隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，固體廢物持續(xù)呈現(xiàn)產(chǎn)生強(qiáng)度高、利用不充分、處理處置能力不足的狀態(tài)，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[1]。實(shí)現(xiàn)固體廢物的“減量化、資源化、無(wú)害化”，是當(dāng)前我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù)之一。近年來(lái)，我國(guó)相繼出臺(tái)多項(xiàng)政策法令，加快固體廢物管理制度改革。2020年，《固體廢物污染環(huán)境防治法》修訂實(shí)施，將多項(xiàng)原則入法，強(qiáng)化政府及相關(guān)部門監(jiān)督管理責(zé)任，強(qiáng)調(diào)不同固體廢物污染防治的差異化管理[2]。隨著我國(guó)固體廢物制度建設(shè)的完善，我國(guó)固體廢物管理工作進(jìn)入提速階段。
固體廢物的風(fēng)險(xiǎn)防控是固體廢物管理工作的關(guān)鍵內(nèi)容之一[3]。固體廢物，主要包括生活垃圾、農(nóng)業(yè)固體廢物、工業(yè)固體廢物、危險(xiǎn)廢物等，含有的污染物種類繁多、性質(zhì)復(fù)雜，隨意傾倒、堆放等不合理的處理處置造成了潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[4]。我國(guó)近年來(lái)發(fā)生的重大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事件，如江蘇響水特大爆炸事故、廣東北江鎘污染、云南陽(yáng)宗海砷污染等，多與固體廢物管理不當(dāng)有關(guān)，尤其是新冠肺炎疫情發(fā)生以來(lái)，我國(guó)醫(yī)療廢物處置能力呈現(xiàn)嚴(yán)重不足的狀態(tài)，增加了病毒傳播及作業(yè)人員的感染風(fēng)險(xiǎn)[5]。隨著風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和底線思維的強(qiáng)化，將生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)納入常態(tài)化管理，系統(tǒng)構(gòu)建全過(guò)程、多層級(jí)生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范體系成為我國(guó)環(huán)境管理工作的重要指導(dǎo)思想之一[6]。固體廢物處理鏈條長(zhǎng)，從產(chǎn)生至最終處置的全過(guò)程中均可能對(duì)水體、大氣、土壤等多種環(huán)境介質(zhì)造成污染，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)范圍廣、不確定性高，因此精確評(píng)估固體廢物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是實(shí)現(xiàn)科學(xué)管控的前提。
目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)固體廢物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)展了一定研究，基于不同固體廢物處理處置技術(shù)過(guò)程中污染物的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理[7-8]，開(kāi)發(fā)了不同的模型預(yù)測(cè)污染物釋放潛力[9-10]，并結(jié)合污染物的多介質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化模型評(píng)估其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[11]。然而，大部分研究?jī)H關(guān)注處置環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，缺乏對(duì)固體廢物全過(guò)程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)類型和強(qiáng)度的系統(tǒng)性分析，并且鮮有研究探討固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空分布規(guī)律以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與區(qū)域發(fā)展特征的內(nèi)在關(guān)系。綜上，我國(guó)固體廢物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基礎(chǔ)研究仍較為薄弱，尚未建立系統(tǒng)的固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模式. 因此，針對(duì)固體廢物風(fēng)險(xiǎn)的多變性和時(shí)空變異性，該文基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)理論及系統(tǒng)管理思想，提出我國(guó)固體廢物全過(guò)程精細(xì)化環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架。
1. 固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的內(nèi)涵
