第30卷第2期 2007年2月
合肥工业大学学报
(自然科学版)
JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY
Vol.30No.2
Feb.2007
城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价
孙亚敏, 唐 萍
(安徽省环境监测中心站,安徽合肥 230061)
摘 要:文章分析了城市生活垃圾卫生填埋场可能产生的环境影响,主要有渗滤液造成的水污染、填埋气造成的大气污染和重金属造成的土壤污染;探讨了城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价时应关注的主要问题和评价技术方法。采取一定的污染控制措施后,填埋场所带来的环境污染才能得到有效控制,对周边环境质量的影响才能控制在一定程度之内。
关键词:卫生填埋场;环境影响评价;主要技术问题
中图分类号:X022 文献标识码:A 文章编号:100325060(2007)0220196204
Environmentalimpactassessmentof
sanitarylandfillsofurbandomesticwaste
SUNYa2min, Ping
(AnhuiEnvironmentalMonitoring,,)
Abstract:Theanalyzed,includingwaterpollu2tionbythelandfillgasandsoilpollutioncausedbyheavymetals.pandtechnicalmethodsthatshouldbepaidmuchattentiontointheassess2mentarediscussed.Onlywheneffectivepollutioncontrolmeasuresaretakencanenvironmentalpollu2tionandenvironmentalimpactsofwastelandfillsbecontrolledtosomeextent.Keywords:sanitarylandfill;environmentalimpactassessment;maintechnicalissue
在我国,越来越多的城市生活垃圾开始采用卫生填埋法处理。但卫生填埋过程中也将产生大量的二次污染物,如不妥善处理,会给周围环境造成严重污染。在国家环境保护总局颁布的“建设项目环境保护分类管理名录”中“固体废物集中,填埋项目”的环境管理类别划定为一类,要求进行详细全面的环境影响评价,编制环境影响报告书。本文在分析城市生活垃圾卫生填埋可能带来不利环境影响的基础上,探讨了城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价时应关注的主要技术问题。
1 卫生填埋原理与主要环境影响
城市生活垃圾卫生填埋场利用生活垃圾固有的物质特性,在外界条件作用下,使垃圾中有机组分在填埋作业时形成的厌氧层、兼氧层和好氧层发生一系列生物、化学和物理反应;同时采取一定工艺和工程措施,抑制或加快填埋场内各种反应,并减少由此给环境带来的危害,加速填埋场的稳
[1]
定化和无害化。总体而言,生活垃圾卫生填埋场建设得当,将会给环境带来有利的影响。
生活垃圾在卫生填埋过程中,通过一系列物理、化学和生化反应,在去除垃圾中污染物的同时,也产生特征污染物渗滤液、填埋气等,并产生
[2]
一定程度的振动和噪声。这些污染物如不妥善处理排放,极易对周围环境造成影响,主要是对水、大气和土壤的污染。1.1 水污染
垃圾卫生填埋场的水污染主要来自垃圾渗滤液。渗滤液属高浓度有机废水,主要污染物是BOD5、COD、NH32N和重金属,如钾、钙、镁、铁、
收稿日期:2006205225
作者简介:孙亚敏(1975-),女,安徽萧县人,安徽省环境监测中心站工程师.
