垃圾处置场地质环境风险经济学评价

垃圾处理的经济效益：
垃圾处理产业的产品主要有三大类：物质资源、环境资源和垃圾处理服务。物质资源的初生态就是未经处理或加工的回收物质，高级形态是二次原料（包括二次能源）。环境资源主要指自然、人文和生态环境的环境容量资源，垃圾处理产业通过对垃圾无害化、资源化和减量化处理减少了排入环境的污染物量，亦即减少了对环境容量的占用，为生产和消费持续发展提供了可能。垃圾处理服务由包括解决公众投诉在内的管理和作业等一系列活动组成，垃圾处理产业通过提供垃圾处理服务带给公众良好环境的享受。
从产业产品来看，垃圾处理产业既是物质生产领域的基础产业或第二产业，也是与日常生活和物质生产领域密切相关的服务性产业或第三产业，日本1990年供水和垃圾处理产业的感应度系数和影响力系数分别0.6397和0.8132，感应度系数和影响力系数适中且两者接近，说明垃圾处理产业既可归入物质生产的基础产业，也可归入服务业。如果环境资源以环境权法明确下来并可增值，垃圾处理产业就是名副其实的服务产业，否则，垃圾处理产业仅以满足社会公共需要而非以交换和增值为目的，便只能作为一种公益性服务事业。
垃圾处理产业引进竞争机制、推行民营化的原因既包括公共财政无法满足日益增长的垃圾处理需求，不得不求助于民间资本，也包括因垃圾处理理念的变化，垃圾处理产业的内涵和外延得到拓展后其经济技术属性发生变化，有效供给模式也发生相应变化。
1）面对日益增长的垃圾处理需求，公共财政难以为继
随着经济发展水平的提高，“大量生产、大量消费”的现代经济增长模式势必带来垃圾的增长。20世纪80年代初期，国外城市垃圾平均年增长率为2%～5%，有的国家达到10%。工业发达国家的城市生活垃圾总增长率为3%～5%(江源、刘运通、邵培，2004)。而且，市民对垃圾无害化处理的要求也越来越高，垃圾处理产业所需要的投资也日益巨大。作为社会公益事业由政府包揽，即从生活垃圾收集、清运到处理以及监督管理都由政府全程负责的垃圾处理模式带来垃圾处理领域的公共财政支出急速膨胀，对公共财政造成了极大压力。国家与城市财政都不足以支持垃圾处理设施的建设与运营，这就是要通过适当的契约安排吸引私人资金极为必要的原因。
2）垃圾处理民营化既有先例，又存在技术上的可行性
西方国家认识到公用事业领域存在“市场失灵”的问题，在20世纪以来广泛采取由政府负责提供公共服务的做法，但从本质上讲，“提供服务并非政府的义务，政府的义务是保证服务得以实现”(戴维·奥斯本、特德·盖布勒，1996年，第6—7页)。在历史上，19世纪末20世纪初，由于城市政府缺乏资金，国家补贴又相当有限，英、美国家的公共事业也主要由与市政当局订立了长期合同的私人企业提供，这与民营化模式很相似。而且产业废弃物处理一向由民间企业承担，从技术上讲，城市生活垃圾处理民营化并不存在技术上的障碍。随着垃圾处理理念的转变，垃圾处理不单纯是焚烧、填埋、堆肥，还涉及资源的回收利用，垃圾处理越来越细分化、专业化，政府缺乏相应的技术和技能。此外，如果以回收利用为前提，就需要针对收集来的各种废弃物进行不同的处理，政府承担这些设备及人员，负担太重，效率也会大打折扣。民间企业实际上在回收利用领域处于主导地位。
3）垃圾收费制的推行增加了垃圾处理产业对民间资金的吸引力
由于公共物品消费上不存在支出约束，供给上没有利润驱动，因此在享受清洁环境的同时，过度消费的“搭便车”现象在所难免。缺乏代价意识导致过度消费垃圾服务，导致人力资源和财力的巨大浪费。为减轻垃圾处理公共支出的压力，同时也为强化市民的环境意识，实现垃圾的“减量化”，各国政府尝试采取经济手段改变市民的行为方式，推行垃圾收费制。不交费即不能得到垃圾清运服务，垃圾收费制的推行使服务受益排他成为可能，使垃圾处理产业有了市场化的条件，也为承担一定公益责任的垃圾处理企业在政府财政补贴之外，增加了新的收入来源，增加了垃圾处理产业对民间资金的吸引力。
4）垃圾处理涉及多个环节。多种供给模式组合才能实现最优绩效
垃圾处理产业环节较多，其经济技术特性具有多样性和多层次性，不同特性的具体服务应该由不同主体和不同模式予以解决。先行研究对垃圾处理服务各类供给模式的优劣以及使用的具体服务类别进行了归纳整理(见表1)，指出只有通过多种供给模式组合，才能实现垃圾处理服务的最优绩效。简单地说，就是回收利用领域理想供给模式是民间企业主导、政府辅助并予以政策及技术支援，而在垃圾处理领域则出于降低外部不经济及环境污染风险的考虑，较为理想的模式为在加强政府监管的前提下，最大限度地利用民间的资金和技术能力。

