周曉霞 鄧 方 張智源 王 亮
(湖北省生態環境廳武漢生態環境監測中心 湖北武漢 430015)
隨著我國城鎮化的快速發展和人民生活水平的日益提高,我國垃圾產生量快速增加。生活垃圾清運量從2006 年的1.48 億t 上升到2019 年的2.42 億t。在生活垃圾處理方面,2019 年無害化處理量2.40 億t,其中衛生填埋量1.09 億t,占比45.4%;無害化處理廠(場)數1183 座,其中衛生填埋652 座,占比55.1%[1]。
由此可見,衛生填埋法仍是我國城市生活垃圾無害化處理的主要方式之一。生活垃圾衛生填埋場作為城市生活垃圾的最終消納場所,一方面,它是一項環保工程,消納垃圾,實現對生活垃圾的無害化處置,改善人居環境;另一方面,它也是一個重要污染源,排放惡臭氣體、廢水等各類污染物,會對周邊環境產生污染。
本文對生活垃圾衛生填埋場中污染物產生及排放情況進行分析,探析填埋場存在的主要環境污染問題,并提出可行性建議,為填埋場環保管理提供了參考。
生活垃圾衛生填埋場主要包括防滲襯層系統、滲濾液導排系統、滲濾液處理設施、雨污分流系統、地下水導排系統、地下水監測設施、填埋氣體導排系統、覆蓋和封場系統等設施,并建設有圍墻或柵欄等隔離設施,在填埋區邊界周圍設置防飛揚設施、安全防護設施及防火隔離帶[2]。
生活垃圾衛生填埋場分為運行期和封場后維護管理期。在運行期,填埋作業應分區、分單元進行,不運行作業面應及時覆蓋。填埋作業單元以一定坡度往上填埋,每日填埋作業結束后及時覆蓋。填埋層達設計高度后封場覆蓋。封場后,填埋區的生活垃圾仍會在微生物作用下發生反應,產生污染物,仍需對填埋氣體、滲濾液處理、地下水監測等設施進行運行維護管理,直至填埋場達到穩定化。
生活垃圾衛生填埋場在運行期及封場后維護管理期,將產生廢水、廢氣等污染物,對周邊環境有明顯不利影響。對填埋場進行產排污分析,填埋場主要污染來源、主要污染物、常見處理措施及排放去向見表1。
表1 分析結果表明,填埋場主要污染類別是垃圾滲濾液產生的廢水污染和填埋過程中產生的惡臭氣體污染。
表1 生活垃圾衛生填埋場主要污染來源、污染物及處理情況一覽表
垃圾滲濾液是垃圾在置放或填埋過程中產生的一種高濃度有機廢水。滲濾液中含有復雜的有毒有害成分,主要為高濃度有機污染物、富營養化效應的氮磷污染物以及各種復雜成分和含量的重金屬污染物[3]。在填埋場運行中,導排管收集填埋垃圾產生的滲濾液,收集后的滲濾液進入調節池,經過一系列物化/生化反應和膜處理等[4]污水處理設施對滲濾液進行處理,處理后的廢水滿足GB16889-2008《生活垃圾填埋場污染控制標準》表2 標準限值要求,即可向外排放。由此可見,垃圾滲濾液導排系統和滲濾液處理設施是防治滲濾液污染的重要設施。
正常情況下,垃圾滲濾液經收集、處理達標后不會對周圍環境產生不利影響。但在非正常情況下,如:填埋場防滲襯層或滲濾液收集處理系統存在破損、漏洞,滲濾液滲漏或泄露,進入周圍土壤或地下水;滲濾液處理設施運行不正常,污水未得到有效處理,導致超標排放;填埋場雨污分流未徹底,截洪溝未合攏,未經處理污水進入雨水管道或周圍地表水體等情況。外泄的滲濾液和超標排放的廢水將污染地表水、地下水等周圍環境,破壞生態系統平衡,嚴重時甚至會威脅人體健康。
本文統計了2 家生活垃圾衛生填埋場運行期廢水監測情況,結果顯示:近6 年(2015-2020 年)來2家填埋場污水處理設施廢水排口監督性監測結果超標率6.7%,主要超標項目是化學需氧量、總氮;9 個填埋場地下監測井的地下水水質均無法達到GB14848-2017《地下水質量標準》中Ⅲ類限值要求,主要污染指標為菌落總數、pH 值、氨氮、鐵等;填埋場3 個雨水溝渠水質抽查監測中,有2 個雨水溝渠水質檢測結果不能滿足GB16889-2008《生活垃圾填埋場污染控制標準》表2 限值要求,主要污染指標為pH值、懸浮物、化學需氧量、氨氮、總氮、鎘等。監測結果統計表明,生活垃圾衛生填埋場在日常運行中,未處理或處理后未達標排放廢水的現象出現較多,污染周圍地表水、地下水環境,存在環境風險隱患,需加強對垃圾滲濾液的管理。
