中科大環(huán)境影響評價工程師考試講義03技術(shù)方法-9固體廢物環(huán)境影響評價

第九章固體廢物環(huán)境影響評價第一節(jié)同體廢物的來源與分類固體廢物是指在生產(chǎn)、生活和其他活動中產(chǎn)生的喪失原有利用價值或者雖未喪失利用價值但被拋弁或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì)。不能排入水體的液態(tài)廢物和不能排入大氣的置于容器中的氣態(tài)廢物，由于多具有較大的危害性，一般歸入固體廢物管理體系。一、固體廢物來源固體廢物來自人類活動的許多環(huán)節(jié)，主要包括生產(chǎn)過程和生活活動的一些環(huán)節(jié)。二、固體廢物分類固體廢物種類繁多，按其污染特性可分為一般廢物和危險廢物。按廢物來源又可分為城市固體廢物、工業(yè)固體廢物和農(nóng)業(yè)固體廢物。1．城市固體廢物城市固體廢物是指居民生活、商業(yè)活動、市政建設(shè)與維護、機關(guān)辦公等過程產(chǎn)生的固體物，一般分為以下幾類：(1)生活垃圾：是指在日常生活中或者為日常生活提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為生活垃圾的固體廢物。其主要包括廚余物、庭院廢物、廢紙、廢塑料、廢織物、廢金屬、廢玻璃陶瓷碎片、磚瓦渣土以及廢家具、廢舊電器等等。(2)城建渣土：包括廢磚瓦、碎石、渣土、混凝土碎塊(板)等。(3)商業(yè)固體廢物：包括廢紙、各種廢舊的包裝材料、丟棄的主、副食品等。(4)糞便：工業(yè)先進國家城市居民產(chǎn)生的糞便，大都通過下水道輸入污水處理廠處理。我國情況不同，城市下水處理設(shè)施少，糞便需要收集、清運，是城市固體廢物的重要組成部分。2．工業(yè)固體廢物工業(yè)固體廢物是指在工業(yè)生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的固體廢物，主要包括以下幾類：(1)冶金工業(yè)固體廢物：主要包括各種金屬冶煉或加工過程中所產(chǎn)生的各種廢渣，如高爐煉鐵產(chǎn)生的高爐渣、平爐轉(zhuǎn)爐電爐煉鋼產(chǎn)生的鋼渣、銅鎳鉛鋅等有色金屬冶煉過程產(chǎn)生的有色金屬渣、鐵合金渣及提煉氧化鋁時產(chǎn)生的赤泥等。(2)能源工業(yè)固體廢物：主要包括燃煤電廠產(chǎn)生的粉煤灰、爐渣、煙道灰、采煤及洗煤過程中產(chǎn)生的煤矸石等。(3)石油化學(xué)工業(yè)固體廢物：主要包括石油及加工工業(yè)產(chǎn)生的油泥、焦油頁巖渣、廢催化劑、廢有機溶劑等，化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫鐵礦渣、酸渣堿渣、鹽泥、釜底泥、精(蒸)餾殘渣以及醫(yī)藥和農(nóng)藥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的醫(yī)藥廢物、廢藥品、廢農(nóng)藥等。(4)礦業(yè)固體廢物：礦業(yè)固體廢物主要包括采礦廢石和尾礦。廢石是指各種金屬、非金屬礦山開采過程中從主礦上剝離下來的各種圍巖，尾礦是指在選礦過程中提取精礦以后剩下的尾渣。(5)輕工業(yè)固體廢物：主要包括食品工業(yè)、造紙印刷工業(yè)、紡織印染工業(yè)、皮革工業(yè)等工業(yè)加工過程中產(chǎn)生的污泥、動物殘物、廢酸、廢堿以及其他廢物。