1、地质填图及地形测量
工作内容包含地形地貌、居民点分布、水文、岩性、构造（褶皱、断裂、裂隙）、生态环境。
2、工程物探
查明场区及近场区地质、水文及工程地质条件（主要用于初勘阶段）。方法有电测深、地质雷达、地震、测井等。
3、工程钻探
目的是了解区内地质、水文和工程地质条件。工作内容是钻探及原位测试，采取各种测试、试验样品（土样、岩样、水样）。
4、水文地质试验
目的是查明场区各岩土层的渗透性能。具体方法有渗水、注水、压水、抽水等。
5、室内实验测试
测定采取样品的基本物理、力学性质指标及渗透性指标。野外勘察工作结束后。应编制垃圾填埋场岩土工程地质勘察报告，基本内容主要包括：前言、勘探工作综述、区域自然地理、区域地质、区域水文、场区地质、场区水文、区域及场区工程地质、环境岩土工程评价、结论与建议。

垃圾处置场地质环境风险评价一般指垃圾场污染地质环境的事故发生的概率与其造成的损失之合。这里的地质环境一般指土壤、地下水。鉴于垃圾淋滤液在土壤中的运移缓慢，影响范围一般不大，造成的损失一般也不大。因此，这里进行的“垃圾处置场地质环境风险评价”重点是污染地下水的风险评价。本文将以滹沱河石家庄段两侧垃圾处置的地下水污染风险评价为例来说明这一问题。

一、研究区地理基本情况

研究区属北温带半干旱大陆性季风气候区，夏季炎热，冬季较寒冷。大气降水年内、年际变化悬殊。多年平均降水量549.4mm，年内70%～80%的降雨集中在6～8月。区内蒸发作用强烈，蒸发量为900～1200mm。滹沱河石家庄段河谷宽阔，河漫滩发育。1959年以前，滹沱河河道常年有水，自黄壁庄水库拦蓄后，河川径流由水库调节。一般在汛期放水，平常河床干涸。

评价区为地下水资源保护区、泄洪区、农民居住密集区，农业种植和生态保护区。

二、风险识别

如要对垃圾处置场地质环境风险进行危害识别，就需要对可能出的事故即填埋气体逃逸进入地层、土壤和地下水，污染空气、地表水、地下水，传播疾病;并要对这些事故进行逐项分析。但是，由于这里只针对处置场对地下水污染风险进行评价，显然，这里的地质环境事故只有垃圾污染地下水一项。

“垃圾场污染地下水”是否发生，或有多大的可能性发生，主要决定于两大方面的因素，一是该地区的水文地质条件，二是垃圾场的建设是否按照标准建设。

1.水文地质条件

1.1 地质条件

从总体上看，评价区内的土地利用现状比较简单，基本上是以耕地、绿化带为主要的用途。地质、水文地质条件虽然比较复杂，主要是粘土、粉土、砂等岩性组成，其复杂性主要体现在很小的范围内岩性变化大，且结构复杂。其简单性主要体现在地层岩性的沉积环境类型比较单一，除了评价区西北区的边界为山区冲洪积沉积类型外，评价区内的地层沉积是滹沱河的河流相沉积，且水文地质条件研究程度较高。

包气带地层:地下水含水层水位之上的包气带地层主要是粘土、粉土组成，最大厚度均小于20m(图9－3－1)。

地下水含水层:基本上由细砂、中砂、含砾砂层组成，交错层理发育，富水条件好，是石家庄市的主要供水水源地之一(图9－3－1)。

评价区大部分处在石家庄地下水降落漏斗边缘(图9－2－2，彩图13)，污染物进入地下水含水层将向漏斗中心扩散，污染地下水。

图9－3－1 评价区地质剖面图^{［215、216］}

该区是石家庄地下水源地，地下水污染将影响石家庄市的供水。

1.2 研究区污染防护能力

根据黏性土对污染物防护性能研究结果(表8－2－6)，结合评价区具体情况，对评价区内的包气带岩性对污染物质的防护的相对能力进行评价分区，分区结果见彩图14。从图中可以看出，防护能力共分四个区:防护能力好、防护能力较好、防护能力一般、防护能力差。各等级区具体情况如下所述。

