（环境工程专业论文）北京市生活垃圾填埋场地下水污染风险评价.pdf

摘要 垃圾填埋是城市生活垃圾处置最为经济、最为方便和适用的方法之一，也一 直是我国城市，特别是北京这样的大城市处理垃圾的主要方式。但选址不合理、 设计有缺陷、运行管理混乱、填埋作业不规范等问题，使这些垃圾填埋场成为了 周边地区严重的环境污染源和影响周边居民正常生活的重大污染源。 本文从环境水文地质的角度，在充分收集北京市已有垃圾场调查研究资料的 基础上，选择1 4 个典型垃圾场地，通过对其土壤和地下水环境影响进行分析评 价，并对资料丰富的北天堂垃圾场进行了污染趋势分析，预测确定了地下水的主 要污染指标。 综合分析典型垃圾填埋场污染影响因素；采用美国环境保护署( e p a ) 推荐 方法进行健康风险评价，结果显示：北天堂垃圾场同期内对成年人和儿童多污染 物非致癌危害指数范围2 3 1 6 2 4 、3 0 8 7 5 9 ；看丹垃圾填埋场成年人和儿 童的多污染物非致癌危害指数分别为2 2 7 和1 5 9 ；西红门垃圾场多污染物非致 癌危害指数1 8 4 和1 2 8 ，均大于风险警戒值1 ；其他垃圾场多污染物非致癌危 害指数均小于1 本文采用层次法( a f i p ) 对1 4 个典型垃圾场进行风险分析并划分风险等级， 其中风险大的填埋场有9 个，风险中等的填埋场4 个，风险小的填埋场1 个。以 北天堂垃圾场以及下游地区高立庄和羊坊等典型场地分析结果为例，最后推广到 全市垃圾场地的风险评价，将污染预测和健康风险评价有机结合，对大范围地下 水污染健康风险评价进行尝试，取得了初步成果：划分北京市垃圾场地污染风险 等级，污染风险大的场地1 2 6 处，风险中等的场地1 0 5 处，风险小的场地2 5 9 处； 依据风险等级编制出北京市垃圾填埋场地下水污染风险评价成果图。该成果图比 较全面地对北京市各垃圾填埋场进行污染风险评价、等级划分，其函盖范围广， 突破了以往主要针对个别场地或小区域进行的环境影响评价、环境风险评价涉及 的狭小空间，为今后垃圾场地选址规划、水资源保护和环境保护的决策管理提供 北京工业大学工程硕士学位论文 了直观的科学依据。 关键词垃圾；填埋场；污染；风险；评价 a b s t r a c t l a n d f i l li so n eo ft h em o s te c o n o m i c c o n v e n i e n ta n ds u i t a b l em e t h o d st od c a l w i t hc i t yg a r b a g ea n di ti sn o wl , r i m a r yg a r b a g et r e a t m e n ti nc h i n a , e s p e c i a l l yt h eb i g c i t i e sl i k eb e i j i n g h o w e v e r , b e c a u s eo fi m p r o p e rs i t ec h o s e n , d e f e c t i v ed e s i g n , c b a - o t i cm a n a g e m e n t ，n o n s t a n d a r do p e r a t i o na n ds o m eo t h e rp r o b l e m s ，t h el a n d f i l ls i t e h a sb e c o m eas e r i o u sp o l l u t i o ns o u r c et ot h es u r r o u n d i n ga r e aa n dam a g n i f i c e n tp o l - l m i o ns o u 雠t od i s t u r bt h es u r r o u n d i n gr e s i d e n t s f r o mt h ee n v i r o n m e n th y d r o l o g ya n g l ea n dw i t hs u f f i c i e n td a t ag a t h e r e df r o m t h ee x i s t i n gr e f u s ed u m p si nb e i j i n g ，1 4t y p i c a lr e f u d u m p sw e r ec h o s e na n de f f e c t o ft h e mo nt h es o i la n du n d e r g r o u n dw a t e rw e r ea n a l y z e d 1 1 圮p o l l u t i o nt r e n do f b e i t i a n t a n gr e f u s ed u m po f w h i c hr i c hi n f o r m a t i o n 、】i ，a sg a i n e dg l a sa l s oa n a l y z e da n d t h em a i np o l l