AERMOD模型在垃圾填埋場大氣環境影響預測中的應用

陳 艷 張品漢 陳 慧

1.浙江睿城環境科技有限公司；2.杭州弈揚環境科技有限公司

1 前言

該填埋場為早期簡易填埋場，庫底未鋪設任何防滲系統，場區內設有生活垃圾填埋庫區及進場道路，未設滲濾液及填埋氣的收集處置措施。由于填埋場已達到設計庫容，不再接納垃圾，且該填埋場現堆載過高，對周邊水土環境存在污染風險，根據《生活垃圾衛生填埋場封場技術規范》（GB 51220—2017）規定，該填埋場必須實施專項治理工程，以促進生態恢復，有序收集滲濾液及填埋氣體，保障填埋場的環境安全，以利于進行土地開發利用。如果在整治與改造前，針對填埋場擬采取的環保措施進行較為準確的預測評估，可以更好地指導后續工作的開展，促進和諧社會建設。為了了解填埋場封場后對大氣環境的影響，本次預測采用AERMOD 模型對廢氣進行預測分析。AERMOD 是一個穩態煙羽擴散模式，可基于大氣邊界層數據特征模擬點源、面源、體源等排放出的污染物在短期（小時平均、日平均）、長期（年平均）的濃度分布，適用于農村或城市地區、簡單或復雜地形。

2 項目概況

2.1 建設內容

填埋場建設內容包括封場覆蓋、液氣導排、綠化種植、調節池及垃圾滲濾液處理等措施，可以顯著提高封場填埋場的穩定安全性，改善周邊環境質量，加快該區域生態恢復。本次垃圾填埋場專項治理工程主要設計內容包括：填埋場的垃圾堆體整治、封場覆蓋、地表水導排系統、滲濾液導排系統設計、填埋氣體導排系統設計、垂直防滲、綠化與植被恢復、調節池及滲濾液處理設施、地下水監測井、邊坡修整。

2.2 廢氣產生情況

垃圾填埋場廢氣主要為填埋氣和滲濾液產生的惡臭氣體。

填埋氣主要成分為甲烷、二氧化碳和其他氣體。垃圾填埋場中的有機物由于微生物的生化降解作用將進行分解，主要產物包括：CO2、H2O、CH4、H2S、NH3、CH3SH，其中有害惡臭污染物為H2S、NH3、CH3SH，易燃易爆廢氣為CH4。在填滿初期，填埋氣體主要成分為CO2和H2O；然后進入甲烷發酵的不穩定期，主要成分是CO2和CH4，產生量較少；從第三年起，進入穩定的廢氣產生期，產氣高峰在第三到第五年內出現，主要成分是CH4和CO2，這個階段可歷時20 年左右。填埋氣體中CH4占40%～50%，CO2占40%～50%，其余的H2S、NH3、CH3SH 等微量氣體約占1%。填埋氣體中CH4占40%～50%，CO2占40%～50%，其余的H2S、NH3、CH3SH 等微量氣體約占1%。填埋場產生的CH4比重比空氣輕，氣體上浮對人體毒害不明顯，但屬于易燃易爆氣體，與空氣混合后，當體積達到5%～15%時，有可能發生爆炸。

垃圾滲濾液調節池及處理站，由于收集貯存、處理高濃度的有機廢水，在污水生化處理中，由于微生物分解有機物而產生少量的還原性惡臭氣體，其組分以NH3和H2S 為主，其產生部位主要為調節池，生物處理池等處。

2.3 廢氣收集與處理

填埋氣體的產生量與填埋作業方式、填埋時間、垃圾種類及垃圾量等因素有關。項目可研報告考慮到本工程日處理規模不大，相應的產氣量也不高，氣體回收利用的價值不高，故對填埋氣體的導排采用導出后用燃燒器燃燒后排放，填埋場氣體導排系統的收集率不低于75%。采用垂直石籠井與水平導氣碎石盲溝相結合的方式將填埋區內的氣體排出。

污水處理工程設計應對污水調節池和生物處理池進行加蓋（采用防臭膜蓋系統），將臭氣收集后送至除臭設備進行處理，經生物法處理后由排氣筒引至高空排放（排氣筒高度不低于15m），氣體收集率不低于85%，處理率80%。

3 預測方案

3.1 預測因子

選用H2S作為預測因子。

3.2 預測范圍

根據《環境影響評價技術導則 大氣環境》（HJ 2.2—2018）的環境影響分級判據，確定本項目環境空氣環境影響評價等級為一級。預測范圍為以廠址為中心區域，邊長5km的矩形區域。

3.3 預測模式參數

地形高程：考慮地形高程影響；預測點離地高：考慮（預測點不在地面上）；建筑物下洗：不考慮；考慮濃度的背景值疊加：是；地形數據：srtm_61_07.ASC；面源調查內容：包括正常工況和非正常工況下的面源參數，具體見表1。

3.4 預測內容

根據AERMOD 模式計算，項目正常排放條件下，排放的各污染物在環境空氣保護目標、網格點的最大地面小時濃度、最大地面日平均濃度和最大地面年平均濃度貢獻值。

項目非正常排放條件下，預測評價環境空氣保護目標和網格點主要污染物的1H最大濃度貢獻值及占標率。

4 預測結果

4.1 預測結果

根據地形、氣象等參數采用AERMOD 模式預測，正常排放下和非正常排放下的預測結果見表2和圖1。

表1 正常和非正常排放下項目面源參數清單

表2 正常工況和非正常工況下H2S濃度最大值預測計算結果

圖1 H2S正常排放最大地面小時濃度分布圖

圖2 H2S非正常排放最大地面小時濃度分布圖

根據預測結果，正常工況下，本項目硫化氫正常排放下污染物小時濃度貢獻值的最大占標率為17.19%，小于100%，疊加現狀濃度后，均符合環境質量標準。根據上述分析，本項目污染物在切實落實廢氣處理措施的基礎上，廢氣對大氣環境的影響是可接受的。

根據預測結果，非正常排放情況下，污染物對敏感點的影響均大幅度增加，對環境的影響較大，故企業必須盡可能地避免事故排放的發生。建設單位應落實本環評提出的各項污染物治理措施，加強管理，及時維修設備，一旦因企業設備故障等各類原因而導致污染物超標排放造成環境污染時，企業應立即停產，直至滿足國家相關法規要求。

4.2 大氣環境防護距離

根據《環境影響評價技術導則大氣環境》（HJ 2.2—2018）對于項目廠界濃度滿足大氣污染物廠界濃度限值，但廠界外大氣污染物短期貢獻濃度超過環境質量濃度限值的，可以自廠界向外設置一定范圍的大氣環境防護區域，以確保大氣環境防護區域外的污染物貢獻濃度滿足環境質量標準。

根據計算結果，本項目廢氣污染物無組織排放不存在超標點，可以不設置大氣環境保護距離。

5 結論

本研究以某垃圾填埋廠為分析對象，采用AERMOD 預測模型對項目周邊敏感點的影響分析提供參考結果，在實際運行過程中，受項目環保措施到位程度、施工作業等影響，可能存在實際影響程度與預測結果不一致的情況，故在后續實際運行過程中，建設單位可根據實際情況，對周邊環境進行現狀監測分析，根據實際監測結果采取進一步的環保措施。