環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是指由自然原因或人類活動(dòng)引起的，通過(guò)降低環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)而對(duì)人體健康和自然生態(tài)產(chǎn)生損害的事件，可以用其發(fā)生的后果及其概率表示。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生主要包括3個(gè)過(guò)程：①風(fēng)險(xiǎn)因子釋放，即環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源的形成及釋放；②風(fēng)險(xiǎn)因子轉(zhuǎn)運(yùn)，即環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因子在環(huán)境空間中經(jīng)一系列過(guò)程形成特定的時(shí)空分布特征；③風(fēng)險(xiǎn)受體暴露和受損，即環(huán)境空間中的風(fēng)險(xiǎn)因子損害某種風(fēng)險(xiǎn)受體。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)是風(fēng)險(xiǎn)因子、環(huán)境介質(zhì)、風(fēng)險(xiǎn)受體三要素共同作用形成的，區(qū)域性是環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的最顯著特征之一[12]，它由環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源的分布特征和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)形成過(guò)程共同決定?？坍?huà)區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)，是識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)、邊界、優(yōu)先序的重要基礎(chǔ). 固體廢物的管理涉及到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多個(gè)策略層面，是一個(gè)由多個(gè)子系統(tǒng)交互影響、共同作用形成的復(fù)雜體系[13]。因此，近年來(lái)，系統(tǒng)分析理論越來(lái)越多的應(yīng)用于固體廢物管理中[14-17]。
圖1 固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的內(nèi)涵
Fig.1 Conceptual model of environmental risk assessment for solid waste
基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)和系統(tǒng)分析理論，固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的具體內(nèi)涵為，綜合評(píng)估固體廢物產(chǎn)生、貯存、收集、運(yùn)輸、處置、利用全過(guò)程中對(duì)人群健康及自然生態(tài)系統(tǒng)可能造成的危害，辨析固體廢物全生命周期中釋放風(fēng)險(xiǎn)因子的核心環(huán)節(jié)和產(chǎn)生環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的重要途徑，繪制精細(xì)固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空分布圖，為固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的管控策略提供依據(jù)。傳統(tǒng)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主要由風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源、暴露途徑、風(fēng)險(xiǎn)受體三部分組成，該文以傳統(tǒng)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為基礎(chǔ)，結(jié)合固體廢物全生命周期過(guò)程，解析固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的內(nèi)涵(見(jiàn)圖1)。
從固體廢物全生命周期的角度考量，固體廢物產(chǎn)生至最終處置的全過(guò)程均存在向環(huán)境介質(zhì)釋放污染物的可能，固體廢物產(chǎn)生、貯存、收集、運(yùn)輸、處置、利用環(huán)節(jié)均為固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的來(lái)源[18]。風(fēng)險(xiǎn)因子主要包括固體廢物全生命周期過(guò)程中由于污染物的直接釋放對(duì)受體產(chǎn)生的危害，如危險(xiǎn)廢物運(yùn)輸過(guò)程中污染物的泄漏等. 固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的受體主要包括自然生態(tài)系統(tǒng)和人群兩個(gè)方面。風(fēng)險(xiǎn)因子經(jīng)過(guò)多介質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和多途徑暴露，對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果主要包括環(huán)境質(zhì)量的降低(如水體富營(yíng)養(yǎng)化、溫室效應(yīng)等)和對(duì)人群產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)[19]。因此，固體廢物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)為多來(lái)源、多危害、多受體共同作用產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果在空間上的分布格局. 固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題包括3個(gè)方面：①在“多來(lái)源”方面，包括[h1] 固體廢物產(chǎn)生的時(shí)空分布特征、基于不同處理技術(shù)的固體廢物全生命周期路徑、全過(guò)程不同環(huán)節(jié)物質(zhì)/能源的投入產(chǎn)出以及污染物的排放清單等；②在“多危害”方面，包括不同固體廢物的核心風(fēng)險(xiǎn)因子類型、風(fēng)險(xiǎn)因子的關(guān)鍵釋放環(huán)節(jié)及釋放機(jī)理、風(fēng)險(xiǎn)因子在多介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等。③在“多受體”方面，包括受體的風(fēng)險(xiǎn)感知能力以及最大風(fēng)險(xiǎn)可接受能力評(píng)估等。