u t i o ni n d e x e so f t h eg r o u n d w a t e rw e l l gd e t e r m i n e d b e s i d e s ，t h ep o l l u t i o n i m p a c tf a c t o r so f t y p i c a ll a n d f i l ls i t e sw e r ea n a l y z e dc o m p r e h e n s i v e l y u s i n gt h em e t h o dr e c o m m e n d e db ye p a t oa s s e s sh e a l t hb a s e dr i s k ，t h er e s u l t s a r ea sf o l l o w s ：t h en o n - c a r c i n o g e n i ch a z a r di n d e x e so f b e i t i a n t a n gt e f u 辩d u m pt o a d u l t sa n dc h i l d r e ni s2 3 l 6 2 4a n d3 0 8 7 5 9r e s p e c t i v e l ya tap e r i o d ；t h e n o n - c a r c i n o g e n i ch a z a r di n d e x e so f k a n d a nr e f u s ed u m pt oa d u l t sa n dc h i l d r e na 2 2 7a n d1 5 9r e s p e c t i v e l y ；t h en o n - c a r c i n o g e n i ch a z a r di n d e x e so f x i h o n g m e nr e - f u s ed u m pt oa d u l t sa n dc h i l d r e na r e1 8 4a n d1 2 8 b o t ha b o v et h eh a z a r da l e r tv a l u e w h i c hi s1 n 地n o n - c a r c i n o g e n i ch a z a r di n d e x e sf r o mo t h e rr e f u s ed u m p sa r ea l lb e - l o w l a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( w a sa d o p t e dt oa n a l y z ea n dm e a s u r eo f ft h e h a z a r dg r a d e so f t h e1 4t y p i c a lr e f u s ed u m p sa n d9o f w h i c hw e r eh i g hh a z a r d ，4w e r e m e d i u mh a z a r da n dlw a sl o wh a z a r d b a s e do nt h er e s u l t sf r o mn o r t hp a r a d i s er e f u s ed u m pa n ds o m et y p i c a lp l a c e sl i k eg a o l i z h u a n ga n dy a n g f a n gi nt h ed o w n s t r e a m m 北京工业大学工程硕士学位论文 a r e a , p o l l u t i o ne s t i m a t ea n dh e a l t h - b a s e dr i s ka s s e s s m e n tw e r ei n t e g r a t e da n d h e a l t h - b a s e dr i s ka s s e s s m e n to nu n d e r g r o u n dw a t e rp o l l u t i o ni nal a r g e ra r e aw 鹊u n - d e r t a k e n s o m ep r i m a r ya c h i e v e m e n t sw e r eo b t a i n e d ：p o l l u t i o nr i s kg r a d e so ft h er e - f u s ed u m p si nb e i j i n gw e r ed e t e r m i n e d ，1 2 6p l a c e so f h i g hh a z a r d ，1 0 5p l a c e so f m e d i u mh a z a r da n d2 5 9p l a c e so fl o wh a z a r d b a s e do nt h ep o l l u t i o nr