危险废物填埋场评估技术发展现状及风险探析

文_史殿龙 秦晓艳 周昊

1 生态环境部国家环境分析测试中心 2 国能龙源环保有限公司

1 危险废物处置现状

据《中国统计年鉴》的数据，近几年我国危险废物的年产生量都维持在6000万t以上，且程增长趋势，综合利用率在50%～70%之间，但采用填埋方式处置的危险废物占总收集和利用处置量的5%～10%之间。目前我国危险填埋场建成数量已经超过100个，而在已经建成的危险废物填埋场中，由于早期对危险废物填埋的认识不到位，填埋场在选址、建设、管理、技术等方面都有所欠缺，导致很多危险废物填埋场成为一个个具有潜在环境风险的“定时炸弹”。中国环境科学研究院对部分已完工的危险废物填埋场进行调查和检测，发现填埋场防渗层HDPE膜破损现象严重。

2 危险废物处置风险

填埋是危险废物处置的无害化手段之一，由于兼具低成本和低技术壁垒等优点，被作为固体废物风险管控的首选方式。然而尽管在设计、施工、运行阶段都按照相关标准要求进行严格把关、严格控制，但绝大多数填埋场还是难以避免土工膜原生缺陷和安装缺陷，导致填埋场防渗层的破损，出现渗滤液渗漏问题。由于填埋的危险废物含有大量危险成分，其自身所含的可溶组分在雨水或酸性环境下经淋洗作用形成危险废物渗滤液，其中风险物质主要包括重金属、亚硝酸盐以及有机毒物( 如卤代烃、芳香族化合物等)，填埋场防渗层的破损会加速渗滤液对土壤及地下水的污染，进而对周围环境和人体健康构成非常严重的危害。又因危险废物填埋场渗滤液的释放是缓慢过程, 有毒有害物质与人体的接触浓度比较低, 故所产生的危害主要为慢性效应。

3 填埋场环境风险评估方法

危险废物填埋场通过对渗滤液产生量、渗滤液组分和浓度、渗漏检测层渗漏量、地下水等相关监测，对填埋场环境风险进行综合评估，以确保填埋场长期运行过程的环境安全。

3.1 渗滤液产生量

渗滤液产生量是应充分考虑当地的降雨、蒸发量、地面水损失、其他外部来水渗入、垃圾（废物）的特性、雨污分流措施、表面覆盖和渗滤液导排设施状况等因素，由于危险废物填埋场的多以焚烧等处理后的废物进行填埋，废物本身产生的渗滤液很少，所以危险废物填埋场的渗滤液产生量可引用经验公式进行计算，详见式（1）。

式中Q—渗滤液产生量m3/d；I—多年平均日降雨量mmd；A1—作业单元汇水面积m2；C1—作业单元渗出系数0.5～0.8；A2—中间覆盖单元汇水面积m2；C2—中间覆盖单元渗出系数0.4～0.6；A3—终场覆盖单元汇水面积m2；C3—终场覆盖单元渗出系数0.1～0.2。

在确定危险废物填埋场渗滤液的日产生量后，便可对危险废物填埋场渗滤液的处理规模及调节池的容积进行评估。由于渗滤液的产生量会随着填埋场的使用情况发生变化，所以填埋场渗滤液处理设施的处理能力要大于填埋场渗滤液可能产生的最大量，调节池的容积要满足填埋场渗滤液和生活污水的总使用体积，同时对雨污分离情况进行调查，确保雨污分离设备运行正常。

3.2 渗滤液组分和浓度

危险废物填埋场产生的渗滤液中，COD、氨氮含量相对较低，重金属、硫化物、氟化物、有机物等含量较高，而且危险废物填埋场渗滤液中-Cl浓度很高，对环境污染风险高。目前渗滤液组分和浓度的测试方法有很多种，GC-MS、ICPAES、ICP-MS、荧光光谱、紫外光谱、凝胶层析等，针对不同性质的污染物有不同的测试方法，从而比较全面地掌握渗滤液的水质特性及污染源头。通过对渗滤液的组分及浓度测试，可对危险废物填埋场渗滤液的处理设施及处理能力进行评估，判断其是否具备处置当前渗滤液组分及浓度的能力，并且为预防填埋场在以后运行过程中，产生新的渗滤液组分，对填埋场渗滤液的处理设施是否具备升级空间进行评估。

