关键词:垃圾填埋场;生态修复;耐受性;植物重建
中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:16749944(2013)08021204
1引言
垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放场地,垃圾卫生填埋场因为建设和运行成本较低、管理要求适合中国国情、无害化程度较好等原因而在国内被广泛应用。但是城市卫生填埋场对环境有很大的潜在危害,例如大量土地被占用,管理不当导致破坏环境、土地和水质[1],导气不当引发爆炸事故影响居民生活,甚至造成人员伤亡。填埋场运行至设计库容后,应及时进行封场[2]。封场后进行生态修复和植被重建。生态恢复后垃圾填埋场所形成的植被层能美化周边环境,防止填埋气和恶臭扩散到大气中;防止雨水冲蚀土壤,利于收集导排地表径流[3],而且植被恢复所形成的小范围绿地生态系统,也能够有效净化空气区域环境、减少污染。良好的植被重建与恢复对保持公众对垃圾填埋处理方法的认同与支持具有重要意义,也利于树立大众和青少年的环保意识。在国外,为改善和美化填埋场及其周边环境,填埋场在封场及植被重建后,经过适当的技术和工程处理,可以作为农田、牧场、公园、林地甚至自然保护区等用地[4]。
2大通垃圾场封场概况
淮南市大通垃圾填埋场位于淮南市东部九大塌陷区内的北部,陈巷村西侧,九大路东50m处,总占地面积110000m2(约165亩)。根据《生活垃圾填埋场封场工程项目建设标准》(建标124-2010),本工程的封场规模为Ⅱ类。
本次淮南市大通老垃圾场封场工程的主要目标是彻底解决老垃圾场对周围的环境污染问题,减少老垃圾场渗滤液和填埋气体对周围环境的影响,同时把老垃圾场打造成为淮南市生态公园,作为市民休闲娱乐的公共场所。主要表现在以下几个方面。
2.1环境保护目标
通过渗滤液收集导排系统的建设,有效避免渗滤液的外排,削减进入项目区域内水系的污染物总量,从而保护水体水质及区域内生态环境;通过封场覆盖系统及场顶绿化,能够杜绝垃圾外露,增加项目区域内的绿地率;通过地表雨水径流导排系统的建设,有效导出垃圾场表层清洁雨水,并通过合理疏导,实现区域内水资源的充分利用。
2.2污染防治与减排目标
通过渗滤液处理系统的建设,使渗滤液处理至达到国家标准后再排放;通过填埋气体收集导排系统以及火炬燃烧系统的建设,使填埋气体燃烧后再进行排放。通过以上措施,生活垃圾、渗滤液以及填埋气体无害化处理率均达到100%。
2.3生态保护目标
通过生态恢复及景观改造工程,修复生态系统植被,丰富物种资源,建立一个生态系统稳定的生态绿洲,使得填埋场内水质改善,边坡稳定,动植物丰富。先期恢复完成后,可进行合理的开发和利用,作为具有教育意义的、个性鲜明的、崭新的主题性环保教育园,寓教于乐,普及环保知识,提升公众环保意识,改善周边地区社会经济发展的条件,提高社区群众生活水平,最大限度地保护区内生物多样性,使之免遭人为干扰和破坏,使得封场后的填埋场与城市总体规划适应,改善区域环境,提升城市政府用地整体景观形象。
3垃圾填埋场植物生态修复面临的主要
环境问题3.1气体污染
对填埋场填埋气回收利用价值及安全性评估十分必要。垃圾填埋场的填埋物会产生二氧化碳、甲烷、硫化氢等大量气体,并形成恶臭[5]。这些气体对环境和植物生长产生不同程度的影响:二氧化碳改变土壤酸性,影响植被生长;甲烷是一种易燃、易爆的气体,当含量达到5%~15%时就会引发爆炸[6],而且土壤中的甲烷会排挤氧气,导致植物根系缺氧,以致根系腐烂,影响植物生长。所以建立填埋场导排气系统能有效地减少土层中填埋气体的量,有利于植物的生长。
3.2土壤污染
在填埋场进行封场时,应考虑垃圾厌氧发酵后形成垃圾层塌落导致表面覆盖层开裂的情况,做好防护措施。生活垃圾的毒害性和难降解性使得其在填埋后很长一段时间都难以降解且极易产生有毒物质,这些物质长期残留在土壤,影响土壤肥力,改变土壤结构和性质,破坏了土壤的碳、氮有效循环,阻碍了植物根系的生长发育,并积累在植物体内。
3.3垃圾渗滤液
垃圾渗滤液是由于雨水及地表水等渗入填埋场,加上垃圾的化学降解和生物化学作用,产生的一种含有高浓度悬浮物和高浓度无机和有机成分的液体[7]。垃圾渗滤液含有大量的重金属、病毒、细菌等有毒物质且营养元素比例失调。覆盖和导流系统失效时,渗滤液随雨水溢出,严重影响植物的生长,给生态恢复带来很大困难,在进行植物修复前,渗滤液收集导排系统的建设非常必要。
3.4其他污染
垃圾填埋后开始发酵,会产生较高的地温,对填埋场的复垦及植被生长产生高温危害,阻碍植被重建。高温容易导致植物烧根,不利植物生长。另外,填埋场还能引起一系列的鼠害、虫害以及其他伤害,破坏被重建的效率和进程[8]。
2013年8月绿色科技第8期
吴东彪,等:淮南市大通老垃圾填埋场植物生态修复研究环境与安全
4垃圾填埋场植物生态修复机理
4.1生态修复技术的概念
生态修复技术是根据通过一定的生物、生态以及工程的技术,根据生态学原理,人为地切断和改变生态系统退化的主导因子,使生态系统的结构、功能和潜力尽快恢复到正常乃至更高的水平[9~11]。
植物修复技术作为生态恢复技术的重要手段,是一种环境友好的污染治理技术,是从生态学原理角度来解决污染问题,对实现人与自然和谐发展具有重要的实践意义[12]。用植被进行修复,是从与自然接触界面角度,构建环境友好型垃圾填埋场,使得封场表层成为绿色的会呼吸的生态皮,可以与自然友好呼吸传递信息,有效地避免鼠蝇有害生物富集。
4.2垃圾填埋场生态修复过程中应注重的生态学原理
4.2.1整体性原理
整体性原理指的是,系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体,各个作为系统子单元的要素一旦组成系统整体,就具有独立要素所不具有的性质和功能。城市老垃圾填埋场封场生态恢复研究作为一个整体的生态系统,应该从整体观出发,统筹兼顾,协调当前与长远、局部与整体、开发利用和污染治理之间的和谐关系。
4.2.2生态位原理
在城市老垃圾填埋场封场生态恢复过程中,应组建乔、灌、草多个种群组成的生物群落,在生态恢复中要避免引进相同的生态位物种,尽可能使生态位相同的物种错开,合理安排生态系统中物种及其位置,避免种群间的直接竞争,保证群落稳定[13]。
4.2.3食物链原理
食物链是物质循环和能量流动的重要途径。随着城市老垃圾填埋场封场生态系统的不断恢复,物质循环和能量流动会更加畅通。为防止覆土层招鼠类等有害动物的破坏,可以选择种植适宜植物,起到抑制效果,如牛蒡子、接骨木、十大功劳等。环境的改善可为蛇类等爬行动物提供生存地,也可为鸟类等飞行动物提供栖息场所。