(1)防护能力好:这是污染防护能力最强的区域，包气带地层以粘土、亚粘土为主的岩性地层，累积厚度一般大于18m，主要分布在河道西南部的山前冲洪积扇的前缘和东部河流拐弯处;分布范围如彩图14所示。

(2)防护能力较好:为污染防护能力次好的区域，包气带地层岩性主要为粘土、亚粘土和亚砂土组合，粘土、亚粘土的累积厚度在9.5～18m之间，亚砂土的累积厚度在16～30m之间;分布离河道较远的两侧(彩图14)。虽然本区的防护能力较好，但垃圾污染物仍有可能进入地下水中。

(3)防护能力一般:为污染防护能力一般的区域，包气带地层组合为粘土、亚粘土和亚砂土，粘土、亚粘土累积厚度在5～9.5m之间，亚砂土累积厚度8.4～16m之间;分布紧靠河道两侧(彩图14)。本区的垃圾污染物进入地下水中的可能性加大。

(4)防护能力差

为污染防护能力差的区域，包气带为粘土、亚粘土，累积厚度小于5m，亚砂土累积厚度小于8.4m，主要分布在河道带(彩图14)。本区的垃圾污染物进入地下水中的可能性极大。

2.正规垃圾处置场风险来源^{［108、117－126、169－172、181、182、184］}

对于工程控制的填埋场可能发生在设计、施工、运行及林场的各个阶段。由于这些危害产生的可能性可能随时间而变化，还会随废物所经历的稳定化过程而造成环境的变化而变化。填埋场可能对环境造成影响如下:

(1)设计阶段:A:不适合的场底斜坡促使淋滤液排泄到池塘中;B:土工膜厚度;C:淋滤液收集系统，包括淋滤液收集池的设计;D:不正确的淋滤液水头。

(2)施工阶段:A:不适合的底部铺设，导致不均匀沉降;B:所使用的材料质量差及保存出问题;C:衬垫控制系统受到扎损;D:土工膜焊接及缝合失败;E:质量保证措施缺乏或实施不合格。

(3)运行阶段:A:运行程序很差，导致衬垫系统受损害;B:由于场地建设工程质量差导致淋滤液排出失败;C:雨量过多渗入场内;D:过大的淋滤液水头作用在衬垫系统上。

(4)封场后:A:由于人类或自然作用使盖层系统失败;B:淋滤液收集系统塌陷;C:不适当的废物长期侵害效应。

三、风险评估

就是对垃圾处置场污染地下水这件事故进行发生的概率分析、计算或评估。垃圾处置场污染地下水的风险评价，实际上可以分解为“填埋场垃圾淋滤液渗漏风险”和“淋滤液渗漏后可能穿过地层进入地下水的风险”两个大的方面来评价。评价区同时存在按标准建设的正规垃圾填埋场(如叉河垃圾处置场)和相当多的未经正规设计建设的垃圾堆放场。对前者的风险评价包括“淋滤液渗漏风险”和“渗漏的淋滤液污染地下水的风险”两方面，而后者仅对“淋滤液渗漏污染地下水的风险”评价即可。

1.渗漏的淋滤液污染地下水的风险概率评估

渗漏后的淋滤液污染地下水的风险概率评估，实际上相当于一般排放的污水污染地下水概率的评估。污水污染地下水的风险概率的计算涉及许多地质参数及其他相关参数的求取，这些参数求取实际上很难。在工作条件限制，不能求取足够参数的情况下，可选用主观概率法(头脑风暴分析法)来评估这个概率。

将评价区的地质、水文地质条件、地下水包气带岩性特征、地下水污染防护能力分区情况、垃圾场的可能规模、可能产生的垃圾淋滤液的量、垃圾淋滤液中可能的污染物成分及其浓度等详细信息，分别为8位本领域的专家提供，让他们独立判断在彩图14所示的几个区域内，淋滤液污染地下水风险概率。

对这8位专家的判别，进行综合归纳后，得到淋滤液污染地下水风险概率在Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区分别为:0%、37%、63%、100%。

换句话说，分别在Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区随意堆放的垃圾淋滤液污染地下水风险概率分别为:0%、37%、63%、100%。

2.正规填埋场垃圾淋滤液渗漏并污染地下水的概率评估

按照建设部《城市垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》(建标［2001］101号)和《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》(CJJ2001)等标准和规范，建立垃圾卫生填埋场，垃圾淋滤液将被控制在垃圾场内的一定范围，并被收集系统收集。只要设计、施工、运营及封场等均严格按标准进行，这种处置场的淋滤液一般不会渗漏。但是，一般不会并不等于绝对不会，刘长礼等研究成果^［108］表明，正规垃圾填埋场垃圾淋滤液渗漏的概率为3.9%。