(6)其他工業(yè)固體廢物：主要包括機加工過程產(chǎn)生的金屬碎屑、電鍍污泥、建筑廢料以及其他工業(yè)加工過程產(chǎn)生的廢渣等。3．農(nóng)業(yè)固體廢物固體廢物來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜禽飼養(yǎng)、農(nóng)副產(chǎn)品加工所產(chǎn)生的廢物，如農(nóng)作物秸稈、農(nóng)用薄膜及畜禽排泄物等。4．危險廢物危險廢物泛指除放射性廢物以外，具有毒性、易燃性、反應(yīng)性、腐蝕性、爆炸性、傳染性因而可能對人類的生活環(huán)境產(chǎn)生危害的廢物?！吨腥A人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》中規(guī)定：‘‘危險廢物是指列入國家危險廢物名錄或者根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認定的具有危險特性的固體廢物?！备鶕?jù)1998年7月1日實施的《國家危險廢物名錄》，我國危險廢物共分為47類。國家規(guī)定，“凡《名錄》所列廢物類別高于鑒別標(biāo)準(zhǔn)的屬危險廢物，列入國家危險廢物管理范圍；低于鑒別標(biāo)準(zhǔn)的，不列入國家危險廢物管理?！钡诙?jié)固體廢物特點固體廢物具有下述特點：(1)資源和廢物的相對性。固體廢物具有鮮明的時間和空間特征，是在錯誤時間放在錯誤地點的資源。從時間方面講，它僅僅是在目前的科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟條件下無法加以利用，但隨著時間的推移，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們的要求變化，今天的廢物可能成為明天的資源。從空間角度看，廢物僅僅相對于某一過程或某一方面沒有使用價值，而并非在一切過程或一切方面都沒有使用價值。一種過程的廢物，往往可以成為另一種過程的原料。固體廢物，一般具有某些工業(yè)原材料所具有的化學(xué)、物理特性，且較廢水、廢氣容易收集、運輸、加工處理，因而可以回收利用。(2)富集多種污染成分的終態(tài)，污染環(huán)境的“源頭”。廢水和廢氣既是水體、大氣和土壤環(huán)境的污染源，又是接受其所含污染物的環(huán)境。固體廢物則不同，它們往往是許多污染成分的終極狀態(tài)。一些有害氣體或飄塵，通過治理，最終富集成為固體廢物；一些有害溶質(zhì)和懸浮物，通過治理，最終被分離出來成為污泥或殘渣；一些含重金屬的可燃固體廢物，通過焚燒處理，有害金屬濃集于灰燼中。這些“終態(tài)”物質(zhì)中的有害成分，在長期的自然因素作用下，又會轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤，故又成為大氣、水體和土壤環(huán)境的污染“源頭”。(3)危害具有潛在性、長期性和災(zāi)難性。固體廢物對環(huán)境的污染不同于廢水、廢氣和噪聲。固體廢物呆滯性大，擴散性小，它對環(huán)境的影響主要是通過水、氣和土壤進行的。固態(tài)的危險廢物具有呆滯性和不可稀釋性，一旦造成環(huán)境污染，有時很難補救恢復(fù)。其中污染成分的遷移轉(zhuǎn)化，如浸出液在土壤中的遷移，是一個比較緩慢的過程，其危害可能在數(shù)年以至數(shù)十年后才能發(fā)現(xiàn)。從某種意義上講，固體廢物，特別是危險廢物對環(huán)境造成的危害可能要比水、氣造成的危害嚴重得多。