生活垃圾填埋場主要環境問題及污染控制標準修訂必要性初探

姚光遠，何品晶，劉玉強，徐 亞，黃啟飛

（1.中國環境科學研究院固體廢物污染控制技術研究所，北京 100012；2.同濟大學固體廢物處置與資源化研究所，上海 200092）

1 引言

2008 年，我國頒布實施GB 16889—2008 生活垃圾填埋場污染控制標準，該標準結合國外的先進經驗和我國實際情況對GB 16889—1997 生活垃圾填埋污染控制標準的填埋場選址、防滲、填埋場入場廢物要求、污染物排放控制等內容進行了修訂和細化［1］。GB 16889—2008 的實施，對我國建設標準化、規范化和國際化的填埋場起到了積極的指導和推動作用，同時也為生活垃圾填埋場的環境污染防治與科學管理提供了有力支撐。標準實施至今已12 a，隨著國民經濟的快速發展、城市化進程的繼續推進以及人們對高品質生活的追求，在役生活垃圾填埋場的數量大幅增加，生活垃圾填埋場的環保運行成為環境監管的重點工作。但是現行標準在設計、建設和運行過程中也相繼暴露出了一些問題，如部分地區選址困難、滲濾液不能穩定達標排放、惡臭普遍、防滲層破損嚴重以及飛灰填埋污染控制不嚴等問題。本研究通過對我國生活垃圾填埋場的污染控制管理和技術現狀進行調研，分析現行生活垃圾填埋場污染控制標準執行過程中存在的主要環境問題，為完善我國生活垃圾填埋場污染控制標準提供建議。

2 我國生活垃圾處置現狀

2.1 城市生活垃圾處置現狀

2008—2018 年我國城市生活垃圾清運量與處理量變化情況和處理設施數量如圖1［2］所示，2008 年我國城市生活垃圾填埋量和無害化處理量分別為8.428×107、1.030 7×108t，占清運總量的54.57%和66.76%；2018 年，我國城市生活垃圾填埋量和無害化處理量分別增至1.170 6×108、2.256 8×108t，占清運總量的51.34%和98.96%。2008—2018 年城市生活垃圾的填埋量（填埋設施數量）、無害化處理量和清運量逐漸增加。無害化處置比例快速升高，而生活垃圾填埋比例則呈現先升高后緩慢下降的趨勢。這主要是因為在“十一五”至“十二五”期間，國家對于焚燒處理技術的大力推廣應用［3-4］，使得生活垃圾填埋處理設施能力雖持續加大，但是所占比例卻不斷降低。總體上填埋依然是我國城市生活垃圾的主要處置方式。

圖1 2008—2018 年我國城市生活垃圾清運量與處理量變化情況和處理設施數量

2.2 縣城生活垃圾處置現狀

2007—2017 年我國縣城生活垃圾清運量與處理量變化情況和處理設施數量如圖2［5］所示，2007 年我國縣城生活垃圾填埋量和無害化處理量分別為4.53×106、4.97×106t，占清運總量的6.37%和6.98%；2017 年，我國縣城生活垃圾填埋量和無害化處理量分別增至5.087×107、6.140×107t，占清運總量的75.40%和91.00%。2007—2017 年縣城生活垃圾清運量波動下降，并最終穩定在6.7×107t 左右；縣城生活垃圾的填埋量（填埋設施數量） 和無害化處理量逐漸增加，無害化處置和生活垃圾填埋比例也快速升高；填埋處置在我國縣城生活垃圾處理中占主導作用。

圖2 2007—2017 年我國縣城生活垃圾清運量與處理量變化情況和處理設施數量

2.3 城市與縣城生活垃圾處置情況比較

由上述10 a 的生活垃圾數據可知，受城市和縣城經濟發展水平等諸多因素的影響，我國城市生活垃圾和縣城生活垃圾產生情況和處置情況具有差異性：城市生活垃圾清運量遠大于縣城生活垃圾清運量，城市生活垃圾清運量呈逐年升高的趨勢，而縣城生活垃圾清運量則波動下降，并最終穩定在6.7×107t左右；縣城生活垃圾填埋量在清運總量中的占比（75.40%） 大于城市生活垃圾填埋量在清運總量中的占比（51.34%）。總體上我國生活垃圾的產生量與日俱增，填埋依然是我國現階段乃至今后很長一段時期生活垃圾的主要處置方式。因此，應充分掌握我國生活垃圾填埋場的污染控制管理和技術現狀，并對各關鍵技術環節提出針對性的建議，使GB 16889—2008 更加系統、科學、切實可行。

