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《環(huán)境衛(wèi)生工程雜志》2014年第三期

1環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

1.1事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分為事故性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（突發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)）和非突發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，非突發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)包括生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。廢棄物填埋場(chǎng)必須依據(jù)其工程力學(xué)特性進(jìn)行合理的預(yù)處理或者分區(qū)填埋來(lái)控制堆體穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)外曾出現(xiàn)數(shù)次垃圾填埋場(chǎng)失穩(wěn)破壞事件：1996年美國(guó)俄亥俄州辛辛那提發(fā)生歷史上最大的垃圾填埋場(chǎng)滑坡；2001年深圳下坪填埋場(chǎng)的滑坡體積達(dá)2450萬(wàn)m3；另外，土耳其、菲律賓等國(guó)家也曾出現(xiàn)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(dòng)引起的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)屬于廢棄物填埋場(chǎng)事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的內(nèi)容之一。根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)廢棄物填埋場(chǎng)穩(wěn)定性的研究，填埋廢物自身性質(zhì)、填埋邊坡穩(wěn)定性及填埋堆體襯墊系統(tǒng)穩(wěn)定性是主要的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素［7］。填埋氣體（LFG）是垃圾降解的主要產(chǎn)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(chǎn)氣穩(wěn)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(xué)性爆炸。物理性爆炸由于填埋氣體大量堆積不能及時(shí)正常排出引起，化學(xué)性爆炸由于CH4和空氣的混合體積達(dá)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(xiǎn)物質(zhì)。填埋氣引起的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)屬于另一種廢棄物填埋場(chǎng)事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)內(nèi)容。

1.2非突發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)廢棄物填埋場(chǎng)的水污染是環(huán)境影響評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容之一，主要來(lái)源于垃圾滲瀝液，滲瀝液屬于高濃度有機(jī)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(dāng)會(huì)對(duì)填埋場(chǎng)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(chǎng)在設(shè)計(jì)污水調(diào)蓄池容積的時(shí)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(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。韓東升將由于豎向集水石籠兼導(dǎo)氣管失效引起的填埋場(chǎng)集水系統(tǒng)失效和選址不當(dāng)或施工不合要求引起的不均勻沉降導(dǎo)致的防滲層斷裂作為填埋場(chǎng)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故的誘因。此外，填埋場(chǎng)水污染特別是地下水污染屬于非突發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)，通常采用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系。填埋場(chǎng)地的土壤污染屬于第二大類非突發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)，采用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。廢棄物中的有害成分會(huì)隨雨水滲出液或滲瀝液進(jìn)入土壤，影響土壤酸度和結(jié)構(gòu)以及微生物活動(dòng)，富集在植物體內(nèi)，影響食物鏈。王春銘［10］對(duì)廣州增城市垃圾填埋場(chǎng)封場(chǎng)土壤及植物當(dāng)中的重金屬進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)填埋場(chǎng)區(qū)土壤呈堿性，明顯高于場(chǎng)外的土壤酸度，而且Cd元素污染指數(shù)最高；周圍的4種本土植物對(duì)Zn的富集作用最強(qiáng)。趙秀閣等［11］研究發(fā)現(xiàn)不同風(fēng)向區(qū)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(fēng)向明顯高于上風(fēng)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(jìn)行脫氮處理，可以顯著提高垃圾填埋處理的無(wú)害化與資源化水平。