i s kg r a d e s ，t h e a c h i e v e m e n t so ft h er i s ka s s e s s m e n to nu n d e r g r o u n dw a t e ro ft h er e f u s ed u m p si n b e i j i n gw e r ec o m p i l e di n t oad i a g r a m t h ed i a g r a mi n c l u d e st h o r o u g hp a r t i t i o no f r i s k g r a d e sa n dp o l l u t i o nr i s ka s s e s s m e n to nt h er e f u s ed u m p si nb e i j i n gw i t hb r o a d e r c o v e r a g et h a nt h ef o r m e ro n e sa n dt h u sp r o v i d e sd i r e c ts c i e n t i f i cf o u n d a t i o nf o rt h e d e c i s i o n - m a k e r so ns i t e - c h o o s i n g ，w a t e rr e s o u r c ep r o t e c t i n ga n de n v i r o n m e n tp r o t e c t - i n g k e y w o r d s ：g a r b a g e ；l a n d f i f l ；p o l l u t i o n ；r i s k ；a s s e s s m e n t ； 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师余远斌教授指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其 它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名： 第1 章绪论 1 。1 课题背景 第1 章绪论 北京市地处半干旱半湿润地区，年人均水资源量约4 0 0 m 3 ，仅相当于全国人 均的六分之一，北京已列入世界严重缺水的首都之一北京市地下水供水量约占 全市总供水量的三分之二，而自来水供水资源中地下水占4 9 1 7 m ，是国际上为 数不多的以地下水作为城市主要供水水源的大都市，可以说地下水是北京的生命 线。作为首都，北京要求具备极高的城市供水保证程度，这不仅关系到国民经济 增长和人民生活水平的提高，而且关系到首都的国际地位和社会的稳定。然而， 在北京正面临供水紧张的同时，水资源却遭受着污染。 生活垃圾是地下水资源重要的污染源之一，垃圾问题是一类特殊的环境问 题，具体概括为“四最”；即最难处理的环境问题、综合性最强的环境问题、最 晚得到重视的环境问题、最贴近生活的环境问题。由于以往垃圾选址的随意性及 处置的不科学性，导致部分地区饮用水超标，对城市供水安全构成风险，造成了 饮用水源的进一步紧缺。 目前地下水资源的污染防治工作普遍存在先污染后治理问题，缺少污染控制 的前瞻性，环境恢复工作消耗大量人力和财力，造成不利的社会影响。本课题拟 采用美国环境保护署( e p a ) 健康风险评价方法，结合北京市的具体情况，遥过 现有资料整理分析、野外调查、必要的取样分析和室内实验，进行垃圾场地环境 污染的风险分析和评价的实践。 伴随生活垃圾填埋场地下水污染风险评价工作的推进以及地下水监测井群 的完善，可及时掌握生活垃圾场附近的地下水环境质量，为北京市环境保护和治 理提供科学依据，保证北京市的供水安全。 北京工业大学工程硕士学位论文 1 2 国外垃圾处置和污染研究现状 1 2 1 国外生活垃圾处置简介 国外对垃圾的处理方法主要是填埋、焚烧和堆肥，不同的处理方法有不同的 要求。垃圾焚烧处理要求废物中可燃物具有一定的比例，垃圾堆肥要求有机质含 量要高，而垃圾填埋的方法能够处理所有的城市垃圾。由于填埋能够处理所有的 城市垃圾且费用相对较小，所以不仅在发展中国家，而且在发达国家也是普遍使 用的垃圾处理方法；发达国家6 9 - 7 3 的城市垃圾是采用具有工程防护措施的 卫生填埋方法处置的。国外学者认为：固体废物的填埋处置在今后应是最为经济、 方便和适用的处置方法。但目前城市生活垃圾场已经是环境、水资源污染的主要 污染源之一，发达国家非常注重固体废物填埋处置的研究，这一领域已成为环境 工作者研究的热点。 1 2 2 国外垃圾污染研究现状 国际上开展对城市生活垃圾科学处置的研究是最近3 0 年才开始的。如德国 在2 0 世纪7 0 年代以前，其城市生活垃圾的排放基本上是没有规则的，对生活垃 圾处置场的选择主要以运输距离近、处理场能被使用为原则，并未考虑污染防护 措施。这一时期的垃圾堆给环境带来了严重的污染，至今治理任务仍很繁重。从 上世纪7 0 年代开始，发达国家生活垃圾的处置逐渐从简单堆放到具有工程防护 措施的卫生填埋。