2. 固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)律特征析
廢物來(lái)源廣泛、特性復(fù)雜導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)因子多元
固體廢物種類多、來(lái)源廣、特性復(fù)雜，導(dǎo)致其風(fēng)險(xiǎn)因子多元，增加了風(fēng)險(xiǎn)管理的難度。首先，固體廢物的復(fù)雜特性直接導(dǎo)致了污染物類型及相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)因子的多元化，包括重金屬、有機(jī)污染物、微塑料、溫室氣體等. 對(duì)于有機(jī)質(zhì)組分含量較高的生活垃圾，2015年美國(guó)生活垃圾填埋過(guò)程中排放的CH4占美國(guó)CH4總排放量的17.7%[20]。廢物焚燒是我國(guó)多氯化萘排放的重要來(lái)源，2014年占我國(guó)排放總量的38.8%[21]。同時(shí)，Yu等[22]調(diào)研顯示，生活垃圾填埋顯著增加了填埋場(chǎng)附近水域中藥物及個(gè)人護(hù)理品的濃度和人體健康風(fēng)險(xiǎn)。其次，危險(xiǎn)廢物的易燃易爆、毒性高的特性容易引發(fā)突發(fā)性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，并造成次生環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，尤其隨著區(qū)域尺度上產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和行業(yè)間關(guān)聯(lián)程度的提高，進(jìn)一步增加了固體廢物相關(guān)的系統(tǒng)性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率[23]。
固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)較強(qiáng)的空間異質(zhì)性
區(qū)域的發(fā)展特征是影響固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)空間格局的重要因素。一方面，區(qū)域的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)特征直接影響固體廢物產(chǎn)量。以生活垃圾為例，按照人口、GDP、建成區(qū)面積對(duì)2018年我國(guó)671個(gè)城市進(jìn)行K-means聚類分析，將其分為四類，其中第I類城市2018年年均生活垃圾清運(yùn)量為643.9×104 t，為第IV類城市的40倍以上，地區(qū)城鎮(zhèn)化水平是影響生活垃圾產(chǎn)量的主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素[24]。產(chǎn)量的快速增加和處理設(shè)施負(fù)荷的加重，直接導(dǎo)致生活垃圾環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的增加[25]。對(duì)于工業(yè)固體廢物和危險(xiǎn)廢物，其產(chǎn)量體現(xiàn)出較強(qiáng)的行業(yè)集中性。統(tǒng)計(jì)2015年全國(guó)41個(gè)工業(yè)行業(yè)固廢產(chǎn)量可知，產(chǎn)量排名前六的黑色金屬礦采選業(yè)、電力熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)、有色金屬礦采選業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)占總量的87.9%[26]。行業(yè)依賴性導(dǎo)致工業(yè)固體廢物產(chǎn)量的空間分布與行業(yè)分布呈較強(qiáng)的相關(guān)性。 通過(guò)對(duì)我國(guó)31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)(不包括港澳臺(tái)的數(shù)據(jù))工業(yè)固廢與危險(xiǎn)廢物產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)工業(yè)固廢產(chǎn)量較高的地區(qū)包括河北省、遼寧省、內(nèi)蒙古自治區(qū)，屬于資源集中型或者重工業(yè)行業(yè)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)。
另一方面，區(qū)域的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策特征通過(guò)影響固體廢物的流動(dòng)以及處理處置方式?jīng)Q定環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的空間格局。不同國(guó)家對(duì)于固體廢物監(jiān)管政策和法規(guī)的差異導(dǎo)致固體廢物的區(qū)域間流動(dòng)，大部分為高收入地區(qū)向低收入地區(qū)流動(dòng)。Heacock等[27]調(diào)研表明，2014年中國(guó)和非洲部分國(guó)家接收了全球超過(guò)80%的電子廢棄物。在加納的Agbogbloshie地區(qū)，由于西歐地區(qū)電子廢棄物的大量進(jìn)口，以及該地區(qū)工業(yè)、商業(yè)和居住區(qū)的高度重疊，使該地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)極其嚴(yán)重。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異也導(dǎo)致固體廢物處理行為的不同和相應(yīng)的環(huán)境不公平性，Kang等[28]調(diào)研顯示，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的固體廢物傾倒事件中，85%發(fā)生在農(nóng)村地區(qū)，而只有5%發(fā)生在城市地區(qū)。此外，在固體廢物的處理處置技術(shù)方面，Zhou等[29]基于我國(guó)垃圾焚燒廠的地理位置以及人口分布密度計(jì)算得知，垃圾焚燒煙氣吸入導(dǎo)致的人體非致癌風(fēng)險(xiǎn)較高的地區(qū)為我國(guó)東部、京津冀以及廣東省，均為垃圾焚燒設(shè)施建設(shè)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，且風(fēng)險(xiǎn)熱點(diǎn)與垃圾焚燒廠的空間位置呈現(xiàn)較強(qiáng)的相關(guān)性。Cai等[30]研究顯示，如果針對(duì)我國(guó)填埋場(chǎng)推廣覆蓋層甲烷氧化技術(shù)等低碳措施，將顯著降低我國(guó)東部和東北地區(qū)填埋場(chǎng)因CH4排放產(chǎn)生的溫室效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，CH4減排量分別占總減排量的31.4%和18.1%。