4.2.4物种相互作用原理
在城市老垃圾填埋场封场生态恢复的物种配置上要遵循个体竞争理论,使生态系统各物种达到互惠共生,系统内部有机体大大减少物质和能量损耗,减小风险,获得最大的整体功能效益。
4.2.5物种多样性原理
复杂的生态系统是最稳定的,其主要特征就是食物网纵横交织,生物组成种类繁多而均衡。生物多样性丰富,其抗外界干扰能力也越强,在城市老垃圾填埋场封场恢复和重建中,必须考虑物种多样性的因素,所采用的生物配置必须在立地条件的基础上,利用本地物种与外地种相结合,木本与草本植物相结合的方法,在不同地点给予不同配置。
4.2.6生物演替假说
根据植被演替理论,植被的正向演替是通过生态系统反馈能力、抵抗力和恢复力实现。填埋场生态恢复,最有效的群落演替是顺应生态系统演替发展规律进行的,经过一系列的阶段,从先锋群落达到中生性顶极群落[14]。
4.2.7最小风险与最大效益原理
认真研究填埋区生境状况,综合分析论证,将城市老垃圾填埋场封场生态恢复工程风险降到最小。同时,应该要考虑生态恢复的经济效益和收益周期,以求保持最小风险并获最大效益,实现生态效益、经济效益和社会效益的统一。
4.2.8环境容量总体可控原理
在区域环境容量总体指标要求下,最大程度降低因垃圾填埋场未封场而造成的环境污染,控制污染物的不利影响,以防危害区域大气、地表水(地下水)、土壤和生态系统的质量和平衡。
5垃圾填埋场植物修复的实施
从成功的案例中总结出植被恢复的主要方法为直接植被法和覆土植被法,所要解决的问题主要是物理条件、土壤的毒性、营养条件、合适物种。在自然和人工条件的介入下,填埋场封场后,会发生一种类似于次生生态演替的过程,其过程通常是:适应性物种进入—土壤肥力缓慢累积—结构缓慢改善—毒性缓慢下降—新物种进驻—新的环境条件改变—群落驻扎—填埋场生态环境改善—其他用途[13]。
5.1最终覆土层厚度的确定
填埋场因不同的开发目的而要求相对的植被类型,而不同的植被类型要求基质厚度也不一样。目前在垃圾填埋场封场设计规范中,只是提出基本封场的表层土的厚度。进行植物修复前,先确定最终覆土层厚度,然后进行植物的选种和栽种。Ettala[15]指出,根据所种植的不同植被类型决定覆土层的厚度将填埋场的建设费用大大降低。Gilman等[16]认为,草本植物需要基质厚度为60cm左右,而树木则需要90cm以上。
本次淮南市大通老垃圾填埋场最终覆土层平均土层厚60cm,部分区域达90cm,下部是土工合成材料作为隔水层。
5.2土壤营养状况测定及立地条件改造
选种植物前先测定覆土层土壤营养状况。测定指标主要包括营养物水平、电导率、土壤容重和有机物含量等。根据测定决定要添加的肥料、石灰及有机物的量。最终覆土层土壤的理化性质是妨碍填埋场植被恢复的重要因素之一。
由于该填埋场是简易填埋并经过多次扩容,填埋场堆积形体很不规则,所以需要对场地进行平整,平整需根据地形地势特点,要求便于导气管铺设,有利于排水和水土保持,保证堆体稳定,平整后形体简单,便于覆盖层的铺设并考虑一定的景观要求。同时,堆体改造要考虑土地再利用的可能性。
大通垃圾填埋场封场后成山体状,通过改造和平整,挖沟修筑成台田地形,增大了散热表面积,边坡坡度1∶3,从现状地表往上每隔一阶设置宽为2m的马道,山顶坡度不低于5%,改造后适于进行植被重建。
5.3耐性树种的筛选
植物在垃圾填埋场上生长面临着复杂的环境压力,因此,树种的选择尤为关键。浅根系草本植物能够在填埋气体较多的地方生长,因为最终覆土层下的表层中填埋气体的浓度相对较低[17]。填埋场最终覆土层通常处于干旱的状态[18],选择对填埋气具有耐性且能抗旱的植物就显得非常重要,而不是仅选用浅根系的物种,因为这些植物对干旱环境往往非常敏感[19]。因此,应考虑用不同类型植物(如乔—灌—草)的组合以达到最佳的复垦效果[20]。此外,选择耐性树种时还应考虑复垦后的填埋场用途、所填埋的固体废弃物的种类等方面特性等。
5.4植被重建
植被重建在选种时应根据垃圾填埋场具体情况进行分析,区划不同区块,根据立地条件,选种适应性强的耐受植物进行试种。
本次针对淮南市大通老垃圾填埋场植被重建,在选择植物时遵循以下几个原则:选择生长快、适应性强、抗逆性好、成活率高的植物;选择具有改良土壤能力的固氮植物;尽量选择当地优良的乡土树种和先锋树种;选择树种时要考虑其经济价值和树种的多功能效益,最主要的是要抗旱、耐湿、耐贫瘠、抗污染、抗病虫害等。
植被重建模式的核心是“分阶段种植”。在现有植物基础上,优先选择乡土树种,根据植物各自的生长习性与条件,进行分期建设,以遵循“前期改良、中期成长、后期稳定”的建设思路,促进垃圾填埋场恢复区的覆绿与美化。
5.4.1恢复初期
主要采用草本植物,因为草本植物抗性较强、适应性较强,根系发达,对土壤有一定的改良作用,能为乔灌木以及其他植物的生长创造条件,并且能够改变填埋场封场后整体的景观[21]。首先选用豆科植物进行大面积绿化种植,豆科植物本身能改良土壤,并创造良好的土壤条件(天子岭);然后,引入次生演替较快的且适应能力很强的先锋树种,改善单一的草本植物景观,并且能够加速改良土壤,通过吸收和蒸腾作用截流雨水,改善区域小环境,为其他植物生长创造良好条件。
植物群落构建模式为:刺槐+枸树+紫穗槐+红叶石楠+四季青+牛蒡子+鸡眼草+羊茅。
5.4.2恢复中期
根据地区立地条件状况,选择树型小、浅根系、耐涝、不易发生病虫危害,对老鼠、蚊蝇等有抑制性的的植物,并且按照各个功能区划和绿化带设计,进行批量化园林绿化种植,达到绿化美化环境的作用。
植物群落模式为:湿地松+柳杉+臭椿+接骨木+夹竹桃+毛竹+紫叶小檗+酢浆草。
5.4.3恢复后期
依据园林绿化和谐对称的美学原理,建设层次丰富、高低错落、疏密有间的人工植物群落,形成四季常绿、三季有花、色彩丰富的绿地景观。经过艺术加工构图,使得多姿多彩的植物创造出幽邃旷阔的各色意境,形成别具风格的园林景色。
植物群落模式:海棠+珊瑚朴+女贞+十大功劳+黄连木+鸢尾+苜蓿+羊茅。
6城市老垃圾填埋场封场生态恢复效益
分析6.1生态效益
项目实施后,垃圾填埋区不良的环境将得到根本改变,生态系统将得以重构,并成为城市的“绿肺”,变成淮南最优美宜人的城市环保主题公园。
现状区域城市绿化覆盖率30%,通过本项目实施,将提高到32%;区域城市人均公共绿地面积现状为18.7m2,通过本项目实施,将提高到20m2。通过大范围的植绿增绿,可节约能源,吸收大气中二氧化碳,改善大气和水源质量,减少洪水径流,减弱噪声,遏制土地沙化,减少浮尘天气,改善空气质量。植物以其庞大的树冠和多毛的枝叶可以减缓风速,使空气中的粉尘滞留在枝叶上,下雨时随雨水流到地面,起到防风、固沙、防尘作用,使空气变得清新。据初步测定,每亩树林地一年可滞留粉尘6t左右,恢复区植被森林可以年滞尘990t。由于植物具有蒸腾吸热和减少太阳辐射的作用,一般可以使治理后的塌陷区室外温度比市中心区降低1℃~4℃,空气中的相对湿度会增加5%~12%,降低热辐射强度,降低老城区“热岛效应”,成为淮南市“绿色天然空调”。