现代的生活垃圾处置已发展到对废物、场地产生的废气、淋滤 液等的监测控制，以避免周围环境，特别是地下水和地表水的污染。对已污染环 境的生活垃圾场，发达国家目前正在积极开展恢复和治理方面的研究，污染了的 地下水的恢复和治理是水文地质学一个新的研究领域。对于己造成污染的城市垃 圾场的控制和治理首先是要控制污染的进一步扩散，使垃圾场的污染限制在一定 范围内，不再有新的扩展，然后进行治理；如采用水动力场控制、微生物降解、 工程防护等，这些方面已是发达国家环境和水资源学者研究的前沿和热点。 2 第1 章绪论 1 3 国内垃圾处置和污染研究现状 1 3 1 国内生活垃圾处置现状 中国垃圾处理起步较晚，垃圾无害化处理能力较低，曾出现垃圾包围城市的 严重局面。近年来，中国环境卫生行业有了较大的发展，使城镇垃圾处理水平提 高，垃圾包围城市的现象有所缓解。在1 9 9 0 年前，全国城市垃圾处理率还不足 l o ，参见表卜1 。进入2 0 世纪9 0 年代以后，我国城市垃圾处理水平不断提高。 但是我国大城市具备的垃圾处理设施严重不足，对城市生活垃圾的处置手段是以 郊外堆放填埋、卫生填埋为主，很少一部分采用焚烧处理，一些高温堆肥常基本 处于半运转状态。 表卜1 我国城市垃圾处理厂( 场) 变化表 t a b l e1 1t h eg a r b a g ep r o c e s s i n gf i e l dv a r i e t yo fc h i n a 目 清运量 处理厂( 场) 个数集中处理量集中处理率 淞( 万吨)( q - )( 万吨)( ) 1 9 8 03 1 3 21 72 1 56 8 6 1 9 8 54 4 7 71 42 3 25 1 8 1 9 9 06 7 6 76 62 1 23 1 3 1 9 9 51 0 6 7 19 3 26 0 1 45 6 3 6 2 0 0 01 1 8 1 86 6 07 2 5 56 1 3 9 2 0 0 11 3 4 7 07 4 l 7 8 4 0 5 8 2 0 2 0 0 21 3 6 5 06 5 1 7 4 0 45 4 2 4 2 0 0 31 4 8 5 75 7 47 5 4 55 0 7 8 1 3 2 国内垃圾污染研究现状 我国对生活垃圾污染的研究始于2 0 世纪8 0 年代，这一时期仅对垃圾所产生 的污染问题进行了理论探讨，提出相应的一些措施。8 0 年代中后期9 0 年代有 关垃圾的研究才逐步走向深化，开始从不同角度、不同学科对由垃圾污染的土壤、 地下水等环境进行了分析研究，诸如对垃圾堆山环境的评价研究、垃圾浸出液对 垃圾场周围水环境的影响研究、垃圾的处理方式、方法和存在问题等的研究。以 北京工业大学工程硕士学位论文 往的研究工作，大多侧重于对单个垃圾场的调研，而对大范围、区域性的垃圾场 调查和研究不够深入；对由垃圾处理引起的生态环境变化与社会可持续发展的联 系不够紧密。 1 4 北京市垃圾处置设施和污染研究现状 1 4 1 北京市垃圾处置现状 北京市生活垃圾处置以填埋为主要手段，截止2 0 0 5 年底北京市共有垃圾场 4 9 0 处，总占地面积约1 0 0 7 x1 0 督，累计填埋量约3 2 0 6 l o t ，其中正在运行的 垃圾场3 5 6 处，已封场的垃圾场1 3 4 处。 表1 - 2 北京市垃圾场现状统计表 正在运行 正规垃圾场非正规垃圾场 封场 分类合计 占运 占运行 小计 停用 填埋场转运站填埋场转运站 行 数量( 处) 1 756 23 2 4i o9 3 83 5 61 3 44 9 0 面积( i o 岔) 3 2 7 i8 35 8 82 3 1 53 2 4 1 25 7 0 i 5 0 7 21 0 7 7 3 累计填埋量 1 8 3 6 9f8 3 o3 7 5 41 7 o2 2 1 2 31 4 2 3 73 6 3 6 ( 1 0 4 t ) 转运量 | o 5 5 | fo 2 7 |l 0 8 2 ( i o t d ) 从表卜2 中可以看出，北京市正在运行的垃圾场中，正规垃圾处理场( 见照 片1 和照片2 ，可见防渗措施和拦阻网) 及转运站共2 2 处，属无害化垃圾处理 场，只占正在运行垃圾场总数的6 2 9 6 ，占地面积5 8 蹦，但垃圾处理量却高达 8 3 0 9 6 ；而非正规垃圾场( 见照片3 和照片4 ) 和有防护措施的朝阳长店垃圾转 运站( 照片5 ) 及无防护措施的通州董村垃圾转运站( 照片6 ) 共有3 3 4 处，其 4 第1 章绪论 中有3 2 4 处直接或简易填埋( 堆放) 垃圾场和l o 处垃圾转运站：占正在运行的垃 圾场总数的9 3 8 ，垃圾占地面积4 1 - 2 ，垃圾处理量却只占1 7 傩。 