AERMOD模型在垃圾填埋場(chǎng)大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

陳 艷 張品漢 陳 慧

1.浙江睿城環(huán)境科技有限公司；2.杭州弈揚(yáng)環(huán)境科技有限公司

1 前言

該填埋場(chǎng)為早期簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)，庫(kù)底未鋪設(shè)任何防滲系統(tǒng)，場(chǎng)區(qū)內(nèi)設(shè)有生活垃圾填埋庫(kù)區(qū)及進(jìn)場(chǎng)道路，未設(shè)滲濾液及填埋氣的收集處置措施。由于填埋場(chǎng)已達(dá)到設(shè)計(jì)庫(kù)容，不再接納垃圾，且該填埋場(chǎng)現(xiàn)堆載過高，對(duì)周邊水土環(huán)境存在污染風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)封場(chǎng)技術(shù)規(guī)范》（GB 51220—2017）規(guī)定，該填埋場(chǎng)必須實(shí)施專項(xiàng)治理工程，以促進(jìn)生態(tài)恢復(fù)，有序收集滲濾液及填埋氣體，保障填埋場(chǎng)的環(huán)境安全，以利于進(jìn)行土地開發(fā)利用。如果在整治與改造前，針對(duì)填埋場(chǎng)擬采取的環(huán)保措施進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)評(píng)估，可以更好地指導(dǎo)后續(xù)工作的開展，促進(jìn)和諧社會(huì)建設(shè)。為了了解填埋場(chǎng)封場(chǎng)后對(duì)大氣環(huán)境的影響，本次預(yù)測(cè)采用AERMOD 模型對(duì)廢氣進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。AERMOD 是一個(gè)穩(wěn)態(tài)煙羽擴(kuò)散模式，可基于大氣邊界層數(shù)據(jù)特征模擬點(diǎn)源、面源、體源等排放出的污染物在短期（小時(shí)平均、日平均）、長(zhǎng)期（年平均）的濃度分布，適用于農(nóng)村或城市地區(qū)、簡(jiǎn)單或復(fù)雜地形。

2 項(xiàng)目概況

2.1 建設(shè)內(nèi)容

填埋場(chǎng)建設(shè)內(nèi)容包括封場(chǎng)覆蓋、液氣導(dǎo)排、綠化種植、調(diào)節(jié)池及垃圾滲濾液處理等措施，可以顯著提高封場(chǎng)填埋場(chǎng)的穩(wěn)定安全性，改善周邊環(huán)境質(zhì)量，加快該區(qū)域生態(tài)恢復(fù)。本次垃圾填埋場(chǎng)專項(xiàng)治理工程主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：填埋場(chǎng)的垃圾堆體整治、封場(chǎng)覆蓋、地表水導(dǎo)排系統(tǒng)、滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)計(jì)、填埋氣體導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)計(jì)、垂直防滲、綠化與植被恢復(fù)、調(diào)節(jié)池及滲濾液處理設(shè)施、地下水監(jiān)測(cè)井、邊坡修整。

2.2 廢氣產(chǎn)生情況

垃圾填埋場(chǎng)廢氣主要為填埋氣和滲濾液產(chǎn)生的惡臭氣體。

填埋氣主要成分為甲烷、二氧化碳和其他氣體。垃圾填埋場(chǎng)中的有機(jī)物由于微生物的生化降解作用將進(jìn)行分解，主要產(chǎn)物包括：CO2、H2O、CH4、H2S、NH3、CH3SH，其中有害惡臭污染物為H2S、NH3、CH3SH，易燃易爆廢氣為CH4。在填滿初期，填埋氣體主要成分為CO2和H2O；然后進(jìn)入甲烷發(fā)酵的不穩(wěn)定期，主要成分是CO2和CH4，產(chǎn)生量較少；從第三年起，進(jìn)入穩(wěn)定的廢氣產(chǎn)生期，產(chǎn)氣高峰在第三到第五年內(nèi)出現(xiàn)，主要成分是CH4和CO2，這個(gè)階段可歷時(shí)20 年左右。填埋氣體中CH4占40%～50%，CO2占40%～50%，其余的H2S、NH3、CH3SH 等微量氣體約占1%。填埋氣體中CH4占40%～50%，CO2占40%～50%，其余的H2S、NH3、CH3SH 等微量氣體約占1%。填埋場(chǎng)產(chǎn)生的CH4比重比空氣輕，氣體上浮對(duì)人體毒害不明顯，但屬于易燃易爆氣體，與空氣混合后，當(dāng)體積達(dá)到5%～15%時(shí)，有可能發(fā)生爆炸。

垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池及處理站，由于收集貯存、處理高濃度的有機(jī)廢水，在污水生化處理中，由于微生物分解有機(jī)物而產(chǎn)生少量的還原性惡臭氣體，其組分以NH3和H2S 為主，其產(chǎn)生部位主要為調(diào)節(jié)池，生物處理池等處。

2.3 廢氣收集與處理

填埋氣體的產(chǎn)生量與填埋作業(yè)方式、填埋時(shí)間、垃圾種類及垃圾量等因素有關(guān)。項(xiàng)目可研報(bào)告考慮到本工程日處理規(guī)模不大，相應(yīng)的產(chǎn)氣量也不高，氣體回收利用的價(jià)值不高，故對(duì)填埋氣體的導(dǎo)排采用導(dǎo)出后用燃燒器燃燒后排放，填埋場(chǎng)氣體導(dǎo)排系統(tǒng)的收集率不低于75%。采用垂直石籠井與水平導(dǎo)氣碎石盲溝相結(jié)合的方式將填埋區(qū)內(nèi)的氣體排出。