6.2经济效益
通过对填埋场环境综合治理与生态修复,可以盘活城市“瘫痪”土地,重新焕发生机,让花卉、林木种苗业也得到大发展,淮南有条件跨入安徽省重要花卉城市。城市森林建设的林副产品可带来直接经济效益,并且可为旅游资源的开发带来可观的经济收益,城市森林建设可促进地方经济和社区发展,增强城市和周边地区经济活力。
6.3社会效益
环境与经济是统一的,良好的环境可以促进经济的发展。项目区域综合治理后,生态环境得到了极大的改善,居民生活环境更加美好,身体健康状况得到改善,为淮南市人民的生活创造更好的条件。通过植物生态修复,减少因环境对农业造成的损失,减少发病率,从而降低医疗保健费用,同时创造良好的投资环境,带动旅游业等第三产业的发展,为淮南市GDP的增长作出贡献,推动了淮南市社会精神文明进步和满足人们全面发展的要求。建成的生态公园及绿地,可以提高城市形象,改善城市投资环境,吸引外来投资,城市将步入良性可持续发展阶段。
7结论
(1)垃圾填埋场的植被重建影响因素主要包括填埋气体、最终覆土层厚度、覆土层土壤特性、渗滤液和植物种类等几个方面。从植物生长角度看:需要注重适宜各种植物生长的土壤基底条件,诸如厚度、土壤养分含量的关系等;从封场角度看,需要最少的覆土厚度和快速沥水条件。
(2)一般填满场的生态恢复是在填埋场最终封场后进行的,如果能够在封场工程设计和施工时兼顾生态修复及植被重建工作,结合垃圾填埋场的实际情况,选择合适的修复方法和植被类别,将有利于加快填埋场的生态恢复和植被重建过程,达到生态修复的预期效果,同时也大大降低后续维护成本。
(3)植物修复对土壤的肥力和水体的水质、气候、湿度、盐度、酸碱度等条件有一定的要求和条件。植物修复过程,致使环境的pH值、Eh、溶解氧、微生物等组成一个有异于非根际的特殊环境,这种环境具有较高水平的微生物活性、多样性与生物量,有效改善区域环境质量。
(4)植物的生态修复过程中关键是植被的选择,首先应采用当地生长快、适应性强、抗逆性强的乡土植物。如本文所选植物牛蒡子、接骨木、十大功劳等都具有抑制鼠患的作用;柳杉、臭椿能吸收二氧化硫;刺槐、女贞能吸收氟化氢;夹竹桃能吸收氯气等。其次,尽量使用乡土植物。乡土植物更能适应当地环境,风险小,而且种植和维护成本低,本项目在植物选种时控制本土植物比例在80%以上,适当选取外来种,构建复合立体的乔—灌—草群落结构。在生态修复和植物构建时,关键要筛选出超富集植物,因为超富集植物根系能够分泌营养物质来活化微生物以降解污染物,并能吸收转化污染产物。在选择外来植物的时候,要严格注意防范外来植物入侵,以免引起当地生态环境破坏。
(5)植物修复技术是一种实用而较为廉价的绿色治理技术,可用于大面积的污染治理,具有较高的环境美学价值,既可消除环境中的污染物,又能美化生活环境,清洁并储存可利用的太阳能,易于社会所接受,具有明显的生态效益、经济效益和社会效益。参考文献:
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据悉,矿化垃圾资源利用研讨在全国尚属首次,对于全国的非正规垃圾填埋场场地治理和矿化垃圾资源化利用,有重要的现实意义。
垃圾资源化利用成重点
北京市环境卫生设计科学研究所所长吴文伟告诉记者,北京市有非正规垃圾填埋场1011座,垃圾总量达到了8000万吨,占地面积达到2万亩。由于非正规垃圾填埋场的数量和垃圾填埋量还在增长,不仅占用了大量的土地资源,对地下大气、水、土壤造成污染,也对居民生活造成极大危害。
据介绍,从2006年起,北京市有关部门和研究单位开始研究非正规填埋场治理技术。2006年北京市环境卫生设计科学研究所承担并完成了《非正规垃圾填埋场治理需求分析与技术选择研究》,摸清北京市非正规垃圾填埋场形成的原因、数量、状态等基本情况;完成了国内外相关治理技术的调研工作;提出了对北京非正规垃圾填埋场风险等级评价的构思和治理思路,为非正规垃圾填埋场治理工作提供了技术支持。
据悉,尽管北京已完成了20多座非正规垃圾填埋场的治理,但相对于千余座非正规垃圾填埋场而言,全面治理还相距甚远。
近年来,北京市环境卫生设计科学研究所承担了《垃圾卫生填埋场地污染治理与可持续利用技术研究与示范》课题,对已治理的非正规垃圾填埋场追踪调查勘察,开展非正规垃圾填埋场资源化市场调查;资源化利用试验、设备集成研究;治理工程规范的编写;编写陈腐垃圾资源利用实施方案。目前该课题研究已接近尾声。
吴文伟说,北京市对非正规填埋场治理研究,主要进行开挖筛分处理,最大限度对垃圾进行回收利用,筛分得到20mm以下腐殖土约占垃圾总量的60%。这些腐殖土的资源化利用,是非正规填埋场治理的重点之一。
矿化垃圾可用于绿化
“非正规垃圾填埋场场地污染治理及矿化垃圾资源化利用意义重大。”北京林业大学教授郭小平说,矿化垃圾的资源化利用不仅解决了非正规填埋场地污染治理问题,还为正规垃圾填埋场提供了宝贵的填埋场所,实现了垃圾资源的循环利用和填埋场土地的可持续填埋。
据郭教授介绍,矿化垃圾腐殖土,不仅含有大量的N、P、K等营养元素,还含有大量的有机质,对植物生长有利。尽管筛分所得到的矿化垃圾腐殖土中含有较高的重金属含量,但经过他们对林地重金属危害的安全性评价和施用方法研究证明,矿化垃圾腐殖土完全符合林用标准,可广泛应用于城市园林绿化、荒山造林以及废弃矿山的生态修复。
郭教授说,这种矿化垃圾腐殖土还可进一步研究,将其作为基材用于喷播,研制植被毯、植生袋等绿化产品。
为全国提供技术与示范
据北京市环境卫生设计科学研究所苏昭辉教授透露,非正规垃圾填埋场矿化垃圾的无害化、减量化及循环利用研究成果,将为北京市占地2万余亩非正规垃圾填埋场治理工作提供可靠、有效的科学方法和技术,可使非正规垃圾填埋场的治理工作真正做到消除污染,保护北京市大气环境、水环境,特别是地下水资源保护,环境效益突出。
关键词:浓缩液;回灌;填埋体;水位;稳定
中图分类号:TU411文献标志码:A文章编号:1674-4764(2012)02-0126-06
EffectofConcentratedLeachateRecirculationonLeachateLevelandSlopeStabilityofMunicipalSolidWasteLandfill
ZHANLiang-tong1,LANJi-wu1,DENGLin-heng1,LVGuo-qing2,CHENYun-min1