第2期孙亚敏,等:城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价
[3]
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锰、硅、砷、镉、铬、镍、锌、铜及铅等。渗滤液如在评价中应从上述几个方面对垃圾填埋场选址进行选择论证,根据综合考虑的结果,合理选择
场址。2.2 污染源强确定问题
随垃圾填埋量逐年增多,渗滤液和LFG的产生量及污染物量也在不断变化。本文给出填埋场的特征污染物渗滤液和LFG的源强确定方法。2.2.1 渗滤液
(1)渗滤液产生量。渗滤液来源于3部分:①垃圾本身带来的水分;②垃圾中有机物经分解后所产生的水分;③以各种途径进入垃圾填埋场的大气降水和地下水。其中进入场区的大气降水和地下水是决定渗滤水产生量的主要因素。渗滤液水质、水量变动较大。
根据国内外填埋场的运营经验,渗滤液产生量的计算方法有多种,基本可分为日本填埋场设计指南所推荐的主因素相关法、ELP模型3[1种。即:
0.(C1A1+C2A2)I,Q为填埋场渗滤液产生量,m/d;I为最大年或月降雨量的日换算值,mm/d;A1、A2为正在填埋及地表水不易排除的面积和已完成填埋且地
2
表水易排除的面积,m;C1、C2为综合了填埋场渗滤液各影响因素的系数。
(2)渗滤液中各污染物质量浓度。渗滤液水质变动较大,BOD5、COD质量浓度和两者之比均随填埋时间增长而降低,NH32N质量浓度随填埋时间增长而增加。
渗滤液中各污染物质量浓度可类比已有垃圾卫生填埋场的监测数据。以深圳市某垃圾填埋场的渗滤液水质监测数据为例,填埋初期COD、BOD5、NH32N的典型值分别为35g/L、15g/L、0.6g/L;5a后COD、BOD5、NH32N的典型值分别为8g/L、0.3g/L、1g/L。
在填埋时间大于20a的老垃圾场渗滤液中,主要重金属元素镉、镍、锌、铜、铅、铬的质量浓度分别为6μg/L、130μg/L、670μg/L、70μg/L、
[6]
70μg/L、80μg/L。2.2.2 填埋气(LFG)
LFG的产生量主要取决于填埋垃圾的成分、覆土厚度、填埋密度深度、时间、温度以及垃圾含水率、垃圾粒度、垃圾渗滤液的pH值等,可通过经验估算法、数学模型法和现场测试法来确定。
3
果处理不当,会对填埋场周围的地表水和地下水
造成严重的影响,主要表现在水质混浊,有臭味,BOD5、COD、NH32N质量浓度高,油、酚污染严重,大肠菌群超标。1.2 大气污染垃圾卫生填埋场的大气污染主要来自垃圾填埋气(LFG)。LFG是垃圾中有机物厌氧消化产生的,主要成分为CH4、CO2以及其他一些微量成分,如NH3、H2S、H2、N2和挥发性有机物等。CH4是温室气体,也是易燃易爆气体;CO2是温室气体,同时由于CO2比空气重,易在场区底部富集,导致植物根部缺氧,而影响生长;H2S和NH3气体虽然排放量不大,但属于恶臭气体,散发出的恶臭气味会影响周围的大气环境。1.3 土壤污染生活垃圾中含有的镉、锰、汞等重金属进入土壤,会给土壤造成严重污染,最终给人体健康造成
[2]
严重危害。
2 2.1 ,但受,许多填埋场在选址上都或多或
[4]
少存在一些问题。因此,评价中应将选址论证作为评价重点之一。
根据文献[5]《、生活垃圾填埋污染控制标准》及国家计委、建设部《城市生活垃圾卫生填埋场处
(建标[2001]101号)有关理工程项目建设标准》
规定,填埋场的场址选择应符合下列规定:①填埋场场址选择应符合城市建设总体规划、城市区域环境总体规划和城市环境卫生事业发展规划要求。填埋场场址选择应与当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致。②填埋场应建在城市主导风向的下风向、距居民点或重要设施800m以外的地方。据了解,目前我国一些城市的垃圾填埋场距居民点较近,由于垃圾臭味等原因,群众意见很大,经常发生群众上访。③填埋场对周围环境不应产生影响或对周围环境影响不超过国家相关现行标准的规定。④填埋场宜选在地下水贫乏地区。应远离水源,尽量设在地下水流向的下游地区。⑤填埋场应具备相应的库容,年限10a以上为宜;特殊情况下,不应低于8a。⑥交通方便、运距合理。⑦征地费用较低、土地利用价值较低。
