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填埋场封场环境管理策略研究

 论文栏目:环卫发展论文     更新时间:2012-10-24 10:06:11   

本文作者:邰 俊 单位:华东师范大学 上海市环境工程设计科学研究院

随着城市生活垃圾填埋场服务期满,很多城市填埋场和堆场面临封场问题,部分填埋场也陆续实施了封场修复。但是,由于填埋场在封场后20~30a才能稳定,潜在环境问题可能历经长期才显现,必须采用妥善的环境管理手段监控填埋场的环境污染变化,实时掌握封场场地生态环境恢复和土地稳定化情况,减少卫生填埋场封场后事故的发生,并且为封场后场地安全利用提供科学依据和数据支持[1-2]。上海市老港生活垃圾填埋场1~3期作为我国典型的大型平原型填埋场,自1989年以来承担了上海市70%以上生活垃圾填埋,共填埋处置生活垃圾3500万t。随着库容逐步使用完毕,自2005年起填埋场逐渐减少垃圾处置量,并在2010年着手开展了填埋场封场工作。根据相关规划,老港生活垃圾填埋场1~3期封场后场地作为远期备用发展用地,待填埋场稳定后进行二次利用。

1国外填埋场封场后环境管理概况

国外很重视生活垃圾封场修复及再次开发利用,封场的场地经过长期的生态修复达到相应的标准后可以开发作为娱乐场所,如高尔夫球场、各种自然生态基地、公园、植物园、苗圃等,还可以用于农业生产或建设生活福利设施,因此建立了1套较为详细的填埋场封场后的环境管理制度和计划。

1.1美国美国环境保护署在1998年对垃圾填埋场封场后的运营和维护工作提出了要求,重点对封场覆盖系统、渗沥液收集系统、地下水监测系统和气体监测系统等4个方面进行了阐述,目的在于阻止或者监测垃圾填埋场有毒有害物质的排放。根据美国联邦法规第40卷258.61(b)(1)和(2)的规定,基于填埋场封场后持续30a的维护和监测基础上,美国环境保护署批准各州可按照自身的具体情况延长或缩短这一时间周期。州际技术和法规委员会于2006年出版《Evaluating,Op-timizing,orEndingPost-ClosureCareatMSWLand-fillsBasedonSite-SpecificDataEvaluations》,对美国各州垃圾填埋场的封场和封场后的管理程序进行了详细解释,明确了渗沥液、垃圾填埋气体、地下水及终覆盖膜等4个方面的系统分级评估办法,只有达到相应的级别方可进行开发利用。

1.2加拿大加拿大对于垃圾填埋封场利用的国家层次法律法规主要是环境保护内容中固体废物的第3章Cri-teriaforAllWasteManagementUnits,Facilities,andDisposalSites,第5节ClosureandPost-ClosureMaintenance,对一般垃圾填埋场和其他垃圾填埋场的关闭及封场后管理提出了较为详细的指导,强调垃圾填埋场封场后维护的目的是为了确保填埋场封场后没有释放出可能对公众健康和周边环境造成影响的污染物,封场后必须保证建立完整的填埋场封顶覆盖层和环境控制系统,封场后维护与监测时间应不少于30a。维护与监测的工作有:①填埋场安全;②填埋气体监测和控制系统维护;③非液态状废物暴露后经重新填埋;④堆体的不均衡沉降量。在该法规中,还强调了业主方与运营方应定期向环境机构说明在垃圾填埋场封场后建设中不会造成对公众安全以及环境造成危害,如果在封场后出现重大环境污染问题需递交环境机构和区域水质管理委员会审核[3]。

1.3欧盟1999年4月EU填埋指南(CouncilDirective1999/31EC)实施生效,作为今后欧洲各国填埋处理方式的总体纲要,该指南规定了1个总体框架,各国自行制定适合本国国情的法令。该指南第10条规定,须保证至少30a的填埋场封场后管理费用,这相当于间接规定了封场后的管理期限。

1.4经验借鉴1)重视填埋场相关法律法规。经过数十年的实践和发展,国际上生活垃圾环境管理工作已经覆盖从产品生产到末端最终处置的全过程环节,封场后的环境管理体系已经成为生活垃圾管理法规体系不可忽视的一部分。2)重视填埋场封场规划。通常在填埋场的设计和施工阶段就根据国家和地方的有关法规明确封场的步骤和封场后的管理事宜。尤其是美国填埋场有关的法规更为严格,要求在填埋场的建设和运行之前确定封场规划,在场址审批时一并提交给政府环境部门审核。3)重视封场后的环境监测。研究表明,垃圾的降解周期一般为25~30a,因此要求封场后运营单位必须开展至少30a的长期环境监测,确保填埋场在封场后不对周边造成环境污染,在达到相应的安全标准后才能开发利用。