表1 2018年我國(guó)671個(gè)城市基于K-means聚類分析的社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征
Table 1 Socio-economic characteristics of 671 Chinese cities in 2018 based on K-means cluster analysis
受體廣泛性易造成長(zhǎng)期累積性的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)
由于全過(guò)程鏈條長(zhǎng)、技術(shù)復(fù)雜，導(dǎo)致固體廢物可能對(duì)多介質(zhì)產(chǎn)生環(huán)境污染，尤其在固體廢物貯存和處置利用的重點(diǎn)區(qū)域，污染物向水體、土壤、大氣環(huán)境的持續(xù)釋放易造成累積性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)廣東貴嶼地區(qū)由于電子廢棄物處理處置行業(yè)較集中，水體、沉積物、土壤中重金屬污染明顯[31]，直接導(dǎo)致該地區(qū)兒童血鉛濃度遠(yuǎn)高于風(fēng)險(xiǎn)閾值[32]。受體的廣泛性進(jìn)一步導(dǎo)致其累積的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)在短時(shí)間內(nèi)難以消除。Wu等[33]在一個(gè)廢棄的電子廢棄物處理場(chǎng)地檢測(cè)到，在電子廢棄物場(chǎng)地關(guān)閉10年后，場(chǎng)地內(nèi)蘋(píng)果螺(生物指示物)體內(nèi)的多氯聯(lián)苯含量仍為空白地區(qū)的11倍。Zhang等[34]總結(jié)1987—2017年我國(guó)兒童血鉛濃度水平以及空間特征，發(fā)現(xiàn)生活在電子廢棄物拆解、回收地區(qū)的兒童血鉛濃度高居不下。
3.固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法及應(yīng)用
圍繞固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，國(guó)內(nèi)外已提出相關(guān)固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法并開(kāi)展應(yīng)用。美國(guó)EPA基于傳統(tǒng)的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，提出了危險(xiǎn)廢物綜合比較的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[35]，包括危害識(shí)別、污染物環(huán)境遷移轉(zhuǎn)化分析、暴露評(píng)估、環(huán)境影響和健康風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算、不確定性分析五部分內(nèi)容。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究類型主要是工業(yè)固廢[36]和危險(xiǎn)廢物[37]，具體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法主要集中在源項(xiàng)分析、污染物暴露與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估兩個(gè)方面。
源項(xiàng)分析主要應(yīng)用于突發(fā)型環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，即綜合分析固體廢物處置流程相關(guān)節(jié)點(diǎn)中發(fā)生環(huán)境事故的原因，并進(jìn)行事故概率的定量計(jì)算，識(shí)別關(guān)鍵源項(xiàng). 事件樹(shù)、故障樹(shù)、決策樹(shù)分析法是常用的環(huán)境事故概率分析方法[38-39]，如劉華峰等[40]對(duì)危險(xiǎn)廢物焚燒設(shè)施的危險(xiǎn)源進(jìn)行了識(shí)別，并針對(duì)事故情景，采用故障樹(shù)分析法確定環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，計(jì)算事故后果；于可利等[41]采取健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法和故障樹(shù)結(jié)合的辦法對(duì)危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)滲濾液污染地下水事故進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。隨著事故分析研究的深入，致因模式從鏈?zhǔn)绞鹿手乱蚰Ｐ椭饾u演化為系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)致因模型，復(fù)雜貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)被應(yīng)用于事故概率分析，為多狀態(tài)復(fù)雜情境下的事故不確定性分析提供了定量研究的方法，特別是人工智能技術(shù)的發(fā)展，支撐了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)的應(yīng)用[42]。 陸瑩[43]使用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)合Bow-Tie模型的方法，計(jì)算了中小型電鍍廠退役搬遷過(guò)程中危險(xiǎn)廢物泄露事故造成土壤污染的概率. 除了針對(duì)環(huán)境事故的源項(xiàng)分析，圍繞累積性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，毒性浸出等方法被廣泛應(yīng)用于污染物從固體廢物中釋放的潛力評(píng)估[44]。張晶等[45]總結(jié)了固體廢物中重金屬的浸出方法, 討論了固體廢物作為瀝青路面再利用過(guò)程中，污染物釋放定量表征方法的適宜性。