照片1 昌平阿苏卫垃圾卫生填埋场 p h o t ola r - s u w e il a n d f i l li nc h a n g p i n ga r e a 照片2 海淀六里屯垃圾卫生填埋场 p h o t o2l i u l i t u nl a n d f i l li nh a i d i a na r e a 照片3 顺义于庄镇垃圾填埋场( 直接填埋场) p h o t o3y u z h u a nl a n d f i l li ns h t m y i8 1 c a ( w i t h o u td i s p o s e d ) 5 北京工业大学工程硕士学位论文 照片4 怀柔北房镇垃圾填埋场 p h o t o4b e i f a n gl a n d f i l li nh u a i r o ua i e a 照片5 朝阳长店垃圾 敬薹站照片6 通州董村垃圾转运站 p h o t 0 5 c h a n g d 劬t r a n s p o r ts t a t i o n i n c h a o y a n ga r e ap h o t 0 6 c d o n g c u n t r a n s p o r ts t a t i o n i n t o n g z h o u a d c a 1 4 2 垃圾填埋场分布现状 1 垃圾场总体分布 目前北京市城乡结合部、郊区乡镇等地区尚未建立规范的垃圾管理系统，垃 圾露天堆放或简易填埋的现象比较普遍。北京市4 9 0 处垃圾场按行政区划位置统 计，朝海丰石等城八区及顺义地区分布的垃圾场数量最多，各有1 2 9 处， 分别占全市垃圾场总数的2 6 ：其次是大兴、通州、昌平、房山等地区；远郊区 的密云、怀柔、门头沟、平谷及延庆等地区的垃圾场均不足l o 处，见图1 - 1 。 6 图卜i 垃圾场按行政区划位置分布图 f i g u r e l 一1l a n d f i l lp o s i t i o nd i s t r i b u t e dw i t ha d m i n i s t r a t i v e 2 行政管理使用级别 根据垃圾场行政管理级别将垃圾的来源分为村级、乡镇级和区县级。不同的 垃圾来源决定了垃圾成分的不同，以及潜在的对地质环境危害程度不同。 1 】村级：村级垃圾场的垃圾以无机物为主，包括灰土、砖瓦、陶瓷及塑料 制品等，因此造成的污染也主要为无机物污染，产生的渗滤液较少，对地质环境 危害不大。 2 乡镇级：乡镇级垃圾场的垃圾，主要以炉灰和蔬菜等厨余废弃物为主， 有机物含量相对较高，产生的渗滤液不易代谢分解，对地质环境有一定危害。 3 区县级：区县级垃圾场的垃圾主要以蔬菜叶、塑料包装等厨余废弃物和 废弃的塑料袋为主，垃圾构成中有机物占总量的3 l 一3 6 ，无机物成分约占 6 0 ，所产生的渗滤液c o d 、b o d 。含量高，同时无机污染组分也很复杂，还有大 量的重金属物质存在，对地质环境危害较大。 全市村级垃圾场3 9 9 处，占垃圾场总数的8 1 4 3 ；乡镇级垃圾场5 5 处，占 垃圾场总数的1 1 2 2 ；区县级垃圾场3 6 处，占垃圾场总数的7 3 5 。不同级别 垃圾场基本情况见表卜3 ，垃圾场分布位置见图卜2 7 北京工业大学工程硕士学位论文 表l - 3 垃圾场按所属级别分类调查表 占总垃圾场占地面积占总垃圾场 填埋量填埋量 名称数量 总数( ) ( x 1 0 m 2 )( )( x 1 0 t )( ) 村级 3 9 98 1 4 34 0 1 43 7 2 67 9 6 2 1 8 9 乡镇级 5 51 1 2 2h 3 71 0 5 53 2 28 8 6 区县级 3 67 3 55 6 2 25 2 1 9 2 5 1 86 9 2 5 总计 4 9 01 0 01 0 7 7 31 0 03 6 3 61 0 0 图卜2 不同级别的垃圾场分布图 f i g u r e l 一2t h el a n d f i l lc l a s s i f i c a t i o ni n v e s t i g a t eo f a d m i n i s t r a t i o n 0 第1 章绪论 3 垃圾填埋特点 综上所述，分析出如下特点： i 从垃圾场的数量来看，北京市的垃圾场以村级为主，但占地面积小，说 明村级垃圾场具有分布分散的特点。 2 从垃圾成份来看，区县级垃圾中的含量以有机物为主，渗滤液较多，同 时区县级垃圾场对环境污染最大 3 从占地面积来看，区县级垃圾场数量不多，但占地面积最大，占所有垃 圾场的一半以上。 4 城市垃圾成分主要以有机物为主，农村垃圾以无机物为主，产生的渗滤 液相对较小。 1 4 3 垃圾填埋场防护管理现状 对北京市垃圾填埋场按照填埋前是否采取有效污染防护措施和健全管理机 制划分为非正规垃圾场和正规垃圾场 1 非正规垃圾场 是利用自然形成或人工挖掘而成的砂石坑、河道、凹地等可利用的场地将垃 圾集中起来填埋，一般未采取有效的防止污染措施，渗滤液未能集中收集处理， 垃圾表面也未进行规范的覆盖处理。此类垃圾填埋场的垃圾渗滤液严重污染填埋 场周围土壤和地下水环境。 目前北京市非正规垃圾场共4 6 8 处，包括丰台下柳子村西南垃圾填埋场、朝 阳豆各庄乡马家湾村垃圾堆放场等3 2 4 处正在运行的非正规垃圾填埋( 堆放) 场； 石景山黑石头垃圾填埋场、海淀上庄垃圾堆放场等1 3 4 处已封场的垃圾垃圾填埋 ( 堆放) 场；通州董村垃圾转运站、大兴西红门垃圾转运站等1 0 处垃圾转运站。 这些场地均未采取有效的工程防护措旌，垃圾露天堆放或简易填埋的现状比较严 重。 