(1.MOEKeyofLaboratoryofSoftSoilsandGeoenvironmentalEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058,P.R.China;
2.NorthChinaMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Tianjin300074,P.R.China)
Abstract:260tonsconcentratedleachateperdayisproducedattheleachatetreatmentplantatChanganlandfill,whichisconsideredtoberecirculatedintothelandfillofmunicipalsolidwastes.Theeffectofleachaterecirculationontheslopestabilityofthelandfillshouldbeevaluated.Theresultsfromengineeringgeologyandhydrogeologysurveywerefirstlypresented.Three-dimensionalunsaturated-saturatedseepageanalyseswerecarriedoutbyusingGMSsoftwaretopredictthechangeofleachatelevelasaresultoftheleachaterecirculation.Basedontheleachatelevelsandpore-waterpressuresobtainedfromtheseepageanalyses,slopestabilityanalyseswerecarriedouttoevaluatethesafetyofthelandfill.Somecontrolmeasureswereproposedtoeliminatetheadverseeffectofleachaterecirculationonthelandfillsafety.Theanalysesindicatethatthefactorofsafety(FS)forthelandfillwiththecurrentleachatelevelisslightlygreaterthanthesafetyrequirement(FS=1.3),andthecurrentleachatelevelhappenstobethecriticallevel.Directleachaterecirculationwillresultinasignificantriseinleachatelevel,whichwillcauseasignificantdecreaseinthelandfillsafety.Thelandfillislikelytofailafteradirectleachaterecirculation.Iftheleachaterecirculationisexecutedafterthecurrentleachatelevelislowereddownby3mandtheresultantleachatelevelwillbelowerthanthecurrentleachatelevel,thelandfillcanremainsafe.Verticalpumpingwellsareproposedtoimplementthedrawdownwork,andif45wellsareusedandpumpingisconducfedfor3mouths,theleachatelevelwilldecreaseby3m,whichmeetsthesafetyrequirement.
Keywords:concentratedliquid;leachaterecirculation;landfill;leachatelevel;stability
中国2008年修订的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889—2008)[1]提高了生活垃圾填埋场污水排放标准,填埋场渗滤液处理后须满足二级污水排放要求,《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范(试行)》[2]推荐采用纳滤和反渗透作为渗滤液的深度处理工艺。这2种工艺产生的浓缩液具有污染物浓度高、难处理的特点,现有处理方法包括蒸馏、固化、焚烧、回灌等。其中浓缩液回灌处理是在渗滤液回灌的基础上发展起来的,能有效降低浓缩液中污染物浓度,同时加速填埋体生物降解的稳定化过程[3-4],是一种较为先进的处理方法。欧美发达国家从20世纪90年代开始了浓缩液回灌工艺研究及工程应用,例如,德国从1986年开始尝试浓缩液回灌填埋场,目前约有15座填埋场采用浓缩液回灌工艺。1997年哥伦比亚DonaJuana填埋场实施渗滤液回灌时填埋体发生了失稳事故[5-6],实施回灌工程时垃圾填埋体的稳定性开始得到重视[6-8],中国许多垃圾填埋场渗滤液水位较高,填埋体存在安全隐患[9]。因此在实施浓缩液回灌之前,必须评估回灌对垃圾填埋体稳定的影响。
成都长安垃圾填埋场渗滤液反渗透处理工艺日产260t浓缩液,拟在填埋场回灌处理。由于垃圾填埋体内现状渗滤液水位较高,浓缩液回灌可能会导致水位进一步上升,威胁垃圾填埋体稳定安全,故开展该填埋场回灌工程的安全性及可行性评估工作。首先进行该填埋场工程地质与水文地质勘查,然后利用GMS软件进行垃圾填埋体非饱和-饱和三维渗流分析,模拟和预测了浓缩液回灌前后填埋体内渗滤液水位变化;基于渗流分析结果,利用Slope/W软件分析了浓缩液回灌对垃圾填埋体稳定性的影响,并提出回灌工程安全稳定控制措施。
1场地工程地质与水文地质条件
如图1所示,成都长安填埋场为山谷型填埋场,场底地形为U形山谷,谷底峡口设置高约30m的浆砌石垃圾坝,坝顶高程为598m,坝底设置有垂直防渗帷幕,深度18m。该填埋场典型填埋剖面及场底地质剖面如图2所示,垃圾填埋体自下游垃圾坝起始直到上游680m高程,形成了一个约80m高的垃圾填埋体边坡,其中630~650m和650~680m两个高程间陡坡坡度分别为1∶0.9、1∶1.6。现场勘察时680m高程平台仍在填埋作业。现场钻探表明填埋体物质组成主要为城市生活垃圾,地表下约0~4m内垃圾较为干燥,降解程度低;4m以下垃圾降解程度较高。场底主要分布第四系坡积土,谷坡处厚度为0.3~2.5m,谷底处厚度为1.5~5.2m。坡积土下覆土层为侏罗系蓬莱镇组泥质类岩石,渗透系数介于1.0×10-8~1.0×10-7m/s,形成相对隔水层。
