六里屯垃圾填埋場周邊NH3污染的影響分析

溫智玄，王艷秋

（1.北京市海淀區循環經濟產業園管理中心，北京100094；2.北京市海淀區環境衛生科學研究所，北京100086）

六里屯垃圾填埋場周邊NH3污染的影響分析

溫智玄1，王艷秋2

（1.北京市海淀區循環經濟產業園管理中心，北京100094；2.北京市海淀區環境衛生科學研究所，北京100086）

生活垃圾中的有機垃圾在降解過程中，會不斷地釋放惡臭氣體，成為填埋場的主要污染物之一。以氨氣為例，利用大氣預測軟件系統AERMOD模型對北京六里屯垃圾填埋場惡臭污染物擴散進行了模擬預測，進一步探索惡臭污染物的遷移擴散規律，預測惡臭污染物在不同條件、不同時間和不同距離處的濃度分布情況。

填埋場；NH3；氣象因素；AERMOD模型

溢散到大氣中的填埋氣體內所含有的低濃度異味成分包括酯類、硫化氫、有機硫化物、烷基苯、檸檬烯及其他的碳水化合物［1］。研究發現，這些散發異味的痕量氣體成分具有一定的毒性，其濃度已達到或超過能導致環境污染的水平，其中的揮發性有機物能夠增加當地居民患癌癥機會的潛在可能性，還有可能導致周邊地區臭氧氣體的形成［2］。六里屯垃圾衛生填埋場是目前北京市海淀區惟一的生活垃圾處理設施，自該場投入使用以來，惡臭污染給周邊環境的影響一直是困擾填埋場運行管理的難題，針對這一惡臭污染問題引發的市民投訴頻頻發生。目前，隨著填埋垃圾量的增加，填埋庫區已高出原有坑體，正在進行堆高填埋作業，氣象條件對惡臭氣體擴散的影響更大。隨著居民環保意識的提高與城市規模的不斷擴大，探索填埋場惡臭氣體擴散污染的場外擴散機理，研究惡臭污染物的擴散范圍，并結合填埋氣體的擴散機理，研究各種污染源在不同氣象條件下的除臭技術工藝，從根本上解決垃圾填埋場對周邊居民及環境污染問題，成為我們亟待研究的課題之一。

1　研究方法

1.1實驗部分

1.1.1采樣點布設和采樣時間

采樣點設置在填埋場周邊5 km范圍內的居民聚集區、著名風景區、重點企事業單位、交通樞紐等處，包括頤和山莊、路新海豐、德成公寓、趙莊子、王莊、冷泉橋、豐賢中路-永澄北路、填埋場入口、百望山東門、東馬坊、白家疃等地點。

采樣時間為2014年8月。

1.1.2檢測內容與方法

以NH3為研究對象，采用的分析方法為HJ 534—2009環境空氣氨的測定次氯酸鈉-水楊酸分光光度法，檢出限為0.05 mg/m3。當臭氣濃度監測值小于檢出限時以檢出限的1/2計算。

1.2AERMOD模型

1.2.1模型選擇

目前，對污染物擴散進行預測分析的方法有Screen3篩選模式、AERMOD、ADMS、CALPUFF精確模式等。其中Screen3篩選模式預測結果較為粗略；AERMOD適用于評價范圍小于等于50 km的一級、二級評價項目；ADMS適用于評價范圍小于等于50 km的一級、二級評價項目，其中包括一個街道窄谷模型，預測較為復雜；CALPUFF適用于從50 km到幾百公里范圍內的模擬尺度。因此，筆者采用環安科技AermodsystemV3.0進行預測。

1.2.2預測參數的確定

1）地面氣象數據。采用北京氣象站（站點編號54511、39.56N、116.17E）2013年的地面逐日24次氣象資料，其中包括溫度、風速、風向、總云量和低云量。按AERMET參數輸入格式生成近地面逐時氣象輸入文件。

2）探空數據。采用北京氣象站（站點編號54511、39.56N、116.17E）2013年的高空探測數據，其中包括各層氣壓、高度、溫度、風向及平均風速等數據（離地高度H＜32 727 m）。

3）近地面參數。AERMOD所需近地面參數（正午地面反照率Albedo、白天Bowen率及地面粗糙度）按一年四季進行選取，按照六里屯垃圾填埋場周邊地面環境及建筑物分布，地面分扇區數為6，扇區分界度數分別為0、30、155、180、215、300；地表類型分別為城市、農作地、城市、農作地、落葉林、城市；通用地表濕度為中度濕度氣候。數據選取參照“《AERMET USER GUIDE》，EPA-454/B -03-002，2004/11”。

4）地形參數。模型采用的地形參數來源于北京市1∶250 000地形格柵（Grid）文件，經Arc/ Info坐標及地理投影轉換，生成模型所需的數字高程（Dem）文件，其中經AERMAP處理的范圍為10 km@10 km。生成的地形圖如圖1所示。