日本的水俁病等已充分說明了這一點。第_l：節(jié)同體廢物污染物的釋放及遷移一、污染物的釋放方式1．對大氣環(huán)境的影晌堆放的固體廢物中的細微顆粒、粉塵等可隨風(fēng)飛揚，從而對大氣環(huán)境造成污染。一些有機固體廢物，在適宜的濕度和溫度下被微生物分解，能釋放出有害氣體，可以不同程度上產(chǎn)生毒氣或惡臭，造成地區(qū)性空氣污染。采用焚燒法處理固體廢物，已成為有些國家大氣污染的主要污染源之一，據(jù)報道，有的發(fā)達國家的固體廢物焚燒爐，約有2／3由于缺乏空大氣，有的露天焚燒爐排出的粉塵在接近地面處的濃度達到0.56g/m3。我國的部分企業(yè)，采用焚燒法處理塑料排出C12、HCl和大量粉塵，也造成嚴重的大氣污染。而一些工業(yè)和民用鍋爐，由于收塵效率不高造成的大氣污染更是屢見不鮮。2．對水環(huán)境的影響固體廢物棄置于水體，將使水質(zhì)直接受到污染，嚴重危害水生生物的生存條件，并影響水資源的充分利用。此外，向水體的傾倒固體廢物還將縮減江河湖面有效面積，使其排洪和灌溉能力有所降低。在陸地堆積的或簡單填埋的固體廢物，經(jīng)過雨水的浸漬和廢物本身的分解，將會產(chǎn)生含有有害化學(xué)物質(zhì)的滲濾液，會對附近地區(qū)的地表及地下水系造成污染。3．對土壤環(huán)境的影響廢物堆放，其中有害組分容易污染土壤。土壤是許多細菌、真菌等微生物聚居的場所。這些微生物與其周圍環(huán)境構(gòu)成一個生態(tài)系統(tǒng)，在大自然的物質(zhì)循環(huán)中，擔(dān)負著碳循環(huán)和氮循環(huán)的一部分重要任務(wù)。工業(yè)固體廢物特別是有害固體廢物，經(jīng)過風(fēng)化、雨雪淋溶、地表徑流的侵蝕，產(chǎn)生高溫和有毒液體滲入土壤，能殺害土壤中的微生物，改變土壤的性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)、破壞土壤的腐解能力，導(dǎo)致草木不生。二、污染物的遷移途徑固體廢物往往不是環(huán)境介質(zhì)，但常常是多種污染成分存在的終態(tài)而長期存在于環(huán)境中，在一定條件下會發(fā)生化學(xué)的、物理的或生物的轉(zhuǎn)化，對周圍環(huán)境造成一定的影響。如果處理、處置管理不當(dāng)，污染成分就會通過水、氣、土壤、食物鏈等途徑污染環(huán)境，危害人體健康(圖9一1)。通常，工業(yè)、礦業(yè)等廢物所含的化學(xué)成分會形成化學(xué)物質(zhì)型污染。人畜糞便和有機垃圾是各種病原微生物的孳生地和繁殖場，形成病原體型污染，其污染途徑與化學(xué)污染物類似。第四節(jié)同體廢物的環(huán)境影響評價的主要內(nèi)容及特點一、環(huán)評類型與內(nèi)容固體廢物的環(huán)境影響評價主要分兩大類型：第一類是對一般工程項目產(chǎn)生的固體廢物，由產(chǎn)生、收集、運輸、處理到最終處置的環(huán)境影響評價，第二類是對處理、處置固體廢物設(shè)施建設(shè)項目的環(huán)境影響評價。對第一類的環(huán)境影響評價內(nèi)容主要包括：①污染源調(diào)查。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，要給出包括固體廢物的名稱、組分、性態(tài)、數(shù)量等內(nèi)容的調(diào)查清單，同時應(yīng)按一般工業(yè)固體廢物和危險廢物分別列出。