图1现状地形示意图
根据现场水位监测结果,该填埋场内渗滤液水位较高,现状渗滤液水位线如图2所示,上游680m高程平台局部水位埋深只有1~3m,陡坡处水位埋深大,在650m高程处及610m高程下游坡体发现有渗滤液溢出。
图2典型地质剖面图
2现场渗滤液回灌试验
为了研究回灌可行性,笔者在680m高程平台上开展回灌试验。由于当时渗滤液处理厂还未建成,没有浓缩液,因此利用该场高浓度的渗滤液进行回灌试验。试验采用回灌塘方式,回灌塘平面尺寸为6.0m×6.0m,深度约为1.8m。试验过程中回灌塘内渗滤液水位高度维持在1.0~1.8m,当渗滤液入渗导致塘内水位下降至1.0m即补充渗滤液至1.8m高度。每日补充到回灌塘内的渗滤液总量即为日回灌量,同时在回灌塘周边布设水位监测井监测周边水位上升情况。其中2个回灌塘的日回灌量时程曲线见图3,可见初期日回灌量大,4d后日回灌量趋于稳定值,介于28~30m3/d。日回灌量稳定值反映了浅部垃圾的渗透性,由Green-Ampt公式估算垃圾体饱和渗透系数Ks约为7.5×10-6m/s。
图3日回灌量变化曲线
3回灌前后填埋体中水位模拟与预测
填埋体中渗滤液水位模拟与预测采用GMS(GroundwaterModelingSystem)软件中Femwater模块,Femwater是三维饱和非饱和多孔介质中渗流分析有限元软件,它拥有强大的前后处理功能,能方便的利用地形及地层信息生成三维数值模型。渗流分析中暂不考虑垃圾体及渗滤液自身压缩性与渗滤液中化学溶质对渗流的影响,并假定垃圾填埋体为各向同性介质。Femwater模块中非饱和饱和渗流控制方程:
kw2hx2+2hy2+2hz2+kwxhx+kwyhy+
kwzhz+q=Fht(1)
式中:h为总水头,是位置水头和压力水头之和;kw为非饱和渗透系数;q为汇源项,如降雨补给量、回灌量等;F为储水系数,可从介质的土水特征曲线获得。
垃圾水力参数见图4,暂不考虑浓缩液对水力参数的影响,土水特征曲线参照中国类似组分垃圾的测试结果[9],并采用vanGenuchten公式拟合得特征参数值:θs=0.59,θr=0.25,α=4.62,n=1.456;由土水特征曲线与现场回灌试验得到的垃圾饱和渗透系数计算垃圾非饱和渗透性曲线[10],如图4(b)所示。三维渗流分析模型见图5,填埋体顶面为现状填埋面,面积约20.6万m2,填埋体底面为泥质类岩石,填埋体最大厚度约60m,全场共划分3594个三棱柱单元。
3.1现状渗滤液水位模拟
根据水文地质勘查结果确定模型的边界条件:上游680m平台处水位埋深约为1~3m,因此模型西侧边界ABC段和南侧CDE段均设为定水头边界。其中AB段总水头值为地表高程减去1m,即水位位于地表下1m;BCDE段总水头边界值为675m。由于渗滤液在610m左右高程处溢出,故东侧边界按溢出点划分为2段,GH为溢出段,设为定水头边界,总水头值等于节点高程;HE段设为不透水边界。模型北侧和模型底面为不透水边界。指定模型顶面允许最大积水深度为零,此边界条件含义为:迭代过程中当顶面处的节点的孔压为零时,软件自动将此节点的边界条件重置为定水头边界,总水头值等于节点高程。考虑到现状渗滤液水位是填埋体长期渗流的结果,采用稳态渗流分析模拟现状水位。
图6流速矢量图
填埋体稳定渗流分析得到的流速矢量图(图6),1-6号剖面为下文垃圾填埋体稳定分析剖面。可见渗流场主要分布在2-5号剖面之间,这与填埋场底部为中间低两侧高的山谷地形有关,此区域垃圾体厚度大导致渗滤液汇集。图中W1、W2、W3三点实测水位埋深分别为2.3、3.2m和4m,模拟水位埋深为3.6、4.7、3.6m,模拟结果与实测结果比较一致。
剖面1、3、6现状水位线分布见图7,可见剖面1渗滤液在630m高程溢出,3号剖面在650m和630m高程2处溢出,6号剖面溢出点高程为650m,与实际情况相符。对比3号剖面与图2中水位分布,可见在680m平台上模型西侧水平距离为0~100m内的填埋体模拟水位与实测水位差别较大,但下文稳定分析表明该填埋场危险滑动于620~650m高程,此处局部水位差异对稳定分析影响可以忽略。
在3号剖面上取A、B两点绘制孔隙水压力随深度分布图,这两点分别位于680m和650m高程,距垃圾体上游为160m和320m,如图8所示,可见两点水位埋深分别为17.2、7.4m,由于分析中假定填埋体各向同性,水位线上下的孔隙水压力均随深度呈线性减少,呈静水压力分布模式。
3.2浓缩液直接回灌后水位上升预测
从稳定安全考虑,渗滤液回灌区域设置在680m高程平台西南侧2/3区域,距填埋体陡坡顶有35~65m的距离,如图5中BCDF所围成区域,面积约40800m2。设计回灌总量为260t/d,回灌模拟分析时假设渗滤液均布在回灌区域,即在BCDF区域内施加定流量边界条件,单位面积入渗量为6.37×10-3m/d,模型其它边界条件同前。考虑到渗滤液回灌的长期性,采用稳态渗流分析预测直接回灌后水位上升情况。
在现状水位条件下直接实施回灌后渗滤液水位线分布见图7,可见,填埋体内水位均有明显上升,1-6号剖面水位最大上升高度分别为:2.2、2.2、3.2、3.8、4.54、3.66m,1-4号剖面水位上升最大处位于为650m平台附近。各剖面水位上升规律为:680m平台水位上升约1.3~2.0m,其余高程点水位上升程度随高程减小而增大,渗滤液溢出点位置明显抬升。浓缩液直接回灌后A、B两点孔压随深度变化曲线见图8,A、B两点水位上升高度为2.0m和3.2m。回灌前后孔压对比表明B点孔压上升较A点明显。回灌工程对650m平台水位影响更明显。
3.3先降水再回灌后水位上升预测
上述渗流分析结果表明在现状水位条件下直接实施回灌后渗滤液水位上升明显,下文稳定分析表明该回灌方法不能满足填埋体稳定安全控制要求。通过研究,笔者建议了采取以下措施来解决回灌工程安全问题:预先将全场渗滤液水位降低3m,然后再实施回灌,并且回灌期间持续实施降水。笔者对此工况进行渗流分析预测全场降水3m后再回灌可能导致的水位上升情况,渗流分析模型与边界条件类似于3.2节,只是改变ACE和GH段的定水头边界值来模拟全场水位降低3m,即将ACG和GH段总水头值降低3m。同样采用稳态渗流分析。
预先降水3m再回灌后水位上升情况见图7,可见此工况的水位低于现状水位,渗滤液溢出点位置有所下降。6号剖面的680m平台局部水位高于现状水位,但上升程度明显低于渗滤液直接回灌的工况。