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合肥工业大学学报(自然科学版)第30卷
目前应用较多的是SchoolCanyon数学模型法
[1]
。本模型基于以下假设:在厌氧条件下,垃圾
的填埋场必须进行人工防渗。评价中应重点分析
防渗层(包括自然和人工防渗层)渗透系数是否符合文献[5]相关要求。2.4 渗滤液处理方案问题
渗滤液水质、水量变动较大,是一种处理难度较大的废水,目前国内各垃圾填埋场中的渗滤液处理能达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准的运行实例极少,也尚未有一种经典、成熟的处理工艺。
目前操作性较强的渗滤液处理方案主要有2种:①将渗滤液经必要的预处理后汇入城市污水处理厂合并处理;②将渗滤液在场内回喷(将在填埋场底部收集的渗滤液从其覆盖层表面或覆盖层下部重新灌入填埋场,利用垃圾层这个生物滤床净化渗滤液)。
有时也可采取“清污分流———渗滤液回喷———预处理———汇入城市污水处理厂合并处理”,垃圾卫生填埋场在运行过程存在一定的环境风险,如溃坝产生的垃圾流、填埋气富集引发的垃圾堆体爆炸、渗滤液调节池的事故性排放、填埋场地塌陷等,都会对填埋场周围环境造成不利影响。因此在评价环境风险时必须对其进行分析,并提出有效措施预防、杜绝或减少事故风险的发生率。2.5.1 垃圾坝溃坝
垃圾坝承受的主要作用力有坝体自重、填埋
[8]
体土压力、渗透压力。评价中应对垃圾坝在这3种作用力下的抗滑稳定性进行分析,并对溃坝给出分析和风险防范措施。减小溃坝风险的可能,最重要的是对坝型、坝体的设计,要求项目设计时不仅注意以上溃坝产生的原因,还要从坝体边坡稳定性、坝体抗滑动稳定性、坝体抗倾覆稳定性和坝基稳定性等方面进行认真核算,确保垃圾坝设计的科学合理性。此外,在填埋场正常生产时,要及时做好场地雨水与渗滤液的导排,避免大量雨水对坝体的冲击和因雨水或渗滤液的积聚而浸渍坝基,保证垃圾坝稳定运行。2.5.2 垃圾堆体爆炸风险垃圾堆体爆炸包括物理性爆炸和化学性爆炸。物理性爆炸是由于填埋过程中产生的气体在垃圾层中大量积聚,当积聚的压力大于覆盖层重力时,瞬间突破覆盖层,减压膨胀发生物理性爆
[9][7]
进入填埋场后产气速率很快达到高峰,随后再以指数规律逐渐下降。计算步骤为:
(1)计算垃圾理论最大产气量GM
Wi=K1Pi(1-M)CiGM=K2
i=1
6
5
12
×22.4
其中,Wi为单位质量垃圾中可分解为填埋气体的含碳量;Pi为垃圾组分中第i种有机物质量分数;K1为有机物质量分数的修正系数;M为垃圾和含水率(%);Ci为垃圾中第i种有机物组分的含碳量;GM垃圾理论最大产气量(m/t);K2为修正系数。
(2)计算填埋气体产气率
Ri=KGMe
-Ki
3
其中,Ri为填埋气体产生速率(m3/t・a);K为产气速率常数;i为垃圾填埋年限(a)。
(3)计算逐年产气量
填埋场第P年封场前,第i生量为
i-Gi=
jM(i=2,…,P)
其中,Wjj垃圾的填埋量,j=0,1,…,
(P-1)。
填埋场封场后第i年的填埋气体产生量为
Gi=
j=0
6
P
WjKGMe
-K(i-i)
,(i=P,2,3,…,N)
其中,N为填埋场终场年限。
根据LFG的逐年产生量,再类比已有垃圾卫生填埋场典型填埋气的组分,进而得出LFG中各污染物的产生量。
LFG的典型组分为:CH445%～50%,CO240%～60%,NH30.1%～1.06%,H2S0～1%,CO0～0.2%,H20～0.2%,O20.1%～1%,N22%～5%,微量组分0.01%～0.6%2.3 防渗措施论证问题
[1]
。
防渗工程是垃圾填埋场工程的核心内容。为防止渗滤液污染地下水,必须在填埋场底采取有效的防渗措施。防渗措施是否可行有效是关系渗滤液是否污染地下水的关键。评价中应从防渗方式、工艺、材料等的选择与操作方面对防渗措施进行合理性、可行性和可靠性分析。文献[5]规定:自然防渗和人工防渗层的渗透
-7
系数不应大于10cm/s,不具备自然防渗条件