2我国生活垃圾填埋场封场后环境管理现状

2.1垃圾填埋场封场概况“十一五”以来,我国陆续出台了CJJ17—2004生活垃圾卫生填埋技术规范、GB16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准、CJJ112—2007生活垃圾卫生填埋封场技术规程、建标140—2010生活垃圾填埋场封场工程项目建设标准等。在这些标准规范的指导下,开展了深训市玉龙坑垃圾填埋场、南京市轿子山生活垃圾填埋场、杭州市天子岭生活垃圾填埋场等大型填埋场的封场工程实践,国内很多城市也陆续完成了填埋场封场工程,上海市老港生活垃圾填埋场1~3期、广州市兴丰垃圾填埋场等填埋场封场工程也正在进行中。2010年全国共有生活垃圾填埋场628座,处理能力38.8万t/d,另外还有简易填埋场上千座。部分卫生填埋场和大部分简易填埋场面临着库容逐渐饱和甚至超负荷填埋的情况,需要进行封场修复。按填埋场寿命20a,半数填埋场已运行10a计,预计未来10a,我国约有200余座卫生填埋场进行封场修复,约500座小型简易填埋场、堆放场进行关停修复[4]。

2.2垃圾填埋场封场后环境管理现状我国当前对生活垃圾填埋场封场主要关注封场工程技术措施,对于封场后的运行管理还较为薄弱。尽管在CJJ112—2007、GB16889—2008等标准和《生活垃圾处理技术指南》等政策文件中,要求封场后的卫生填埋场稳定以前,应进行地下水、地表水、大气、沉降等定期监测,部分大型填埋场如杭州市天子岭一期填埋场按照以上要求进行了环境监测,并设置了专门的人员对封场后的填埋场进行管理和维护。但是还有大多数的填埋场封场后由于资金、人员的缺乏,处于无人监管状态。

2.3存在问题我国部分填埋场已实施了封场修复,但封场后的环境问题在短期内没有完全显现,潜在的环境风险往往在10余a甚至数十年的长期过程才能逐渐显露。由于意识、资金的缺乏,很多封场后的填埋场没有设置专门的部门进行长期的环境监测工作,当前既缺乏长期的监测数据,又缺乏系统的模拟研究和风险评估方案,对于填埋场的稳定化评价和二次开发利用存在显著的阻碍[4]。3上海市老港生活垃圾填埋场1~3期环境质量现状及封场后环境管理对策

3.1概况上海市老港生活垃圾填埋场位于南汇区老港镇的东海之滨,距上海市市中心约60km,由东海滩涂经围垦筑堤而成,是典型的平原滩涂型垃圾填埋场。老港生活垃圾填埋场1~3期工程占地336万m2,划分为57个填埋单元。自1989年投入使用以来,处置能力从1500t/d提高到3000t/d,解决了上海市70%以上生活垃圾处理出路问题,保证了市区生活垃圾的日产日清。目前工程库区已全部填满,正着手进行封场和生态修复。其自运行以来持续开展常规环境监测工作,形成了较为详尽的运行期间环境监测基础数据库。

3.2污染物排放现状3.2.1甲烷2007年以来,场内14个监测点的填埋气体基本达到GB16889—2008要求,所有点位甲烷浓度均低于5%,其中超过0.01%的次数呈下降趋势,见表1。从不同库区甲烷排放分布看,随着填埋年限的增加,甲烷浓度呈降低趋势。

3.2.2渗沥液垃圾渗沥液经调节池、厌氧池、兼氧池、好氧池处理,最后排入东海。经过处理至排放口污水中污染物浓度仍较高,除2008年BOD5达标外,2007—2009年CODCr、BOD5、NH3-N、悬浮物均超过GB16889—2008排放限值,其中NH3-N的超标率总体趋势向上,2008年和2009年均为100%;与2008年相比,2009年各项指标都有所下降,但2009年CODCr、BOD5和悬浮物的超标率分别为91.67%、25.0%和66.67%。

