危险废物填埋场防渗膜破裂环境风险评价课件

危险废物填埋场防渗膜破裂环境风险评价1编辑版ppt（一）概述某危险废物和医疗废物处置场，是国家《“十五”期间全国危险废物集中处置场规划》和2003年《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》布点建设的区域性集中处置场之一，服务范围涵盖周边地区的工业危险废物和医疗废物。处置场每年需处置危险废物总量为3.33万吨，其中：工业危废处置量为3.155万吨/年，医疗危废处置量为0.175万吨/年。该安全填埋的工程主要项目组成有：焚烧车间、物化处理车间、稳定化/固化车间、污水处理车间、安全填埋场、综合利用车间。2编辑版ppt1基本参数本工程场址用地范围内为北—南走向的冲沟地，填埋库区面积30590m2。一期填埋区库容量约1.6×105m3，服务年限约为10年，二期填埋区库容量约1.52×105m3，使用年限为10年，填埋堆体最大填埋标高为1640.00米。根据对需处置的危险废物的统计、分类和预处理分析。进入安全填埋场填埋的危险废物总量约为2.19×104t/a（约72.6t/d），折合体积为1.6×104m3/a。3编辑版ppt2填埋场防渗系统本系统采用高密度聚乙烯膜（HDPE）和压实粘土回填的双人工衬层系统进行防渗系统的铺设。由下向上，衬层系统分层结构如下：*1.0mmHDPE膜（人工措施）*1m厚压实粘土（人工措施）*300mm厚的压实粘土（最下层）*GSL双向土工格栅*200mm厚的压实粘土4编辑版ppt*1.0mm厚的HDPE防渗膜*6.3mm厚的HDPE排水网格*2.0mm厚的HDPE防渗膜*500mm厚的压实粘土*600g/m2无纺土工布（最上层）同时，为了使防渗系统稳定，当土工膜铺设时，在边坡设置锚固沟，锚固沟宽度为3米，锚固沟防渗材料铺设完后用粘土回填。5编辑版ppt3填埋场渗滤液收集导排系统为了减少渗滤液产生量，在危险废物填埋场外侧设置永久性截洪沟，将场区以外汇集的雨水排出场外，同时工程设计雨水收集系统对填埋库区内部汇集的雨水进行收集。根据所处衬层系统中的位置不同渗滤液导排系统可分为初级收集系统、次级收集系统和排水系统。其中，初级收集系统位于上衬层表面和填埋废物之间，由碎石导排盲沟和de315×28.6HDPE管组成，用于收集和导排初级防渗衬层上的渗滤液。6编辑版ppt次级收集系统位于上衬层和下衬层之间，用于检测初级衬层的防渗情况，并能排出渗漏的渗滤液。初级和次级渗滤液收集系统收集到的渗滤液通过HDPE管，穿过垃圾坝后进入渗滤液调节池，出口处设置闸阀便于调节池运行时的维护。另外，本工程设置填埋场衬层电学渗漏检测系统，用于填埋场发生渗漏时报告并准确定位渗漏点，以及时判断填埋场是否发生渗漏，并确定位漏点，从而采取措施。7编辑版ppt4地下水导排系统填埋场地表水系呈树枝状发育，地下水主要赋存于风化节理裂隙中，富水性中等，渗透性中等，在有利地形条件下地下水容易富积。主要接受大气降雨补给，地下水由北向南迳流，具有补给途径短，地下水就近向低洼地带排泄的特征。根据本工程的实际特点，地下水导排系统采用设置导排盲沟形式，在场区底部满铺碎石和设置地下水导排花管。地下水导排盲沟汇集的地下水，通过HDPE管穿过垃圾坝排入截洪沟。8编辑版ppt5填埋气体导排系统为了避免填埋场内的气体聚集，在填埋库区内设置竖向导气石笼井，随危险废物堆体的填高而上升。导气石笼井井径为DE1000mm，外围用双向拉伸土工格栅围裹，中心置有DE110HDPE导气管，在管与网之间填充有DE50~120粒径的级配碎石，导气管靠增气管接头联结不断加高，石笼也随之加高。导气石笼井外周设置一层200g/m2反滤土工布。由于填埋场填埋物料中有少量生物污泥，产生的气量小。