張逸 潘建龍 劉航 童凱麟

摘 要：經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，帶來了嚴(yán)重的生活垃圾負(fù)荷問題，垃圾焚燒技術(shù)成為當(dāng)今國際社會生活垃圾處理的主要技術(shù)之一，但是垃圾焚燒廠處理垃圾的同時也產(chǎn)生了多種污染物質(zhì)從而給周圍帶來環(huán)境污染以及其他人體健康危害。垃圾焚燒廠周邊環(huán)境的污染風(fēng)險大小會受到多種因素的影響，本文使用AERMOD評估模型綜合考慮垃圾焚燒廠周邊的大氣、風(fēng)力風(fēng)向、地形、建筑物等因素，引入了行星邊界層等新的大氣邊界層和大氣擴(kuò)散理論，并采用高斯擴(kuò)散公式模擬估算污染物擴(kuò)散濃度。

關(guān)鍵字：垃圾焚燒廠；AERMOD；擴(kuò)散；監(jiān)測

1 前言

“垃圾圍城”是世界性難題，2012年全國城市生活垃圾清運量達(dá)到1.71億噸。因此，垃圾焚燒正逐步成為中國垃圾處理的主要手段之一。而由于政府監(jiān)管不力、投資者目光短淺等多方面的原因，致使前些年各地建設(shè)的垃圾焚燒電廠在運營中出現(xiàn)了環(huán)境污染問題，許多城市的新建垃圾焚燒廠選址都出現(xiàn)因居民反對而難以落地的局面。在垃圾焚燒廠運行監(jiān)管方面，目前主要是在垃圾焚燒廠內(nèi)進(jìn)行測量監(jiān)控，缺少從周邊環(huán)境視角出發(fā)的外圍動態(tài)監(jiān)控，因而難以形成為民眾所信服的全方位垃圾焚燒廠環(huán)境監(jiān)控體系。

2 模型基本假設(shè)

（1）在城區(qū)表層土（0-10cm）取樣得到的濃度就是該采樣點土壤中的重金屬濃度；

（2）在自然區(qū)獲得的重金屬濃度能夠真實反映該城區(qū)的土壤背景值；

（3）不考慮區(qū)域外污染源對城區(qū)內(nèi)土壤重金屬含量的影響；

（4）假設(shè)模型中使用的采樣點能夠客觀反映整個市區(qū)的重金屬污染情況；

（5）假設(shè)事故發(fā)生的概率是可估算的；

（6）不同區(qū)域的人群對污染物的吸收率是一樣的。

3 監(jiān)測因子的提出

在對模型求解之前，需要對垃圾焚燒廠煙氣當(dāng)中所產(chǎn)生的各種化學(xué)物質(zhì)依據(jù)其對受體的負(fù)面健康影響進(jìn)行一個定量評價。從而篩選出垃圾焚燒廠設(shè)施的有代表性的污染物。

考慮到垃圾焚燒廠的特殊性，其環(huán)境空氣監(jiān)測因子除了常規(guī)污染物HCL、SO2、NOx、以及TSP外，還需監(jiān)測汞、鉛、二惡英等特殊污染物。

4 暴露點濃度計算

AERMOD模型綜合考慮了垃圾焚燒廠周邊的大氣、風(fēng)力風(fēng)向、地形、建筑物等因素，引入了行星邊界層等新的大氣邊界層和大氣擴(kuò)散理論，并采用高斯擴(kuò)散公式。因此，AERMOD模型可用于多種排放源（包括點源、面源和體源）的排放，它也可用于對鄉(xiāng)村環(huán)境和城市環(huán)境、平坦地形和復(fù)雜地形、地面源和高架源等多種排放擴(kuò)散情形的模擬。

AERMOD模型在不同條件下的擴(kuò)散公式（考慮地形影響）如下：

5 健康風(fēng)險評估

5.1 污染物通過呼吸作用進(jìn)入人體的量

對于位于垃圾焚燒廠影響范圍內(nèi)某一區(qū)域里的居民，其受垃圾焚燒廠所產(chǎn)生的有害物質(zhì)影響程度可通過計算污染物通過呼吸作用進(jìn)入人體的量來定量給出。

其計算公式如下：

5.2 風(fēng)險表征

風(fēng)險表征主要包括致癌風(fēng)險和非致癌風(fēng)險：

A. 致癌風(fēng)險

B. 非致癌風(fēng)險

將所有的致癌物和非致癌物的風(fēng)險分別相加，從而就得到了最終的致癌風(fēng)險和非致癌風(fēng)險。通過計算垃圾焚燒廠影響范圍區(qū)域內(nèi)的這兩個指標(biāo)，可以對居民受垃圾焚燒廠污染物危害程度進(jìn)行一個評估。

C. 綜合風(fēng)險

根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)局IRIS（綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)）給出的計算方法，將所有的致癌物和非致癌物的風(fēng)險分別相加 ， 從而得到最終的綜合致癌風(fēng)險和綜合非致癌風(fēng)險。

R*為綜合致癌風(fēng)險

（為二噁英、等的致癌風(fēng)險）

H*綜合非致癌風(fēng)險。

（為二噁英非致癌風(fēng)險，為為非致癌風(fēng)險）

6 結(jié)束語

垃圾焚燒廠在中國迅速發(fā)展起來，但是缺少從周邊環(huán)境視角出發(fā)的外圍動態(tài)監(jiān)控，因而難以形成為民眾所信服的全方位垃圾焚燒廠環(huán)境監(jiān)控體系。使用AERMOD模型可以很好地預(yù)測出垃圾焚燒廠周圍的污染風(fēng)險，有很高的應(yīng)用推廣價值。于此同時，建立科學(xué)合理的污染評估模型，對垃圾焚燒廠的建設(shè)具有重要指導(dǎo)意義，并在建立科學(xué)的補(bǔ)償體系中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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[2]孔絲紡.解慶龍.曾輝.劉陽生.焚燒源二噁英的排放對周邊土壤和植被污染的研究進(jìn)展.生態(tài)環(huán)境學(xué)報.2011，20（3）：560-566

[3]趙宏偉.鐘秀萍.劉陽生深圳市清水河垃圾焚燒廠汞污染特征的研究.環(huán)境科學(xué).2009

作者簡介

張逸（1993-），男，浙江省杭州市人，大連理工大學(xué)自動化專業(yè)在讀生，研究方向：智能控制。