1.1.2甲烷排放量的估算模型
目前国内外关于填埋场CH4排放量的计算模型大致分为动力学模型和统计模型两种类型。其中,统计模型包括IPCC模型(包括质量平衡、FOD法和缺省法等)、化学计量式模型;动力学模型包括Gardner动力学模型和Marticorena动力学模型。而后,钟卫元补充说明动力学模型还包括SheldonArleta模型,统计模型也包括COD估算模型。张洁等利用LandGEM模型对北京市垃圾填埋场填埋气产生量进行估算,结果表明:2012年产生量为19653m3/h,产量高峰将在2016年达到24003m3/h,并且预测值和实际值吻合较好,表明该模型和参数的选择具有较高准确性。在这些模型中,化学计量模型主要用来预测填埋气的理论产气量,动力学模型则主要用来预测填埋气的产气速率,而后者更有现实意义。我国许多学者利用上述模型估算得到不同城市多年度甲烷排放量,详见表2。
由表2可知:随着年份的推移,甲烷估算排放量大致呈上升趋势。采用相同方法时,不同城市的估算量差异较大,这可能和城市化水平、人口数量和垃圾处理程度有关,ChhayHoklis等研究结果表明,由于省会城市固废产量大、人口增长快、经济发展和现代化水平高,其温室气体释放量高于农村。相同城市采用不同的估算方法也存在差异,说明各模型方法的适用性不同。
1.1.3资源化利用
填埋场的资源化利用方法很多,锅炉供热或并网发电是目前国际上应用最广泛的温室气体减排技术,此外还有甲烷氧化技术、甲烷菌抑制技术、准好氧填埋技术。制备性能卓越的管道气、生物覆盖层、可持续填埋技术、生物反应器填埋技术也可减少甲烷排放。若能利用较低成本的填埋气分类使填埋气中各类气体能得到较好的资源化分类利用,不仅能减少不利影响,还能产生经济效益,其中填埋场渗滤液的生物发酵技术有较好的商业利用前景。据中国科技部报告,韩国利用垃圾填埋场的可燃性气体生产出氢燃料,并为氢能源汽车建设了氢能供应站。
1.2CO2
垃圾填埋初期,产生的填埋气主要是CO2,经过一段时间以后,排放气体中的甲烷含量逐渐上升。产气高峰一般要在垃圾填埋3~5年后才出现,气体成分和浓度随填埋年限和垃圾成分的不同而变化。XuQiyong等研究指出生物反应技术在中国固体废物处理方面有着良好的应用前景。马占云等用静态箱法监测了CH4和CO2释放通量,指出春、夏、秋季释放通量变化较为平稳,二者表现为显著正相关,并且日变化具有随机性,11月份覆盖层氧化作用相对较弱,对CO2的相对浓度扰动程度比7月份平稳。从影响因素方面说明CO2释放通量与土壤含水率呈显著正相关(P<0.01),与覆土温度无相关性(P>0.05)。