第2期孙亚敏,等:城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价199
炸。化学性爆炸是由于CH4与空气混合后,体积比处于爆炸范围(5%～15%)内,遇到明火而发生激烈的放热反应,产生大量热量,气体受热膨胀,
[8]
将垃圾喷射出来。
评价中要针对物理性爆炸和化学性爆炸的不同机理给出对应的风险防范措施。及时通畅地导出LFG可有效预防物理性爆炸的发生,而防止空气进入垃圾层和CH4混合是防止垃圾层发生化学爆炸的关键。2.5.3 填埋场地坍塌风险
填埋场地塌陷除了与场地的地质条件有关外,主要由于填埋体的沉降而引起。填埋体发生
[10]
沉降的机制主要包括3种:①固结,废物被压实时,体积逐渐被压缩,应力状态发生变化,部分水从废物中排出,外加应力相应地从孔隙(水与气)转移到废物颗粒骨架上,使颗粒发生扭曲、倾侧、变向和破碎,直至变形达到稳定。②潜蚀,废物中的一部分小颗粒被渗透水流溶解或携带进入较大的空隙中。③化学反应,废物中的一部分有从而引起填埋体沉降。
不均匀沉降,、在填埋体与周围边坡结合部位加大盖层坡度的方法来进行防范。对由于地基土体的非均匀性而产生的不均匀沉降,可通过开挖、压实或换土的方法减小其压缩性在空间上的差异,从而使不均匀沉降减小到可以接受的程度。2.5.4 渗滤液调节池的事故性排放
造成渗滤液事故性排放的主要原因有以下3种:①工程设计上的问题,如渗滤液的导排系统设计不合理或调节池设计偏小,当遇到雨量较大的季节,渗滤液产生量较大,有可能造成溢出。②管理上的问题,管理工作不到位,人为造成渗滤液的大量外排。③遇到几十年一遇的特大洪水时,整个填埋场汇水量很大,将调节池淹没,从而导致渗滤液混入水体,污染环境。
渗滤液的事故排放对环境的影响较大,废水中含有高浓度污染物,且伴有恶臭,随着地表径流所到之处不仅对地表水造成严重污染,对地下水的水质也构成威胁。水量小时,渗滤液所散发的恶臭对大气、土壤及农作物也会造成一定程度的污染和损害。
评价中应对调节池事故排放进行分析并提出相应的防范措施。保证有足够大的调节池容量是防止渗滤液事故排放的主要措施,设计调节池容积时,应充分考虑渗滤液产生量、地区降雨量、场地的汇水面积、渗透能力等因素,准确确定调节池容积;同时,注意完善调节池周边地表径流和雨水导排系统;建设单位应加强调节池运行的日常维护与管理,最大限度减少风险发生。
3 结 论
综上所述,笔者认为在城市垃圾卫生填埋场项目的环境影响评价中,需要特别关注选址、防渗措施、渗滤液处理方案及环境风险防范等问题。选址时要综合考虑规划、周围环境、运距、地形地质、交通及覆土来源等。防渗措施和渗滤液处理方法是否合理可行是关系到渗滤液是否对周围地表水和地下水产生不利影响的关键所在。从设计、管理等,,填埋场所,对周边环境质参 考 文 献
[1] 李国建,赵爱华,张 益.城市生活垃圾处理工程[M].北
京:科学出版社,2003:309-348.
[2] 许海云.垃圾填埋场常见污染问题及防治方法[J].中国环
保产业,2002,(8):19-21.
[3] 杨志泉,周少奇.垃圾渗滤液生物处理重金属的去除效果
分析[J].华南理工大学学报(自然科学版),2005,33(6):
63-67.
[4] 冯亚斌,陈 全.关于我国垃圾填埋场目前存在问题的探
讨[J].环境保护,2000,(10):14-16.
[5] CJJ17-2004,城市生活垃圾卫生填埋技术规范[S].[6] ChristensenTH,KjeldsenP,BjergPL,etal.Biogeo2
chemistryoflandfillleachateplumes[J].AppliedGeo2chemistry,1997,12:267-280.
[7] 沈耀良,王宝贞.城市垃圾填埋场渗滤液处理方案及其分
析[J].给水排水,1999,25(18):25-32.
[8] 方 满.垃圾填埋场爆炸灾害的发生与控制途径[J].灾害
学,1997,12(3):89-92.
[9] 孙继军,张建波,蔡鹤生.山谷型垃圾卫生填埋场堆埋体稳
定性评价[J].水文地质工程地质,2003,(1):56-58.
[10] 刘建国,聂永丰,白庆中.卫生填埋场结构稳定性分析
[J].重庆环境科学,2001,22(1):62-66.