圖1　研究區域地形圖示

輸出地理高程文件按200 m@200 m網格進行讀數，預測接收點網格分辨率為2 km@2 km，共計2 501個網格點。

5）建筑物下洗。建筑物高度小于排放點高度的1/2.5時，可不考慮建筑物的下洗。設計填埋堆體高度為24 m，因此考慮建筑高度在9.6 m以上的建筑物。

6）污染源參數。六里屯垃圾填埋場主要污染源為填埋作業區、滲瀝液調節池和填埋氣收集井。根據填埋氣產量、調節池滲瀝液量及調節池內各污染物濃度對污染源參數進行計算［3］，則CH4和NH3的平均排放強度分別為578.05 kg/h和106.36 kg/h。計算結果根據不同季節不同時段的排放系數進行調整［4］。以NH3為例，探索惡臭污染物的遷移擴散規律。

7）環境功能區標準。該區域大部分屬于二級功能保護區，百望山一帶屬于一級功能保護區。由于環境空氣質量標準對NH3、H2S、CH4等污染物沒有限制標準，因此本區域環境質量參照《惡臭污染物排放標準》的一級排放標準執行。

2　填埋場惡臭污染物擴散結果分析

2.1環境背景值檢測結果

對填埋場周邊重點區域環境中的NH3進行檢測，作為惡臭污染物擴散研究中的疊加背景值，檢測結果見表1。

表1　監測點名稱、坐標及濃度

2.2最大地面濃度

AERMOD模型關于NH3最大地面濃度預測結果見圖2。在研究區域范圍內，填埋場南部惡臭污染較其他區域顯著，此外，填埋場東北方向也存在一定程度的惡臭污染情況。這主要是由于填埋場南部區域的海拔較高，易發生惡臭污染物的聚積；而填埋場東北部則是受周邊建筑物下洗的影響，致使惡臭污染物濃度較周邊區域較高。

圖2　各點NH3高值等值線分布

2.3逐步值

隨著風向、風速等氣象條件的變化，不同時刻的惡臭污染物擴散的濃度、方向及范圍均會發生變化。NH3在最大值時刻（2013年7月29日22∶00）的濃度等值線分布情況見圖3。此時惡臭污染物的擴散范圍為填埋場東南方向至南方向范圍內，黑龍潭路與百望山之間的區域。

圖3　區域NH3逐步值等值線分布

2.4超標率分析

NH3超標率等值線分布見圖4。超標現象主要集中在填埋場南方向，黑龍潭路與百望山森林公園之間的區域。對所有關心點、網格點的超標次數及超標率的數值進行統計，在全部11個關心點和2 601個網格點中，出現超標現象的點有43個，達標率為98.4%。其中10個點超標次數最多，超標次數為3，14個點超標次數為2，19個點的超標次數為1。根據全時段統計分析結果，達標率約100%。填埋場排放的NH3污染物濃度基本上達標。超標現象出現時刻主要在2013/7/29 22∶00、2013/3/3 0∶00、2013/5/7 0∶00、2013/3/21 0∶00、2013/7/30 1∶00，多發生在夜間，低風速、總云量和低云量較多等天氣情況下。

圖4　研究區域NH3超標率等值線分布

3　結論

根據對NH3在研究區域中的最大值分布情況，主要污染易發區域集中在填埋場的南部和西南部；主要污染易發時刻主要是夏季夜間及污染擴散條件較差的春季。最大值時刻的污染易發區域主要是填埋場的南部偏東區域，包括黑龍潭路與百望山森林公園之間的區域，亮甲店村、六里屯村、頤和山莊小區等區域范圍內。根據超標率分析結果，填埋場排放的NH3污染物濃度基本上達標。

［1］徐捷，吳詩劍，夏凡，等.垃圾填埋場揮發性有機物研究［J］.環境科學與技術，2007，30（4）：48-49.

［2］胡斌.垃圾填埋場惡臭污染解析與控制技術研究［D］.杭州：浙江大學，2010.

［3］閔一玨，朱韶峰.城市垃圾衛生填埋場廢氣產生量及主要污染因子的確定［J］.環境污染與防治，2000，22（3）：33-34.

［4］劉鴻霆，李啟彬，劉丹.垃圾填埋場甲烷釋放速率的研究［J］.安徽農業科學，2009，37（23）：11151-11153.

Influence Analysis of NH3Pollution around Liulitun Landfill

Wen Zhixuan1，Wang Yanqiu2
（1.Beijing Haidian District Circular Economy Industrial Park Management Center，Beijing100094；2.Haidian Environmental Sanitation Scientific Research Institute of Beijing，Beijing100086）

In the process of degradation of organic waste in domestic garbage，the fetor will be continuously released，which is one of the main pollutants in the landfill site.Taking Ammonia as an example，the odor pollutants diffusion from Beijing Liulitun landfill was simulated and predicted by atmospheric prediction software system of AERMOD model.It can further explore the rules of diffusion and migration of odor pollutants，predict odor pollutants in different conditions，time and distance ofthe concentration distribution.

landfill；NH3；meteorological factors；AERMOD model

X705；X701

A

1005-8206（2016）05-0057-03

2016-02-03

溫智玄（1983—），工程師，碩士，主要研究方向為垃圾填埋場的運行管理。