3.4渗滤液水位迫降措施
为了实现回灌前将渗滤液水位迫降3m的要求,根据相关工程经验,建议采用竖井抽排渗滤液降水。根据场底地形条件及上述的渗流场模拟结果,建议在680、650、630m高程平台各布置15口竖井,680m高程竖井间距为40m,从平台边缘起呈正方形排列,井深为10m;650m和630m高程的竖井布置在2-6号剖面之间,沿等高线呈单排布置,间距取10~15m,井深为8m,竖井设计抽水量取24m3/d[11]。根据填埋体渗流分析结果,采用上述设计时预计在3个月内可将全场水位降低3m。水位下降3m后可实施浓缩液回灌,回灌过程中630m和650m高程的30口竖井应持续工作以控制填埋体边坡中水位。竖井结构设计及施工必须采取防淤堵措施,保证其长期有效性。
4回灌对垃圾填埋体稳定性影响分析
采用Geoslope软件进行垃圾填埋体稳定性分析,图9显示了具有代表性的3号剖面的分析模型。根据现场勘察结果,模型中填埋体分为4m厚的浅层垃圾,4m以下为深层垃圾;土层包括3m厚坡积土和泥质类岩石。各土层的材料特性参数如表1所示,城市生活垃圾抗剪强度特性复杂,与垃圾组分、应变水平及龄期有关[9],强度参数变化大。目前美国推荐的垃圾强度取值为:深度0~4m内,c=24kPa,φ=0°;4m以下,c=0kPa,φ=33°;英国推荐取值为:c=5kPa,φ=25°。从该填埋场钻探取样的三轴剪切试验结果表明:该场填埋垃圾的c值介于18~61kPa,φ值介于21.9°~29.5°。参考类似工程经验,分析垃圾强度的参数取值如表1所示,表中其它材料强度参数取值来自地质勘察报告。
填埋体稳定分析剖面包括图6中1-6号剖面,其中3号剖面如图9所示。模型中渗滤液水位线采用上述两种工况条件下水位模拟结果,即现状水位和浓缩液直接回灌后水位。利用Slope/W软件搜索危险滑动面,采用MorgensternPrice法计算安全系数[12]。填埋体稳定安全评价标准采用填埋场工程常用的稳定安全控制标准:即整体稳定安全系数Fs≥1.3,局部稳定安全系数Fs≥1.1。
在现状水位下3号剖面的潜在滑动面及对应的稳定安全系数见图9,可见,在现状渗滤液水位条件下,填埋体整体稳定安全系数Fs=1.308,滑动面穿过垃圾体底部,属于深层滑动;局部稳定安全系数Fs=0.867,滑动面位于650m高程的陡坡处,属于浅层滑动,可通过削坡处理解决该局部稳定问题。其它剖面的稳定分析结果见表2,表明现状水位条件下垃圾填埋体恰能满足稳定安全控制要求,现状水位线即为安全控制水位。
如前所述,渗滤液直接回灌后水位明显上升,对应水位条件下填埋体稳定分析见表2,可见整体稳定安全系数明显降低,尤其是2、3号剖面从1.358、1.308分别降到1.028、1.059,明显低于整体稳定安全控制要求的Fs≥1.3;局部稳定安全系数也降低,3-5号剖面低于局部稳定安全控制要求Fs≥1.1,因此浓缩液直接回灌填埋体的安全储备不足,在现状高水位条件下不宜实施直接回灌。如前所述,如果预先将全场渗滤液水位降低3m后再实施回灌,回灌后水位低于现状水位,垃圾填埋体能够满足稳定安全控制要求,因此上述的先降水再回灌的措施具有安全性,可以实施。
5结论
根据成都长安填埋场的现场勘查、填埋体渗流分析和边坡稳定性评价结果,得到以下结论及建议:
1)该填埋场现状渗滤液水位高,多数区域埋深只有1~3m。若直接实施浓缩液回灌,回灌后全场渗滤液水位明显上升,各剖面处上升幅度达2~5m。若预先将全场水位降低3m后再实施浓缩液回灌,回灌后水位低于现状水位。
2)现状水位条件下垃圾填埋体能满足稳定安全控制要求,现状水位线可作为安全控制水位。浓缩液直接回灌后,填埋体整体与局部稳定安全系数均明显降低,不能满足安全控制要求。若采取本文建议的先降水再回灌的措施,回灌后垃圾填埋体仍能满足稳定安全控制要求,该回灌工程措施具有安全性。
3)建议采用竖井抽排渗滤液降水,在680、650、630m高程平台各布置15口竖井,预计3个月内可将全场渗滤液水位降低3m。水位下降3m后可在680m高程平台实施浓缩液回灌,同时建议630m和650m平台的30口竖井持续实施降水。
4)文中现场试验及理论分析结果是基于现场高浓度渗滤液的流体特性获得的,必须采用渗滤液反渗透处理工艺产生的浓缩液进一步开展研究工作。
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生活垃圾主要指日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废弃物而不包括工厂所排出的工业固体废物和医疗废物、危险废物等。其中大部分生活垃圾的成分很复杂,但大致可分为有机物、无机物和可回收废品等。属于有机物的垃圾主要是动植物的废弃物,属于无机物的垃圾主要为炉灰、庭院灰土、碎砖瓦等,可回收的废品主要为金属、橡胶、塑料、废纸、玻璃等。
我国是世界上垃圾包袱最重的国家。根据环境保护部、国家统计局、农业部联合的时期为2007年度第一次全国污染源普查公报:全国共有垃圾处理厂(场)2353座,垃圾填埋量1.53亿吨(占全国垃圾处理量的90.5%)。其中:无害化填埋量8592.92万吨,简易填埋量6726.82万吨。无害化填埋场已填埋量3.75亿立方米,占设计容量的20.9%;简易填埋场已填埋量4.29亿立方米,占设计容量的30.5%。垃圾焚烧处理量1370.80万吨,占全国
垃圾处理量的8.1%。渗滤液中主要污染物排放量:化学需氧量32.46万吨,氨氮3.22万吨,总磷456.85吨,石油类409.32吨。
1我国生活垃圾处理现状
1.1处理技术现状
目前,我国生活垃圾处理的主要处理处置技术有垃圾填埋(无害化填埋、简易填埋)、焚烧处理2种方式。填埋是现阶段我国垃圾处理的主要方式。目前大多数垃圾填埋方式都是无害化填埋,但简易填埋的比重还是相当大的。无害化填埋是垃圾处理必不可少的最终处理手段。目前采用的无害化填埋厂全是靠卫生填埋技术建造的垃圾处理厂。
1.1.1卫生填埋技术
卫生填埋是将垃圾在选定的合适场所内进行处理,因其采取了渗滤液收集与处理、垃圾的覆土与喷淋等污染防治措施,其具有垃圾处理量大、投资少、成本低、施工简便等优点,如果设计、施工、管理科学合理,一般不会造成大范围的环境污染。但此法使用时间有限,且侵占了宝贵的土地资源,浪费了垃圾中宝贵的可回收资源,地下水系统受到了污染的威胁。[1]
1.1.2焚烧技术