②污染防治措施的論證。根據(jù)工藝過程、各個產(chǎn)出環(huán)節(jié)提出防治措施，并對防治措施的可行性加以論證。③提出最終處置措施方案，如綜合利用、填埋、焚燒等等。并應(yīng)包括對固體廢物收集、貯運、預(yù)處理等全過程的環(huán)境影響及污染防治措施。對處理、處置固體廢物設(shè)施的環(huán)境影響評價內(nèi)容，則是根據(jù)處理處置的工藝特點，依據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則》，執(zhí)行相應(yīng)的污染控制標(biāo)準(zhǔn)進行環(huán)境影響評價，如一般工業(yè)廢物貯存、處置場；危險廢物貯存場所；生活垃圾填埋場；生活垃圾焚燒廠、危險廢物填埋場、危險廢物焚燒廠等等。在這些工程項目污染物控制標(biāo)準(zhǔn)中，對廠(場)址選擇，污染控制項目，污染物排放限制等等都有相應(yīng)的規(guī)定，是環(huán)境影響評價必須嚴格予以執(zhí)行的，本文以生活垃圾填埋場為例，較全面地介紹了環(huán)評方法。二、固體廢物環(huán)評的特點由于對固體廢物污染實行的由產(chǎn)生、收集、貯存、運輸、預(yù)處理直至處置全過程控制，因此在環(huán)評中必須包括所建項目涉及的各個過程。對于一般工程項目產(chǎn)生的固體廢物將可能涉及到收集、運輸過程。另一方面為了保證固體廢物處理、處置設(shè)施的安全穩(wěn)定運行，必須建立一個完整的收、貯、運體系，因此在環(huán)評中這個體系是與處理、處置設(shè)施構(gòu)成一個整體的。例如這一體系中必然涉及運輸設(shè)備、運輸方式、運輸距離、運輸路徑等，運輸可能對路線周圍環(huán)境敏感目標(biāo)造成影響，如何規(guī)避運輸風(fēng)險也是環(huán)評的主要任務(wù)。第五節(jié)垃圾填埋場的環(huán)境影響評價一、垃圾填埋場對環(huán)境的主要影響1．垃圾填埋場的主要污染源填埋場主要污染源是滲濾液和填埋氣體。(1)滲濾液。城市生活垃圾填埋場滲濾液是一種高污染負荷且表現(xiàn)出很強的綜合污染特征、成分復(fù)雜的高濃度有機廢水，其性質(zhì)在一個相當(dāng)大的范圍內(nèi)變動。一般說來，城市生活垃圾填埋場滲濾液的pH值4～9，COD2000~62000mg／L，BOD560～45000mg／L，BOD5／COD值較低，可生化性差。重金屬濃度和市政污水中重金屬濃度基本一致。鑒于填埋場滲濾液產(chǎn)生量及其性質(zhì)的高度動態(tài)變化特性，評價時應(yīng)選擇有代表性的數(shù)值。一般來說，滲濾液的水質(zhì)隨填埋場使用年限的延長將發(fā)生變化。垃圾填埋場滲濾液通?？筛鶕?jù)填埋場‘‘年齡’’分為兩大類：①“年輕”填埋場(填埋時間在5年以下)滲濾液的水質(zhì)特點是：pH值較低，BOD5及COD濃度較高，色度大，且BOD5／COD的比值較高，同時各類重金屬離子濃度也較高(因為較低的pH值)；②“年老’’的填埋場(填埋時間一般在5年以上，)滲濾液的主要水質(zhì)特點是：pH值接近中性或弱堿性(一般在6～8)，BOD5和COD濃度較低，且BOD；／COD的比值較低，而NH4’(2)填埋場釋放氣體。主要氣體和微量氣體兩部分組成。城市生活垃圾填埋場產(chǎn)生的氣體主要為甲烷和二氧化碳，此外還含有少量的一氧化碳、氫、硫化氫、氨、氮和氧等，接受工業(yè)廢物的城市生活垃圾填埋場其氣體中還可能含有微量揮發(fā)性有毒氣體。