气体经过导气石笼直接排入大气。9编辑版ppt填埋场运行初期，填埋场的排气方式为开放式排气，即每条竖向排气直接与大气相通。待最终封场时，各填埋库区的导气石笼横向相连，并由一根导气石笼与大气相通，排出剩余的气体。10编辑版ppt（二）风险识别1物质危害性识别（1）地下水污染安全填埋场渗滤液泄漏进入地下水对环境会造成一定的影响。填埋场填埋的废弃物以无机成分为主，可燃性的废弃物送焚烧炉进行焚烧处理，因此，安全填埋场产生的气体较少，且对气体进行了严格的收集处理，其对环境的影响很小。填埋场对环境的主要影响是渗滤液对地下水的影响。11编辑版ppt渗滤液对地下水的污染影响程度的大小因填埋场厂址水文地质条件的不同具有很大的差异，一般情况下，防渗能力强的地区,渗滤液对地下水的影响较小，相反，防渗能力差的地区，则会对地下水造成严重的危害,甚至影响周边居民的饮水安全，影响正常生活。12编辑版ppt项目最大浓度（mg/L）平均浓度(mg/L)Rfd(mg/kg·day)SF(mg/kg·day)-1非致癌毒性得分致癌毒性得分硫酸盐42503446－－－－亚硝酸盐0.40.21×10-48×10-24×1030.2四氯甲烷65.340.22×10-21.3×10-13.3×1032×10-3甲苯4.93.03×10-3－1.6×103汞化合物0.120.033×10-41.540012.5砷化合物0.010.0253×10-41.533.3150铅化物321.4×10-38.5×10-32.1×1032.8×10-3镍化物106.52×10-29.1×10-15000.09锌化物1512.50.3—50—铜化物30205.0×10-3—6×103—氰化物21.012×10-2—100—氟化物326×10-20.1500.03表1风险源物质的确定13编辑版ppt2确定最大可信事故安全填埋场的基本构造包括废物接收系统、贮存和预处理系统、防渗系统和渗滤液收集系统、覆盖系统和填埋气导排系统。安全填埋场可能发生的事故如下表2所示。根据风险识别以及事故类比调查，确定本项目地最大可信事故是防渗膜破损造成的渗滤液泄漏。14编辑版ppt3.环境敏感目标评价区域内没有重点文物保护单位和珍稀动植物资源，主要环境敏感目标为居住人群。15编辑版ppt（三）环境危害预测1.事故源项分析参照国内外相关数据，渗滤液的水质指标见表416编辑版ppt项目浓度项目浓度pH值6.5~9.0总铬0~10SS100~500总汞0~0.1氯化物500~10000总铅0~5氨氮0~50总锌10~70氰化物0~2总铜10~70总镍3~10总镉0~0.5表4填埋场渗滤液水质（单位：mg/L，pH除外）17编辑版ppt2预测模式（1）地下水污染预测模型为了便于进行预测，将双人工衬层系统简化为单层衬层系统。在简化衬层系统中可能的渗滤液污染情景为：渗滤液通过HDPE防渗膜破损部位进入压实粘土层，穿透粘土层后进入粉土包气带，进而进入地下水含水层。此时的填埋场水分运移示意图见图。18编辑版ppt图1衬层系统简化后填埋场水运移示意图19编辑版ppt简化衬层系统与原衬层系统相比，防渗效果比原衬层系统差，在简化衬层系统情景上对地下水污染进行预测是偏安全的。在模型简化的基础上，此时，渗滤液通过防渗膜破损小孔穿透土工膜的渗流量采用的是小孔出流的模型：20编辑版ppt（2）毒性暴露评价假设每天有1000L渗滤液进入地下水含水层，渗滤液中的风险源进入到地下水中随着地下水水流方向迁移。将上述数据代入到如下公式中：污染物在包气带的迁移：21编辑版ppt3事故风险分析及浓度计算（1）事故风险分析采用故障树的方法，参考类比调查事件的数据，可得到由于防渗膜破损事故发生的概率为0.115/a，即平均大约9年就会发生一次防渗膜破损事故从而造成的渗滤液泄漏，在填埋场运营初期，事故发生概率较低，但是在运营后期，随着设备的老化和防渗性能的降低，发生事故的概率会明显升高。