污染物暴露與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
污染物暴露與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法主要應(yīng)用于源項(xiàng)分析后，對(duì)污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行研究并評(píng)估其對(duì)人體產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)有應(yīng)用于固體廢物中污染物遷移轉(zhuǎn)化的方法包括水污染物遷移模型(WASP模型[46]、Landsim模型[47]等)、大氣污染物擴(kuò)散模(拉格朗日模型[48]、高斯煙羽模型[49]等)以及多孔介質(zhì)污染物遷移模型(分?jǐn)?shù)微分對(duì)流-彌散模型[50]、隨機(jī)遷移模型[51]等)。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法主要包括綜合指數(shù)法、EPA健康風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型等[52]，其中綜合指數(shù)法首先設(shè)定不同的指標(biāo)表征固體廢物的健康風(fēng)險(xiǎn)，如污染物的接觸水平、毒性、使用量等，之后采用層次分析法等設(shè)定指標(biāo)權(quán)重并進(jìn)行多指標(biāo)綜合。EPA健康風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型是基于污染物在不同環(huán)境介質(zhì)中的濃度，進(jìn)行人群暴露定量評(píng)估，并通過(guò)污染物-人群暴露曲線，得到健康風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果。 如美國(guó)環(huán)境保護(hù)局針對(duì)危險(xiǎn)廢物焚燒設(shè)施[53]、無(wú)機(jī)固體廢物(如氯酸鈉生產(chǎn)廢物、無(wú)機(jī)氰化氫生產(chǎn)廢物)填埋設(shè)施[54]等具體污染物遷移過(guò)程和場(chǎng)景，建立了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。 此外，健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法在國(guó)內(nèi)也被廣泛應(yīng)用，如季文佳等[55]基于美國(guó)EPACMTP模型和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，分別針對(duì)危險(xiǎn)廢物貯存和填埋處置場(chǎng)景進(jìn)行地下水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；韓旭等[56]結(jié)合我國(guó)37家危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)資料，考慮危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)本身的風(fēng)險(xiǎn)和污染物水平和垂向遷移風(fēng)險(xiǎn)，利用層次分析-風(fēng)險(xiǎn)熵法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)排序；Zhou等[29]基于人口加權(quán)的健康風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法評(píng)估了我國(guó)垃圾焚燒煙氣吸入導(dǎo)致的人體健康風(fēng)險(xiǎn)。
總體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法主要針對(duì)特定環(huán)節(jié)或設(shè)施開(kāi)展定量或半定量的評(píng)估，缺乏對(duì)全過(guò)程的系統(tǒng)性分析，因此無(wú)法從全局上評(píng)估固體廢物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平，并且針對(duì)區(qū)域尺度上固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平的評(píng)估方法仍存在一定的局限性。
4.固體廢物全過(guò)程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的精細(xì)化評(píng)估框架
針對(duì)固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的全過(guò)程系統(tǒng)性以及多源頭、多受體的復(fù)雜性，提出固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的精細(xì)化評(píng)估框架，主要包括固體廢物全生命周期路徑梳理及特征識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)因子及其釋放轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程辨析、受體的最大可接受環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平評(píng)估、基于多評(píng)價(jià)指標(biāo)的固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的量化四方面內(nèi)容。
