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《環境衛生工程雜志》2014年第三期

1環境風險因素識別

1.1事故風險評價環境風險評價分為事故性風險評價（突發性風險評價）和非突發性風險評價，非突發性風險評價包括生態風險評價和健康風險評價。廢棄物填埋場必須依據其工程力學特性進行合理的預處理或者分區填埋來控制堆體穩定性。國內外曾出現數次垃圾填埋場失穩破壞事件：1996年美國俄亥俄州辛辛那提發生歷史上最大的垃圾填埋場滑坡；2001年深圳下坪填埋場的滑坡體積達2450萬m3；另外，土耳其、菲律賓等國家也曾出現垃圾大堆體引起的沼氣大爆炸［6］。因此，垃圾堆體沉降或滑動引起的環境風險屬于廢棄物填埋場事故風險評價的內容之一。根據國內外學者對廢棄物填埋場穩定性的研究，填埋廢物自身性質、填埋邊坡穩定性及填埋堆體襯墊系統穩定性是主要的環境風險因素［7］。填埋氣體（LFG）是垃圾降解的主要產物，在填埋初期，LFG的主要成分是CO2，隨后CO2含量逐漸變低，CH4含量逐漸增大。在產氣穩定期，厭氧條件下LFG中CH4含量為50%~60%，CO2含量為30%~50%，以及少量的NH4及H2S等氣體［8］。孫亞敏將垃圾堆體爆炸分為物理性爆炸和化學性爆炸。物理性爆炸由于填埋氣體大量堆積不能及時正常排出引起，化學性爆炸由于CH4和空氣的混合體積達到爆炸限制范圍（5.3%~14%），遇到明火引起。此外，NH4、H2S屬于惡臭氣體，是影響人體健康的危險物質。填埋氣引起的環境風險屬于另一種廢棄物填埋場事故風險評價內容。

1.2非突發性風險評價廢棄物填埋場的水污染是環境影響評價的主要內容之一，主要來源于垃圾滲瀝液，滲瀝液屬于高濃度有機廢水，主要的污染物包括BOD5、COD、NH3-N和錳、砷、鎘、鉻、鎳和銅等重金屬［9］，如果處理不當會對填埋場周圍的地表水和地下水造成污染。南方多雨地帶的廢棄物填埋場在設計污水調蓄池容積的時候都要考慮洪水的影響，特大洪水引起的未處理污水外溢污染地表水屬于事故性環境風險。韓東升將由于豎向集水石籠兼導氣管失效引起的填埋場集水系統失效和選址不當或施工不合要求引起的不均勻沉降導致的防滲層斷裂作為填埋場水環境風險事故的誘因。此外，填埋場水污染特別是地下水污染屬于非突發性風險，通常采用健康風險評價方法和指標體系。填埋場地的土壤污染屬于第二大類非突發性風險，采用生態風險評價和健康風險評價。廢棄物中的有害成分會隨雨水滲出液或滲瀝液進入土壤，影響土壤酸度和結構以及微生物活動，富集在植物體內，影響食物鏈。王春銘［10］對廣州增城市垃圾填埋場封場土壤及植物當中的重金屬進行調查后發現填埋場區土壤呈堿性，明顯高于場外的土壤酸度，而且Cd元素污染指數最高；周圍的4種本土植物對Zn的富集作用最強。趙秀閣等［11］研究發現不同風向區域土壤和植被樣品中的Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn等重金屬含量存在顯著性差異，下風向明顯高于上風向。周效志等［12］的研究表明減少地表水入滲量，合理控制滲瀝液回灌溫度，并在回灌前進行脫氮處理，可以顯著提高垃圾填埋處理的無害化與資源化水平。

