城市垃圾填埋场环境风险评价浅析

　　由于城市垃圾的日益增多，垃圾处理或处置就成了亟待妥善解决的问题。纵观世界，目前城市垃圾处理方法很多，且因各国的具体情况不同而差异很大。目前，已有不少的技术方法在世界各国研究成功并已应用，如填埋法、堆肥法、焚烧法、虹蜕床法、热解法等。其中填埋法、焚烧法、堆肥法是最基本的方法[1]。
　　由于我国许多城市尤其是中西部地区城市的生活垃圾热值低、含水率高等特点，加之许多地区经济水平相对落后，全面推广垃圾焚烧处理还有相当大的困难；垃圾堆肥仍有不少技术、管理和销路上的问题，多数堆肥处理厂运行困难，且国民垃圾分类管理方面的意识不强、环保资金不足的实际，因此目前乃至今后相当长时间内，垃圾卫生填埋处置仍是我国绝大多数地区处理城市生活垃圾不可替代的主要手段。
　　目前我国的垃圾卫生填埋通常采取了防渗、压实、覆盖和收集等环境保护工程措施，但由于其填埋高差大，产气量多等一些特性，还是对填埋场的安全运行构成潜在威胁，存在一定的环境风险。如何按照现阶段我国的实际情况面对城市垃圾填埋场产生的环境风险问题，采取何种措施减少或杜绝其引起的环境风险问题，如何抓好填埋场的安全运行工作，以保证填埋场的正常运转，防止环境污染和人身财产损害的发生，这是摆在包括环境影响评价在内的广大环境保护工作者面前的一项长期而艰巨的任务。
2城市垃圾填埋场环境风险评价浅析
2.1城市垃圾的来源及组成
　　固体废物主要来源于人类的生产和消费活动。人们在资源开发和产品制造过程中，必然有废物产生，任何产品经过使用和消费后，也都会变成废物。城市垃圾是固体废物中的一种，主要来自城镇居民的生活消费、市政建设和商业活动。城市生活垃圾成分按照《城市生活垃圾采样和物理分析方法》（CJ/T3039－95）进行了分析，大体成分组成见表1。

2.2环境风险剖析
　　城市垃圾填埋场环境风险是指由于设计缺陷或管理等不到位引起突发性事件或事故（一般不包括人为破坏及自然灾害），所造成的人身安全与环境影响和损害程度。
　　鉴于城市垃圾填埋场填埋高差大、产气量多、渗滤液污染物复杂等特点，因此在建设运营过程中必然存在一定的环境风险问题。
2.2.1大气环境风险
　　城市生活垃圾在填埋处置过程中由于微生物的生化降解作用会产生好氧与厌氧分解。填埋初期，由于废物中空气较多，垃圾中有机物开始好氧分解，产生二氧化碳、水、氨气；但当填埋区氧被耗尽时，垃圾中有机物转入厌氧分解，产生甲烷、二氧化碳、氨气、水以及硫化氢等混合性气体（填埋气）。因此，填埋场内设置的排气管等设施堵塞可致使沼气不能正常的通过排气管排出，沼气在地下聚集并发热，当达到爆炸极限时易发生火灾和爆炸危害，从而导致二次污染事故的发生。
（1）火灾爆炸风险
　　垃圾填埋产生的填埋气一般含50%的CH4。CH4是一种极易燃的气体，当CH4达到一定浓度时，遇燃着的香烟头或电火花等点火源激发的能量会引起火灾和爆炸，进而对周边环境产生污染事故，甚至引起爆炸致使填埋场结构失稳。
（2）堵塞风险
　　当排气管发生堵塞或者垃圾场设计缺陷，场内无填埋气疏导装置，导致沼气在垃圾场内聚集，并且堆积厚度在20m以上，导致垃圾填埋气不能正常、及时排出，在地下聚集在一起并发热升温，达到爆炸极限就会发生爆炸。
2.2.2水环境风险
　　垃圾渗沥液水量与垃圾的成分有关，此外还与当地的气象条件、场区汇水面积、工程地质状况及地貌特征等众多因素有关。在影响因素中，降水量的影响最为主要。
　　我国城市垃圾填埋场的渗沥液水质数据[2]COD　40000～80000mg/L（夏季时较低，冬季较高）；BOD/COD　0.4～0.8，氨氮1000～2000mg/L，pH　5.0～6.5，SS　1000～5000mg/L，呈黄褐色或灰褐色，挥发出的气体带有强烈恶臭，对人体有危害，能使人产生恶心、尿血、头晕等症状。通过质谱分析，垃圾沥滤液中有机物种类高达百余种，其中所含有机物大多为腐殖类高分子碳水化合物和中等分子量的灰黄霉酸类物质，如果出现事故废液排放必将对当地水环境产生污染。

（1）水环境风险事故的可能性
发生水环境风险事故的可能性分析情况如下：
①集水系统失效
　　目前，我国城市垃圾填埋场均设有集水系统，它是减少渗滤液产生量、减轻底部防渗层压力的有效保障。横向集水网是以碎石或卵石为材料的盲沟，且横断面较大，堵塞或被腐蚀的可能性极小。因此，垃圾填埋场的运营过程中主要应防范竖向集水石笼（兼导气管）的失效。应充分考虑渗滤液对材料的腐蚀性。经常维修检测管线和相应的闸门、水泵等导流系统部件等，降低事故发生概率。
