生活垃圾衛生填埋的危險有害因素有哪些?
填埋場內部的垃圾經微生物、化學反應產生的二次汙染物主要包括垃圾填埋氣和滲濾液。
1.1垃圾填埋氣
垃圾填埋氣體是指在垃圾填埋過程中,被堆積或填埋的城市生活垃圾中所含的大量有機物,經微生物厭氧消化、降解所生成的氣體。垃圾填埋氣是壹種混合氣體,它的產生和釋放是由垃圾的組分、垃圾場的水分狀況、垃圾溫度、pH值、氣象條件、垃圾年齡、垃圾場構造及環境地質等條件決定的。
垃圾填埋氣有多種釋放途徑:壹方面可以通過填埋場表面向大氣無序擴散;另壹方面,填埋氣體可以通過地下巖土中的地質構造,如裂隙等向填埋場周邊地區橫向水平遷移擴散,使填埋氣遷移到離填埋場較遠的地方才釋放進入大氣。
垃圾填埋氣的成分主要分3類:
(1)甲烷和二氧化碳,總體積占垃圾填埋氣總量的95%~99%,其中甲烷占50%~70%,二氧化碳占30%~50%。據統計,每噸垃圾在填埋場壽命期內大約可產生100~200m3的填埋氣體。英國的垃圾填埋場每年向外排放220萬噸甲烷,美國的垃圾填埋場每年向外排放1160萬噸甲烷№1。甲烷和二氧化碳是主要的溫室氣體,其產生的溫室效應對全球環境將造成很大的影響,而其中甲烷當量體積的溫室效應潛在值是二氧化碳的21倍。隨著垃圾產生量的增長,我國垃圾填埋場甲烷排放量占溫室氣體排放總量的份額將從2000年的3.38%,增加到2020年的7.19%,對垃圾填埋氣的控制和利用已成為我國城市垃圾管理領域的重要課題。二氧化碳的密度是空氣的1.5倍,甲烷的2.8倍,有向填埋場底部運動的趨勢,最終可能在填埋場的底部聚集。
(2)硫化物、氨氣和氮氣等,這些氣體的含量占垃圾填埋氣總體積的5%左右;這類氣體是造成垃圾填埋場周邊大氣惡臭的主要原因,空氣中只要含體積濃度為1×10-5的硫化氫,2×10-5的二氧化硫或2×10-1的硫醇,人們就能聞到惡臭味。垃圾填埋場造成的惡臭汙染範圍壹般在2km區間內,在不利的逆溫條件下惡臭範圍可達6km以上。對我國329個城市生活垃圾處理場的調查結果表明,各填埋場的無組織排放廢氣中硫化氫的超標率為7.6%,超標倍數為0.5~24。
(3)微量氣體,這些微量氣體種類多、成分復雜,主要包括壹些微量揮發性有機化合物(volatile organic compounds,VOCs),如芳香族、脂肪族碳氫化合物及其它微量氣體,總數達100多種。Young等測定了英國3個垃圾填埋場空氣中的微量VOCs,***檢出154種化合物,其中116種在各填埋場中均可檢測到。美國加利福尼亞大氣資源委員會調查了66個垃圾填埋場,全部檢測到諸如苯、甲苯、三氯乙烯、氯仿和氯乙烯等有毒有害有機汙染物。鄒世春等對廣州某壹垃圾填埋場大氣中的VOCs進行定性和定量分析,結果表明,在檢測到的60種微量氣體中,有17種為美國環保局(USEPA)優先控制汙染物,苯及烷基苯化合物濃度最高,在2.54~1508.48g/m3之間。盡管垃圾填埋氣中微量氣體體積百分比不足1%,但這些氣體揮發性較強、毒性較大,對環境的汙染比較嚴重,其潛在的毒性已引起了廣泛的關註。 #p#分頁標題#e#
垃圾填埋場空氣中有害氣體的濃度分布規律大致為:新填埋區比已填埋區高,場內比場外高,地勢低的比地勢高的高,下風向處比上風向處高。
垃圾填埋氣的釋放對垃圾場周邊環境造成不利影響,其潛在的燃爆危險對填埋場工作人員的健康和安全產生極大的危害和威脅。近年來,已經發生了數起垃圾填埋場填埋氣體爆炸燃燒造成人身傷亡的事故。
1.2垃圾填埋滲濾液
垃圾填埋滲濾液是指垃圾在堆放和填埋過程中由生物和化學降解作用,雨水的淋浴、沖刷以及地表水和地下水的浸泡而過濾出來的壹種含有高濃度懸浮物和高濃度有機或無機成分的汙水,其形成的特殊性導致了其水質的復雜性。
