生活垃圾填埋场主要环境问题及污染控制标准修订必要性初探

姚光远，何品晶，刘玉强，徐 亚，黄启飞

（1.中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所，北京 100012；2.同济大学固体废物处置与资源化研究所，上海 200092）

1 引言

2008 年，我国颁布实施GB 16889—2008 生活垃圾填埋场污染控制标准，该标准结合国外的先进经验和我国实际情况对GB 16889—1997 生活垃圾填埋污染控制标准的填埋场选址、防渗、填埋场入场废物要求、污染物排放控制等内容进行了修订和细化［1］。GB 16889—2008 的实施，对我国建设标准化、规范化和国际化的填埋场起到了积极的指导和推动作用，同时也为生活垃圾填埋场的环境污染防治与科学管理提供了有力支撑。标准实施至今已12 a，随着国民经济的快速发展、城市化进程的继续推进以及人们对高品质生活的追求，在役生活垃圾填埋场的数量大幅增加，生活垃圾填埋场的环保运行成为环境监管的重点工作。但是现行标准在设计、建设和运行过程中也相继暴露出了一些问题，如部分地区选址困难、渗滤液不能稳定达标排放、恶臭普遍、防渗层破损严重以及飞灰填埋污染控制不严等问题。本研究通过对我国生活垃圾填埋场的污染控制管理和技术现状进行调研，分析现行生活垃圾填埋场污染控制标准执行过程中存在的主要环境问题，为完善我国生活垃圾填埋场污染控制标准提供建议。

2 我国生活垃圾处置现状

2.1 城市生活垃圾处置现状

2008—2018 年我国城市生活垃圾清运量与处理量变化情况和处理设施数量如图1［2］所示，2008 年我国城市生活垃圾填埋量和无害化处理量分别为8.428×107、1.030 7×108t，占清运总量的54.57%和66.76%；2018 年，我国城市生活垃圾填埋量和无害化处理量分别增至1.170 6×108、2.256 8×108t，占清运总量的51.34%和98.96%。2008—2018 年城市生活垃圾的填埋量（填埋设施数量）、无害化处理量和清运量逐渐增加。无害化处置比例快速升高，而生活垃圾填埋比例则呈现先升高后缓慢下降的趋势。这主要是因为在“十一五”至“十二五”期间，国家对于焚烧处理技术的大力推广应用［3-4］，使得生活垃圾填埋处理设施能力虽持续加大，但是所占比例却不断降低。总体上填埋依然是我国城市生活垃圾的主要处置方式。

图1 2008—2018 年我国城市生活垃圾清运量与处理量变化情况和处理设施数量

2.2 县城生活垃圾处置现状

2007—2017 年我国县城生活垃圾清运量与处理量变化情况和处理设施数量如图2［5］所示，2007 年我国县城生活垃圾填埋量和无害化处理量分别为4.53×106、4.97×106t，占清运总量的6.37%和6.98%；2017 年，我国县城生活垃圾填埋量和无害化处理量分别增至5.087×107、6.140×107t，占清运总量的75.40%和91.00%。2007—2017 年县城生活垃圾清运量波动下降，并最终稳定在6.7×107t 左右；县城生活垃圾的填埋量（填埋设施数量） 和无害化处理量逐渐增加，无害化处置和生活垃圾填埋比例也快速升高；填埋处置在我国县城生活垃圾处理中占主导作用。

图2 2007—2017 年我国县城生活垃圾清运量与处理量变化情况和处理设施数量

2.3 城市与县城生活垃圾处置情况比较

由上述10 a 的生活垃圾数据可知，受城市和县城经济发展水平等诸多因素的影响，我国城市生活垃圾和县城生活垃圾产生情况和处置情况具有差异性：城市生活垃圾清运量远大于县城生活垃圾清运量，城市生活垃圾清运量呈逐年升高的趋势，而县城生活垃圾清运量则波动下降，并最终稳定在6.7×107t左右；县城生活垃圾填埋量在清运总量中的占比（75.40%） 大于城市生活垃圾填埋量在清运总量中的占比（51.34%）。总体上我国生活垃圾的产生量与日俱增，填埋依然是我国现阶段乃至今后很长一段时期生活垃圾的主要处置方式。因此，应充分掌握我国生活垃圾填埋场的污染控制管理和技术现状，并对各关键技术环节提出针对性的建议，使GB 16889—2008 更加系统、科学、切实可行。

