垃圾发电厂烟气大气沉降对土壤环境的影响预测分析赵珍伟曹露李杨任永飞

垃圾发电厂烟气大气沉降对土壤环境的影响预测分析赵珍伟曹露李杨任永飞
发布时间：2021-10-06T07:23:26.666Z 来源：《基层建设》2021年第18期作者：赵珍伟曹露李杨任永飞[导读] 以某日处理1200t生活垃圾焚烧项目为例，采用AERMOD模型预测焚烧烟气中Hg、Cd、As和二噁英污染物的干湿沉降对周边土壤环境的影响。

中国辐射防护研究院山西省太原市 030006摘要：以某日处理1200t生活垃圾焚烧项目为例，采用AERMOD模型预测焚烧烟气中Hg、Cd、As和二噁英污染物的干湿沉降对周边土壤环境的影响。

结果表明项目运行30年后，各污染物对土壤的贡献值均处于较低水平，与土壤现状值叠加后的累积浓度仍能满足《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）中的第二类用地筛选值的限值要求。

研究结果可为新土壤导则下污染物大气沉降的土壤环境影响评价提供参考。

关键词：生活垃圾焚烧；大气沉降；重金属；二噁英；土壤环境；
引言
垃圾发电厂运行期产生的废气主要为垃圾接收、堆放过程中的恶臭气体、焚烧产生的烟气、渗滤液等污水处理产生的恶臭气体等，主要污染物包括颗粒物、酸性气体（HCl、HF、SO2等）、重金属（Hg、Pb、Cr等）和有机剧毒性污染物（二噁英等）、恶臭等几大类。

造成土壤污染的废气特征污染因子主要为正常工况下焚烧烟气中的二噁英和重金属。

以某日处理1200t生活垃圾焚烧项目为例。

结合项目特点和对环境的影响程度，采用导则附录E方法一计算特征污染物沉降量并叠加现状监测结果进行预测分析。

1.大气沉降土壤环境影响预测与评价（1）污染源及预测评价因子本项目焚烧炉烟气中的主要污染物为颗粒物、酸性气体（HCl、HF、SO2等）、重金属及其化合物（汞、镉、铊、锑、砷、铅、钴、铜、锰、镍等）、二噁英类等，经烟气净化系统处理后仍有少量污染物会随大气扩散、迁移，并通过大气的沉降作用进入土壤，造成土壤污染。

参考《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)和《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）中相关标准限值，选取汞及其化合物（以Hg计）、Cd+Tl（以Cd计）、Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni和二噁英类污染物作为预测评价因子。

（2）预测评价范围
预测评价范围为厂界外1.0km范围内。

（3）预测模式
AERMOD模型系统由AERMET（气象预处理模块）、AERMAP（地形前处理器）和AERMOD（大气扩散预测模块）三部分组成，集成了大气沉积量的计算过程，包括干沉积率、湿沉积率、总沉积率的计算。

大气污染物沉降受当地风力、降水等气象影响，在评价范围内沉降不均匀，其中最大落地浓度网格处沉降量最大，本次评价严格考虑，将最大落地浓度网格处单位面积沉降量作为评价范围单位面积沉降量。

本次评价首先利用AERMOD模型预测本项目汞及其化合物（以Hg计）、Cd+Tl（因子选取有标准限值的Cd）、Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni（因子选取有标准限值且标准指数最大的As）和二噁英最大落地浓度网格的单位面积干沉积量，再通过干沉积、湿沉积比例关系（一般约为9:1）折算出总沉积量，最终求和计算出单位面积年沉积总量。

（4）预测参数
干沉降参数参照EPA推荐的AERMOD模式干沉降参数给出。

（5）预测结果
采用AERMOD模式预测评价区域内Hg、Cd、As、二噁英的年干沉降量最大值分别为4.06E-05g/m2、4.08E-05g/m2、4.45E-04g/m2、1.02E-08g/m2。

折算成总沉降量为4.51E-05g/m2、4.53E-05g/m2、4.94E-04g/m2、1.13E-08g/m2。

（6）土壤环境现状背景值
土壤背景值采用土壤环境质量现状监测值的平均值（以各监测点表层样进行统计），取值分别为Hg0.019mg/kg、Cd 0.15mg/kg、As 8.76mg/kg、二噁英0.785ngTEQ/kg。

（7）预测结果与评价
本评价采用《环境影响评价技术导则土壤环境（试行）》（HJ964-2018）附录E推荐预测方法。

a.单位质量土壤中某种物质的增量可用下式计算：ΔS=n(IS-LS-RS)/(ρb×A×D)
式中：
ΔS—单位质量表层土壤中某种物质的增量，g/kg；IS—预测评价范围内单位年份表层土壤中某种物质的输入量，g；LS—预测评价范围内单位年份表层土壤中某种物质经淋溶排出的量，g。

本次评价严格考虑，Ls值取0；RS—预测评价范围内单位年份表层土壤中某种物质经径流排出的量，g。

本次评价严格考虑，Rs值取0；ρb—表层土壤容重，kg/m3；根据垃圾渗透液处理站、垃圾储坑两处土壤容重均值确定，为1.50×103kg/m3；A—预测评价范围，m2；厂界外1km范围内，即4.24km2。

D—表层土壤深度，一般取0.2m；
n—持续年份，a。

b.单位质量土壤中某种物质的预测值可根据其增量叠加现状值计算：S=Sb+ΔS
式中，Sb：单位质量土壤中某种物质的现状值，g/kg S：单位质量土壤中某种物质的预测值，g/kg
c.模型参数及预测结果
以Hg、Cd、As、二噁英的年最大总沉降量计算对区域土壤环境的影响。

运行期按30年计，所在区域土壤容重取1500kg/m3，土层厚度取0.2m，计算运行期30年内评价区土壤中单位质量土层物质最大输入浓度结果。

本项目大气沉降土壤环境影响土壤预测参数及结果见表3。

表3本项目大气沉降土壤环境影响预测参数及结果
项目
单位
面积沉降
量Is/A
持
续年份
表层
土壤容重
ρb
表
层土壤
深度D
单位质
量土壤污染
物增量ΔS
背景值Sb预测值S mg/m2a kg/m3m mg/kg mg/kg mg/kg
Hg 4.51E-
05515000.27.51×10-
4
0.0190.020
10 1.50×10-
3
0.0190.021
30 4.51×10-
3
0.0190.024
Cd 4.53E-
05515000.27.55×10-
4
0.150.151
10 1.51×10-
3
0.150.152
30 4.53×10-
3
0.150.155
As 4.94E-
04515000.28.23×10-
3
8.768.77
10 1.65×10-
2
8.768.78
30 4.94×10-
2
8.768.81
二噁英
1.13E-
08
515000.2 1.88×10-
7
0.785×10-
6
9.76×10-
7
10 3.77×10-
7
0.785×10-
6
1.16×10-
6
30 1.13×10-
6
0.785×10-
6
1.92×10-
6
综上，本项目排放大气污染物Hg、Cd、As二噁英对评价区土壤环境预测叠加后均满足相关环境质量标准的浓度限值要求。

因此，本项目排放大气污染物对土壤环境影响可以接受。

参考文献：
[1]吴波.AERMOD模型在土壤环境影响预测中的应用[J].装备环境工程,2020,17(06):117-121.
[2]黄煌.危废焚烧烟气排放对土壤环境影响预测研究[J].环境科学与管理,2020,45(03):67-71.。