(责任编辑 闫杏丽)
第30卷第2期 2007年2月
合肥工业大学学报
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Vol.30No.2
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城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价
孙亚敏, 唐 萍
(安徽省环境监测中心站,安徽合肥 230061)
摘 要:文章分析了城市生活垃圾卫生填埋场可能产生的环境影响,主要有渗滤液造成的水污染、填埋气造成的大气污染和重金属造成的土壤污染;探讨了城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价时应关注的主要问题和评价技术方法。采取一定的污染控制措施后,填埋场所带来的环境污染才能得到有效控制,对周边环境质量的影响才能控制在一定程度之内。
关键词:卫生填埋场;环境影响评价;主要技术问题
中图分类号:X022 文献标识码:A 文章编号:100325060(2007)0220196204
Environmentalimpactassessmentof
sanitarylandfillsofurbandomesticwaste
SUNYa2min, Ping
(AnhuiEnvironmentalMonitoring,,)
Abstract:Theanalyzed,includingwaterpollu2tionbythelandfillgasandsoilpollutioncausedbyheavymetals.pandtechnicalmethodsthatshouldbepaidmuchattentiontointheassess2mentarediscussed.Onlywheneffectivepollutioncontrolmeasuresaretakencanenvironmentalpollu2tionandenvironmentalimpactsofwastelandfillsbecontrolledtosomeextent.Keywords:sanitarylandfill;environmentalimpactassessment;maintechnicalissue
在我国,越来越多的城市生活垃圾开始采用卫生填埋法处理。但卫生填埋过程中也将产生大量的二次污染物,如不妥善处理,会给周围环境造成严重污染。在国家环境保护总局颁布的“建设项目环境保护分类管理名录”中“固体废物集中,填埋项目”的环境管理类别划定为一类,要求进行详细全面的环境影响评价,编制环境影响报告书。本文在分析城市生活垃圾卫生填埋可能带来不利环境影响的基础上,探讨了城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价时应关注的主要技术问题。
1 卫生填埋原理与主要环境影响
城市生活垃圾卫生填埋场利用生活垃圾固有的物质特性,在外界条件作用下,使垃圾中有机组分在填埋作业时形成的厌氧层、兼氧层和好氧层发生一系列生物、化学和物理反应;同时采取一定工艺和工程措施,抑制或加快填埋场内各种反应,并减少由此给环境带来的危害,加速填埋场的稳
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定化和无害化。总体而言,生活垃圾卫生填埋场建设得当,将会给环境带来有利的影响。
生活垃圾在卫生填埋过程中,通过一系列物理、化学和生化反应,在去除垃圾中污染物的同时,也产生特征污染物渗滤液、填埋气等,并产生
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一定程度的振动和噪声。这些污染物如不妥善处理排放,极易对周围环境造成影响,主要是对水、大气和土壤的污染。1.1 水污染
垃圾卫生填埋场的水污染主要来自垃圾渗滤液。渗滤液属高浓度有机废水,主要污染物是BOD5、COD、NH32N和重金属,如钾、钙、镁、铁、
收稿日期:2006205225
作者简介:孙亚敏(1975-),女,安徽萧县人,安徽省环境监测中心站工程师.