3 生活垃圾填埋场环境管理主要问题分析

3.1 部分地区新建填埋场选址困难

据调研，虽然近年来生活垃圾焚烧技术在我国经济发达城市和沿海地区推广应用力度较大，填埋比例逐年下降，但填埋场作为固体废物最终处置方式的作用无法被替代［6］。同时由于经济的快速发展和城市化进程的推进，生活垃圾填埋场用地与城市发展用地之间的矛盾日益突出，从而使新建填埋场的选址异常困难。GB 16889—2008规定除不允许在自然保护区、风景名胜区、矿产资源保护区等地方选址外，还应避开破坏性地震及活动构造区、湿地等区域。因此，贵州、云南等石灰岩溶洞发育带、岩浆岩等地质结构较为普遍的地区很难选出符合标准要求的地块作为填埋场选址［7］。

3.2 渗滤液渗漏风险大

生活垃圾填埋场渗滤液是成分复杂、污染负荷高的废水，其中含有高浓度有机物、高氨氮和重金属离子等污染物［8］。同时防渗屏障是填埋场环境风险控制的三重屏障之一，它能够有效隔断渗滤液与地下水和土壤的联系，从而防控渗漏影响。徐亚等［9］对全国12 个省市的多家正在运营的填埋场的防渗膜完整性进行检测，结果表明：我国填埋场防渗层的平均漏洞数量约为25.6 个/hm2，远高于美国国家环境保护局（EPA） 所规定施工优异的填埋场防渗层产生的漏洞数量（不超过3 个/hm2），具有高渗漏风险。

防渗层破损原因主要分为原生漏洞和次生漏洞。其中次生漏洞包括石子或树根顶穿、机械损伤以及焊接问题。通过对漏洞检测数据的统计学分析，得出不同原因造成的HDPE 膜破损的比例如图3 所示。

图3 造成填埋场防渗层漏洞的不同原因占比

由图3 可知，次生漏洞是直接造成膜破损的主要原因，其所占比例为98%。其中石子顶穿（包括树根或其他尖锐物顶穿） 是造成次生漏洞的主要原因，占漏洞总量的69%。现场调研发现，石子造成的防渗层破损主要受以下3 个方面因素影响：①HDPE 膜上方没有铺设土工布等缓冲层而直接铺设导排卵石，某些填埋场用碎石代替卵石，使得破损现象更为普遍和严重；②HDPE 膜下方的地基层或者黏土层施工不规范，混杂有碎石、树根等尖锐物；③导排颗粒铺设过程采用机械施工。调查过程发现很多填埋场在铺设导排颗粒过程中，直接采用运输车辆将卵石（碎石） 倾倒在防渗层上方，由于满负荷运输的车辆质量较大，当防渗层上方没有铺设缓冲层或缓冲层厚度较薄时，就很容易对防渗层造成破损。机械损伤和焊接问题是造成次生漏洞的次要因素，分别占漏洞总数的15%和14%。机械损伤包括2 种：施工过程的机械损伤以及填埋过程的机械损伤。而焊接问题导致的漏洞通常具有隐蔽性，用肉眼很难辨别出来，应采用电学检测法［10］对焊缝进行准确定位。由填埋场防渗层检测数据可知，当前我国填埋场防渗层破损严重，防渗层的破损无疑会增大生活垃圾填埋场渗滤液渗漏风险，会对周围土壤、地下水乃至填埋场周边居民的身体健康构成极大的威胁。

另外，我国生活垃圾初始含水率过高，在填埋初期会产生大量的渗滤液，而填埋场由于缺乏有效的雨污分流措施以及合理的渗滤液导排系统，易发生淤堵并导致场内渗滤液水位过高，远超过GB 16889—2008 规定的30 cm，渗滤液的高液位可提高其透过防渗层的水力驱动力，进一步增加防渗层破损的危害风险；渗滤液液位超过一定阈值时，还可能引起垃圾堆体失稳滑坡，使得垃圾和渗滤液从填埋场内溢出，严重污染周围土壤及水体［11］。