2源項(xiàng)分析和后果計(jì)算

事故源項(xiàng)分析是對(duì)通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別找出的主要危險(xiǎn)源進(jìn)一步分析、篩選，以確定最大可信災(zāi)害事故。表2列出了廢棄物填埋場(chǎng)可能的潛在風(fēng)險(xiǎn)源，分析時(shí)須依據(jù)具體項(xiàng)目，統(tǒng)計(jì)出發(fā)生頻率、發(fā)生時(shí)間和事故級(jí)別，對(duì)于受天氣和風(fēng)向影響的事故性風(fēng)險(xiǎn)，要考慮不利天氣出現(xiàn)的概率及下風(fēng)向的人口分布。層次分析法常用來(lái)篩選有一定發(fā)生概率，危害程度最大且風(fēng)險(xiǎn)值最大的事故。確定最大可信事故，對(duì)該風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行源強(qiáng)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(chǎng)穩(wěn)定性可以通過(guò)物理力學(xué)模型和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，結(jié)合力學(xué)數(shù)值計(jì)算結(jié)果綜合分析廢棄物堆體的穩(wěn)定性。孫嬌［6］采集典型的危險(xiǎn)廢棄物通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)測(cè)定理化特性和工程力學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)安全填埋高度取決于填埋坡度和廢棄物自身強(qiáng)度，進(jìn)入填埋場(chǎng)的廢棄物含水率不得高于50%，若高于50%須進(jìn)行脫水處理，滲透力強(qiáng)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(yīng)按照其抗剪強(qiáng)度與滲透系數(shù)綜合確定。對(duì)填埋場(chǎng)整體的穩(wěn)定性數(shù)值模擬后發(fā)現(xiàn)靠近坡面處的HDPE膜剪切變形大，存在較大的破壞風(fēng)險(xiǎn)，高抗壓強(qiáng)度的地基材料可以提高堆體整體的穩(wěn)定性，應(yīng)用Geo-Studio軟件可以有效指導(dǎo)填埋處置操作。填埋氣產(chǎn)量可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)估算法、數(shù)學(xué)模型法和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法來(lái)確定，關(guān)于產(chǎn)氣速率的計(jì)算目前應(yīng)用較多的是SchoolCanyon數(shù)學(xué)模型法［13］。王偉等［14］依據(jù)IPCC統(tǒng)計(jì)模型和Marticorena模型分別計(jì)算某填埋場(chǎng)的CH4產(chǎn)量，結(jié)果基本吻合；閔一玨等［15］采用等標(biāo)污染負(fù)荷和等標(biāo)污染負(fù)荷比計(jì)算填埋氣中的惡臭物質(zhì)排放量，發(fā)現(xiàn)惡臭氣體NH4、H2S對(duì)周圍環(huán)境的影響與氣象條件、地形因素有關(guān)，一般與廢氣源強(qiáng)、溫度成正比，與垃圾填埋時(shí)間成反比。滲瀝液產(chǎn)生的計(jì)算方法很多，基本可以分為日本填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)指南所推薦的主因素相關(guān)法、以水量平衡為基礎(chǔ)的多因素法及美國(guó)環(huán)保局的HELP模型［16］。錢磊等［17］考慮了填埋過(guò)程中的孔隙比和滲透系數(shù)等隨深度的變化，將飽和-非飽和滲流分析方法應(yīng)用于二維分析，對(duì)滲瀝液水位的分析比HELP和FILL軟件與實(shí)測(cè)結(jié)果更吻合。填埋場(chǎng)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(zhì)間的吸附/解吸、化學(xué)溶解/沉淀等多種物理化學(xué)反應(yīng)的共同作用所致，其遷移速度與地下水的運(yùn)動(dòng)速度有一定的關(guān)系［18］。此外，在環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查時(shí)通過(guò)環(huán)境背景值測(cè)定或數(shù)據(jù)收集確定填埋場(chǎng)附近土壤的污染物的污染程度和污染分布。

3風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算和評(píng)價(jià)

