填埋场作业面气体释放规律及其大气环境影响分析

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卫生填埋场是生活垃圾无害化处理处置的基本设施,排放的气体会影响大气环境质量。填埋场气体中的一类微量有机物——非甲烷有机物(NMOCs),是造成臭氧污染的主要物质,同时也是二次气溶胶的前体物,其中部分物质还可引起温室效应。本文从臭氧生成潜势、二次气溶胶生成潜势、全球增温贡献等多角度系统研究了填埋场作业面NMOCs的环境影响,精确识别优先控制物质并提出减少填埋场作业面对大气环境影响的措施。以北京阿苏卫填埋场为典型案例,在作业面以静态箱法采集气体样品,以气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)定量分析作业面样品中NMOCs浓度,获得采样点不同NMOCs组分的浓度与释放速率。作业面NMOCs浓度约为9700μg?m-3,释放速率约为4900μg?m-2?h-1。作业面NMOCs的释放呈夏季(29)秋季(29)春季(29)冬季的规律。乙醇是作业面NMOCs中浓度和释放速率最高的物质,含氧化合物是浓度与释放速率占比最高的物种,NMOCs中高浓度与高释放速率物质类型具有一致性。识别出填埋场作业面高释放贡献物质八种,包括乙醇、二甲基二硫醚、乙酸乙酯、2-丁酮、正戊烷、丙酮、甲硫醚和四氯乙烯。采用等效丙烯浓度法和最大增量反应法计算臭氧生成潜势,采用气溶胶转化系数法计算二次气溶胶生成潜势。以最大增量反应法为基础,以等效丙烯浓度法进行修正,估算作业面NMOCs产生的年均臭氧浓度生成潜势约为12045μg?m-3,臭氧释放速率生成潜势为6451μg?m-2?h-1;二次气溶胶浓度生成潜势约为1764μg?m-3,二次气溶胶释放速率生成潜势约为590μg?m-2?h-1。全年时间尺度上,高臭氧释放贡献物质为乙醇、正戊烷、乙酸乙酯、间二甲苯、苯乙烯、2-甲基戊烷、2-丁酮、异丙醇、甲硫醚及邻二甲苯,作业面二次气溶胶生成的主要贡献物质是甲苯、间二甲苯、乙苯、邻二甲苯和正己烷。采用静态箱和负压箱结合的方法采集CH4、CO2和N2O气体样品,与NMOCs中的四种卤代烃一同作为填埋场释放的主要温室气体,计算其增温贡献。CFC-11、N2O和CFC-12三种物质虽然浓度和释放速率与甲烷比很低(不足1%),但其产生的增温贡献可以达到20%30%,其影响不容忽视。特别是CFC-11,是本研究中发现的填埋场作业面中最重要的温室气体,贡献可达11%?17%。科学设置运行导排系统、铺设临时覆盖层是必要的作业面NMOCs释放控制措施。通过推广垃圾分类和分季节调控的方案,有助于更好的控制NMOCs释放。
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