②防渗层断裂
　　防渗层断裂主要是由于选址不当或施工不符合技术要求引起基础不均匀沉降所致。因此城市垃圾填埋场在严把厂址选择关的同时，应加强防渗层施工的技术监督和工程监理，确保工程达到技术规范要求。
　　在运行期间，注意监测渗滤液产生的数量，当发生原因不明且难以解释的渗滤液数量突然减少的现象时，应首先考虑防渗层断裂。应尽快查明断裂发生的位置，确定能否采取补救措施，同时对填埋场径流下游方向的监测井、饮用水井和土壤进行监测，启动环境事故应急预案，通知当地居民，并随时告知影响水质和土壤变化的范围及程度。
（2）水环境风险事故产生的影响
①对地表水环境的影响
　　垃圾渗滤液一旦通过渗透或其他方式进入下游用水区，将会对周围农田或果树带来严重影响，此外还容易形成下游地表径流，对周边更大范围内的地表水体造成危害。
②对地下水的影响
　　填埋场厂址处因选址的不同，使渗滤液对地下水的污染影响程度的大小因填埋场厂址水文地质条件的不同具有很大的差异，一般情况下，防渗能力强的地区，渗滤液对地下水的影响较小，相反，防渗能力差的地区，则会对地下水造成严重的危害，甚至影响周边居民的饮水安全，影响正常生活。
2.2.3垃圾堆体沉降或滑动引起的环境风险
　　垃圾进场填埋后，虽然采取了按每层厚度1～2m铺匀后用压实机进行压实，然后逐层向上填埋作业。由于垃圾堆总体高度大（最高约100m），且存在垃圾中的有机组分将持续较长时间的降解过程，导致垃圾堆的自压缩与沉降，由此带来堆场的不稳定风险。
　　一旦遇较大降雨，垃圾场产生滑坡的几率较大。而一旦产生滑坡，大量的垃圾一拥而下，周边将面临被垃圾淹没等毁灭性环境风险，周围农田、果树、居民都将受到危害。
2.2.4土壤环境风险
　　固体废物堆置或垃圾填埋处理，经雨水渗出液及沥液中含有的有害成分会改变土质和土壤结构，影响土壤中的微生物活动，妨碍周围植物的根系生长，或在周围机体内积蓄，危害食物链。各种固体废物露天堆存，经日晒、雨淋，有害成分向地下渗透而污染土壤。每堆放1万t渣，需占地1亩多，受污染的土地面积往往大于堆渣占地的1～2倍。据不完全统计，我国历年堆渣达53亿t，已占地84万亩（污染农田25万亩）。城市固体垃圾弃在城郊，使土壤碱度增高，重金属富集，会使土质和土壤结构遭到破坏，引起土壤环境风险问题。
2.3预防环境风险应采取的措施及我国今后的发展方向
2.3.1预防环境风险应采取的措施
　　笔者认为在垃圾填埋场环境影响评价或建设运营过程中应重点注意：
（1）导入国际管理体系
　　良好的管理体系是安全运行的保证。按照企业的实际情况逐渐导入IS09001、IS014001、OHSAS18001管理体系，建立和保持一套系统化、程序化，并具有高度自我约束、自我完善的科学管理体系，对安全运行进行规范化的管理。制定填埋场方针、目标及安全、环境管理方案。制定《垃圾填埋管理程序》、《甲烷气体（沼气）控制程序》等具体的程序文件和《推土机工段操作规范）、（库区沼气管连接作业规程》、《重特大事故应急预案》等作业指导书及一系列的记录、表格，为垃圾填埋场的安全运行提供有力的保证。
（2）规范作业工艺
　　填埋场的作业工艺是填埋场的生命所在，规范作业工艺是安全运行的关键，因此，填埋场安全运行最关键的是要做到填埋作业的规范，也是减轻或避免环境风险的有效手段。
　　根据填埋场垃圾成分及场地压实机配置、压实次数的不同，填埋单元层厚度控制在2～5m，最厚不得超过6m；每一大层的厚度可根据总高度定为10～20m；对填埋垃圾进行压实，压实密度应大于600kg/m3，最好达到800kg/m3以上，以降低垃圾空隙率，减少空隙中的水分和空气，减少沉降。坡面作业要尽量一次完成，避免因修补而造成局部塌方；垃圾层面可以有因沉降而造成的波浪形，使层与层之间有相互牵扯作用；要及时做好填埋覆盖，减少进入垃圾层的降雨量，避免垃圾层因雨水过多而失稳。
（3）设置导气排渗系统
　　良好的导气排渗系统是减轻或避免环境风险的有效手段。

　垃圾体中的水和气对堆体的稳定性影响是显著的。填埋场必须设置有效的导气排渗系统，以排出堆体中的水和气，它是安全运行的基础。一般可采用盲沟、石笼、排洪井和排气井等设施，对堆体内部进行导排。利用截洪沟实施雨污分流，防止雨水进入堆体。在每一平台上修筑排水沟，防止雨水对边坡的冲刷。