第2期孙亚敏,等:城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价
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锰、硅、砷、镉、铬、镍、锌、铜及铅等。渗滤液如在评价中应从上述几个方面对垃圾填埋场选址进行选择论证,根据综合考虑的结果,合理选择
场址。2.2 污染源强确定问题
随垃圾填埋量逐年增多,渗滤液和LFG的产生量及污染物量也在不断变化。本文给出填埋场的特征污染物渗滤液和LFG的源强确定方法。2.2.1 渗滤液
(1)渗滤液产生量。渗滤液来源于3部分:①垃圾本身带来的水分;②垃圾中有机物经分解后所产生的水分;③以各种途径进入垃圾填埋场的大气降水和地下水。其中进入场区的大气降水和地下水是决定渗滤水产生量的主要因素。渗滤液水质、水量变动较大。
根据国内外填埋场的运营经验,渗滤液产生量的计算方法有多种,基本可分为日本填埋场设计指南所推荐的主因素相关法、ELP模型3[1种。即:
0.(C1A1+C2A2)I,Q为填埋场渗滤液产生量,m/d;I为最大年或月降雨量的日换算值,mm/d;A1、A2为正在填埋及地表水不易排除的面积和已完成填埋且地
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表水易排除的面积,m;C1、C2为综合了填埋场渗滤液各影响因素的系数。
(2)渗滤液中各污染物质量浓度。渗滤液水质变动较大,BOD5、COD质量浓度和两者之比均随填埋时间增长而降低,NH32N质量浓度随填埋时间增长而增加。
渗滤液中各污染物质量浓度可类比已有垃圾卫生填埋场的监测数据。以深圳市某垃圾填埋场的渗滤液水质监测数据为例,填埋初期COD、BOD5、NH32N的典型值分别为35g/L、15g/L、0.6g/L;5a后COD、BOD5、NH32N的典型值分别为8g/L、0.3g/L、1g/L。
在填埋时间大于20a的老垃圾场渗滤液中,主要重金属元素镉、镍、锌、铜、铅、铬的质量浓度分别为6μg/L、130μg/L、670μg/L、70μg/L、
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70μg/L、80μg/L。2.2.2 填埋气(LFG)
LFG的产生量主要取决于填埋垃圾的成分、覆土厚度、填埋密度深度、时间、温度以及垃圾含水率、垃圾粒度、垃圾渗滤液的pH值等,可通过经验估算法、数学模型法和现场测试法来确定。
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果处理不当,会对填埋场周围的地表水和地下水
造成严重的影响,主要表现在水质混浊,有臭味,BOD5、COD、NH32N质量浓度高,油、酚污染严重,大肠菌群超标。1.2 大气污染垃圾卫生填埋场的大气污染主要来自垃圾填埋气(LFG)。LFG是垃圾中有机物厌氧消化产生的,主要成分为CH4、CO2以及其他一些微量成分,如NH3、H2S、H2、N2和挥发性有机物等。CH4是温室气体,也是易燃易爆气体;CO2是温室气体,同时由于CO2比空气重,易在场区底部富集,导致植物根部缺氧,而影响生长;H2S和NH3气体虽然排放量不大,但属于恶臭气体,散发出的恶臭气味会影响周围的大气环境。1.3 土壤污染生活垃圾中含有的镉、锰、汞等重金属进入土壤,会给土壤造成严重污染,最终给人体健康造成
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严重危害。
2 2.1 ,但受,许多填埋场在选址上都或多或
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少存在一些问题。因此,评价中应将选址论证作为评价重点之一。
根据文献[5]《、生活垃圾填埋污染控制标准》及国家计委、建设部《城市生活垃圾卫生填埋场处
(建标[2001]101号)有关理工程项目建设标准》
规定,填埋场的场址选择应符合下列规定:①填埋场场址选择应符合城市建设总体规划、城市区域环境总体规划和城市环境卫生事业发展规划要求。填埋场场址选择应与当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致。②填埋场应建在城市主导风向的下风向、距居民点或重要设施800m以外的地方。据了解,目前我国一些城市的垃圾填埋场距居民点较近,由于垃圾臭味等原因,群众意见很大,经常发生群众上访。③填埋场对周围环境不应产生影响或对周围环境影响不超过国家相关现行标准的规定。④填埋场宜选在地下水贫乏地区。应远离水源,尽量设在地下水流向的下游地区。⑤填埋场应具备相应的库容,年限10a以上为宜;特殊情况下,不应低于8a。⑥交通方便、运距合理。⑦征地费用较低、土地利用价值较低。