3.3 渗漏检测层渗漏量

测量渗漏检测层的渗漏量方法有很多，比较简单实用的方法就是通过自流或设置排水泵将渗出液排出，在排出的过程中记录渗出液量及距离上次抽取渗出液的时间间隔，用于计算通过主防渗层的渗滤液渗漏速率，计算方法可参见GB18598-2019附录B1。在确定渗漏检测层渗漏量及渗漏速率后，需要对主防渗层进行评估，评估的依据主要为主防渗层可接受的渗漏速率，具体计算公式可参见GB18598-2019附录B2。

为了提高危险废物填埋场的渗滤液的风险防控等级，于是将通过主防渗层的渗漏速率于可接受的渗漏速率进行三级评估，一级为低风险级，即主防渗层的渗漏速率小于可接受的渗漏速一半以下，此时填埋场主防渗层保持较好，渗漏点可忽略，填埋场可正常运行，无需其他相关测试及补救工作；二级为中风险级，即主防渗层的渗漏速率小于可接受的渗漏速，但大于可接受的渗漏速一半， 此时填埋场主防渗层已经存在一定量渗漏点，填埋场虽可正常运行，但需要对主防渗层进行渗漏测试，确定主防渗层渗漏点数及部位，为以后补救提前做好准备工作；三级为高风险级，即主防渗层的渗漏速率大于可接受的渗漏速率，此时填埋场主防渗层已经存在大量渗漏点，填埋场需停止运行，实行应急封场，及时对主防渗层进行渗漏测试，对主防渗层进行破损修补、渗漏控制，防止污染扩散，以及必要时对废物挖掘后异位处置等措施。

3.4 地下水监测结果

3.4.1 直接评估

依据《地下水质量标准》GB/T14848-2017，将地下水水质分为五大类，即①地下水化学组分含量低，适用于各种途径；②地下水化学组分含量较低，适用于各种途径；③地下水化学组分含量中等，以GB5749-2006为依据，主要适用于集中式生活饮用水水源及工农业用水；④地下水化学组分含量较高，以农业和工业用水质量要求以及一定水平的人体健康风险为依据，适用于农业和部分工业用水，适当处理后可作为生活饮用水；⑤地下水化学组分含量高，不宜作为生活饮用水水源，其他用水可根据使用目的选用。每一个监测因子都对应有五种限值，评价时可直接将测试值与限值比较，评价有三个原子，即①评价应以地下水质量检测资料为基础；②单指标评价，按指标值所在的限值范围确定地下水质量类别，指标限值相同时，从优不从劣；③地下水质量综合评价，按单指标评价结果最差的类别确定，并指出最差类别的指标。

3.4.2 指数评估

分为单项指数法和综合指数法。

单项指数法评估计算，详见式（2）。

式中I—某一项评价因子的水质指数；C—某一项评价因子的实测浓度；Co—某一项评价因子的评价标准。一般以人类健康为基准值的《地下水质量标准》第三类地下水质量限值作为评价依据，来对地水样进行评价，当I值大于1时，说明此项评价因子的水质指数已经超过评级标准，将会对人体健康产生危害，当I值小于等于1时，符合标准。综合指数法评估计算，向见式（3）。

式中—各单项组分评分值Fi的平均值；FMAX—单项组分评分值F的最大值；n—项数。

在使用综合指数法评价地下水时，首先需要对各化合物按照五类水体，由低到高分别确定单项组分评价分值，见表1。

表1 地下水单项组分评价分值表

当以综合指数法评价地下水时，根据F值，按表2划分地下水质量级别。

表2 地下水质量级别表

4 结语

对填埋场地下水进行评估时，应充分考虑背景点地下水各指标实测结果，必要时需要对周边工矿企业进行调查，避免周边地下水对填埋场地下水测试值的影响。渗漏检测层渗漏量的评估中提到的三级评估，可根据实际情况进行微调，宗旨是看主防渗层的实际渗漏速率与可接受的渗漏速率的对比，越接近潜在风险越大，当主防渗层的实际渗漏速率大于可接受的渗漏速率时，实际上已经对填埋场地下水产生影响了。