污水處理工程設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)污水調(diào)節(jié)池和生物處理池進(jìn)行加蓋（采用防臭膜蓋系統(tǒng)），將臭氣收集后送至除臭設(shè)備進(jìn)行處理，經(jīng)生物法處理后由排氣筒引至高空排放（排氣筒高度不低于15m），氣體收集率不低于85%，處理率80%。

3 預(yù)測(cè)方案

3.1 預(yù)測(cè)因子

選用H2S作為預(yù)測(cè)因子。

3.2 預(yù)測(cè)范圍

根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》（HJ 2.2—2018）的環(huán)境影響分級(jí)判據(jù)，確定本項(xiàng)目環(huán)境空氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)等級(jí)為一級(jí)。預(yù)測(cè)范圍為以廠址為中心區(qū)域，邊長(zhǎng)5km的矩形區(qū)域。

3.3 預(yù)測(cè)模式參數(shù)

地形高程：考慮地形高程影響；預(yù)測(cè)點(diǎn)離地高：考慮（預(yù)測(cè)點(diǎn)不在地面上）；建筑物下洗：不考慮；考慮濃度的背景值疊加：是；地形數(shù)據(jù)：srtm_61_07.ASC；面源調(diào)查內(nèi)容：包括正常工況和非正常工況下的面源參數(shù)，具體見表1。

3.4 預(yù)測(cè)內(nèi)容

根據(jù)AERMOD 模式計(jì)算，項(xiàng)目正常排放條件下，排放的各污染物在環(huán)境空氣保護(hù)目標(biāo)、網(wǎng)格點(diǎn)的最大地面小時(shí)濃度、最大地面日平均濃度和最大地面年平均濃度貢獻(xiàn)值。

項(xiàng)目非正常排放條件下，預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)環(huán)境空氣保護(hù)目標(biāo)和網(wǎng)格點(diǎn)主要污染物的1H最大濃度貢獻(xiàn)值及占標(biāo)率。

4 預(yù)測(cè)結(jié)果

4.1 預(yù)測(cè)結(jié)果

根據(jù)地形、氣象等參數(shù)采用AERMOD 模式預(yù)測(cè)，正常排放下和非正常排放下的預(yù)測(cè)結(jié)果見表2和圖1。

表1 正常和非正常排放下項(xiàng)目面源參數(shù)清單

表2 正常工況和非正常工況下H2S濃度最大值預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果

圖1 H2S正常排放最大地面小時(shí)濃度分布圖

圖2 H2S非正常排放最大地面小時(shí)濃度分布圖

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，正常工況下，本項(xiàng)目硫化氫正常排放下污染物小時(shí)濃度貢獻(xiàn)值的最大占標(biāo)率為17.19%，小于100%，疊加現(xiàn)狀濃度后，均符合環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)上述分析，本項(xiàng)目污染物在切實(shí)落實(shí)廢氣處理措施的基礎(chǔ)上，廢氣對(duì)大氣環(huán)境的影響是可接受的。

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，非正常排放情況下，污染物對(duì)敏感點(diǎn)的影響均大幅度增加，對(duì)環(huán)境的影響較大，故企業(yè)必須盡可能地避免事故排放的發(fā)生。建設(shè)單位應(yīng)落實(shí)本環(huán)評(píng)提出的各項(xiàng)污染物治理措施，加強(qiáng)管理，及時(shí)維修設(shè)備，一旦因企業(yè)設(shè)備故障等各類原因而導(dǎo)致污染物超標(biāo)排放造成環(huán)境污染時(shí)，企業(yè)應(yīng)立即停產(chǎn)，直至滿足國(guó)家相關(guān)法規(guī)要求。

4.2 大氣環(huán)境防護(hù)距離

根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》（HJ 2.2—2018）對(duì)于項(xiàng)目廠界濃度滿足大氣污染物廠界濃度限值，但廠界外大氣污染物短期貢獻(xiàn)濃度超過環(huán)境質(zhì)量濃度限值的，可以自廠界向外設(shè)置一定范圍的大氣環(huán)境防護(hù)區(qū)域，以確保大氣環(huán)境防護(hù)區(qū)域外的污染物貢獻(xiàn)濃度滿足環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，本項(xiàng)目廢氣污染物無組織排放不存在超標(biāo)點(diǎn)，可以不設(shè)置大氣環(huán)境保護(hù)距離。

5 結(jié)論

本研究以某垃圾填埋廠為分析對(duì)象，采用AERMOD 預(yù)測(cè)模型對(duì)項(xiàng)目周邊敏感點(diǎn)的影響分析提供參考結(jié)果，在實(shí)際運(yùn)行過程中，受項(xiàng)目環(huán)保措施到位程度、施工作業(yè)等影響，可能存在實(shí)際影響程度與預(yù)測(cè)結(jié)果不一致的情況，故在后續(xù)實(shí)際運(yùn)行過程中，建設(shè)單位可根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)分析，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果采取進(jìn)一步的環(huán)保措施。