2 正规垃圾处理场 对垃圾填埋作业区进行防渗处理，并综合考虑了填埋场封闭后的恢复再利 9 北京工业大学工程硕士学位论文 用。同时，正规垃圾卫生填埋场由于采取了有效的工程措施，如充分压实、渗滤 液集中收集等，不仅使土地利用率大大提高，而且大大减少了对土壤及地下水环 境的污染。 目前北京市已建有正规无害化垃圾处理设施2 2 处，这些场地均采取了有效 的工程防护措施，日处理能力为9 8 5 0 t ，城区的垃圾无害化处理率达到了9 3 8 ； 其中封闭式垃圾转运站5 处，对环境影响很小。2 2 处正规垃圾处理场中有7 处 位于地下水保护区内，分别是丰台马家楼垃圾转运站、石景山垃圾转运站、海淀 五路居垃圾转运站、丰台北天堂新建垃圾卫生填埋场、平谷垃圾卫生填埋场、密 云垃圾卫生填埋场和昌平垃圾焚烧厂。这些正规垃圾处理场除昌平垃圾焚烧厂 外，均采取了防止地下水污染措旌。昌平垃圾焚烧厂的垃圾主要来自昌平卫星城， 未焚烧的垃圾全部直接填埋于厂内的砂石坑内，由于砂石坑填埋垃圾之前底部及 侧部均未采取防治地下水污染措施，已造成附近地下水的污染。 垃圾场按防护条件分类基本情况见表1 - 4 和图卜3 。 表1 _ 4 垃圾场按防护条件分类调查表 占总数占地面积占地百分填埋量占填埋量百 名称数量 的 ( 1 0 4 m 2 ) 比( ) ( l o t ) 分比( ) 正规垃圾场 1 73 4 73 2 7 13 0 3 61 8 3 6 95 0 5 转运站 1 53 0 61 1 5 1 0 7 非正规垃圾场 4 5 89 3 4 77 3 8 76 8 ，5 71 7 9 9 14 9 5 总计4 9 0 1 0 0 1 0 7 7 31 0 03 6 3 6 0 1 0 0 3 污染防护及管理现状 1 正规垃圾处理场和转运站的总数只是垃圾场总数的6 5 3 ，其余的垃圾 场均为非正规垃圾场，占总数的9 3 4 7 * , 。 2 非正规垃圾场占地面积大、数量多，安全系数低将对环境造成不可估量 的影响和破坏。 3 目前非正规垃圾场中，主要以中小型垃圾场为主，现存的非正规垃圾场 分布分散，中型或大型垃圾场多已填埋或堆放垃圾多年。这些垃圾场中的垃圾未 第1 章绪论 经任何处理直接填埋( 堆放) ，对地质环境造成污染。因此，非正规垃圾场，特 别是非正规的区县级大型场是造成地质环境污染的主体 图卜3 不同防护措施的垃圾场分布图 f i g u l 一3l a n f i l lc o n d i t i o n a c c o r d i n g t o t h e p r o t e c t i o n c l a s s i f i c a t i o n 1 4 4 北京市垃圾污染研究现状 北京市针对地下水保护和垃圾处置方向的研究工作较国内其他地区起步较 早。自2 0 世纪6 0 年代以来，围绕北京城市建设、城市供水及工农业生产建设， 在环境地质调查和研究方面取得了丰富的成果，例如北京市城近郊区地下水硝酸 盐污染调查、北京市大兴南宫垃圾堆肥场环境影响评价、北京市大兴安定卫生填 埋场环境影响评价、北京市海淀区六里屯卫生填埋场环境影响评价、北京市地质 环境调查、北京市西郊地区垃圾填埋场现状及其对地下水影响调查等。2 0 世纪 北京工业大学工程硕士学位论文 7 0 年代，北京市建立了地下水水位及水质长期动态监测网，至今不断加强和完 善。 北京市地质工程勘察院于2 0 0 0 年完成的“北京市垃圾处置的地质一生态环 境评价”项目，首次对北京市重点地区的垃圾处置现状及处置方法进行全面系统 的调查研究，基本查明了以城近郊区为中心的2 0 0 0 k m 2 范围内的垃圾填埋现状。 已掌握工作区生活垃圾场地所处的地形地貌条件、地质结构条件、场址底部及侧 向土层的渗透条件、水文地质条件、填埋场本身恢复治理条件、社会条件等资料， 根据这些资料将本区垃圾填埋场划分为潜在危险较小区、潜在危险中等区和潜在 危险较大区；并在调查研究的基础上进行地质环境效应评价，划分出可供填埋垃 圾的选址的4 个规划方向区。评价针对性和应用性都很强，并借鉴了国外垃圾场 污染控制和治理策略，初步建立了北天堂垃圾填埋场地污染质运移预报模型，对 其污染程度及防污染措旌的效果进行了模拟。该报告通过中国地调局专家组评审 为优秀报告，认为其技术方法先进，预测结论切合实际，其研究成果可直接为北 京市政府治理垃圾污染及规划选址使用。该项目成果经北京市科委鉴定为“居国 内领先水平”。 北京城市生活垃圾处理现状及选址地质环境调查项目是“北京市多参数 立体地质调查”项目中的第三个专题下的一个子课题，于2 0 0 4 年1 月2 0 0 5 年 2 月先期启动，主要工作是开展北京市平原区生活垃圾处理现状调查i 通过现状 调查及资料综合整理分析研究，结合地质、环境水文地质条件，进行北京市生活 垃圾处理场地地质环境适宜性区划。 