隨著我國經(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[1]。實(shí)現(xiàn)固體廢物的“減量化、資源化、無害化”，是當(dāng)前我國生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù)之一。近年來，我國相繼出臺多項(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]。隨著我國固體廢物制度建設(shè)的完善，我國固體廢物管理工作進(jìn)入提速階段。
固體廢物的風(fēng)險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[4]。我國近年來發(fā)生的重大環(huán)境風(fēng)險事件，如江蘇響水特大爆炸事故、廣東北江鎘污染、云南陽宗海砷污染等，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，我國醫(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[5]。隨著風(fēng)險意識和底線思維的強(qiáng)化，將生態(tài)環(huán)境風(fēng)險納入常態(tài)化管理，系統(tǒng)構(gòu)建全過程、多層級生態(tài)環(huán)境風(fēng)險防范體系成為我國環(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，從產(chǎn)生至最終處置的全過程中均可能對水體、大氣、土壤等多種環(huán)境介質(zhì)造成污染，環(huán)境風(fēng)險范圍廣、不確定性高，因此精確評估固體廢物的環(huán)境風(fēng)險是實(shí)現(xiàn)科學(xué)管控的前提。
目前，國內(nèi)外學(xué)者針對固體廢物的環(huán)境風(fēng)險開展了一定研究，基于不同固體廢物處理處置技術(shù)過程中污染物的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理[7-8]，開發(fā)了不同的模型預(yù)測污染物釋放潛力[9-10]，并結(jié)合污染物的多介質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化模型評估其環(huán)境風(fēng)險[11]。然而，大部分研究僅關(guān)注處置環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的環(huán)境風(fēng)險，缺乏對固體廢物全過程環(huán)境風(fēng)險類型和強(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)險的時空分布規(guī)律以及環(huán)境風(fēng)險與區(qū)域發(fā)展特征的內(nèi)在關(guān)系。綜上，我國固體廢物風(fēng)險評估基礎(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)險評估模式. 因此，針對固體廢物風(fēng)險的多變性和時空變異性，該文基于環(huán)境風(fēng)險場理論及系統(tǒng)管理思想，提出我國固體廢物全過程精細(xì)化環(huán)境風(fēng)險評估框架。
1. 固體廢物環(huán)境風(fēng)險評估的內(nèi)涵
環(huán)境風(fēng)險是指由自然原因或人類活動引起的，通過降低環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)而對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)險的發(fā)生主要包括3個過程：①風(fēng)險因子釋放，即環(huán)境風(fēng)險源的形成及釋放；②風(fēng)險因子轉(zhuǎn)運(yùn)，即環(huán)境風(fēng)險因子在環(huán)境空間中經(jīng)一系列過程形成特定的時空分布特征；③風(fēng)險受體暴露和受損，即環(huán)境空間中的風(fēng)險因子損害某種風(fēng)險受體。環(huán)境風(fēng)險場是風(fēng)險因子、環(huán)境介質(zhì)、風(fēng)險受體三要素共同作用形成的，區(qū)域性是環(huán)境風(fēng)險場的最顯著特征之一[12]，它由環(huán)境風(fēng)險源的分布特征和環(huán)境風(fēng)險場形成過程共同決定。刻畫區(qū)域環(huán)境風(fēng)險場，是識別風(fēng)險管理目標(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)、社會等多個策略層面，是一個由多個子系統(tǒng)交互影響、共同作用形成的復(fù)雜體系[13]。因此，近年來，系統(tǒng)分析理論越來越多的應(yīng)用于固體廢物管理中[14-17]。
圖1 固體廢物環(huán)境風(fēng)險評估的內(nèi)涵
Fig.1 Conceptual model of environmental risk assessment for solid waste
