六里屯垃圾填埋场周边NH3污染的影响分析

温智玄，王艳秋

（1.北京市海淀区循环经济产业园管理中心，北京100094；2.北京市海淀区环境卫生科学研究所，北京100086）

六里屯垃圾填埋场周边NH3污染的影响分析

温智玄1，王艳秋2

（1.北京市海淀区循环经济产业园管理中心，北京100094；2.北京市海淀区环境卫生科学研究所，北京100086）

生活垃圾中的有机垃圾在降解过程中，会不断地释放恶臭气体，成为填埋场的主要污染物之一。以氨气为例，利用大气预测软件系统AERMOD模型对北京六里屯垃圾填埋场恶臭污染物扩散进行了模拟预测，进一步探索恶臭污染物的迁移扩散规律，预测恶臭污染物在不同条件、不同时间和不同距离处的浓度分布情况。

填埋场；NH3；气象因素；AERMOD模型

溢散到大气中的填埋气体内所含有的低浓度异味成分包括酯类、硫化氢、有机硫化物、烷基苯、柠檬烯及其他的碳水化合物［1］。研究发现，这些散发异味的痕量气体成分具有一定的毒性，其浓度已达到或超过能导致环境污染的水平，其中的挥发性有机物能够增加当地居民患癌症机会的潜在可能性，还有可能导致周边地区臭氧气体的形成［2］。六里屯垃圾卫生填埋场是目前北京市海淀区惟一的生活垃圾处理设施，自该场投入使用以来，恶臭污染给周边环境的影响一直是困扰填埋场运行管理的难题，针对这一恶臭污染问题引发的市民投诉频频发生。目前，随着填埋垃圾量的增加，填埋库区已高出原有坑体，正在进行堆高填埋作业，气象条件对恶臭气体扩散的影响更大。随着居民环保意识的提高与城市规模的不断扩大，探索填埋场恶臭气体扩散污染的场外扩散机理，研究恶臭污染物的扩散范围，并结合填埋气体的扩散机理，研究各种污染源在不同气象条件下的除臭技术工艺，从根本上解决垃圾填埋场对周边居民及环境污染问题，成为我们亟待研究的课题之一。

1　研究方法

1.1实验部分

1.1.1采样点布设和采样时间

采样点设置在填埋场周边5 km范围内的居民聚集区、著名风景区、重点企事业单位、交通枢纽等处，包括颐和山庄、路新海丰、德成公寓、赵庄子、王庄、冷泉桥、丰贤中路-永澄北路、填埋场入口、百望山东门、东马坊、白家疃等地点。

采样时间为2014年8月。

1.1.2检测内容与方法

以NH3为研究对象，采用的分析方法为HJ 534—2009环境空气氨的测定次氯酸钠-水杨酸分光光度法，检出限为0.05 mg/m3。当臭气浓度监测值小于检出限时以检出限的1/2计算。

1.2AERMOD模型

1.2.1模型选择

目前，对污染物扩散进行预测分析的方法有Screen3筛选模式、AERMOD、ADMS、CALPUFF精确模式等。其中Screen3筛选模式预测结果较为粗略；AERMOD适用于评价范围小于等于50 km的一级、二级评价项目；ADMS适用于评价范围小于等于50 km的一级、二级评价项目，其中包括一个街道窄谷模型，预测较为复杂；CALPUFF适用于从50 km到几百公里范围内的模拟尺度。因此，笔者采用环安科技AermodsystemV3.0进行预测。

1.2.2预测参数的确定

1）地面气象数据。采用北京气象站（站点编号54511、39.56N、116.17E）2013年的地面逐日24次气象资料，其中包括温度、风速、风向、总云量和低云量。按AERMET参数输入格式生成近地面逐时气象输入文件。

2）探空数据。采用北京气象站（站点编号54511、39.56N、116.17E）2013年的高空探测数据，其中包括各层气压、高度、温度、风向及平均风速等数据（离地高度H＜32 727 m）。

3）近地面参数。AERMOD所需近地面参数（正午地面反照率Albedo、白天Bowen率及地面粗糙度）按一年四季进行选取，按照六里屯垃圾填埋场周边地面环境及建筑物分布，地面分扇区数为6，扇区分界度数分别为0、30、155、180、215、300；地表类型分别为城市、农作地、城市、农作地、落叶林、城市；通用地表湿度为中度湿度气候。数据选取参照“《AERMET USER GUIDE》，EPA-454/B -03-002，2004/11”。

4）地形参数。模型采用的地形参数来源于北京市1∶250 000地形格栅（Grid）文件，经Arc/ Info坐标及地理投影转换，生成模型所需的数字高程（Dem）文件，其中经AERMAP处理的范围为10 km@10 km。生成的地形图如图1所示。