3.3环境质量现状

3.3.1臭气2007年专项调查对填埋场中部臭气浓度进行监测,4个监测点的臭气浓度(30、34、40和27)中有2个超过GB14554—1993恶臭污染物排放标准二级标准值30。常规调查中2009年夏季连续3d对填埋场的填埋区和南北边界分别选取了3个监测点(1#、2#、3#)进行恶臭气体监测。从监测结果看,填埋场边界和中部区域的监测结果差异不大,均达到GB14554—1993中的二级排放标准要求,见表2。3.3.2地下水老港生活垃圾填埋场周围设有20个地下水监测点。地下水水质在2007—2009年均劣于国家地下水环境质量二级标准。CODMn、氯化物和NH3-N超标严重,枯水期、平水期水环境质量较差。与背景点水质相比较,污染监测点地下水体中氯化物监测结果与背景点吻合,NH3-N监测结果明显高于背景监测点,说明该地区由于靠近东海,地下水体中氯化物浓度环境背景值较高,填埋场地下水存在NH3-N污染。

3.3.3植被填埋场有部分场地经过简单的植被种植,植被已得到一定恢复,主要植被类型为意杨林、杂草、园林树木混植林,为区域生态系统恢复提供了较好的生境。但由于覆土层厚度、土壤盐碱度高等因素的制约,作为主要生态恢复树种的意大利杨(Populuseuramevicana)高度多维持在7~8m,胸径多维持在18cm。3.4封场后环境管理对策研究填埋场封场后填埋气体控制系统、渗沥液控制系统继续处于运行状态,填埋场终场覆盖系统也需保持完整性以防止污染物逃逸出填埋场,必须定期对这些设施进行系统的维护和保养,还要进行环境监测。因此,需设置专门的环境管理机构,制定周密和详细的工作计划开展一系列活动。

3.4.1建立环境管理机构老港生活垃圾填埋场1~3期封场后应成立专门的环境管理机构,形成1套以环境管理办公室为中心的环境管理体系。主要职能是研究决策填埋场封场后环保工作的重大事宜,并负责填埋场环境保护的规划和管理以及环境保护治理设施管理、维修、操作,负责环境监测业务。

3.4.2制定环境管理制度建立、执行并监督管理计划,对大气、废水等主要污染物制定详尽的监测、控制制度,以保证及时了解并控制污染物排放情况和对周围环境的影响情况;建立健全垃圾处理场的各项规章制度,根据国家环境标准,对填埋场重点污染源及污染物开展日常监测工作,编制表格和报表,定期上报有关主管部门,建立监测档案;参与治理工作,为污染治理服务。

3.4.3重视例行检查和设施维护封场后如果不注意后期管理,可能会对周围环境造成严重污染,因此要开展例行检查和设施维护[5]。具体要求见表3。

3.4.4实施长期环境监测为了掌握封场后场地环境污染控制和生态环境恢复状况,运营单位要建立环境监测计划及详细的监测检查环境程序,并制定处理突发事故应急响应计划。1)监测介质。填埋场在运行过程中产生的污染物主要有渗沥液、填埋气体、恶臭气体等,生活垃圾填埋场封场后,垃圾在长期的稳定化过程中还将不断产生填埋气体和渗沥液等垃圾分解的副产物,场地也会发生不均匀沉降,必须对渗沥液、填埋气体、地面沉降特性进行定期监测和处理[5-6]。此外,也应该定期对植被、动物类型和数量等方面进行监测。具体见表4。2)监测项目。①GB16889—2008中明确进行监测的项目。目前关于生活垃圾填埋场监测技术要求的标准主要是GB/T18772—2008和GB16889—2008,但前者没有对封场后的环境监测作出明确的要求,后者仅提出了对渗沥液和甲烷进行监测。②在现状评价阶段识别的关注污染物接近相应质量标准的各项指标。根据2007—2009年的常规环境监测结果和2007年专项环境监测结果,老港生活垃圾填埋场1~3期区域还存在臭气、地下水环境污染问题,部分指标超过相应环境质量标准,对这些项目要进行长期监测。③为掌握填埋场稳定化和生态恢复程度的各项增加指标。除以上2个方面外,为掌握填埋场修复效果,要对其他的项目进行长期的监测和分析,以全面掌握填埋场稳定化和生态恢复程度。

4结束语

我国生活垃圾填埋场运行期间的环境管理已经得到重视,但是对封场后的环境管理要求还较为模糊,在封场后的环境污染控制、环境监测等方面没有具体的规定,各个填埋场在实际操作中也存在较大的差异性。建立专门的环境管理机构、制定详细的管理制度、开展例行环境检查和监测,对于科学评判填埋场封场后的环境变化,实时改进污染物控制措施,估计和推断填埋场达到稳定化所需的年限范围,提高土地利用率安全运行具有非常重要的意义。


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