基于環(huán)境風(fēng)險場和系統(tǒng)分析理論，固體廢物環(huán)境風(fēng)險評估的具體內(nèi)涵為，綜合評估固體廢物產(chǎn)生、貯存、收集、運(yùn)輸、處置、利用全過程中對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)險因子的核心環(huán)節(jié)和產(chǎn)生環(huán)境風(fēng)險的重要途徑，繪制精細(xì)固體廢物環(huán)境風(fēng)險時空分布圖，為固體廢物環(huán)境風(fēng)險的管控策略提供依據(jù)。傳統(tǒng)的環(huán)境風(fēng)險主要由風(fēng)險來源、暴露途徑、風(fēng)險受體三部分組成，該文以傳統(tǒng)的環(huán)境風(fēng)險評估為基礎(chǔ)，結(jié)合固體廢物全生命周期過程，解析固體廢物環(huán)境風(fēng)險評估的內(nèi)涵(見圖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)險的來源[18]。風(fēng)險因子主要包括固體廢物全生命周期過程中由于污染物的直接釋放對受體產(chǎn)生的危害，如危險廢物運(yùn)輸過程中污染物的泄漏等. 固體廢物環(huán)境風(fēng)險的受體主要包括自然生態(tài)系統(tǒng)和人群兩個方面。風(fēng)險因子經(jīng)過多介質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和多途徑暴露，對自然環(huán)境產(chǎn)生的風(fēng)險結(jié)果主要包括環(huán)境質(zhì)量的降低(如水體富營養(yǎng)化、溫室效應(yīng)等)和對人群產(chǎn)生的健康風(fēng)險[19]。因此，固體廢物的環(huán)境風(fēng)險為多來源、多危害、多受體共同作用產(chǎn)生的風(fēng)險結(jié)果在空間上的分布格局. 固體廢物環(huán)境風(fēng)險評估的關(guān)鍵科學(xué)問題包括3個方面：①在“多來源”方面，包括[h1] 固體廢物產(chǎn)生的時空分布特征、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)險因子類型、風(fēng)險因子的關(guān)鍵釋放環(huán)節(jié)及釋放機(jī)理、風(fēng)險因子在多介質(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)險感知能力以及最大風(fēng)險可接受能力評估等。
2. 固體廢物環(huán)境風(fēng)險的規(guī)律特征析
廢物來源廣泛、特性復(fù)雜導(dǎo)致風(fēng)險因子多元
固體廢物種類多、來源廣、特性復(fù)雜，導(dǎo)致其風(fēng)險因子多元，增加了風(fēng)險管理的難度。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. 對于有機(jī)質(zhì)組分含量較高的生活垃圾，2015年美國生活垃圾填埋過程中排放的CH4占美國CH4總排放量的17.7%[20]。廢物焚燒是我國多氯化萘排放的重要來源，2014年占我國排放總量的38.8%[21]。同時，Yu等[22]調(diào)研顯示，生活垃圾填埋顯著增加了填埋場附近水域中藥物及個人護(hù)理品的濃度和人體健康風(fēng)險。其次，危險廢物的易燃易爆、毒性高的特性容易引發(fā)突發(fā)性環(huán)境風(fēng)險，并造成次生環(huán)境風(fēng)險，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)險發(fā)生的概率[23]。
固體廢物環(huán)境風(fēng)險呈現(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2018年我國671個城市進(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)險的增加[25]。對于工業(yè)固體廢物和危險廢物，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41個工業(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。 通過對我國31個省(自治區(qū)、直轄市)(不包括港澳臺的數(shù)據(jù))工業(yè)固廢與危險廢物產(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)、政策特征通過影響固體廢物的流動以及處理處置方式?jīng)Q定環(huán)境風(fēng)險的空間格局。不同國家對于固體廢物監(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，大部分為高收入地區(qū)向低收入地區(qū)流動。Heacock等[27]調(diào)研表明，2014年中國和非洲部分國家接收了全球超過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)險較高的地區(qū)為我國東部、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，如果針對我國填埋場推廣覆蓋層甲烷氧化技術(shù)等低碳措施，將顯著降低我國東部和東北地區(qū)填埋場因CH4排放產(chǎn)生的溫室效應(yīng)風(fēng)險，CH4減排量分別占總減排量的31.4%和18.1%。
表1 2018年我國671個城市基于K-means聚類分析的社會經(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期累積性的環(huán)境風(fēng)險
由于全過程鏈條長、技術(shù)復(fù)雜，導(dǎo)致固體廢物可能對多介質(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。我國廣東貴嶼地區(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)險在短時間內(nèi)難以消除。Wu等[33]在一個廢棄的電子廢棄物處理場地檢測到，在電子廢棄物場地關(guān)閉10年后，場地內(nèi)蘋果螺(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)險評估方法及應(yīng)用