图1　研究区域地形图示

输出地理高程文件按200 m@200 m网格进行读数，预测接收点网格分辨率为2 km@2 km，共计2 501个网格点。

5）建筑物下洗。建筑物高度小于排放点高度的1/2.5时，可不考虑建筑物的下洗。设计填埋堆体高度为24 m，因此考虑建筑高度在9.6 m以上的建筑物。

6）污染源参数。六里屯垃圾填埋场主要污染源为填埋作业区、渗沥液调节池和填埋气收集井。根据填埋气产量、调节池渗沥液量及调节池内各污染物浓度对污染源参数进行计算［3］，则CH4和NH3的平均排放强度分别为578.05 kg/h和106.36 kg/h。计算结果根据不同季节不同时段的排放系数进行调整［4］。以NH3为例，探索恶臭污染物的迁移扩散规律。

7）环境功能区标准。该区域大部分属于二级功能保护区，百望山一带属于一级功能保护区。由于环境空气质量标准对NH3、H2S、CH4等污染物没有限制标准，因此本区域环境质量参照《恶臭污染物排放标准》的一级排放标准执行。

2　填埋场恶臭污染物扩散结果分析

2.1环境背景值检测结果

对填埋场周边重点区域环境中的NH3进行检测，作为恶臭污染物扩散研究中的叠加背景值，检测结果见表1。

表1　监测点名称、坐标及浓度

2.2最大地面浓度

AERMOD模型关于NH3最大地面浓度预测结果见图2。在研究区域范围内，填埋场南部恶臭污染较其他区域显著，此外，填埋场东北方向也存在一定程度的恶臭污染情况。这主要是由于填埋场南部区域的海拔较高，易发生恶臭污染物的聚积；而填埋场东北部则是受周边建筑物下洗的影响，致使恶臭污染物浓度较周边区域较高。

图2　各点NH3高值等值线分布

2.3逐步值

随着风向、风速等气象条件的变化，不同时刻的恶臭污染物扩散的浓度、方向及范围均会发生变化。NH3在最大值时刻（2013年7月29日22∶00）的浓度等值线分布情况见图3。此时恶臭污染物的扩散范围为填埋场东南方向至南方向范围内，黑龙潭路与百望山之间的区域。

图3　区域NH3逐步值等值线分布

2.4超标率分析

NH3超标率等值线分布见图4。超标现象主要集中在填埋场南方向，黑龙潭路与百望山森林公园之间的区域。对所有关心点、网格点的超标次数及超标率的数值进行统计，在全部11个关心点和2 601个网格点中，出现超标现象的点有43个，达标率为98.4%。其中10个点超标次数最多，超标次数为3，14个点超标次数为2，19个点的超标次数为1。根据全时段统计分析结果，达标率约100%。填埋场排放的NH3污染物浓度基本上达标。超标现象出现时刻主要在2013/7/29 22∶00、2013/3/3 0∶00、2013/5/7 0∶00、2013/3/21 0∶00、2013/7/30 1∶00，多发生在夜间，低风速、总云量和低云量较多等天气情况下。

图4　研究区域NH3超标率等值线分布

3　结论

根据对NH3在研究区域中的最大值分布情况，主要污染易发区域集中在填埋场的南部和西南部；主要污染易发时刻主要是夏季夜间及污染扩散条件较差的春季。最大值时刻的污染易发区域主要是填埋场的南部偏东区域，包括黑龙潭路与百望山森林公园之间的区域，亮甲店村、六里屯村、颐和山庄小区等区域范围内。根据超标率分析结果，填埋场排放的NH3污染物浓度基本上达标。

［1］徐捷，吴诗剑，夏凡，等.垃圾填埋场挥发性有机物研究［J］.环境科学与技术，2007，30（4）：48-49.

［2］胡斌.垃圾填埋场恶臭污染解析与控制技术研究［D］.杭州：浙江大学，2010.

［3］闵一珏，朱韶峰.城市垃圾卫生填埋场废气产生量及主要污染因子的确定［J］.环境污染与防治，2000，22（3）：33-34.

［4］刘鸿霆，李启彬，刘丹.垃圾填埋场甲烷释放速率的研究［J］.安徽农业科学，2009，37（23）：11151-11153.

Influence Analysis of NH3Pollution around Liulitun Landfill

Wen Zhixuan1，Wang Yanqiu2
（1.Beijing Haidian District Circular Economy Industrial Park Management Center，Beijing100094；2.Haidian Environmental Sanitation Scientific Research Institute of Beijing，Beijing100086）

In the process of degradation of organic waste in domestic garbage，the fetor will be continuously released，which is one of the main pollutants in the landfill site.Taking Ammonia as an example，the odor pollutants diffusion from Beijing Liulitun landfill was simulated and predicted by atmospheric prediction software system of AERMOD model.It can further explore the rules of diffusion and migration of odor pollutants，predict odor pollutants in different conditions，time and distance ofthe concentration distribution.

landfill；NH3；meteorological factors；AERMOD model

X705；X701

A

1005-8206（2016）05-0057-03

2016-02-03

温智玄（1983—），工程师，硕士，主要研究方向为垃圾填埋场的运行管理。