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目前应用较多的是SchoolCanyon数学模型法
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。本模型基于以下假设:在厌氧条件下,垃圾
的填埋场必须进行人工防渗。评价中应重点分析
防渗层(包括自然和人工防渗层)渗透系数是否符合文献[5]相关要求。2.4 渗滤液处理方案问题
渗滤液水质、水量变动较大,是一种处理难度较大的废水,目前国内各垃圾填埋场中的渗滤液处理能达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准的运行实例极少,也尚未有一种经典、成熟的处理工艺。
目前操作性较强的渗滤液处理方案主要有2种:①将渗滤液经必要的预处理后汇入城市污水处理厂合并处理;②将渗滤液在场内回喷(将在填埋场底部收集的渗滤液从其覆盖层表面或覆盖层下部重新灌入填埋场,利用垃圾层这个生物滤床净化渗滤液)。
有时也可采取“清污分流———渗滤液回喷———预处理———汇入城市污水处理厂合并处理”,垃圾卫生填埋场在运行过程存在一定的环境风险,如溃坝产生的垃圾流、填埋气富集引发的垃圾堆体爆炸、渗滤液调节池的事故性排放、填埋场地塌陷等,都会对填埋场周围环境造成不利影响。因此在评价环境风险时必须对其进行分析,并提出有效措施预防、杜绝或减少事故风险的发生率。2.5.1 垃圾坝溃坝
垃圾坝承受的主要作用力有坝体自重、填埋
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体土压力、渗透压力。评价中应对垃圾坝在这3种作用力下的抗滑稳定性进行分析,并对溃坝给出分析和风险防范措施。减小溃坝风险的可能,最重要的是对坝型、坝体的设计,要求项目设计时不仅注意以上溃坝产生的原因,还要从坝体边坡稳定性、坝体抗滑动稳定性、坝体抗倾覆稳定性和坝基稳定性等方面进行认真核算,确保垃圾坝设计的科学合理性。此外,在填埋场正常生产时,要及时做好场地雨水与渗滤液的导排,避免大量雨水对坝体的冲击和因雨水或渗滤液的积聚而浸渍坝基,保证垃圾坝稳定运行。2.5.2 垃圾堆体爆炸风险垃圾堆体爆炸包括物理性爆炸和化学性爆炸。物理性爆炸是由于填埋过程中产生的气体在垃圾层中大量积聚,当积聚的压力大于覆盖层重力时,瞬间突破覆盖层,减压膨胀发生物理性爆
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进入填埋场后产气速率很快达到高峰,随后再以指数规律逐渐下降。计算步骤为:
(1)计算垃圾理论最大产气量GM
Wi=K1Pi(1-M)CiGM=K2
i=1
6
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×22.4
其中,Wi为单位质量垃圾中可分解为填埋气体的含碳量;Pi为垃圾组分中第i种有机物质量分数;K1为有机物质量分数的修正系数;M为垃圾和含水率(%);Ci为垃圾中第i种有机物组分的含碳量;GM垃圾理论最大产气量(m/t);K2为修正系数。
(2)计算填埋气体产气率
Ri=KGMe
-Ki
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其中,Ri为填埋气体产生速率(m3/t・a);K为产气速率常数;i为垃圾填埋年限(a)。
(3)计算逐年产气量
填埋场第P年封场前,第i生量为
i-Gi=
jM(i=2,…,P)
其中,Wjj垃圾的填埋量,j=0,1,…,
(P-1)。
填埋场封场后第i年的填埋气体产生量为
Gi=
j=0
6
P
WjKGMe
-K(i-i)
,(i=P,2,3,…,N)
其中,N为填埋场终场年限。
根据LFG的逐年产生量,再类比已有垃圾卫生填埋场典型填埋气的组分,进而得出LFG中各污染物的产生量。
LFG的典型组分为:CH445%～50%,CO240%～60%,NH30.1%～1.06%,H2S0～1%,CO0～0.2%,H20～0.2%,O20.1%～1%,N22%～5%,微量组分0.01%～0.6%2.3 防渗措施论证问题
[1]
。
