立. 龍頭寺垃圾填埋場整治后的污染風險評價 [J]. 安徽農業科學, 2008, 36(15): 6484~6487.
[4]許農. 生活垃圾填埋場環境影響評價工作重點的探討 [J]. 安徽化工, 2007,33(1): 47~49.
[5]郭庶, 于云江, 袁韌. 垃圾填埋場二次污染物對周邊環境及居民健康的影響 [J]. 國外醫學 (衛生學分冊), 2007(2): 2.
[6]洪梅,張博,李卉, 等. 生活垃圾填埋場對地下水污染的風險評價 [J]. 環境污染與防治, 2011, 33(3): 88~91.
[7]李瑞成. 簡易生活垃圾填埋場污染的控制 [J]. 環境工程, 2010, 28(6): 59~62.
[8]張紅梅,速寶玉.垃圾填埋場滲濾液及對地下水污染研究進展 [J].水文地質工程地質,2003(6):110O115.
[9]Mikac N, Cosovic B, Ahel M, et al. Assessment of groundwater contamination in the vicinity of a municipal solid waste landfill (Zagreb, Croatia) [J]. Water Science and Technology, 1998, 37(8): 37~44.
[10]Martin C D, Johnson K D. The use of extended aeration and in-series surface-flow wetlands for landfill leachate treatment [J]. Water Science and Technology, 1995, 32(3): 119~128.
[11]劉鑫, 馬興高, 雷宏軍, 等. 北京市典型垃圾填埋場地下水污染風險評價[J]. 華北水利水電學院學報, 2012(4):27.
[12]郜洪強, 樊延恩, 丁文萍, 等. 生活垃圾填埋場對地下水的污染研究 [J]. 水資源保護, 2009, 25(5): 61~64.
[13]孫盛杰,文成彥,孫沛軍,等. 老垃圾場的環境污染問題不容忽視 [J]. 中國城市環境衛生, 2000(2): 23~25.endprint
[14]夏立江,溫小樂. 生活垃圾堆填區周圍土壤的性狀變化及其污染狀況 [J]. 土壤與環境, 2001, 10 (1) : 17~19.
[15]林建偉, 王里奧, 趙建夫, 等. 三峽庫區生活垃圾的重金屬污染程度評價 [J]. 長江流域資源與環境, 2005, 14(1): 104~108.
[16]Flyhammar P. Estimation of heavy metal transformations in municipal solid waste [J]. Science of the Total Environment, 1997, 198(2): 123~133.
[17]LIN K Y, CHANG B. Mobility of copper, zinc and chromium with municipal solid waste leachate in soils [J]. Proceeding of the Nation Science Council, 1996, 20(1): 19~25.
[18]劉小琴. 環境風險評價中若干問題探討 [J]. 上海環境科學, 2004(2): 5.
[19]胡二邦. 環境風險評價實用技術, 方法和案例 [M].北京:中國環境科學出版社, 2009.
[20]Hickman J W. PRA procedures guide: a guide to the performance of probabilistic risk assessments for nuclear power plants [J]. NUREGICR-2300-Vl and-V2 (2nd ed.)National Technical Information Service, Washington, 1983.
[21]Proehl G, Hoffman F O. The interception, initial and post-deposition retention by vegetation of dry and wet deposited radionuclides [J]. VAMP terrestrial working group draft review paper. IAEA, 1993.
[22]Preyssl C. Safety risk assessment and management—the ESA approach [J]. Reliability Engineering & System Safety, 1995, 49(3): 303~309.
[23]Garrick B J. The use of risk assessment to evaluate waste disposal facilities in the United States of America [J]. Safety Science, 2002, 40(1): 135~151.
[24]赫英臣. 垃圾填埋場的保護目標與安全 [J]. 河北建筑科技學院學報, 2002, 19(2): 28~30.
[25]Senese V, Boriani E, Baderna D, et al. Assessing the environmental risks associated with contaminated sites: Definition of an Ecotoxicological Classification index for landfill areas (ECRIS) [J]. Chemosphere, 2010, 80(1): 60~66.
[26]Oliveira L F, Silva S M C P, Martinez C B R. Assessment of domestic landfill leachate toxicity to the Asian clam< i> Corbicula fluminea via biomarkers [J]. Ecotoxicology and environmental safety, 2014, 103: 17~23.
[27]Koshy L, Paris E, Ling S, et al. Bioreactivity of leachate from municipal solid waste landfills—assessment of toxicity [J]. Science of the total Environment, 2007, 384(1): 171~181.
[28]Martín S, MaraóN E, Sastre H. Mathematical modelling of landfill gas migration in MSW sanitary landfills [J]. Waste management & research, 2001, 19(5): 425~435.
[29]Anderson D R, Callinan J P. Gas generation and movement in landfills[C]//Proceeding of National Industrial Solid Waste Management Conference, University of Houston, USA. 1971.
[30]陳立新. 環境風險評價方法芻議 [J]. 重慶環境科學, 2004(4): 21~23.
[31]廖利, 陳朱蕾. 垃圾填埋氣體橫向遷移測試研究 [J]. 武漢城市建設學院學報, 1999, 16(2): 15~19.
[32]吳學龍, 廖利. 深圳市玉龍坑垃圾填埋場氣體橫向遷移的測試研究 [J]. 環境衛生工程, 1998, 6(3): 94~98.
[33]廖利.玉龍坑垃圾場 LFG 橫向遷移控制措施研究 [J]. 武漢城市建設學院學報, 1999, 16(3): 19~23.
[34]廖利. 南方雨季對LFG橫向遷移影響的試驗研究 [J]. 環境與開發, 1999, 14(3): 7~9.
[35]劉增超. 簡易垃圾填埋場地下水污染風險評價方法研究 [D]. 長春:吉林大學, 2013.
[36]段小麗, 王宗爽, 于云江, 等. 垃圾填埋場地下水污染對居民健康的風險評價 [J].環境監測管理與技術, 2008, 20(3).endprint