文_史殿龍 秦曉艷 周昊
1 生態(tài)環(huán)境部國家環(huán)境分析測試中心 2 國能龍源環(huán)保有限公司
據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》的數(shù)據(jù),近幾年我國危險廢物的年產(chǎn)生量都維持在6000萬t以上,且程增長趨勢,綜合利用率在50%~70%之間,但采用填埋方式處置的危險廢物占總收集和利用處置量的5%~10%之間。目前我國危險填埋場建成數(shù)量已經(jīng)超過100個,而在已經(jīng)建成的危險廢物填埋場中,由于早期對危險廢物填埋的認識不到位,填埋場在選址、建設、管理、技術等方面都有所欠缺,導致很多危險廢物填埋場成為一個個具有潛在環(huán)境風險的“定時炸彈”。中國環(huán)境科學研究院對部分已完工的危險廢物填埋場進行調(diào)查和檢測,發(fā)現(xiàn)填埋場防滲層HDPE膜破損現(xiàn)象嚴重。
填埋是危險廢物處置的無害化手段之一,由于兼具低成本和低技術壁壘等優(yōu)點,被作為固體廢物風險管控的首選方式。然而盡管在設計、施工、運行階段都按照相關標準要求進行嚴格把關、嚴格控制,但絕大多數(shù)填埋場還是難以避免土工膜原生缺陷和安裝缺陷,導致填埋場防滲層的破損,出現(xiàn)滲濾液滲漏問題。由于填埋的危險廢物含有大量危險成分,其自身所含的可溶組分在雨水或酸性環(huán)境下經(jīng)淋洗作用形成危險廢物滲濾液,其中風險物質(zhì)主要包括重金屬、亞硝酸鹽以及有機毒物( 如鹵代烴、芳香族化合物等),填埋場防滲層的破損會加速滲濾液對土壤及地下水的污染,進而對周圍環(huán)境和人體健康構成非常嚴重的危害。又因危險廢物填埋場滲濾液的釋放是緩慢過程, 有毒有害物質(zhì)與人體的接觸濃度比較低, 故所產(chǎn)生的危害主要為慢性效應。
危險廢物填埋場通過對滲濾液產(chǎn)生量、滲濾液組分和濃度、滲漏檢測層滲漏量、地下水等相關監(jiān)測,對填埋場環(huán)境風險進行綜合評估,以確保填埋場長期運行過程的環(huán)境安全。
滲濾液產(chǎn)生量是應充分考慮當?shù)氐慕涤?、蒸發(fā)量、地面水損失、其他外部來水滲入、垃圾(廢物)的特性、雨污分流措施、表面覆蓋和滲濾液導排設施狀況等因素,由于危險廢物填埋場的多以焚燒等處理后的廢物進行填埋,廢物本身產(chǎn)生的滲濾液很少,所以危險廢物填埋場的滲濾液產(chǎn)生量可引用經(jīng)驗公式進行計算,詳見式(1)。
式中Q—滲濾液產(chǎn)生量m3/d;I—多年平均日降雨量mmd;A1—作業(yè)單元匯水面積m2;C1—作業(yè)單元滲出系數(shù)0.5~0.8;A2—中間覆蓋單元匯水面積m2;C2—中間覆蓋單元滲出系數(shù)0.4~0.6;A3—終場覆蓋單元匯水面積m2;C3—終場覆蓋單元滲出系數(shù)0.1~0.2。
在確定危險廢物填埋場滲濾液的日產(chǎn)生量后,便可對危險廢物填埋場滲濾液的處理規(guī)模及調(diào)節(jié)池的容積進行評估。由于滲濾液的產(chǎn)生量會隨著填埋場的使用情況發(fā)生變化,所以填埋場滲濾液處理設施的處理能力要大于填埋場滲濾液可能產(chǎn)生的最大量,調(diào)節(jié)池的容積要滿足填埋場滲濾液和生活污水的總使用體積,同時對雨污分離情況進行調(diào)查,確保雨污分離設備運行正常。
危險廢物填埋場產(chǎn)生的滲濾液中,COD、氨氮含量相對較低,重金屬、硫化物、氟化物、有機物等含量較高,而且危險廢物填埋場滲濾液中-Cl濃度很高,對環(huán)境污染風險高。目前滲濾液組分和濃度的測試方法有很多種,GC-MS、ICPAES、ICP-MS、熒光光譜、紫外光譜、凝膠層析等,針對不同性質(zhì)的污染物有不同的測試方法,從而比較全面地掌握滲濾液的水質(zhì)特性及污染源頭。通過對滲濾液的組分及濃度測試,可對危險廢物填埋場滲濾液的處理設施及處理能力進行評估,判斷其是否具備處置當前滲濾液組分及濃度的能力,并且為預防填埋場在以后運行過程中,產(chǎn)生新的滲濾液組分,對填埋場滲濾液的處理設施是否具備升級空間進行評估。