焚烧是发达国家普遍采用的一种垃圾处理方法,焚烧处理是是对生活垃圾高温分解和深度氧化的综合处理过程。将生活垃圾作为固体燃料送入炉膛内燃烧,指在850℃-1000℃的高温条件下,垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应,放出热量,转化成高温的燃烧气和量少而稳定的固体残渣,同时杀灭病毒细菌的方法。优点是能显著地减容、节省填埋空间,可以进行余热回收利用或发电。焚烧技术的特点是处理量大,减容性好,无害化彻底,并且热能可回收利用,因此这种方法是我国和世界上大多数国家普遍采用的一种垃圾处理技术。[2]
1.1.3简易填埋
没有采取如防渗、防尘等基本的保护措施,把垃圾露天堆放,目前我国特别是中小城镇利用周边的荒地、谷地随意弃倒垃圾,简单填埋,生成许多简易垃圾填埋场。这些垃圾场都没有进行无害化处理,残留着大量的细菌、病毒;还潜伏着沼气、重金属污染等隐患;其垃圾渗漏液还会长久地污染地下水资源。所以,这种方法潜在着极大危害,会给子孙后代带来无穷的后患。这种方法不仅没有实现垃圾的资源化处理,而且大量占用土地,是把污染源留存给子孙后代的危险做法。目前许多发达国家明令禁止填埋垃圾。与国外相比,我国简易填埋场数量众多,而且运行管理不善、污染防治设施不到位,因而带来的环境污染问题突出。由于各地的发展水平不同,当前对简易垃圾填埋场的污染防治的认识差距甚远,可以说在很多地方还没有把它提到议事日程上来。我国政府的各级主管部门对这种处理技术存在的问题也逐步有了认识,势必禁止、淘汰此类行为。
2生活垃圾处理中存在的问题
自上世纪80年代以来,生活垃圾的污染防治问题得到国家和政府主管部门的重视,陆续出台了一些政策法规,并作为城市环境综合整治定量考核的重要内容之一,在生活垃圾无害化处理方面取得了一定的效果。但是由于治理历史欠账较多,生活垃圾对环境的污染仍日趋严重。主要表现在:
2.1生活垃圾无害化处理程度不够
由于我国垃圾无害化起步晚,历史欠账较多,到目前为止还存在大量简易垃圾填埋场,加之近年来城市人口快速增长,垃圾量持续增长与垃圾无害化处理能力不足的矛盾十分突出,填埋场超负荷运转的现象普遍存在。全国城市中仍近三分之一的生活垃圾没有得到妥善处置,仅有少数省、市将农村生活垃圾处理纳入管理范畴。
2.2生活垃圾处理设施运行资金难以保障
随着生活垃圾产生量的增加和环境保护要求的提高,需要政府投入越来越多的资金,才能建设足够数量的无害化处理处置工程,使垃圾的无害化处理率达到既定目标。由于生活垃圾治理一直视为公益事业,其经费来源主要靠国家和地方财政拨款,给政府财政造成了巨大压力,一般用于市容环境卫生的固定资产投资在市政设施投资中所占比例普遍偏低,大多为1.5%-4.5%[3],且大部分用于城市垃圾的清运。由于生活垃圾处理费的开征率和收缴率低,生活垃圾处理设施的建设、运行和管理所需经费普遍以公共财经投入为主。一些城市公共财经投入不足,填埋运行经费严重短缺,制约了生活垃圾处理新技术、新材料、新工艺的应用,阻碍了填埋场正常运行和无害化处理水平的提高。
2.3垃圾混合收集为主、减量化程度不够
目前我国大部分生活垃圾还是采用混合收集方式,突出表现为有机垃圾与其他垃圾一同收集,造成垃圾含水率偏高而发热量较低的特点。这种垃圾若采用填埋的方式处理,将会显著增加渗滤液产量,提高二次污染的控制成本;若采用焚烧方法处理,须加助燃剂才能满足处理的最低要求,而使得运行费用大大增加;此外,垃圾中还含有塑料、橡胶类组分,若采用焚烧技术处理,还会产生有毒有害的气体。相当部分城市还是直接填埋原生垃圾,随着生活垃圾总量的不断增加,许多填埋场的设计使用年限快速缩短,而新的填埋场建设又普遍面临选址难等问题。
2.4法规不健全,全民环境意识不高
目前我国已颁布的《固体废弃物污染环境防治法》、《城市生活垃圾处理管理条例》等对防治城市垃圾污染作出了全面规定。一些城市还制定并颁布了地方性的环境卫生管理条例,作为城市环境卫生管理的法规基础和依据。但是由于缺乏相应的“子法及实施细则,给依法管理带来了困难,执行力度不够。要处理好生活垃圾问题,全民的环境卫生意识也是一个至关重要的因素。比如在一些公共场所人们随地乱扔垃圾,人为地破坏一些环卫设施,将垃圾倾倒在禁止倾倒的地方,环境意识不高给环境管理工作也带来了一定的困难。
3生活垃圾处理对策
3.1简易垃圾场污染防治
针对简易垃圾填埋场产生的公众环境问题和安全隐患,国内外都在开展各种补救措施和填埋场生态修复,主要涉及六个方面:垃圾搬迁到焚烧厂或卫生填埋场处理;加速垃圾分解;填埋气处理-防爆;除臭和供能;防渗与渗沥液处理;植被再生;填埋场再生。
简易垃圾填埋场的污染防治是一项综合工程,要进行全面环境治理需要很大的投入。不同的填埋场要根据填埋物的性质、污染状况、当地自然条件以及地方经济条件选择适合本地的污染防治措施,寻找简单、经济和易操作的技术方法。[4]
3.2大力推进垃圾处理收费工作,保障运行资金到位
根据污染者付费的原则,全面开征垃圾处理费。各地可采取供水、污水和垃圾处理费统一征收的方式,或与水费、电费、燃气费等联合征收的方式,提高城市生活垃圾处理费的收缴率,降低收费成本。逐步提高收费标准,使其可以补偿垃圾收集、运输和处理的成本,并使垃圾处理企业有合理的利润。通过垃圾处理收费方式还可增强人们的“环境消费意识。要加强对生活垃圾处理费使用的管理,确保用于环卫设施建设和运行。各地公共财经要保障生活垃圾处理设施的正常运行,充分发挥设施效益。
3.3生活垃圾实行分类收集方式
垃圾分类收集要坚持“无害化、资源化的原则,鼓励废物回收和综合利用。生活垃圾分类收集是将垃圾按照种类的不同分别收集,以提高废品回收率和便于分类处置。分类收集方式在我国刚刚起步,人们对它的认识还不够,缺乏经验。可以借鉴发达国家的经验,在经济条件优越的城市先进行试点,然后向全国推广,这样“以点带线,以线带面逐步在全国实现垃圾的分类收集。首先提倡居民在家中分类收集;其次在机关、学校、公园、车站等地设置垃圾分类收集容器,将废塑料、废纸张、废玻璃、废金属加以分类收集。为了生活垃圾的分类收集和资源回收能顺利开展,要制定与之相应的废品回收价格和奖罚制度,以保证垃圾分类收集和废品回收的可持续发展。
3.4加强环境保护的宣传教育,提高广大人民的环境保护意识
环境保护意识对人的环境行为有指导作用,能够使环境行为具有目的性、方向性和预见性,从而对环境保护的进程起到巨大的促进作用。长期以来,人们都注重各自家庭的小环境而忽视了公共的大环境,如果能够将居民们的小环境意识延伸到社会公共环境上来,生活垃圾的资源化必将得到居民的广泛关注和大力支持。教育居民提高对生活垃圾处理的重要性的认识,并制定相应的法规,要求居民将生活垃圾分类袋装,做到分类收集、分类运送、分类处理利用。我们要通过各种媒介不断地利用环境观、垃圾资源观、资源危机观等来教育居民,让居民了解保护环境的重大意义。
4结论