2 0 0 5 年1 2 月完成的北京市生活垃圾对环境的影响及规划方向区选址项 目，由北京市规划委员会委托北京市地质工程勘察院承担，主要工作任务是通过 对北京市六环以里及郊区卫星城近2 0 0 0 平方公里范围内的垃圾场地进行现状核 查，初步建立重点地区地下水污染质运移的数值模拟，进行垃圾场的环境影响评 价；以遥感解译为基础，根据北京城市总体规划、中华人民共和国水污染防 治法、 风景名胜区管理条例和中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法 第1 章绪论 等法律、法规或条例，结合地质、环境水文地质条件，在北京各远郊区县优选出 符合城市生活垃圾处置条件的规划方向区，最终为垃圾设施规划服务 1 4 5 北京市垃圾填埋场污染控制探讨 由于北京市生活垃圾存在严重的历史负债和目前巨大的产生量，垃圾已成为 困扰北京发展的重要因素。根据现阶段的社会经济技术发展水平，我市应采取措 施将其危害和影响控制在有限的范围内，尽其可能地将垃圾转化为资源纳入经济 与生态循环之中。 目前北京市垃圾场有4 9 0 处。根据我市实际情况，对现有的垃圾场首先应采 取污染监测，然后对已污染环境的垃圾场采取相应措施进行污染治理。 1 污染监测 ( 1 ) 对已存在的垃圾填埋场建立地下水污染监测系统，定期进行监测，以便确 定地下水污染程度和污染范围。 ( 2 ) 通过调查和监测、试验等手段，查明垃圾污染途径和污染机理，为垃圾治 理提供依据。 ( 3 ) 选择典型垃圾污染场地建立污染模拟预报模型，对其污染程度进行预报。 2 清运与治理 根据北京市垃圾场分布现状采用以下方案：将填埋量小于5 0 0 0 m 3 的非正规垃 圾场全部清运；对于填埋量大于s 0 0 0 m 3 的目前无法清运的非正规垃圾填埋场逐步 关停、封场和治理，并建立地下水污染监测系统。 非正规垃圾场的清运与治理工作是以保护地下水资源为目的，以为北京城市 总体规划服务为宗旨；清运与治理顺序是五环路以里，五环一六环路之间， 六环路以外。 由于五环路以外的生活垃圾场多且分散，污染治理应按污染风险等级由大到 小的顺序开展；在污染风险等级相同的条件下，按先地下水保护区内，后地下水 保护区外的原则开展；地下水源保护区内的垃圾场，按先市级保护区后区县级保 护区的顺序开展。 1 3 北京工业大掌工程硕士学位论文 ( 1 ) 清运 目前全市正在运行的垃圾填埋场中，小于5 0 0 0 m 3 的非正规垃圾场共2 6 5 处， 其中地下水保护区内的垃圾场8 5 处( 市级2 0 处) ，地下水保护区外的垃圾场1 8 0 处。这些垃圾场应按污染风险等级由大到小和先防护区内后防护区外的顺序，就 近清运到正规垃圾处理场地。对于暂时无法清运的场地应逐步关停、封场，同时 按要求建立地下水污染监测井，定期进行监测。 ( 2 ) 污染治理 目前正在运行的垃圾填埋场地中，大于5 0 0 0 m 3 的非正规垃圾场共6 9 处，其 中地下水保护区内的垃圾场2 l 处( 市级1 1 处) ，地下水保护区外的垃圾场4 8 处。 对于这些目前无法清运的非正规垃圾填埋场逐步关停、封场、监测和治理。污染 治理顺序应按污染风险等级从大到小治理，在污染风险等级相同的条件下，按先 地下水保护区内，后地下水保护区外的原则治理。 ( 3 ) 治理方法 在污染监测的基础上，首先对场地内的垃圾成分、场地周围地层和水文地质 条件等进行研究，然后通过建立计算机模拟模型，在时间上和空间上掌握垃圾场 地下水污染的动态变化趋势，对未来的污染程度、范围进行预报。根据各场地环 境水文地质条件及地下水污染程度，优选确定不同的方法进行地下水污染控制和 治理，如采用水动力场控制，不同的截、排工程方案，物理化学方案以及微生物 学处理方案等。 污染治理首先要达到控制污染源的目的，使垃圾场地的污染限制在一定范围 内，不会继续扩展。为了达到此目的，可采用垃圾场地顶部设置防渗盖层和设置 垂向防渗屏障的措施，根据水文地质条件情况，顶部防护盖层和垂向屏障的设置 有多种设计方案。在基本上控制了污染质进一步扩展的基础上，可开展污染场地 的恢复治理工作，根据研究区的实际情况可以采用原位生物化学治理或实施本能 恢复治理方法。 1 4 第1 章绪论 1 4 6 垃圾污染研究存在的问题 北京市从2 0 世纪8 0 年代开始城市垃圾污染防治技术的研究，围绕城市垃圾 的产生、运输、循环利用、最终处置等都进行了一系列的研究和工程实践。到目 前为止，北京市已经建成多座城市垃圾卫生填埋场，对城市垃圾的综合利用也有 一些研究；但以前的工作存在下列不足： 1 从国内已做的研究工作来看，大多侧重于对单个垃圾场的调研，而对大 范围、区域性的垃圾场调查和研究不够深入；对由垃圾处理引起的生态环境变化 与社会可持续发展的联系不够紧密。具体到北京市，以往工作主要集中在城近郊 区，尚未开展全市范围内的生活垃圾处理现状调查，对全市远郊区县生活垃圾处 理现状及垃圾对地质环境的污染现状不清楚。 2 对全市垃圾处理场地未进行污染风险评价，也未开展过生活垃圾场地污染 控制及治理示范工程。 3 尚未开展全市可供直接填埋垃圾前景区的具体划分工作。 4 北天堂地区是目前北京市垃圾填埋对地下水污染最严重的地区之一，虽然 以往已经初步建立t ：t i 二天堂垃圾填埋场地污染质运移预报模型和不同控制、治理 方案效果数值模型，对其污染程度及防污染措施的效果进行了模拟；但由于本区 生活垃圾填埋现状已发生了很大变化，目前垃圾场地附近现有监测井已不能满足 垃圾填埋对地下水污染监测的需要，急需增加新的监测井，完善北天堂垃圾填埋 场地污染质运移预报模型，为政府部门及时提供生活垃圾填埋对地下水污染的预 警预报、同时满足污染控制及污染治理需要。 