城市生活垃圾填埋場氣體的典型組成(體積濃度)為：甲烷45％~50％，二氧化碳40％~60％，氮氣2％～5％，氧氣0·1％～1．0％，硫化物0％～1．0％，氨氣O．1％～1．0％，氫氣O％～0．2％，一氧化碳O％～0·2％，微量組分0．01％~0．6％；氣體的典型溫度達43~49~C，相對密度為1·02～1·06,為水蒸氣所飽和，高位熱值在15630~19537kJ／m3。填埋場釋放氣體中的微量氣體量很小，但成分卻很多。國外通過對大量填埋場釋放氣體取樣分析，發(fā)現(xiàn)了多達116種有機成分，其中許多可以歸為揮發(fā)性有機組分(VOCs)。2．垃圾填埋場的主要環(huán)境影響垃圾填埋場的環(huán)境影響包括多個方面。運行中的填埋場，對環(huán)境的影響主要包括：①填埋場滲濾液泄漏或處理不當(dāng)對地下水及地表水的污染；②填埋場產(chǎn)生氣體排放對大氣的污染、對公眾健康的危害以及可能發(fā)生的爆炸對公眾安全的威脅；③填埋場的存在對周圍景觀的不利影響；④填埋作業(yè)及垃圾堆體對周圍地質(zhì)環(huán)境的影響，如造成滑坡、崩塌、泥石流等；⑤)填埋機械噪聲對公眾的影響；⑥填埋場孳生的害蟲、昆蟲、嚙齒動物以及在填埋場覓食的鳥類和其他動物可能傳播疾?。虎咛盥窭械乃芰洗?、紙張以及塵土等在未來得及覆土壓實情況下可能飄出場外，造成環(huán)境污染和景觀破壞；⑧流經(jīng)填埋場區(qū)的地表徑流可能受到污染。．封場后的填埋場對環(huán)境的影響減小，但填埋場植被恢復(fù)過程種植于填埋場頂部覆蓋層上的植物可能受到污染。二、垃圾填埋場環(huán)境影響評價的主要工作內(nèi)容2．實際產(chǎn)氣量計算填埋場實際產(chǎn)氣量由于受到多種因素的影響要比理論產(chǎn)氣量小的多。例如，食品和紙類等有機物通常被視為可降解有機物，但其中少數(shù)物質(zhì)在填埋場環(huán)境中有惰性，很難降解，如木質(zhì)素等；而且，木質(zhì)素的存在還將降低有機物中纖維素和半纖維素的降解。再如，理論產(chǎn)氣量假設(shè)了除CH4和C02之外，無其他含碳化合物產(chǎn)生，而實際上，部分有機物被微生物生長繁殖所消耗，形成細胞物質(zhì)。除此之外，填埋場的實際環(huán)境條件也對產(chǎn)氣量有著重要的影響，如溫度、含水率、營養(yǎng)物質(zhì)、有機物未完成降解、產(chǎn)生滲濾液造成有機物損失、填埋場的作業(yè)方式等。因此，填埋場實際產(chǎn)氣量是在理論產(chǎn)氣量中去掉微生物消耗部分、去掉難降解部分和因各種因素造成產(chǎn)氣量損失或者產(chǎn)氣量降低部分之后的產(chǎn)氣量。生物降解度是在填埋場環(huán)境條件下，有機物中可生物降解部分的含量。據(jù)有關(guān)資料報道，植物廚渣、動物廚渣、紙的生物降解度分別為66．7％、77．1％、52．O％。取細胞物質(zhì)的修正系數(shù)為5％，因各種因素造成實際產(chǎn)氣量降低了40％，也即實3．產(chǎn)氣速率計算填埋場氣體的產(chǎn)氣速率是在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的填埋場氣體總量，通常單位為m3／a。4．污染物排放強度在扣除回收利用的填埋氣體或收集后焚燒處理的填埋氣體后，剩余的就是直接釋放進入大氣的填埋氣體速率，然后乘以氣體中所評價污染物的濃度，就可以確定該種污染物的排放強度。