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)具體的研究方法有安全檢查表法、預(yù)先危險(xiǎn)性分析法、概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法、打分的檢查表法、事件數(shù)分析法、故障樹(shù)分析法、道化學(xué)指數(shù)法、ICI蒙德法等。馬娟［19］采用事故樹(shù)法對(duì)阜新市垃圾填埋場(chǎng)的最大量可信事故進(jìn)行定量分析，根據(jù)事故源項(xiàng)建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行事故后果預(yù)測(cè)。發(fā)現(xiàn)在公關(guān)營(yíng)子村處污染物的濃度最后達(dá)到穩(wěn)定值，其中，氨氮、汞、鐵、錳在預(yù)測(cè)期內(nèi)最大濃度均超過(guò)地下水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，氨氮超標(biāo)最為嚴(yán)重。由于填埋場(chǎng)滲瀝液的釋放是一個(gè)長(zhǎng)期而緩慢的過(guò)程，故其危害主要表現(xiàn)為慢性效應(yīng)，采用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。美國(guó)環(huán)保局（EPA）1989年提出的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型包括4個(gè)步驟：數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)評(píng)估，毒性評(píng)估，暴露評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)表征。張玉晨［20］使用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)北京14處典型垃圾場(chǎng)展開(kāi)評(píng)價(jià)，得到北天堂垃圾場(chǎng)、看丹垃圾場(chǎng)、西紅門垃圾場(chǎng)同一預(yù)測(cè)期內(nèi)對(duì)成年人和兒童的多污染物非致癌危害指數(shù)均大于風(fēng)險(xiǎn)警戒值1，其它垃圾場(chǎng)多污染物非致癌危害指數(shù)均小于1的結(jié)果。嚴(yán)小三［21］運(yùn)用不同的健康風(fēng)險(xiǎn)模型對(duì)垃圾填埋場(chǎng)附近的淺層地下水進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出基因毒物質(zhì)中化學(xué)致癌物造成的健康風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)大于軀體毒物質(zhì)的結(jié)果。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是定量預(yù)測(cè)各種風(fēng)險(xiǎn)源對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的或然性及評(píng)估該風(fēng)險(xiǎn)可接受程度的方法體系，是生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理與決策的重要依據(jù)［22］。張思鋒等［23］認(rèn)為對(duì)于化學(xué)類污染源有商值法、暴露-反應(yīng)法2種生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)生態(tài)事件類風(fēng)險(xiǎn)源有物種入侵、遺傳修飾生物體2種生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，而對(duì)于復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)源有R=P•D（R為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，P為風(fēng)險(xiǎn)概率，D為風(fēng)險(xiǎn)可能造成的損失）模型、生態(tài)梯度、相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)模型等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。鄧煥廣等［24］通過(guò)化學(xué)評(píng)價(jià)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)老港潮灘沉積物中的重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià)，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(xiàn)較大。張維等［25］采用單向污染指數(shù)法、綜合污染指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法隨4種填埋結(jié)構(gòu)陳腐垃圾重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb重金屬平均含量均低于GB15618—1995土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但厭氧填埋體陳腐垃圾中Cr略超標(biāo)。準(zhǔn)好氧填埋體陳腐垃圾重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（R）I均低于輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，且在數(shù)值上低于厭氧填埋體，開(kāi)采和利用準(zhǔn)好氧填埋體中的陳腐垃圾存在重金屬污染的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較小。

4風(fēng)險(xiǎn)管理措施

風(fēng)險(xiǎn)管理是當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)值達(dá)不到同行業(yè)可接受水平時(shí)，為減輕危害后果所采取的減少風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策及其費(fèi)用-效益分析。鑒于廢棄物填埋場(chǎng)存在各種風(fēng)險(xiǎn)隱患，采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理隱患非常必要。王偉［26］對(duì)垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行火災(zāi)爆炸事故風(fēng)險(xiǎn)分析后發(fā)現(xiàn)煙頭、機(jī)械火花、汽車排氣管火星等都是引發(fā)火災(zāi)爆炸的各種點(diǎn)火源，閃火發(fā)生時(shí)人員在30s內(nèi)來(lái)不及躲避會(huì)被熱輻射致死。具體風(fēng)險(xiǎn)管理措施有：減少事故發(fā)生概率，減少污染物產(chǎn)生量，定期監(jiān)測(cè)污染物排放濃度，編制相應(yīng)的突發(fā)事故應(yīng)急預(yù)案等。

作者：鄧慧姜文選單位：遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)化工環(huán)境學(xué)部