該文確定的系統(tǒng)邊界為，從固體廢物產(chǎn)生到最終處置和利用，2020年修正的《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》中明確提出，主要包括產(chǎn)生、貯存、收集、運(yùn)輸、處置、利用環(huán)節(jié). 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估必須考慮固體廢物非法堆放、擅自傾倒等行為產(chǎn)生的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，例如，秸稈的就地焚燒可產(chǎn)生大量顆粒物并產(chǎn)生人體健康風(fēng)險(xiǎn)[57]。因此該文中廣義的“貯存”包括科學(xué)儲(chǔ)存、就地堆放、隨意排放等所有系統(tǒng)收運(yùn)前的過(guò)程。
不同固體廢物全生命周期過(guò)程的差異性主要體現(xiàn)在處置和利用環(huán)節(jié)。填埋是一種最常見(jiàn)的固體廢物處理處置技術(shù)，然而，近年來(lái)，隨著固體廢物資源化理念的加強(qiáng)以及資源/能源化技術(shù)的發(fā)展，固體廢物處理處置技術(shù)與方法逐漸豐富[58]。以生物質(zhì)為主要成分的生活垃圾和農(nóng)業(yè)固體廢物的資源/能源化技術(shù)主要包括焚燒、厭氧消化、好氧堆肥、熱解氣化，其中焚燒的主要目的是減量化和回收固體廢物中的熱值，厭氧消化、熱解氣化著眼于生活垃圾和農(nóng)業(yè)固體廢物中含量較高的有機(jī)碳，以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源化. 好氧堆肥是以營(yíng)養(yǎng)元素(如P)和穩(wěn)定有機(jī)質(zhì)(如腐殖質(zhì))為目標(biāo)的資源回收處理手段。以無(wú)機(jī)物為主要成分的工業(yè)固體廢物和危險(xiǎn)廢物的處理方法主要包括焚燒、水泥窯協(xié)同處理、固化穩(wěn)定化[59]。水泥窯協(xié)同處理與固化穩(wěn)定化的目的均是基于物理/物理化學(xué)包裹作用將有毒有害物質(zhì)進(jìn)行固定，而后實(shí)現(xiàn)固體廢物的建材化利用或安全填埋。準(zhǔn)確識(shí)別固體廢物的全過(guò)程特征，包括固體廢物產(chǎn)生的空間格局、技術(shù)方法特點(diǎn)、全生命周期清單等，是評(píng)估其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的重要前提。
風(fēng)險(xiǎn)因子及其釋放轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程辨析
考慮固體廢物種類的多樣性，需針對(duì)特定固體廢物類型，基于其固體廢物全生命周期路徑、含有的污染物類型以及污染物的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)因子的初步篩選和排序。以生活垃圾為例，相較于焚燒和填埋，填埋潛在的溫室效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)更加顯著，而焚燒的生態(tài)毒性和人體健康風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先級(jí)更高[60]。以畜禽糞便為例，在其堆放或者土地利用的過(guò)程中，關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因子主要為氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素及重金屬等污染物[61]。
在掌握風(fēng)險(xiǎn)因子類型的基礎(chǔ)上，需要初步識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)因子的關(guān)鍵釋放環(huán)節(jié)，為后續(xù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估環(huán)節(jié)的聚焦提供初步判斷。從固體廢物的全過(guò)程考量，風(fēng)險(xiǎn)因子的釋放主要包括兩種類型，一種是全過(guò)程的無(wú)序釋放，主要是由于固體廢物未得到合法或合理的處理處置，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)因子的釋放，如在堆放過(guò)程中尾礦礦渣含有的重金屬隨降雨向土壤、水體遷移，造成附近區(qū)域嚴(yán)重的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)[62]。第二種是處置利用過(guò)程中，與技術(shù)特點(diǎn)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的有序釋放，例如，水泥窯回收利用飛灰后，重金屬隨降雨從水泥制品中釋放[63]。值得注意的是，對(duì)于危險(xiǎn)廢物而言，由于我國(guó)危險(xiǎn)廢物利用處置能力結(jié)構(gòu)性失調(diào)，存在處置能力地區(qū)不均衡、處置設(shè)施不匹配的現(xiàn)象，且與其他三類固體廢物相比，危險(xiǎn)廢物的跨區(qū)域運(yùn)輸短時(shí)間內(nèi)無(wú)法避免[3]。EPA的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2018年美國(guó)超過(guò)10%的危險(xiǎn)廢物存在州際運(yùn)輸?shù)那闆r[64]。危險(xiǎn)廢物較高的流動(dòng)性造成了區(qū)域內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)源的移動(dòng)以及一定程度的風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移。
受體的最大可接受環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平評(píng)估