測量滲漏檢測層的滲漏量方法有很多,比較簡單實用的方法就是通過自流或設置排水泵將滲出液排出,在排出的過程中記錄滲出液量及距離上次抽取滲出液的時間間隔,用于計算通過主防滲層的滲濾液滲漏速率,計算方法可參見GB18598-2019附錄B1。在確定滲漏檢測層滲漏量及滲漏速率后,需要對主防滲層進行評估,評估的依據(jù)主要為主防滲層可接受的滲漏速率,具體計算公式可參見GB18598-2019附錄B2。
為了提高危險廢物填埋場的滲濾液的風險防控等級,于是將通過主防滲層的滲漏速率于可接受的滲漏速率進行三級評估,一級為低風險級,即主防滲層的滲漏速率小于可接受的滲漏速一半以下,此時填埋場主防滲層保持較好,滲漏點可忽略,填埋場可正常運行,無需其他相關測試及補救工作;二級為中風險級,即主防滲層的滲漏速率小于可接受的滲漏速,但大于可接受的滲漏速一半, 此時填埋場主防滲層已經(jīng)存在一定量滲漏點,填埋場雖可正常運行,但需要對主防滲層進行滲漏測試,確定主防滲層滲漏點數(shù)及部位,為以后補救提前做好準備工作;三級為高風險級,即主防滲層的滲漏速率大于可接受的滲漏速率,此時填埋場主防滲層已經(jīng)存在大量滲漏點,填埋場需停止運行,實行應急封場,及時對主防滲層進行滲漏測試,對主防滲層進行破損修補、滲漏控制,防止污染擴散,以及必要時對廢物挖掘后異位處置等措施。
3.4.1 直接評估
依據(jù)《地下水質(zhì)量標準》GB/T14848-2017,將地下水水質(zhì)分為五大類,即①地下水化學組分含量低,適用于各種途徑;②地下水化學組分含量較低,適用于各種途徑;③地下水化學組分含量中等,以GB5749-2006為依據(jù),主要適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水;④地下水化學組分含量較高,以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水質(zhì)量要求以及一定水平的人體健康風險為依據(jù),適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水,適當處理后可作為生活飲用水;⑤地下水化學組分含量高,不宜作為生活飲用水水源,其他用水可根據(jù)使用目的選用。每一個監(jiān)測因子都對應有五種限值,評價時可直接將測試值與限值比較,評價有三個原子,即①評價應以地下水質(zhì)量檢測資料為基礎;②單指標評價,按指標值所在的限值范圍確定地下水質(zhì)量類別,指標限值相同時,從優(yōu)不從劣;③地下水質(zhì)量綜合評價,按單指標評價結果最差的類別確定,并指出最差類別的指標。
3.4.2 指數(shù)評估
分為單項指數(shù)法和綜合指數(shù)法。
單項指數(shù)法評估計算,詳見式(2)。
式中I—某一項評價因子的水質(zhì)指數(shù);C—某一項評價因子的實測濃度;Co—某一項評價因子的評價標準。一般以人類健康為基準值的《地下水質(zhì)量標準》第三類地下水質(zhì)量限值作為評價依據(jù),來對地水樣進行評價,當I值大于1時,說明此項評價因子的水質(zhì)指數(shù)已經(jīng)超過評級標準,將會對人體健康產(chǎn)生危害,當I值小于等于1時,符合標準。綜合指數(shù)法評估計算,向見式(3)。
式中—各單項組分評分值Fi的平均值;FMAX—單項組分評分值F的最大值;n—項數(shù)。
在使用綜合指數(shù)法評價地下水時,首先需要對各化合物按照五類水體,由低到高分別確定單項組分評價分值,見表1。
表1 地下水單項組分評價分值表
當以綜合指數(shù)法評價地下水時,根據(jù)F值,按表2劃分地下水質(zhì)量級別。
表2 地下水質(zhì)量級別表
對填埋場地下水進行評估時,應充分考慮背景點地下水各指標實測結果,必要時需要對周邊工礦企業(yè)進行調(diào)查,避免周邊地下水對填埋場地下水測試值的影響。滲漏檢測層滲漏量的評估中提到的三級評估,可根據(jù)實際情況進行微調(diào),宗旨是看主防滲層的實際滲漏速率與可接受的滲漏速率的對比,越接近潛在風險越大,當主防滲層的實際滲漏速率大于可接受的滲漏速率時,實際上已經(jīng)對填埋場地下水產(chǎn)生影響了。