3 生活垃圾填埋場環境管理主要問題分析

3.1 部分地區新建填埋場選址困難

據調研，雖然近年來生活垃圾焚燒技術在我國經濟發達城市和沿海地區推廣應用力度較大，填埋比例逐年下降，但填埋場作為固體廢物最終處置方式的作用無法被替代［6］。同時由于經濟的快速發展和城市化進程的推進，生活垃圾填埋場用地與城市發展用地之間的矛盾日益突出，從而使新建填埋場的選址異常困難。GB 16889—2008規定除不允許在自然保護區、風景名勝區、礦產資源保護區等地方選址外，還應避開破壞性地震及活動構造區、濕地等區域。因此，貴州、云南等石灰巖溶洞發育帶、巖漿巖等地質結構較為普遍的地區很難選出符合標準要求的地塊作為填埋場選址［7］。

3.2 滲濾液滲漏風險大

生活垃圾填埋場滲濾液是成分復雜、污染負荷高的廢水，其中含有高濃度有機物、高氨氮和重金屬離子等污染物［8］。同時防滲屏障是填埋場環境風險控制的三重屏障之一，它能夠有效隔斷滲濾液與地下水和土壤的聯系，從而防控滲漏影響。徐亞等［9］對全國12 個省市的多家正在運營的填埋場的防滲膜完整性進行檢測，結果表明：我國填埋場防滲層的平均漏洞數量約為25.6 個/hm2，遠高于美國國家環境保護局（EPA） 所規定施工優異的填埋場防滲層產生的漏洞數量（不超過3 個/hm2），具有高滲漏風險。

防滲層破損原因主要分為原生漏洞和次生漏洞。其中次生漏洞包括石子或樹根頂穿、機械損傷以及焊接問題。通過對漏洞檢測數據的統計學分析，得出不同原因造成的HDPE 膜破損的比例如圖3 所示。

圖3 造成填埋場防滲層漏洞的不同原因占比

由圖3 可知，次生漏洞是直接造成膜破損的主要原因，其所占比例為98%。其中石子頂穿（包括樹根或其他尖銳物頂穿） 是造成次生漏洞的主要原因，占漏洞總量的69%。現場調研發現，石子造成的防滲層破損主要受以下3 個方面因素影響：①HDPE 膜上方沒有鋪設土工布等緩沖層而直接鋪設導排卵石，某些填埋場用碎石代替卵石，使得破損現象更為普遍和嚴重；②HDPE 膜下方的地基層或者黏土層施工不規范，混雜有碎石、樹根等尖銳物；③導排顆粒鋪設過程采用機械施工。調查過程發現很多填埋場在鋪設導排顆粒過程中，直接采用運輸車輛將卵石（碎石） 傾倒在防滲層上方，由于滿負荷運輸的車輛質量較大，當防滲層上方沒有鋪設緩沖層或緩沖層厚度較薄時，就很容易對防滲層造成破損。機械損傷和焊接問題是造成次生漏洞的次要因素，分別占漏洞總數的15%和14%。機械損傷包括2 種：施工過程的機械損傷以及填埋過程的機械損傷。而焊接問題導致的漏洞通常具有隱蔽性，用肉眼很難辨別出來，應采用電學檢測法［10］對焊縫進行準確定位。由填埋場防滲層檢測數據可知，當前我國填埋場防滲層破損嚴重，防滲層的破損無疑會增大生活垃圾填埋場滲濾液滲漏風險，會對周圍土壤、地下水乃至填埋場周邊居民的身體健康構成極大的威脅。

另外，我國生活垃圾初始含水率過高，在填埋初期會產生大量的滲濾液，而填埋場由于缺乏有效的雨污分流措施以及合理的滲濾液導排系統，易發生淤堵并導致場內滲濾液水位過高，遠超過GB 16889—2008 規定的30 cm，滲濾液的高液位可提高其透過防滲層的水力驅動力，進一步增加防滲層破損的危害風險；滲濾液液位超過一定閾值時，還可能引起垃圾堆體失穩滑坡，使得垃圾和滲濾液從填埋場內溢出，嚴重污染周圍土壤及水體［11］。