生活垃圾处理与管理是一项复杂的系统工程,跨越了许多行业的许多方面,需要的是全方位的,统一的,强有力的和配套的综合整治及全社会的共同努力,光靠环保部门一家努力,无论如何,也无法根本上解决问题。在运作上,应建立由政府统一领导,各部门分工负责的运行管理机制。环保、规划等部门协调配合,建设、经济、水利、园林、公安、农业等部门按照职责分工,归口落实各项措施,进行全方位的综合整治。
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关键词:生活垃圾卫生填埋场选址问题
1前言
生活垃圾是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。随着人口增长和社会、经济发展,我国生活垃圾产生量不断增加,而生活垃圾处理处置相对滞后,据资料表明:2005年全国城市生活垃圾集中处理率仅52%,而无害化处理率仅约35%。大部分城市生活垃圾未得到规范处置,而农村生活垃圾处理处置率更低,据不完全统计,每年有1.2亿吨的农村垃圾露天堆放。生活垃圾围城、围镇、围村现象日益突出,生活垃圾污染引起群众不满和政府关注,并在一定程度上制约着社会经济发展和环境质量提高。近年来,为解决生活垃圾污染问题,国家制定了一系列政策、优惠政策、技术规范、标准等,指导、支持、鼓励加快生活垃圾处理步伐,各级政府在推行生活垃圾处理产业化的同时,投入大量资金或出台优惠政策,大力支持生活垃圾处理工程建设,生活垃圾处理率正逐步得到提高。
生活垃圾卫生填埋处理是我国现阶段垃圾处理的主要方式,填埋场址大多处于农村地区或城乡结合部,场址选择不仅要满足《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004)、《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)及《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》等规定的技术要求,而且要紧密结合农村社会经济状况、农业生态环境特征及农民的风俗习惯和文化背景,以人为本,深入开展选址及环评公众参与工作,广泛征询场址周边群众意见,尊重群众环境权益以获得群众认可和支持。由于生活垃圾填埋场既是环保设施,同时也是一个潜在污染源,伴随着填埋场建设和使用,污染、生态环境破坏和环境风险隐患可能随之产生,加上人们对垃圾普遍厌恶的情绪,填埋场选址时周边居民反映十分强烈,阻力较大。然而,生活垃圾填埋场建设是改善环境质量、实现可持续发展和构建和谐社会的必要性基础设施,势在必行。如何权衡利弊,兼顾社会各群体的利益诉求成为选址成败关键因素。
2关于选址的规定条文
由于城镇生活垃圾卫生填埋场的选址不仅要考虑地理、地形、地貌、水文、气候、地质等一系列自然条件对周围环境、工程建设投资、运行成本及运输费用等影响,还应考虑当地社会经济条件等因素影响,因此选址时不仅应由建设、规划、环保、环卫、设计、国土资源、水利、卫生防疫、地质勘察等相关部门共同参加,还应高度重视公众参与。根据《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》和《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》,填埋场选址应执行下列强制性条文,不应设在下列地区:
⑴地下水集中供水水源地及补给区;
⑵洪泛区和泄洪道;
⑶填埋库区与污水处理区边界距居民居住区或人畜供水点500m以内的地区;
⑷填埋库区与污水处理区边界距河流和湖泊50m以内的地区;
⑸填埋库区与污水处理区边界距民用机场3km以内的地区;
⑹活动的坍塌地带,尚未开采的地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞地区;
⑺珍贵动植物保护区和国家、地方自然保护区;
⑻公园,风景、游览区,文物古迹区,考古学、历史学、生物学研究考察区;
⑼军事要地、基地,军工基地和国家保密地区。
同时垃圾场场址选择还应符合《生活垃圾填埋污染控制标准》和其它相关标准的规定,主要应符合下列要求:
⑴与当地城乡建设总体规划、区域环境规划和环境卫生专业规划要求一致;
⑵与当地的大气污染防治、水资源保护、自然保护要求一致;
⑶人畜居栖点500m以外;
⑷库容应保证填埋场使用年限在10年以上,特殊情况下不低于8年;
⑸交通方便,运距合理;
⑹土地利用价值及征地费用较低;
⑺位于地下水贫乏地区、环境保护目标区域的地下水流向下游地区及夏季主导风向下风向。
3影响生活垃圾卫生填埋场选址特殊因素
卫生填埋是我国现阶段垃圾处理的主要方式,填埋场场址大多处于农村地区或城乡结合部,场址区社会经济因素及生态环境状况特征是选址中不容回避问题,除了上述规范和标准规定的强制性条文和一些重要因子的要求之外,还有许多规范和标准规定之外的很特殊因素,主要是:⑴由于生活垃圾填埋场的建设,大量生活垃圾集中,将彻底改变场址及其周边地区农村及农业生态环境,可能带来植被破坏、水土流失、污水、恶臭污染、滋生蚊蝇、生物入侵、火灾、疫病传播等一系列环境问题,影响农业生产和农村居住环境质量;⑵由于人们普遍存在的对垃圾厌恶情绪,垃圾填埋场址的周边地区群众通常难以接受大量垃圾集中到祖祖辈辈赖以生产、生活的环境。因此,生活垃圾填埋场建设时,场址周边(包括卫生防护距离之外和垃圾运输途经地)群众的反映非常强烈,抵触情绪较大,这也成为是项目选址中的难点之一;⑶农村地区风俗习惯、宗族势力及封建意识对选址影响也较突出。笔者就工作实践中所遇到的这些特殊因素归纳如下:
⑴卫生填埋场滋生蚊、蝇等昆虫可能对场址及周边地区基本农田保护区、果园、茶园、蔬菜基地种植环境及农产品产生不良影响,如蚊、蝇叮咬水果及其排泄物影响农产品品质及质量;
⑵垃圾卫生填埋场中垃圾夹带外来入侵物种及弃用带疫病的蔬菜、水果可能危及当地农业生态安全,例如垃圾中夹带福寿螺,由于其生命力旺盛、繁殖力强,入侵并破坏场址及周边地区生态环境可能性极大。
⑶场址若处于以针叶林为主的森林生态系统中,因森林火灾诱发填埋场火灾甚至爆炸以及填埋场自燃引发森林火灾危险性并存;可能造成当地生态灾难;
⑷卫生填埋场与场址及其周边地区存在重要基础设施(如:水利设施、跨越的高压输变电线路及穿越主要交通干线)之间环境风险隐患可能较大;
⑸场址虽不跨越行政辖区但可能存在跨行政辖区环境影响问题;
⑹场址及周边群众因对垃圾厌恶情绪而滋生的对填埋场选址建设抵触情绪,可能发生群体性环境信访问题;
⑺场址及其周边地区群众涉及所谓“精神意识”场所(如祖坟、祖厝、公祭及宗教等场所)等问题,可能对选址及建设产生严重干扰问题。