填埋場生活垃圾在微生物作用下會產生填埋氣體。填埋氣體主要成分為甲烷、二氧化碳、氮氣、氧氣等[5],可通過火炬直接燃燒或沼氣發電處理。惡臭氣體占填埋氣體排放量的比例通常小于1%[6]。但惡臭氣體種類繁多,成分復雜,主要包括含硫化合物、含氮化合物、鹵素及衍生物、鹵素及衍生物、含氧有機物等五類上百種物質[7]。惡臭氣體危害性大,長時間、高濃度接觸會對人體健康有損害。一方面,惡臭氣體可能對人體吸收系統、神經系統、循環系統和內分泌系統產生強烈的負面影響,損傷中樞神經,導致失眠、記憶力下降,甚至引起慢性病、急性病和死亡;另一方面,惡臭污染物刺激人的嗅覺系統,造成極大的心理抵觸,嚴重影響垃圾填埋場工作人員的日常作業和周邊居民的日常生活[8][9]。
填埋場惡臭氣體污染目前是填埋場運行管理的難點,已成為公眾舉報投訴的重點問題。生態環境部通報的2018 年度全國12369 環保舉報情況中,大氣污染舉報情況最多,占比54.1%;而在大氣污染舉報中惡臭異味問題占比最高,達41.8%,在7 月-9 月期間更為突出。本文統計了2 家生活垃圾衛生填埋場廠界惡臭廢氣監測情況,結果顯示:近4 年(2017-2020 年)來2 家填埋場廠界惡臭廢氣監測結果超標率達27.3%,超標項目主要是臭氣濃度;每年都有因2 家填埋場惡臭異味擾民投訴而進行的廢氣監測,尤其是夏季。這表明生活垃圾衛生填埋場惡臭氣體污染問題嚴重,影響周邊居住環境;填埋場惡臭異味投訴問題突出,若不得到有效及時解決,易產生群體性信訪事件。
針對生活垃圾衛生填埋場的污染物排放及產生的主要環境污染問題,建議如下:
(1)在生活垃圾衛生填埋場的環保竣工驗收中,應對已建成的防滲襯層系統的完整性、滲濾液導排系統、填埋氣體導排系統和地下水導排系統等的有效性進行質量驗收,確保垃圾滲濾液及時導排、不滲漏,填埋氣體得到有效收集處理。
生活垃圾填埋場應設置防滲襯層滲漏檢測系統,以保證在防滲襯層滲濾液發生滲漏時能及時發現,查找原因,找出滲漏位置并采取補救措施,防止污染擴散。生活垃圾衛生填埋場應根據場區地下水徑流的水位、流向等合理設置地下監測井,定期檢測地下水水質。
(2)生活垃圾衛生填埋場滲濾液處理系統工藝設計應合理,對成分復雜、濃度極高、水質波動大的滲濾液可采用物理、化學、生物以及膜處理技術等等組合處理方式,滿足處理效率要求。
加強對滲濾液處理設施系統的日常運行維護,確保處理設施處理效果明顯,廢水達標排放。生活垃圾衛生填埋場應按要求安裝pH 值、化學需氧量、氨氮、總氮等廢水自動監測設備,自動實時監測廢水排放濃度。
(3)生活垃圾衛生填埋場應按照HJ 819-2017《排污單位自行監測技術指南 總則》及企業排污許可證自行監測的要求,加強對填埋場排放的廢水、廢氣、噪聲等監測,監測點位、項目、頻次應按要求完成。拓寬監測范圍,對填埋場周圍可能受影響的環境空氣、土壤、地下水、噪聲等敏感點或敏感區域進行環境質量監測。
如遇特殊情況,需加密監測,若條件允許,可進行跟蹤監測。
(4)目前國內生活垃圾衛生填埋場惡臭氣體異味投訴問題較多。但在惡臭異味投訴處理的常規監測中,惡臭手工監測方法即三點比較式嗅袋法存在廠界外濃度最高點選取困難、采樣點位布設不夠規范、樣品分析不夠及時、樣品代表性不足、人力成本高等問題,影響惡臭投訴處理的質量和效率,可能造成人民群眾對處理結果不滿意。故建議,若條件允許,應在生活垃圾衛生填埋場場內惡臭主要產生區域(比如填埋作業區、滲濾液收集處理區、垃圾車清運線路等)、場界以及場外環境敏感點等重點區域安裝惡臭氣體在線監測系統。
惡臭在線監測系統主要是一種仿生學的電子鼻儀器,模擬人的嗅覺系統,通過陣列式氣體傳感器對未知樣品的響應,利用數學算法,采用模式識別的技術對樣品揮發出來的氣體進行檢測分析而定性或半定量分析樣品[10][11]。一般可檢測臭氣濃度值、氨、硫化氫、VOCs 等參數。它具有實時24h 連續在線檢測、數據存儲和遠程傳輸、電腦或手機端口實時查看、可自動留樣、可預警預報等優點。惡臭氣體在線監測系統的安裝,一方面可掌握填埋場內惡臭氣體排放規律,弄清楚惡臭氣體影響范圍及程度,讓填埋場在環保管理中有的放矢,實施有效除臭措施,減輕環境污染影響;另一方面,惡臭氣體連續檢測數據可與環保監管部門聯網,便于監管部門實時查看企業排污狀況,把事后監管處理轉換為過程監督,降低群眾惡臭投訴率。
生活垃圾衛生填埋場雖然在運行過程中會排放一些污染物,對周圍環境產生不利影響,但是它作為一項市政衛生環保工程,對生活垃圾無害化處理,減輕了環境壓力,改善了人居環境。因此,對于生活垃圾衛生填埋場的建設與運行,我們應當持審慎態度,合理進行監管,而不應該因污染問題而因噎廢食,談虎色變。