垃圾滲濾液中的有機物可分為低分子量的脂肪酸類、中分子量的富裏酸類物質和腐殖質類高分子量碳水化合物等。目前,國內外許多學者對滲濾液中有機物成分進行了分析,結果都表明滲濾液中有機汙染物百分復雜,其中以烷烴、芳烴類較多,此外也可能存在壹些酸類、醇類、酚類、酮類、醛類、酰胺類等,許多成分是過去自然界從未出現過的人工合成有機化合物,其中相當數量的化合物為致癌、促癌、輔致癌的有毒有機汙染物。尤其是當生活垃圾與部分工業垃圾混合時,成分更為復雜。鄭曼英等對廣州大田山垃圾填埋場進行了采樣分析,在滲濾液中檢出的主要有機汙染物77種,其中芳烴類29種,烷烴烯烴類18種,酸類8種,酯類5種,醇、酚類6種,酮、醛類4種,酰胺類2種,其他5種。這77種有機汙染物中含有已被確認的致癌物1種,其相對含量為77種有機汙染物之首,促癌物或輔致癌物5種。Pirbazari等對West Covina垃圾填埋場滲濾液進行研究,也檢出了18種特殊有機物。
重金屬在滲濾液中絕大部分以化合物或配合物的形式存在,而具體的存在形式與汙水的pH值、水中有機物的濃度密切相關。壹般來說生活垃圾的填埋場滲濾液中金屬離子的濃度通常比較低,但對工業垃圾和生活垃圾混合填埋的垃圾場來說,重金屬離子的溶出量明顯增加。Jensen等對丹麥4個填埋場滲濾液中重金屬的含量進行了調查分析,結果如下:鎘(0.2~3.6μg/L)、鎳(28~84μg/L)、鋅(85~5310μg/L)、銅(2~34μg/L)、鉻(0~188μg/L)、鉛(0~16μg/L)。調查表明,大部分重金屬與滲濾液中的膠體結合,不同的重金屬結合的比例不同。通常生物毒性最大的是自由態離子(有機汞等是例外)。我國垃圾滲濾液處理的研究起步較晚,對滲濾液中重金屬離子的專項研究則更少,少量的文獻數據差別也較大,這與我國地域遼闊,同時垃圾的收集填埋不規範,垃圾中含有不同工業廢物等因素有關。
垃圾中含有大量的微生物,滲濾液中微生物的種類與填埋場垃圾中所含的微生物種類基本相同,主要含有亞硝化細菌和硝化細菌、反硝化細菌、脫硫桿菌、脫氮硫桿菌、鐵細菌、硫酸鹽還原菌以及產甲烷菌等7類細菌。此外,滲濾液中還含有大量的病原菌及致病微生物,例如沙門菌屬等。在非法填埋的醫院垃圾中,還可以檢出柯薩奇病毒等可能引起傳染性疾病的病毒。
固體廢物,甚至是有毒的危險品在填埋過程中產生的滲濾液含有大量有毒有害物質,滲濾液長期向地下滲涮訓,如不妥善處理,會對周邊的環境成嚴重汙染。我國武漢市某老垃圾填埋場中重金屬對環境產生嚴重不良影響,其下土層中重金屬影響的深度已達到地面以下20~25米,在這個深度內,鉛、汞、鎘、鉻、銅、鎳等濃度均大量增高。
Hallbourg等對美國佛羅裏達中北部的垃圾填埋場的地下水和地表水的研究結果表明,水體中存在著大量芳香族有機組分及固體廢物中未被分解的優先控制有機汙染物。美國大約有18500個垃圾填埋場,幾乎有壹半對水體都產生汙染。萊茵河地區因垃圾堆滲濾水汙染地下水,使很多自來水廠關閉。目前我國有近90%垃圾填埋場沒有隔水層。長期以來,垃圾填埋場滲透出的汙水大部分滲入到地下水中。國土資源部1981~1984年和2000~2002年兩輪全國地下水資源評價結果表明,我國地下水汙染範圍日益擴大,全國2/3城市地下水水質普遍下降,300多個城市由於地下水汙染造成供水緊張。不僅地下水汙染物的成分越來越復雜,而且汙染程度和深度也在不斷地增加。有些地區深層地下水中已有汙染物檢出。我國蘭州雁灘、馬灘水源地部分水井因滲濾液汙染而廢棄。
廢棄物滲入土壤中對生態環境也會造成長期的不可低估的影響。殘留毒害物質不僅在土壤裏難以揮發消解,而且能殺死土壤中的微生物,改變土壤的性質和結構,阻礙植物根系的生長和發育,並在植物體內蓄積。