　　由于一般的填埋场逸出的填埋气体商业利用价值不大，可利用导气系统进行疏导、收集并向高空进行排放，或用自动点火器点燃去除，或用于绿化大棚的供暖等。而对于大型的填埋场可考虑利用沼气发电，这样不仅大大减少了填埋场的安全隐患，减少了库区的异味，还创造了良好的社会、环境和经济效益。
（4）进行植被恢复
　　对终场区域及时覆盖0.8～lm厚的粘性土并进行植被恢复，除可防止雨水冲刷之外，还可在坡面上起到箱网作用，阻止滑动弧面的形成，使离散垃圾体的整体性增强，提高垃圾堆体的稳定性，它是安全运行及减轻或避免环境风险的有益补充。
（5）加强监测和检查
　　加强对垃圾堆体稳定性的监测，用角位仪定点定期观察堆体的左右位移，用水准仪定点定期观察堆体的高程变化。在库区选择有代表性点位每周进行检查与测量，以便异常时采取有效措施防止事故的发生，是安全及减轻或避免环境风险的有力保障。
　　根据建设部制定的城市垃圾处理及防治最新技术标准规定，甲烷浓度不得超过5%。该值是参考了美国环保署的指标，即认定空气中甲烷浓度5%为爆炸低限，当浓度达到5%～10%时就会发生爆炸。虽然填埋场在设气体导排设施的情况下，甲烷浓度一般在1%～2%之间，但不排除在特定的地点和特定的气候条件下，甲烷浓度会超过5%。因此加强对库区甲烷浓度的监测和对库区禁火工作的检查显得尤为重要。
（6）设置合理的卫生防护距离
　　卫生防护距离系指产生有害因素的部门的边界至居住区边界的最小距离。为减小或避免环境风险事故情况下对周边环境的影响，在厂址选择时城市垃圾填埋场应严格按照环境风险影响评价中确定的卫生防护距离进行合理选择，以保证与周边敏感点具有足够的防护距离。
2.3.2城市垃圾填埋场环境风险预防措施今后发展的方向
　　为最大限度地降低城市垃圾填埋场环境风险事故的发生，应该从源头抓起，并逐渐完善相关的法律、法规管理体系。
（1）提高全民的环保、资源综合利用的意识
　　垃圾作为“放错了地方的资源”应该以技术的方法谋求资源化而加以有效利用，因此实现垃圾分类收集是降低或避免城市垃圾填埋场环境风险的关键。
（2）制定循环型社会战略目标和推进计划
　　制定循环型社会战略目标和推进计划，逐步建立起“循环型社会”，尽量高效率地使用天然资源及其产品、促进再生资源的循环使用、把成为环境负荷的废弃物的最终填埋量降到最低，是降低或减轻城市垃圾填埋场环境风险危害的重要措施。
　　①促进资源的有效利用，抑制废弃物的产生；
　　②尽可能实现资源的循环利用；
　　③依靠适当的处理处置方法，控制天然资源的浪费，尽可能地减低环境负荷。
（3）建立和完善循环型社会法律体系
　　国家相关部门应加快相关法律的制定步伐，不断完善循环型社会法律体系是关键，法律应逐步涵盖从产品生产、消费、使用、回收再生利用到废弃的各个阶段，逐步做到有法可依、有法必依。
（4）提出促进循环型社会建设的原则和建立相应的机制
　　我国已经制定了垃圾处理的减量化、资源化、无害化原则（“3R”原则）[3]，即采取措施减少固体废物的产生量和排放量。减少固体废物的数量和体积，尽可能地减少其种类、降低危险废物有害成分的浓度、减轻或消除其危险特性等，是对固体废物的数量、体积、种类、有害性质的全面性管理，通过实现提高产品生产过程中的资源利用率、提高产品生命周期，控制资源消耗和废弃物的产生；对已产生的固体废物进行回收、加工、循环利用或其它再利用等，促使企业回收产品，实施多次循环利用，通过废物综合利用成产品或转化为可供再利用的二次原料。这样可直接减少已经产生的废物，减轻其危害，还可减少能源的浪费，获取经济效益；对无法或暂时尚不能进行综合利用的已有固体废物，及时进行对环境的无害或低危害的安全处理、处置，以防止、减少或减轻固体废物的危害。落实好“3R”原则，明确制造商、销售商、消费者的法律义务，把消费者责任制和生产者责任制结合起来是降低或避免城市垃圾填埋场环境风险的关键。
（5）加强对城市垃圾填埋技术的科研攻关
　　由于传统卫生填埋场具有渗滤液处理难且费用高，填埋垃圾稳定速度慢，封场后维护监管期长、资源化效果差等不足，在一定程度上为环境风险事故的产生创造了一定的条件，也制约了垃圾卫生填埋方式的进一步推广和应用，加紧开发、推广和应用目前多数发达国家正加紧研究实施的生物反应器填埋场等先进技术，从技术上最大限度的避免环境风险事故的发生也是重要的手段之一。