3.3 恶臭扰民

生活垃圾填埋场恶臭气体主要包括含硫化合物（如H2S、SO2、硫醇等）、芳香烃、饱和及不饱和烃等［12］。恶臭对人体呼吸、循环、消化、内分泌和神经等系统均有不同程度的损害，会使人产生呼吸不畅、恶心呕吐、烦躁不安、头昏脑胀的症状，长期暴露于恶臭环境中（不论恶臭强度高低） 会严重危害人的身体健康。是全球广泛关注的环境问题［13-14］。近年来，我国生活垃圾填埋场恶臭扰民、投诉事件频发，个别地区甚至出现大规模群众游行、集体上访等事件。据不完全统计，2013 年至今，全国生活垃圾填埋场恶臭投诉事件超千余，给社会造成了严重的影响。而从填埋场投诉案件和调研情况分析，恶臭扰民是当前民众最为关心的问题之一，也是填埋场“邻避效应”的罪魁祸首。

长期以来我国生活垃圾仍为混合填埋，垃圾组分含水率和易降解有机质含量高，导致我国生活垃圾填埋场填埋气产生量大、成分复杂。而填埋后由于雨污分流效果不到位，导致垃圾堆体滞留大量渗滤液，会对气体形成水封作用，造成填埋气收集困难，恶臭气体内部聚集后不规则逸出［15］。同时，生活垃圾填埋场还存在填埋量大、作业面广、填埋气收集量不足等问题，导致无法在源头上对恶臭气体进行有效控制。GB 16889—2008 规定生活垃圾填埋场的防护距离应依据环境影响评价结论确定，王亘等［16］对恶臭污染的感官环境影响评价方法进行研究，发现填埋场厂区距周边居民距离小于1 000 m 时，受恶臭影响较为严重；而距离大于3 000 m 时，恶臭干扰程度相对较低。邰俊等［17］对基地恶臭污染历年变化特征和空间差异进行分析，发现填埋场厂区距周边居民距离小于1 000 m 时，受恶臭影响显著。李玉春等［18］对六里屯垃圾填埋场臭味扰民投诉进行调研，发现填埋场厂区距周边居民距离为1 000～2 000 m 时，投诉事件最多。严方等［19］通过对城市生活垃圾填埋场卫生防护距离进行调研，发现填埋场厂区距周边居民距离为1 000 m 时，恶臭影响较为严重。虽然我国的法律法规均表明，生活垃圾填埋场恶臭气体的影响距离或防护范围一般在500～1 000 m［20-21］，但这一影响半径受垃圾填埋场已填埋量、当年填埋量、垃圾成分、管理水平、地理位置、气象条件等多种因素影响，不同类型的生活垃圾填埋场往往差异较大。然而，从目前的结果看：①不同专家学者所用的距离估算方法略有不同，导致其评价结果差异较大；②评价的目标或是单一垃圾填埋场，或对垃圾填埋场进行简单分类（大、中、小型），导致结果覆盖面小或精度不足。

此外，恶臭问题也与填埋场作业管理水平（作业面控制是否合理、恶臭控制措施是否到位等）、车辆道路遗洒、调节池是否覆盖等因素密切相关。在调研中发现，填埋场作业过程中超负荷运行、填埋作业区过大、未及时覆盖和喷洒除臭剂现象普遍，而不及时清洗车辆和道路的现象则更为普遍。

3.4 渗滤液达标排放难

生活垃圾填埋场渗滤液具有成分复杂、污染物浓度高以及水质水量变化大等特点［22］，而且随着GB 16889—2008 排放限值更加严格后，传统的、单一的污水处理技术已不能满足标准的排放要求。为满足该标准渗滤液排放要求，住建部和原环境保护部分别制定了HJ 564—2010 生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范（试行） 和CJJ 113—2007 生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范，均推荐选用预处理+生物处理+深度处理、生物处理+深度处理或预处理+深度处理的组合工艺。渗滤液组合处理工艺流程如图4 所示，其中最具代表性的工艺为：厌氧生物处理+膜生物反应器（MBR） +纳滤（NF） +反渗透（RO）。

图4 渗滤液组合处理工艺流程示意

目前渗滤液达标处理技术主要为含RO 的组合技术［23-24］，虽然该技术较成熟，具有受原水水质影响小、出水水质好、运行稳定和占地面积小等明显优势，然而该技术通常需要MBR、NF 等技术进行辅助处理来保证RO 系统运行的完整性，同时RO 处置技术的成本高昂，其建设费用为每吨水4～10 万元，处理费用为每吨水40～70 元（不含设备折旧、利息）。如果第三方运营，还需考虑设施折旧、利息等，加上后续浓缩液、污泥处理成本，其运营管理费用超过每吨水100 元［25-26］。当前我国各地方垃圾补贴暂无统一标准，差距较大，绝大多数地区为10～40 元/t，大城市可达到80～250 元/t，而真正用于渗滤液处理的费用仅为5～20 元/t。远不能满足渗滤液达标技术处理费用。此外，该工艺在运行过程中会产生具有高浓度有机物和盐分的浓缩液，该部分浓缩液无法妥善处置，这也是影响渗滤液达标处理的客观因素［27］。