風(fēng)險(xiǎn)因子釋放后，在多介質(zhì)中遷移轉(zhuǎn)化，并通過(guò)多種暴露途徑對(duì)受體產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果，其中受體的風(fēng)險(xiǎn)感知能力及風(fēng)險(xiǎn)最大接受水平是決定風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度的重要因素[65]。隨著研究尺度的擴(kuò)大，以及社會(huì)發(fā)展呈現(xiàn)出的人口、行業(yè)、污染的高密度集聚，受體脆弱性和感知能力的空間異質(zhì)性更加顯著[66]。區(qū)域自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)特征，包括人口要素(如人口總量、人口密度)、土地資源要素(如土地利用方式、建成區(qū)面積、土地承載力閾值)、能源要素(如能源利用結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)總量、清潔能源比率、單位GDP能耗)、自然環(huán)境要素(如生態(tài)安全閾值、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、碳排放強(qiáng)度)等，是影響受體的最大可接受環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平以及風(fēng)險(xiǎn)感知能力的重要因素。例如，區(qū)域人口密度的上升將降低醫(yī)療資源強(qiáng)度，增加人群健康脆弱性。然而，現(xiàn)有研究在開(kāi)展固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的過(guò)程中，對(duì)區(qū)域自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)特征與受體脆弱性和感知能力的關(guān)聯(lián)考慮不充分，為了準(zhǔn)確刻畫(huà)固體廢物的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)，需要深入解析區(qū)域自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)特征與風(fēng)險(xiǎn)受體的脅迫相應(yīng)關(guān)系并進(jìn)行量化表征。
基于多評(píng)價(jià)指標(biāo)的固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的量化
在明晰固體廢物風(fēng)險(xiǎn)源、風(fēng)險(xiǎn)因子、釋放環(huán)節(jié)、暴露途徑后，需要對(duì)受體的暴露量以及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果進(jìn)行定量計(jì)算，并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)受體的最大可接受環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平對(duì)固體廢物的風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度進(jìn)行綜合評(píng)估。
首先，在定量計(jì)算評(píng)估的過(guò)程中，需構(gòu)建固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故庫(kù)、特征污染物指紋數(shù)據(jù)庫(kù)、處理技術(shù)特征庫(kù)，分析風(fēng)險(xiǎn)因子無(wú)序釋放的事故概率、不同固體廢物的特征污染物類型、處置利用技術(shù)過(guò)程和產(chǎn)品，量化得到全過(guò)程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。其次，綜合考慮固體廢物處理處置對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人群產(chǎn)生的多種風(fēng)險(xiǎn)類型，構(gòu)建多指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系。由于固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)具有受體廣泛、風(fēng)險(xiǎn)因子多元的特點(diǎn)，針對(duì)單一受體的單一類型風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果無(wú)法為風(fēng)險(xiǎn)管理提供全景信息，特別在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理的過(guò)程中，單一的技術(shù)和政策很難達(dá)到多類型風(fēng)險(xiǎn)最小化目標(biāo)的同步實(shí)現(xiàn)，因此必須綜合考慮固體廢物處理處置對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人群產(chǎn)生的多種風(fēng)險(xiǎn)類型，構(gòu)建多指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系. 在構(gòu)建固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系的過(guò)程中，應(yīng)秉持精細(xì)化的管理思路，針對(duì)所研究的特定固體廢物的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因子類型，設(shè)置合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并將區(qū)域特征與風(fēng)險(xiǎn)的耦合關(guān)系量化到多指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系中。依據(jù)所選風(fēng)險(xiǎn)因子與區(qū)域特征之間的脅迫關(guān)系，在指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化、指標(biāo)賦權(quán)、指標(biāo)聚合的過(guò)程中定量體現(xiàn)區(qū)域特征對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果的影響。