防渗工程是垃圾填埋场工程的核心内容。为防止渗滤液污染地下水,必须在填埋场底采取有效的防渗措施。防渗措施是否可行有效是关系渗滤液是否污染地下水的关键。评价中应从防渗方式、工艺、材料等的选择与操作方面对防渗措施进行合理性、可行性和可靠性分析。文献[5]规定:自然防渗和人工防渗层的渗透
-7
系数不应大于10cm/s,不具备自然防渗条件
第2期孙亚敏,等:城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价199
炸。化学性爆炸是由于CH4与空气混合后,体积比处于爆炸范围(5%～15%)内,遇到明火而发生激烈的放热反应,产生大量热量,气体受热膨胀,
[8]
将垃圾喷射出来。
评价中要针对物理性爆炸和化学性爆炸的不同机理给出对应的风险防范措施。及时通畅地导出LFG可有效预防物理性爆炸的发生,而防止空气进入垃圾层和CH4混合是防止垃圾层发生化学爆炸的关键。2.5.3 填埋场地坍塌风险
填埋场地塌陷除了与场地的地质条件有关外,主要由于填埋体的沉降而引起。填埋体发生
[10]
沉降的机制主要包括3种:①固结,废物被压实时,体积逐渐被压缩,应力状态发生变化,部分水从废物中排出,外加应力相应地从孔隙(水与气)转移到废物颗粒骨架上,使颗粒发生扭曲、倾侧、变向和破碎,直至变形达到稳定。②潜蚀,废物中的一部分小颗粒被渗透水流溶解或携带进入较大的空隙中。③化学反应,废物中的一部分有从而引起填埋体沉降。
不均匀沉降,、在填埋体与周围边坡结合部位加大盖层坡度的方法来进行防范。对由于地基土体的非均匀性而产生的不均匀沉降,可通过开挖、压实或换土的方法减小其压缩性在空间上的差异,从而使不均匀沉降减小到可以接受的程度。2.5.4 渗滤液调节池的事故性排放
造成渗滤液事故性排放的主要原因有以下3种:①工程设计上的问题,如渗滤液的导排系统设计不合理或调节池设计偏小,当遇到雨量较大的季节,渗滤液产生量较大,有可能造成溢出。②管理上的问题,管理工作不到位,人为造成渗滤液的大量外排。③遇到几十年一遇的特大洪水时,整个填埋场汇水量很大,将调节池淹没,从而导致渗滤液混入水体,污染环境。
渗滤液的事故排放对环境的影响较大,废水中含有高浓度污染物,且伴有恶臭,随着地表径流所到之处不仅对地表水造成严重污染,对地下水的水质也构成威胁。水量小时,渗滤液所散发的恶臭对大气、土壤及农作物也会造成一定程度的污染和损害。
评价中应对调节池事故排放进行分析并提出相应的防范措施。保证有足够大的调节池容量是防止渗滤液事故排放的主要措施,设计调节池容积时,应充分考虑渗滤液产生量、地区降雨量、场地的汇水面积、渗透能力等因素,准确确定调节池容积;同时,注意完善调节池周边地表径流和雨水导排系统;建设单位应加强调节池运行的日常维护与管理,最大限度减少风险发生。
3 结 论
综上所述,笔者认为在城市垃圾卫生填埋场项目的环境影响评价中,需要特别关注选址、防渗措施、渗滤液处理方案及环境风险防范等问题。选址时要综合考虑规划、周围环境、运距、地形地质、交通及覆土来源等。防渗措施和渗滤液处理方法是否合理可行是关系到渗滤液是否对周围地表水和地下水产生不利影响的关键所在。从设计、管理等,,填埋场所,对周边环境质参 考 文 献
[1] 李国建,赵爱华,张 益.城市生活垃圾处理工程[M].北
京:科学出版社,2003:309-348.
[2] 许海云.垃圾填埋场常见污染问题及防治方法[J].中国环
保产业,2002,(8):19-21.
[3] 杨志泉,周少奇.垃圾渗滤液生物处理重金属的去除效果
分析[J].华南理工大学学报(自然科学版),2005,33(6):
63-67.
[4] 冯亚斌,陈 全.关于我国垃圾填埋场目前存在问题的探
讨[J].环境保护,2000,(10):14-16.
[5] CJJ17-2004,城市生活垃圾卫生填埋技术规范[S].[6] ChristensenTH,KjeldsenP,BjergPL,etal.Biogeo2
chemistryoflandfillleachateplumes[J].AppliedGeo2chemistry,1997,12:267-280.
[7] 沈耀良,王宝贞.城市垃圾填埋场渗滤液处理方案及其分
析[J].给水排水,1999,25(18):25-32.
[8] 方 满.垃圾填埋场爆炸灾害的发生与控制途径[J].灾害
学,1997,12(3):89-92.
[9] 孙继军,张建波,蔡鹤生.山谷型垃圾卫生填埋场堆埋体稳
定性评价[J].水文地质工程地质,2003,(1):56-58.
[10] 刘建国,聂永丰,白庆中.卫生填埋场结构稳定性分析
[J].重庆环境科学,2001,22(1):62-66.
(责任编辑 闫杏丽)