3.5 存在飞灰超标填埋现象

GB 16889—2008 规定：生活垃圾焚烧飞灰和医疗废物焚烧残渣（包括飞灰、底渣） 经处理后满足相应的条件，可以进入生活垃圾填埋场填埋处置。芜湖生态中心志愿者对江苏省7 家进入填埋场的飞灰进行取样分析，发现其中5 种重金属超标，超标样品数占被检总数的70%［28］。同时实地调研了安徽和江苏的飞灰处置场所，发现存在填埋飞灰重金属超标、飞灰填埋场所防护措施未到位、部分未执行分区填埋等问题。由于标准没有明确飞灰等废物入场前进行预处理的责任主体，造成了监管缺乏的现象，从而难以保障焚烧飞灰固化稳定化后浸出液污染物浓度限值持续稳定达标。

4 标准修订建议

通过对我国生活垃圾填埋场的污染控制管理和技术现状进行调研发现，当前生活垃圾填埋场在设计、建设和运行过程中产生了一系列的问题，因此，亟待通过标准修订来加以完善，从而确保生活垃圾填埋场的环境风险可控。

1） 针对部分地区新建填埋场选址困难的现象，应结合实际情况，不断完善其选址要求。如溶洞发育区可考虑在其设计施工阶段采取工程措施保证地基承载力及填埋场结构安全的基础上作为填埋场备选场址，从而缓解新建填埋场选址困难的问题。

2） 针对防渗层渗漏风险大的问题，可对填埋场进行分区导排，减少导排层淤堵并保证导排能力，从而降低渗滤液水位。同时可改进防渗衬层铺设结构，加强膜上保护层设计，最大限度保证防渗衬层不因外力的影响造成损失，并严格按照规范执行膜下保护层要求。应对初期进入填埋场的垃圾进行筛分，减少尖锐、坚硬物品。此外，还应按标准要求开展防渗衬层完整性监测，实时掌握防渗层渗漏情况，降低渗漏风险。

3） 针对当前恶臭问题普遍的现象，应从源头上对恶臭进行有效控制。如填埋作业区应按照填埋的不同阶段实施覆盖，对于渗滤液处理设施应进行密闭等。同时有必要采用统一的模型和计算方法，结合垃圾填埋场实际填埋量和当地气候因素，基于我国不同地区、规模和管理模式的垃圾填埋场逐一计算恶臭排放量，然后评价其恶臭影响距离和范围。此外还应加强填埋场规范化管理，减少恶臭环境污染风险。

4） 针对目前渗滤液达标排放难的问题，一方面可以加大渗滤液处理费用补贴，并研发先进的污水处置技术；另一方面，根据调研结果可知，业内普遍希望允许渗滤液场外与城市污水合并处理，但是由于合并处理对渗滤液处理工艺流程、城市污水处理效果等问题存在争议。因此，应对渗滤液进入城市二级污水处理厂协同处理的可行性进行科学评估。

5） 针对焚烧飞灰超标填埋的问题，应明确入场前企业的责任主体，并加强填埋场的监管力度，避免不达标飞灰入场，从而降低渗滤液中重金属浓度，降低渗漏风险。

5 结论

综合考虑新形势下我国社会经济发展与环境保护的需求，针对当前我国生活垃圾填埋场中出现的主要环境问题，应完善填埋场建设、设计污染控制技术要求，确保生活垃圾填埋场科学运行；加大在线自动监控设施建设力度，提高污染物的监测水平；从源头上对恶臭进行有效控制，并加强填埋场规范化管理，减少恶臭等环境污染风险；加快调节池污染防控措施建设，降低环境风险；加快渗滤液处置技术研发，并对渗滤液进入城市二级污水处理厂协同处理的可行性进行科学评估，提高渗滤液达标排放率；加强填埋场监管力度，落实标准要求，从而确保生活垃圾填埋场安全、环保、科学运行。