填埋場惡臭氣體的預(yù)測和評價通常選擇此二氣體作為預(yù)測評價因子。此外，填埋場產(chǎn)的CO也是重要的環(huán)境空氣污染源，預(yù)測因子中也包括了CO。H2S、NH3和CO在填埋場氣體中的含量范圍通常小于理論計算值，原因是垃圾中的氮并不能全部轉(zhuǎn)化為氨；而根據(jù)國內(nèi)外垃圾填埋場的運行經(jīng)驗，產(chǎn)出氣體中H2S、NH3和CO的含量一般分別為0．1％～1．0％，O．1％～1．0％和O．0％～O．2％，因此在預(yù)測評價中，考慮到我國城市生活垃圾中有機成分較少，NH3含量取為四、滲濾液對地下水污朵預(yù)測填埋場滲濾液對地下水的影響評價較為復(fù)雜，一般除需要大量的資料外還需要通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型進行計算分析。這里主要根據(jù)降雨入滲量和填埋場垃圾含水量估算滲濾液的產(chǎn)生量；從土壤的自凈、吸附、彌散能力以及有機物自身降解能力等方面，定性和定量的預(yù)測填埋場滲濾液可能對地下水產(chǎn)生的影響。1．滲濾液產(chǎn)生量滲濾液的產(chǎn)生量受垃圾含水量、填埋場區(qū)降雨情況以及填埋作業(yè)區(qū)大小的影響很大；同時也受到場區(qū)蒸發(fā)量、風(fēng)力的影響和場地地面情況、種植情況等因素的影響。最簡單的估算方法是假設(shè)整個填埋場的剖面含水率在所考慮的周期內(nèi)等于或超過其相應(yīng)田間持水率，用水量平衡法進行計算：顯然，雖然填埋場襯層的滲透系數(shù)大小是影響滲濾液向下滲漏速率的重要因素，但并不是惟一因素。還必須評價滲濾液收排系統(tǒng)的設(shè)計是否有足夠高的收排效率，能有效排出填埋場底部的滲濾液，盡可能減少滲濾液積水深度。就填埋場襯層的滲透系數(shù)取值來說，即使對于采用滲透系數(shù)分別為10（-12次方）cm/s和10（-12次方）cm／s的高密度聚乙烯(HDPE)和粘土組成的復(fù)合襯層，也不能就采用1（-12次方）cm／s作為襯層滲透系數(shù)值去進行評價。原因是高密度聚乙烯在運輸、施工和填埋過程中不可避免會出現(xiàn)針孔和小孔，甚至發(fā)生破裂等。確定這種復(fù)合襯層滲透系數(shù)的最簡單方法，是用高密度聚乙烯膜上破損面積所占比例乘以下面粘土襯層的滲透系數(shù)。3．防治地下水污染的工程屏障和地質(zhì)屏障評價固體廢物，特別是危險廢物和放射性廢物最終處置的基本原則是合理地、最大限度地使其與自然和人類環(huán)境隔離，減少有毒有害物質(zhì)釋放進入地下水的速率和總量，將其在長期處置過程中對環(huán)境的影響減至最小程度。為達目的所依賴的天然環(huán)境地質(zhì)條件，稱為天然防護屏障，所采取工程措施則稱為工程防護屏障。不同廢物有不同的安全處置期要求。通常，城市生活垃圾填埋場的安全處置期在30～40年，而危險廢物填埋場的安全處置期大于100年。(1)滲濾液實際滲流速度。為確定滲濾液中污染物通過場底垂直向下遷移的速度和穿過包氣帶及潛水層的時間，需要確定滲濾液在襯層和各土層中的實際滲。(2)污染物遷移速度。污染物在襯層和包氣帶土層中的遷移是由于地下水的運動速度，污染物與介質(zhì)之間的吸附／解吸、離子交換、化學(xué)沉淀／溶解和機械過濾等多種物理化學(xué)反應(yīng)共同作用所致，其遷移路線與地下水的運移路線基本相同.(3)填埋場工程屏障評價。填埋場襯層系統(tǒng)是防止廢物填埋處置污染環(huán)境的關(guān)鍵工程屏障。根據(jù)滲濾液收集