3.3 惡臭擾民

生活垃圾填埋場惡臭氣體主要包括含硫化合物（如H2S、SO2、硫醇等）、芳香烴、飽和及不飽和烴等［12］。惡臭對人體呼吸、循環、消化、內分泌和神經等系統均有不同程度的損害，會使人產生呼吸不暢、惡心嘔吐、煩躁不安、頭昏腦脹的癥狀，長期暴露于惡臭環境中（不論惡臭強度高低） 會嚴重危害人的身體健康。是全球廣泛關注的環境問題［13-14］。近年來，我國生活垃圾填埋場惡臭擾民、投訴事件頻發，個別地區甚至出現大規模群眾游行、集體上訪等事件。據不完全統計，2013 年至今，全國生活垃圾填埋場惡臭投訴事件超千余，給社會造成了嚴重的影響。而從填埋場投訴案件和調研情況分析，惡臭擾民是當前民眾最為關心的問題之一，也是填埋場“鄰避效應”的罪魁禍首。

長期以來我國生活垃圾仍為混合填埋，垃圾組分含水率和易降解有機質含量高，導致我國生活垃圾填埋場填埋氣產生量大、成分復雜。而填埋后由于雨污分流效果不到位，導致垃圾堆體滯留大量滲濾液，會對氣體形成水封作用，造成填埋氣收集困難，惡臭氣體內部聚集后不規則逸出［15］。同時，生活垃圾填埋場還存在填埋量大、作業面廣、填埋氣收集量不足等問題，導致無法在源頭上對惡臭氣體進行有效控制。GB 16889—2008 規定生活垃圾填埋場的防護距離應依據環境影響評價結論確定，王亙等［16］對惡臭污染的感官環境影響評價方法進行研究，發現填埋場廠區距周邊居民距離小于1 000 m 時，受惡臭影響較為嚴重；而距離大于3 000 m 時，惡臭干擾程度相對較低。邰俊等［17］對基地惡臭污染歷年變化特征和空間差異進行分析，發現填埋場廠區距周邊居民距離小于1 000 m 時，受惡臭影響顯著。李玉春等［18］對六里屯垃圾填埋場臭味擾民投訴進行調研，發現填埋場廠區距周邊居民距離為1 000～2 000 m 時，投訴事件最多。嚴方等［19］通過對城市生活垃圾填埋場衛生防護距離進行調研，發現填埋場廠區距周邊居民距離為1 000 m 時，惡臭影響較為嚴重。雖然我國的法律法規均表明，生活垃圾填埋場惡臭氣體的影響距離或防護范圍一般在500～1 000 m［20-21］，但這一影響半徑受垃圾填埋場已填埋量、當年填埋量、垃圾成分、管理水平、地理位置、氣象條件等多種因素影響，不同類型的生活垃圾填埋場往往差異較大。然而，從目前的結果看：①不同專家學者所用的距離估算方法略有不同，導致其評價結果差異較大；②評價的目標或是單一垃圾填埋場，或對垃圾填埋場進行簡單分類（大、中、小型），導致結果覆蓋面小或精度不足。

此外，惡臭問題也與填埋場作業管理水平（作業面控制是否合理、惡臭控制措施是否到位等）、車輛道路遺灑、調節池是否覆蓋等因素密切相關。在調研中發現，填埋場作業過程中超負荷運行、填埋作業區過大、未及時覆蓋和噴灑除臭劑現象普遍，而不及時清洗車輛和道路的現象則更為普遍。

3.4 滲濾液達標排放難

生活垃圾填埋場滲濾液具有成分復雜、污染物濃度高以及水質水量變化大等特點［22］，而且隨著GB 16889—2008 排放限值更加嚴格后，傳統的、單一的污水處理技術已不能滿足標準的排放要求。為滿足該標準滲濾液排放要求，住建部和原環境保護部分別制定了HJ 564—2010 生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范（試行） 和CJJ 113—2007 生活垃圾衛生填埋場防滲系統工程技術規范，均推薦選用預處理+生物處理+深度處理、生物處理+深度處理或預處理+深度處理的組合工藝。滲濾液組合處理工藝流程如圖4 所示，其中最具代表性的工藝為：厭氧生物處理+膜生物反應器（MBR） +納濾（NF） +反滲透（RO）。