2源項分析和后果計算

事故源項分析是對通過風險識別找出的主要危險源進一步分析、篩選，以確定最大可信災害事故。表2列出了廢棄物填埋場可能的潛在風險源，分析時須依據具體項目，統計出發生頻率、發生時間和事故級別，對于受天氣和風向影響的事故性風險，要考慮不利天氣出現的概率及下風向的人口分布。層次分析法常用來篩選有一定發生概率，危害程度最大且風險值最大的事故。確定最大可信事故，對該風險源進行源強分析，估算各功能單元的最大可信事故泄漏量和泄漏率。垃圾填埋場穩定性可以通過物理力學模型和數值模擬相結合的方法，結合力學數值計算結果綜合分析廢棄物堆體的穩定性。孫嬌［6］采集典型的危險廢棄物通過室內土工試驗測定理化特性和工程力學特性，發現安全填埋高度取決于填埋坡度和廢棄物自身強度，進入填埋場的廢棄物含水率不得高于50%，若高于50%須進行脫水處理，滲透力強的廢物不適合埋在頂層，堆體填埋中不得堆放軟層作為夾層，填埋物的填埋順序應按照其抗剪強度與滲透系數綜合確定。對填埋場整體的穩定性數值模擬后發現靠近坡面處的HDPE膜剪切變形大，存在較大的破壞風險，高抗壓強度的地基材料可以提高堆體整體的穩定性，應用Geo-Studio軟件可以有效指導填埋處置操作。填埋氣產量可以通過經驗估算法、數學模型法和現場測試法來確定，關于產氣速率的計算目前應用較多的是SchoolCanyon數學模型法［13］。王偉等［14］依據IPCC統計模型和Marticorena模型分別計算某填埋場的CH4產量，結果基本吻合；閔一玨等［15］采用等標污染負荷和等標污染負荷比計算填埋氣中的惡臭物質排放量，發現惡臭氣體NH4、H2S對周圍環境的影響與氣象條件、地形因素有關，一般與廢氣源強、溫度成正比，與垃圾填埋時間成反比。滲瀝液產生的計算方法很多，基本可以分為日本填埋場設計指南所推薦的主因素相關法、以水量平衡為基礎的多因素法及美國環保局的HELP模型［16］。錢磊等［17］考慮了填埋過程中的孔隙比和滲透系數等隨深度的變化，將飽和-非飽和滲流分析方法應用于二維分析，對滲瀝液水位的分析比HELP和FILL軟件與實測結果更吻合。填埋場滲瀝液中污染物在襯層和包氣帶土層中的遷移是由于地下水的遷移和污染物與介質間的吸附/解吸、化學溶解/沉淀等多種物理化學反應的共同作用所致，其遷移速度與地下水的運動速度有一定的關系［18］。此外，在環境現狀調查時通過環境背景值測定或數據收集確定填埋場附近土壤的污染物的污染程度和污染分布。

3風險計算和評價

環境風險評價具體的研究方法有安全檢查表法、預先危險性分析法、概率風險評價法、打分的檢查表法、事件數分析法、故障樹分析法、道化學指數法、ICI蒙德法等。馬娟［19］采用事故樹法對阜新市垃圾填埋場的最大量可信事故進行定量分析，根據事故源項建立數學模型進行事故后果預測。發現在公關營子村處污染物的濃度最后達到穩定值，其中，氨氮、汞、鐵、錳在預測期內最大濃度均超過地下水Ⅲ類水質標準，氨氮超標最為嚴重。由于填埋場滲瀝液的釋放是一個長期而緩慢的過程，故其危害主要表現為慢性效應，采用健康風險評價模型進行風險評價。美國環保局（EPA）1989年提出的健康風險評價模型包括4個步驟：數據收集和數據評估，毒性評估，暴露評估、風險表征。張玉晨［20］使用健康風險評價方法，對北京14處典型垃圾場展開評價，得到北天堂垃圾場、看丹垃圾場、西紅門垃圾場同一預測期內對成年人和兒童的多污染物非致癌危害指數均大于風險警戒值1，其它垃圾場多污染物非致癌危害指數均小于1的結果。嚴小三［21］運用不同的健康風險模型對垃圾填埋場附近的淺層地下水進行評價，得出基因毒物質中化學致癌物造成的健康風險遠大于軀體毒物質的結果。生態風險評價是定量預測各種風險源對生態系統產生風險的或然性及評估該風險可接受程度的方法體系，是生態環境風險管理與決策的重要依據［22］。張思鋒等［23］認為對于化學類污染源有商值法、暴露-反應法2種生態風險評價方法，對生態事件類風險源有物種入侵、遺傳修飾生物體2種生態風險評價方法，而對于復合風險源有R=P•D（R為生態風險，P為風險概率，D為風險可能造成的損失）模型、生態梯度、相對風險模型等生態風險評價方法。鄧煥廣等［24］通過化學評價法和潛在生態危害指數法對老港潮灘沉積物中的重金屬污染進行評價，得出老港潮灘沉積物受到一定程度的重金屬污染，污染狀況為Zn＞Cu＞Pb＞Cr，沉積物中由這4種元素造成的潛在危害是中等程度，其中，Cu和Pb的毒性貢獻較大。張維等［25］采用單向污染指數法、綜合污染指數法和潛在生態危害指數法隨4種填埋結構陳腐垃圾重金屬污染進行評價，發現Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb重金屬平均含量均低于GB15618—1995土壤環境質量標準三級標準，但厭氧填埋體陳腐垃圾中Cr略超標。準好氧填埋體陳腐垃圾重金屬潛在生態風險指數（R）I均低于輕微生態風險水平，且在數值上低于厭氧填埋體，開采和利用準好氧填埋體中的陳腐垃圾存在重金屬污染的相對風險較小。

4風險管理措施

風險管理是當風險評價結果的風險值達不到同行業可接受水平時，為減輕危害后果所采取的減少風險對策及其費用-效益分析。鑒于廢棄物填埋場存在各種風險隱患，采取相應的風險管理隱患非常必要。王偉［26］對垃圾填埋場進行火災爆炸事故風險分析后發現煙頭、機械火花、汽車排氣管火星等都是引發火災爆炸的各種點火源，閃火發生時人員在30s內來不及躲避會被熱輻射致死。具體風險管理措施有：減少事故發生概率，減少污染物產生量，定期監測污染物排放濃度，編制相應的突發事故應急預案等。

作者：鄧慧姜文選單位：遼寧石油化工大學化學化工環境學部