圍繞固體廢物環(huán)境風(fēng)險評估，國內(nèi)外已提出相關(guān)固體廢物環(huán)境風(fēng)險評估方法并開展應(yīng)用。美國EPA基于傳統(tǒng)的健康風(fēng)險評價模型，提出了危險廢物綜合比較的風(fēng)險評估方法[35]，包括危害識別、污染物環(huán)境遷移轉(zhuǎn)化分析、暴露評估、環(huán)境影響和健康風(fēng)險計(jì)算、不確定性分析五部分內(nèi)容。目前，國內(nèi)對固體廢物環(huán)境風(fēng)險評估的研究類型主要是工業(yè)固廢[36]和危險廢物[37]，具體來說，現(xiàn)有的固體廢物環(huán)境風(fēng)險評估方法主要集中在源項(xiàng)分析、污染物暴露與健康風(fēng)險評估兩個方面。
源項(xiàng)分析主要應(yīng)用于突發(fā)型環(huán)境風(fēng)險的評估，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，識別關(guān)鍵源項(xiàng). 事件樹、故障樹、決策樹分析法是常用的環(huán)境事故概率分析方法[38-39]，如劉華峰等[40]對危險廢物焚燒設(shè)施的危險源進(jìn)行了識別，并針對事故情景，采用故障樹分析法確定環(huán)境風(fēng)險發(fā)生概率，計(jì)算事故后果；于可利等[41]采取健康風(fēng)險評價方法和故障樹結(jié)合的辦法對危險廢物填埋場滲濾液污染地下水事故進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險評價。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程中危險廢物泄露事故造成土壤污染的概率. 除了針對環(huán)境事故的源項(xiàng)分析，圍繞累積性環(huán)境風(fēng)險，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)險評估方法主要應(yīng)用于源項(xiàng)分析后，對污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行研究并評估其對人體產(chǎn)生的健康風(fēng)險?，F(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)微分對流-彌散模型[50]、隨機(jī)遷移模型[51]等)。健康風(fēng)險評估方法主要包括綜合指數(shù)法、EPA健康風(fēng)險計(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，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)行人群暴露定量評估，并通過污染物-人群暴露曲線，得到健康風(fēng)險結(jié)果。 如美國環(huán)境保護(hù)局針對危險廢物焚燒設(shè)施[53]、無機(jī)固體廢物(如氯酸鈉生產(chǎn)廢物、無機(jī)氰化氫生產(chǎn)廢物)填埋設(shè)施[54]等具體污染物遷移過程和場景，建立了環(huán)境風(fēng)險評估模型。 此外，健康風(fēng)險評估方法在國內(nèi)也被廣泛應(yīng)用，如季文佳等[55]基于美國EPACMTP模型和健康風(fēng)險評價模型，分別針對危險廢物貯存和填埋處置場景進(jìn)行地下水環(huán)境健康風(fēng)險評價；韓旭等[56]結(jié)合我國37家危險廢物填埋場資料，考慮危險廢物填埋場本身的風(fēng)險和污染物水平和垂向遷移風(fēng)險，利用層次分析-風(fēng)險熵法進(jìn)行風(fēng)險指數(shù)排序；Zhou等[29]基于人口加權(quán)的健康風(fēng)險計(jì)算方法評估了我國垃圾焚燒煙氣吸入導(dǎo)致的人體健康風(fēng)險。
總體來說，現(xiàn)有的固體廢物環(huán)境風(fēng)險評估方法主要針對特定環(huán)節(jié)或設(shè)施開展定量或半定量的評估，缺乏對全過程的系統(tǒng)性分析，因此無法從全局上評估固體廢物的環(huán)境風(fēng)險水平，并且針對區(qū)域尺度上固體廢物環(huán)境風(fēng)險水平的評估方法仍存在一定的局限性。
4.固體廢物全過程環(huán)境風(fēng)險的精細(xì)化評估框架
針對固體廢物環(huán)境風(fēng)險的全過程系統(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)險的精細(xì)化評估框架，主要包括固體廢物全生命周期路徑梳理及特征識別、風(fēng)險因子及其釋放轉(zhuǎn)運(yùn)過程辨析、受體的最大可接受環(huán)境風(fēng)險水平評估、基于多評價指標(biāo)的固體廢物環(huán)境風(fēng)險的量化四方面內(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)險評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，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[57]。因此該文中廣義的“貯存”包括科學(xué)儲存、就地堆放、隨意排放等所有系統(tǒng)收運(yùn)前的過程。
不同固體廢物全生命周期過程的差異性主要體現(xiàn)在處置和利用環(huán)節(jié)。填埋是一種最常見的固體廢物處理處置技術(shù)，然而，近年來，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。以無機(jī)物為主要成分的工業(yè)固體廢物和危險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)確識別固體廢物的全過程特征，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，是評估其環(huán)境風(fēng)險的重要前提。