22编辑版ppt（2）地下水污染预测由于BOD5和COD在土层的迁移过程中发生降解，使得下渗水在进入含水层时的BOD5和COD的浓度很低。这里选取有代表性的Cl-、氰化物和氨氮为预测因子。经计算得，渗滤液与污染物泄漏情况见表。Cl-、氰化物和NH4+随包气带深度的变化曲线和随时间的变化曲线见图2－图4。23编辑版ppt工况正常非正常渗流量qv（m3/a）5.0812.5渗滤液穿透时间tc（a）7.324.76等效渗漏面积Ae（m2）124198.8污染物穿透时间tlag(a)Cl-15.8515.85氰化物16.9616.96氨氮253.68253.68特征污染物浓度C0(mg/L)Cl-50005000氰化物22氨氮5050年稳态泄漏量Fc(g/a)Cl-15.7715.77氰化物6.31×10-36.31×10-3氨氮0.1580.158100年内总泄漏量Q100Cl-1.33×1051.33×105氰化物52.3752.37氨氮00表5渗滤液与污染物泄漏情况24编辑版ppt图2Cl-浓度随压实粘土层深度的变化曲线25编辑版ppt图3氰化物浓度随压实粘土层深度的变化曲线26编辑版ppt图4氨氮浓度随压实粘土层深度的变化曲线27编辑版ppt从上述结果可知，污染物因性质不同，迁移速度也不同。Cl-、氰化物和NH4+穿透防渗层所需的时间分别为15.85年、16.96年和2533年。Cl-、氰化物和NH4+迁移的稳态渗流量分别为15.77g/a、6.31×10-3g/a和0.158g/a，100年内总泄漏量分别为1.33×105g、52.37g和0g。28编辑版ppt另外，由简化衬层系统偏安全的计算结果可得，只要在施工过程中较好地保证防渗层的完整性，则填埋场的渗滤液对该地区评价范围内的地下水影响很小。与此同时，工程在防渗系统层下、地下水导排层上，场底铺设的1m压实粘土和1.0mmHDPE膜地下水阻隔层亦可进一步防止渗滤液对地下水的污染。29编辑版ppt2）毒性暴露评价另外，通过饮用水暴露剂量计算方法如下：30编辑版ppt其中：I--------摄入剂量（mg/day·kg）

CW-----水中化学物的浓度（mg/L）（特定点的测量或者模型值）

IR------饮水速率（L/d）与年龄有关，成人可取2L/d，儿童可取0.5L/dEF------暴露频率（day/year）特定暴露途径值ED------暴露持续时间BW-----体重（kg），成年人可取70kg，儿童可取16kgAT-----平均时间（day），对致癌效应取70年＝25550d31编辑版ppt（4）毒性风险表征为了简化计算，不考虑物质之间的区别，参数值取同样值。其中地下水的平均流速为0.3m/d；有机物Rd为1.5，亚硝酸盐为1，重金属为0.1，降解系数为0.05，x值取最小值2m，最后得到各风险源物质的评价浓度和暴露结果如下表6所示：32编辑版ppt风险源亚硝酸盐四氯甲烷甲苯汞砷铅评价浓度(mg/L)5.88×10-83.53×10-62.63×10-73.79×10-73.13×10-89.48×10-6儿童暴露剂量(mg/kg·day)7.87×10-104.72×10-83.52×10-95.08×10-94.19×10-101.27×10-7成人暴露剂量(mg/kg·day)7.29×10-104.37×10-83.26×10-94.70×10-93.88×10-101.17×10-7风险源镍锌铜氰化物氟化物评价浓度(mg/L)3.16×10-54.74×10-59.48×10-52.96×10-74.45×10-7儿童暴露剂量(mg/kg·day)4.24×10-76.35×10-71.27×10-63.97×10-95.96×10-9成人暴露剂量(mg/kg·day)3.92×10-75.87×10-71.17×10-63.67×10-95.52×10-9表6各风险源物质评价浓度和暴露剂量33编辑版ppt其中，对于非致癌化学物质，毒性得分TS=Cmax/Rfd，其中，Cmax为渗滤液中该成分的最大检测值，Rfd为非致癌参考剂量；对于致癌化学物质，毒性得分TS=SFCmax，其中SF为致癌斜率因子。