如果分别在上述Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区按标准建设正规垃圾处置场，则淋滤液污染地下水风险概率分别为:0%、1.443%(0.039×37%)、2.457%(0.039×63%)和3.9%(0.039×100%)。

四、后果评估

1.危害评估

垃圾场产生的环境事故将污染空气、土壤、地表水和地下水、传播疾病、影响人类身心健康等，从而导致经济损失、健康损失和生态损失，对事故发生的后果评估比较复杂和困难。

2.危害造成地下水经济损失评估

这里仅对“污染地下水”这一事件可能造成的经济损失进行评估。

(1)首先计算一个通常规模的垃圾场污染地下水后造成的经济损失:假设垃圾场使用期限是10年(垃圾填埋场的一般要求)，计算10年里垃圾污染物进入地下水可能的污染范围和可能污染的地下水量。利用“城市垃圾地质环境影响调查评价方法”(见本书第三章)^［108］介绍的垃圾淋滤液产生量的估算方法，计算出垃圾淋滤液产生量;假设这些垃圾淋滤液(第六章第一节介绍的污染源)成分与浓度相近，都进入地下水，按本文第六章介绍的计算方法，计算污染物在10年时间里能污染的地下水量为0.87亿方，且地下水中污染物主要是NO₃^－浓度超标，为55.4mg/l。

设该垃圾场使用时间与第六章第一节污染源时间一样长，都为20年，用地下水污染的“浓度－价值损失率法”^［93］计算出地下水污染损失率为R=9.99%。

目前石家庄地下水资源水价平均为4.5元/m³，如按水价与0.87亿方水资源量的乘积计算地下水资源(未污染时的)的总价值，那么，其价值为:

K_总价值=0.87(亿m³)×4.5=3.915(亿元)

由于垃圾造成地下水污染产生的经济损失为:

S=K_总价值×R=3.915(亿元)×9.99%=0.3911(亿元)

也就是说，当这个垃圾处置场完全失败，污染物进入地下水所造成的最大经济损失为0.3911亿元。

(2)然后计算垃圾场对地下水污染的风险———风险核算:按照风险度的计算式“风险度=概率×危害损失”，结合上述危害评估结果，对研究区垃圾场地下水带来的风险进行计算，得到分别在上述4区内随意堆放垃圾和建立正规垃圾场两种情况对地下水的污染风险。结果如表9－3－1和表9－3－2所示。

表9－3－1 随意堆放垃圾污染地下水风险评价结果

表9－3－2 正规垃圾场污染地下水风险评价结果

五、风险评判

1.垃圾随意堆放产生的风险

上述表明，风险等于风险概率与事故造成的损失，则在评价区的Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区如进行垃圾随意堆放处置，则产生风险经济损失分别为:0、1447.07万、2463.93万和3911万。

2.建设正规填埋场产生的风险

在评价区的Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区如用为建设卫生填埋场处置垃圾，则分别产生的风险的经济损失为:0、56.437万、96.093万和152.529万。

很显然，使用卫生填埋场处置，比随意堆放垃圾，污染地下水的风险要低很多。

3.其他风险

(1)地下水被污染后，污染物通过人畜饮用或使用污染的地下水浇灌农田等，可能进入人的食物链，危害人类健康;也可能通过使用污染的地下水浇灌植物，影响植物或生物种类，甚至影响生物多样性等;同时，垃圾处置场还带来周围空气、土壤、地表水污染的风险。这些后果都是严重的，也是难以用经济损失数值来评估的。这些风险将由社会大众承担。

(2)评价区属于地下水资源保护区、泄洪区、农民居住密集区，农业种植和生态保护区，仅从污染地下水角度评价，在评价区建垃圾处置场(不论是卫生填埋或随意堆放)将造成巨大的经济损失，尤其是在河道带(IV区);还将导致空气、土壤、地表水等的污染，恶化生态环境。这样的风险后果的直接承受者是当地居民，他们是不能接受的。

(3)另外，相关法律法规也不允许建设垃圾处置场。因此，作为建设垃圾处置场的政府机构或者企业也不能承受法律风险。

六、风险控制对策

评价区目前有垃圾填埋场1个，而随意或简易的堆放场则有13个，它们对地下水污染风险很大，必须采取下列措施加以控制:

(1)垃圾填埋场地质环境风险较小，应该按标准或规范对已建的垃圾填埋场进行全方位的环境监测，一旦发现问题，及时合理地采取措施进行补救。

(2)对随意堆放的垃圾场，应按相关规范和技术标准，搬迁到适宜场地，按照相关规范和标准进行卫生填埋处置。

(3)评价区内绝对不要再堆放垃圾，即使是建立标准的卫生填埋场也不允许。