風(fēng)險因子及其釋放轉(zhuǎn)運(yùn)過程辨析
考慮固體廢物種類的多樣性，需針對特定固體廢物類型，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)化過程進(jìn)行風(fēng)險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)險更加顯著，而焚燒的生態(tài)毒性和人體健康風(fēng)險優(yōu)先級更高[60]。以畜禽糞便為例，在其堆放或者土地利用的過程中，關(guān)鍵風(fēng)險因子主要為氮磷等營養(yǎng)元素及重金屬等污染物[61]。
在掌握風(fēng)險因子類型的基礎(chǔ)上，需要初步識別風(fēng)險因子的關(guān)鍵釋放環(huán)節(jié)，為后續(xù)環(huán)境風(fēng)險評估環(huán)節(jié)的聚焦提供初步判斷。從固體廢物的全過程考量，風(fēng)險因子的釋放主要包括兩種類型，一種是全過程的無序釋放，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)險因子的釋放，如在堆放過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[62]。第二種是處置利用過程中，與技術(shù)特點(diǎn)相關(guān)風(fēng)險的有序釋放，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，對于危險廢物而言，由于我國危險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，危險廢物的跨區(qū)域運(yùn)輸短時間內(nèi)無法避免[3]。EPA的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2018年美國超過10%的危險廢物存在州際運(yùn)輸?shù)那闆r[64]。危險廢物較高的流動性造成了區(qū)域內(nèi)風(fēng)險源的移動以及一定程度的風(fēng)險轉(zhuǎn)移。
受體的最大可接受環(huán)境風(fēng)險水平評估
風(fēng)險因子釋放后，在多介質(zhì)中遷移轉(zhuǎn)化，并通過多種暴露途徑對受體產(chǎn)生風(fēng)險結(jié)果，其中受體的風(fēng)險感知能力及風(fēng)險最大接受水平是決定風(fēng)險強(qiáng)度的重要因素[65]。隨著研究尺度的擴(kuò)大，以及社會發(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)險水平以及風(fēng)險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)有研究在開展固體廢物環(huán)境風(fēng)險評價的過程中，對區(qū)域自然、經(jīng)濟(jì)、社會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)確刻畫固體廢物的風(fēng)險場，需要深入解析區(qū)域自然、經(jīng)濟(jì)、社會特征與風(fēng)險受體的脅迫相應(yīng)關(guān)系并進(jìn)行量化表征。
基于多評價指標(biāo)的固體廢物環(huán)境風(fēng)險的量化
在明晰固體廢物風(fēng)險源、風(fēng)險因子、釋放環(huán)節(jié)、暴露途徑后，需要對受體的暴露量以及相應(yīng)的風(fēng)險結(jié)果進(jìn)行定量計(jì)算，并結(jié)合風(fēng)險受體的最大可接受環(huán)境風(fēng)險水平對固體廢物的風(fēng)險強(qiáng)度進(jìn)行綜合評估。
首先，在定量計(jì)算評估的過程中，需構(gòu)建固體廢物環(huán)境風(fēng)險事故庫、特征污染物指紋數(shù)據(jù)庫、處理技術(shù)特征庫，分析風(fēng)險因子無序釋放的事故概率、不同固體廢物的特征污染物類型、處置利用技術(shù)過程和產(chǎn)品，量化得到全過程的環(huán)境風(fēng)險。其次，綜合考慮固體廢物處理處置對生態(tài)系統(tǒng)和人群產(chǎn)生的多種風(fēng)險類型，構(gòu)建多指標(biāo)風(fēng)險評價體系。由于固體廢物環(huán)境風(fēng)險具有受體廣泛、風(fēng)險因子多元的特點(diǎn)，針對單一受體的單一類型風(fēng)險評估結(jié)果無法為風(fēng)險管理提供全景信息，特別在進(jìn)行風(fēng)險管理的過程中，單一的技術(shù)和政策很難達(dá)到多類型風(fēng)險最小化目標(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生態(tài)系統(tǒng)和人群產(chǎn)生的多種風(fēng)險類型，構(gòu)建多指標(biāo)風(fēng)險評價體系. 在構(gòu)建固體廢物環(huán)境風(fēng)險評價體系的過程中，應(yīng)秉持精細(xì)化的管理思路，針對所研究的特定固體廢物的關(guān)鍵風(fēng)險因子類型，設(shè)置合理的風(fēng)險評價指標(biāo)，并將區(qū)域特征與風(fēng)險的耦合關(guān)系量化到多指標(biāo)風(fēng)險評價體系中。依據(jù)所選風(fēng)險因子與區(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)聚合的過程中定量體現(xiàn)區(qū)域特征對環(huán)境風(fēng)險結(jié)果的影響。