圖4 滲濾液組合處理工藝流程示意

目前滲濾液達標處理技術主要為含RO 的組合技術［23-24］，雖然該技術較成熟，具有受原水水質影響小、出水水質好、運行穩定和占地面積小等明顯優勢，然而該技術通常需要MBR、NF 等技術進行輔助處理來保證RO 系統運行的完整性，同時RO 處置技術的成本高昂，其建設費用為每噸水4～10 萬元，處理費用為每噸水40～70 元（不含設備折舊、利息）。如果第三方運營，還需考慮設施折舊、利息等，加上后續濃縮液、污泥處理成本，其運營管理費用超過每噸水100 元［25-26］。當前我國各地方垃圾補貼暫無統一標準，差距較大，絕大多數地區為10～40 元/t，大城市可達到80～250 元/t，而真正用于滲濾液處理的費用僅為5～20 元/t。遠不能滿足滲濾液達標技術處理費用。此外，該工藝在運行過程中會產生具有高濃度有機物和鹽分的濃縮液，該部分濃縮液無法妥善處置，這也是影響滲濾液達標處理的客觀因素［27］。

3.5 存在飛灰超標填埋現象

GB 16889—2008 規定：生活垃圾焚燒飛灰和醫療廢物焚燒殘渣（包括飛灰、底渣） 經處理后滿足相應的條件，可以進入生活垃圾填埋場填埋處置。蕪湖生態中心志愿者對江蘇省7 家進入填埋場的飛灰進行取樣分析，發現其中5 種重金屬超標，超標樣品數占被檢總數的70%［28］。同時實地調研了安徽和江蘇的飛灰處置場所，發現存在填埋飛灰重金屬超標、飛灰填埋場所防護措施未到位、部分未執行分區填埋等問題。由于標準沒有明確飛灰等廢物入場前進行預處理的責任主體，造成了監管缺乏的現象，從而難以保障焚燒飛灰固化穩定化后浸出液污染物濃度限值持續穩定達標。

4 標準修訂建議

通過對我國生活垃圾填埋場的污染控制管理和技術現狀進行調研發現，當前生活垃圾填埋場在設計、建設和運行過程中產生了一系列的問題，因此，亟待通過標準修訂來加以完善，從而確保生活垃圾填埋場的環境風險可控。

1） 針對部分地區新建填埋場選址困難的現象，應結合實際情況，不斷完善其選址要求。如溶洞發育區可考慮在其設計施工階段采取工程措施保證地基承載力及填埋場結構安全的基礎上作為填埋場備選場址，從而緩解新建填埋場選址困難的問題。

2） 針對防滲層滲漏風險大的問題，可對填埋場進行分區導排，減少導排層淤堵并保證導排能力，從而降低滲濾液水位。同時可改進防滲襯層鋪設結構，加強膜上保護層設計，最大限度保證防滲襯層不因外力的影響造成損失，并嚴格按照規范執行膜下保護層要求。應對初期進入填埋場的垃圾進行篩分，減少尖銳、堅硬物品。此外，還應按標準要求開展防滲襯層完整性監測，實時掌握防滲層滲漏情況，降低滲漏風險。

3） 針對當前惡臭問題普遍的現象，應從源頭上對惡臭進行有效控制。如填埋作業區應按照填埋的不同階段實施覆蓋，對于滲濾液處理設施應進行密閉等。同時有必要采用統一的模型和計算方法，結合垃圾填埋場實際填埋量和當地氣候因素，基于我國不同地區、規模和管理模式的垃圾填埋場逐一計算惡臭排放量，然后評價其惡臭影響距離和范圍。此外還應加強填埋場規范化管理，減少惡臭環境污染風險。

4） 針對目前滲濾液達標排放難的問題，一方面可以加大滲濾液處理費用補貼，并研發先進的污水處置技術；另一方面，根據調研結果可知，業內普遍希望允許滲濾液場外與城市污水合并處理，但是由于合并處理對滲濾液處理工藝流程、城市污水處理效果等問題存在爭議。因此，應對滲濾液進入城市二級污水處理廠協同處理的可行性進行科學評估。

5） 針對焚燒飛灰超標填埋的問題，應明確入場前企業的責任主體，并加強填埋場的監管力度，避免不達標飛灰入場，從而降低滲濾液中重金屬濃度，降低滲漏風險。

5 結論

綜合考慮新形勢下我國社會經濟發展與環境保護的需求，針對當前我國生活垃圾填埋場中出現的主要環境問題，應完善填埋場建設、設計污染控制技術要求，確保生活垃圾填埋場科學運行；加大在線自動監控設施建設力度，提高污染物的監測水平；從源頭上對惡臭進行有效控制，并加強填埋場規范化管理，減少惡臭等環境污染風險；加快調節池污染防控措施建設，降低環境風險；加快滲濾液處置技術研發，并對滲濾液進入城市二級污水處理廠協同處理的可行性進行科學評估，提高滲濾液達標排放率；加強填埋場監管力度，落實標準要求，從而確保生活垃圾填埋場安全、環保、科學運行。