根据上面的计算，致癌风险和非致癌风险计算结果见表7。34编辑版ppt风险源亚硝酸盐四氯甲烷甲苯汞砷铅非致癌风险儿童7.9×10-62.4×10-61.2×10-61.7×10-51.4×10-69.1×10-5成人7.3×10-62.2×10-61.1×10-61.6×10-51.3×10-68.4×10-5致癌风险儿童6.3×10-116.1×10-9－7.6×10-96.3×10-101.1×10-9成人5.9×10-115.7×10-9－7.0×10-95.8×10-101.0×10-9风险源镍锌铜氰化物氟化物非致癌风险儿童2.1×10-52.1×10-62.5×10-42.0×10-79.9×10-8成人2.0×10-51.9×10-62.3×10-41.8×10-79.2×10-8致癌风险儿童3.8×10-7———6.0×10-10成人3.6×10-7———5.5×10-10表7风险计算结果35编辑版ppt（四）风险评价根据《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T169-2004)的定义:风险值(后果/时间)=概率(事故数/单位时间)×危害程度(后果/每次事故)；从而可以得到防渗膜破损事故的风险评价结果见表8：36编辑版ppt项目防渗膜破损事故防渗膜破损事故概率（/a）0.115渗滤液迁移到地下水的概率（/a）0.00316非致癌风险儿童3.94×10－4成人3.64×10－4致癌风险儿童3.96×10－7成人3.75×10－7非致癌的最大风险（/a）2.75×10－7致癌的最大风险（/a）2.80×10－10表8防渗膜破损渗滤液泄漏事故风险计算37编辑版ppt环境风险事故具有一定程度的不确定性。事故发生的条件有很多,具有极大的不确定性,发生事故的排放强度有多种可能。这样对风险事故的后果预测就存在着极大的不确定性。风险的单位多采用“死亡/年”。安全和风险是相伴而生的,风险事故的发生频率不可能为零。对于致癌风险，选取10-6作为风险可接受与否的标准；对于非致癌风险，选取非致癌参考剂量作为标准。从这个计算结果可以看出，在这种假定的情况下，非致癌风险总和远小于1，是可以接受的。致癌风险总和也远小于10-6，也是可以接受的。38编辑版ppt（五）结论与建议1结论上述计算过程所取值均为参考值，参数取值的变化对风险结果影响较大，因此，渗滤液的泄漏仍会对环境和人体健康产生一定的危害，但是只要不断加强项目安全和环境管理,对每一个环节特别是重大危险源实施风险防范措施和应急措施,可以尽可能的避免环境风险事故的发生,一旦发生环境风险事故,也可将危害降低到最低程度。39编辑版ppt（五）结论与建议风险防范对策主要包括2个方面,分别是预防风险事故发生的措施和事故的应急对策。风险事故的发生往往是由于管理不当、操作失误等引起的。因此,要从管理、操作等方面进行防范,设立报警系统,杜绝事故发生。40编辑版ppt2建议防范措施建立完善、可靠、及时的地下水监控系统。一旦渗滤液水位和量出现异常，立即检查事故原因并进行补救，减少渗漏量；施工过程严格按照要求进行，尽量减少防渗膜的破损；41编辑版ppt确保雨水和渗滤液分流，特别要确保