1 5 国内外健康风险评价研究进展 1 5 1 国外研究现状 2 0 世纪7 0 年代以前，人们对于环境危害的研究主要集中在危害发生后的治 理研究，然而，很多有毒有害物质一旦进入环境，对人体健康和生态环境将造成 北京工业大学工程硕士学位论文 长期的危害，且治理难度大，费用高。欧美发达国家在付出了沉重的代价后，终 于认识到风险评价的重要性，环境风险评价由此应运而生嘲。 环境风险评价兴起于2 0 世纪7 0 年代，主要是在发达的工业国家，特别是美 国的研究尤为突出。早在3 0 年代就开始有了对职业暴露的流行病学资料和动物 实验的剂量反应关系的报道，也就是健康风险评价的初级形式。迄今为止， 环境风险评价大体经过以下三个发展阶段： 2 0 世纪3 0 年代到6 0 年代，风险评价处于萌芽阶段，采用毒物鉴定方法进 行健康影响分析，以定性研究为主。例如毒理学家才开发了一些定量的方法进 行低浓度暴露条件下的健康风险评价。 2 0 世纪7 0 年代到8 0 年代，风险评价研究处于高峰期，评价体系基本形成。 事故风险评价最具代表性的评价体系是美国核管会1 9 7 5 年完成的核电厂概率 风险评价实施指南，亦即著名的w a s h 1 4 0 0 报告该报告系统地建立了概率 风险评价方法。健康风险评价以美国国家科学院和美国环保局的成果最为丰富 其中具有里程碑意义的文件是1 9 8 3 年美国国家科学院出版的红皮书联邦政府 的风险评价：管理程序，提出风险评价“四步法”，即危害鉴别、剂量一效应关 系评价、暴露评价和风险表征。这成为环境风险评价的指导性文件，目前已被荷 兰、法国、日木、中国等许多国家和国际组织所采用。随后，美国国家环保局根 据红皮书制定并颁布了一系列技术性文件、准则和指南，包括1 9 8 6 年发布的致 癌风险评价指南、致畸风险评价指南、化学混合物的健康风险评价指南、 发育毒物的健康风险评价指南、暴露风险评价指南和超级基金场地健康 评价手册，1 9 8 8 年颁布的内吸毒物的健康评价指南、男女生殖性能风险 评价指南等。 2 0 世纪9 0 年代以后，风险评价处于不断发展和完善阶段，生态风险评价 逐渐成为新的研究热点随着相关基础学科的发展，风险评价技术也不断完善， 美国对8 0 年代出台的一系列评价技术指南进行了修订和补充，同时一又出台了 一些新的指南和手册。例如，1 9 9 2 年版的暴露评价指南取代了1 9 8 6 年的版 本，1 9 9 7 年又进行更新：1 9 9 8 年新出台了神经毒物风险评价指南；同年，在 1 9 9 2 年生态风险评价框架的基础上，正式出台了生态风险评价指南。其他国 家，如加拿大、英国、澳大利亚等国也在2 0 世纪9 0 年代中期提出并开展了生态 1 6 第1 章绪论 风险评价的研究工作 1 5 2 国内研究现状 我国的风险评价研究起步于2 0 世纪9 0 年代，主要以介绍和应用国外的研究 成果为主。2 0 世纪9 0 年代以后，在一些部门的法规和管理制度中已经明确提出 风险评价的内容。1 9 9 3 年国家环保局颁布的中华人民共和国环境保护行业标准 环境影响评价技术导则( 总则) f r o t2 1 - 9 3 ) 规定：对于风险事故，在有必要 也有条件时，应进行建设项目的环境风险评价或环境风险分析1 9 9 7 年国家环 境保扩局、农业部、化土部联合发布的关于进一步加强对农药生产单位废水排 放监督管理的通知规定：新建、扩建、改建生产农药的建设项目必须针对生产 过程中可能产生的水污染物，特别是特征污染物进行风险评价。2 0 0 1 年国家经 贸委发布的职业安全健康管理体系指导意见和职业安全健康管理体系审核 规范中也提出“用人单位应建立和保持危害辨识、风险评价和实施必要控制措 施的程序”，“风险评价的结果应形成文件，作为建立和保持职业安全健康管理体 系中各项决策的基础”。2 0 0 4 年国家环保总局发布建设项目环境风险评价技术 导则( i - i j t1 6 9 - - 2 0 0 4 ) 。 胡二邦所著环境风险评价实用技术和方法，以及孟宪林等、胡应成、杨 晓松和曾光明等科技人员有关环境风险评价的成果中分别对健康风险评价的方 法和不确定性等进行了解释和描述跚。王永杰等专门介绍了健康风险评价中的不 确定性问题和评价模型，讨论了致癌毒性和非致癌毒性评价中的不确定性因素。 高仁君等从危害性鉴定、剂量一反映评定、接触评定和风险表征四个步骤评价了 农药对人体健康的风险；高继军等对北京市城区和郊区1 2 0 个样点的饮用水中的 c u ，h g ，c d 和a s 浓度进行了调查，初步评价了由饮水方式引起的人群健康风 险。韩斌等根据北京市某区浅层地下水有机污染调查结果，评价由于饮水和洗浴 带来的人群健康风险。 污染场地健康风险评价是针对具体污染场地污染治理决策开展的基于人群 健康的环境风险评价。我国在2 0 世纪9 0 年代开始涉足这一领域的研究，但污染 场地健康风险评价仍处于起步阶段，还存在较多的研究空白。到目