垃圾填埋滲濾液的危害與防治

趙興考

【摘要】隨著城市的發展及農村城鎮化進程的加快，城市生活垃圾劇增。一般選址在離城區較遠的荒野山地沿山溝填埋。垃圾填埋由于技術工藝簡單，維護費用低而成為國內外廣泛采用的垃圾處理方法。但是垃圾在填埋過程中會產生大量的氣體及液體污染物，如不妥善處理，會對周圍的大氣、土壤、水體造成嚴重污染。對人類生產、生活以及身體健康產生重大危害。因此，查明垃圾填埋滲濾液產生的危害、污染特性及產生量，制定防治措施有著極其重大意義。

【關鍵詞】垃圾滲濾液 垃圾危害 地下水污染

1.垃圾滲濾液的產生來源及危害

垃圾滲濾液是指垃圾在堆放和填埋過程中由于發酵和降水的淋濾、沖刷，以及地表水和地下水的浸泡而濾出來的有機污水。

滲濾液的來源主要是由以下幾方面產生：①降水（包括降雨和降雪）直接落入填埋場；②地表水進入填埋場；③地下水進入填埋場；④填埋場垃圾廢物中含有部分水。

滲濾液是一種高濃度毒性大的有機廢水，由于其濃度高，流動緩慢，滲漏持續時間長，對周圍地下水和地表水均會造成嚴重的污染。一個不合格的垃圾填埋場就是一個大的再生污染源，其污染延續時間可以長達數十年，甚至上百年。一旦地下水源和周圍土壤被其污染，與地下水連通后向周圍擴散，有的地區每年可達1km的速度向外擴散，10年后將有300km2的區域遭到污染。污染一旦產生，想用人工方法修復，技術上將十分困難，其費用也是極其昂貴。國內外有關垃圾滲濾液污染地下水和飲用水源的事故屢有發生，給人民生活生產帶來了非常大的危害和損失。

2.垃圾滲濾液的產生量及滲漏量

垃圾填埋場滲濾液對地下水的影響，一般需要大量的資料外還需要通過復雜的數學模型進行分析計算。這里主要根據降雨入滲量和填埋場垃圾含水量估算滲濾液的產生量。從土壤的自凈、吸附、彌散能力以及有機物自身降解能力等方面，定性和定量的預測填埋場滲濾液可能對地下水產生的影響。

（1）滲濾液的產生量受垃圾含水量、填埋場區降水情況以及填埋作業區大小的影響；同時也受到場區蒸發量、風力的影響和場地地面情況、種植情況等因素的影響。最簡單的估算方法是假設整個填埋場的剖面含水率在所考慮的周期內等于或超過相應田間持水率，用水量平衡法進行計算：

Q=（Wp-R-E）Aa+QL

式中：Q—滲濾液的年產生量，m3/a；Wp—年降水量；R—年地表徑流量，R=C×Wp；C—地表徑流系數；E—年蒸發量；Aa—填埋場地表面積；QL—垃圾產水量。

（2）滲濾液滲漏量對于一般的廢物堆放場、未設置襯層的填埋場，或者雖然底部為粘土層，滲透系數和厚度滿足標準但無滲濾液收排系統的簡單填埋場，滲濾液的產生量就是滲濾液通過包氣帶土層進入地下水的滲漏量。對于設有襯層、排水系統的填埋場，通過填埋場底部下滲的滲濾液滲漏量Q為：Q滲濾液=AKs

式中：Q滲濾液—通過填埋場底部下滲的滲濾液滲漏量，cm3/s；d—稱層的厚度，cm；Ks—襯層的滲透系數，cm/s；A—填埋場底部襯層面積，cm2；hmax—填埋場底部最大積水深度，cm。

3.防治地下水污染的措施

人類對固體垃圾的處理最初是簡單的堆放，認識到其對周圍環境產生的危害后，采取了衛生填埋方法，這是垃圾最終處置且行之有效的方法之一。但衛生填埋中比較重要的一環是防止滲濾液對地下水的污染，其防滲措施和防滲材料是關鍵環節。目前填埋場的防滲措施主要有：底層收集和排泄系統、底部襯墊層、封頂覆蓋層。最終處置的基本原則是合理地、最大限度地使其與自然和人類環境隔離，減少有毒有害物質釋放進入地下水的速率和總量，將其在長期處置過程中對環境的影響減至最低程度。城市生活垃圾填埋場的安全處置期在30～40年。為了防止滲濾液對地下水造成污染，應從填埋場選址的天然環境地質條件和工程措施等方面考慮。

（1）工程防滲措施：填埋場襯層系統是防止垃圾填埋處置污染環境的關鍵工程屏障。根據滲濾液收集系統、防滲系統和保護層、過濾層的不同組合，填埋場的襯層系統有不同的結構，如單層襯層系統、復合襯層系統、雙層襯層系統和多層襯層系統等。

底層收集和排泄系統是填埋場的底層設置收集和排出滲濾液的裝置。一方面收集系統將收集的滲濾液稀釋后送入污水處理廠處理或回灌進填埋場讓其進行生物降解自凈，另一方面排出系統使滲濾液按照設計路徑可控制排出，對防止和減少滲濾液對地下水的污染起著重要的作用。排出管道一般采用耐腐蝕、抗老化、光滑阻力系數小的材料。底部襯墊層的作用是防止未及時排走的滲濾液的滲漏，這是防止滲濾液污染地下水的關鍵。頂部覆蓋層的作用主要是防止大氣降水或地表徑流入滲，同時也可以阻止填埋場中有害氣體的釋放。要求的安全處置時間越長，所選用的襯層就應該越好。重點是填埋場所選用的襯層（類型、材料、結構）防滲性能及其在垃圾填埋需要的安全處置期內可靠性是否滿足；把滲濾液封閉于填埋場中，使其進入滲濾液收集系統；防止地下水進入填埋場中，增加滲濾液的產生量。

滲濾液穿透襯層所需時間一般要求應大于30年。采用下述簡單公式計算：t=

式中：d—襯層厚度，m；v—地下水運移速度，m/a。

（2）填埋場場址地質屏障措施：一般來說，在含水層中的強滲透性砂、礫、裂隙巖層等地質介質對有害物質具有一定的阻滯作用，但由于這些礦物質的表面吸附能力一再因吸附量的增大而減弱。此外，地下水徑流量的變化，對有害物質的阻滯作用不可能長時間存在，因而含水層介質不能被看做是良好的地質屏障。

地質介質的屏障作用可分為三種類型：①隔斷作用。在不透水的深地層巖石層內處置的廢物，地質介質的屏障作用可以將所處置廢物與環境隔斷。②阻滯作用。對于在地質介質中只被吸附的污染物質，雖然其在此地質介質中的遷移速度小于地下水的運移速度，所需的遷移時間比地下水的運移時間長，但此地質介質層的作用僅是使該污染物進入環境的時間延長，所處置廢物中的污染物質，最終會大量進入到環境中來。③去除作用。對于在地質介質中既被吸附又會發生衰變或降解的污染物質，只要該污染物在此地質介質層內有足夠的停留時間，就可以使其穿透此介質后的濃度達到所要求的低濃度。

（3）地下水環境監測管理措施

在填埋場選址和工程防治措施合理的情況下，管理部門應當加強環境監測管理。應在在場址周圍尤其是地下水流向的上下游，布置一定間距合理的監測孔，構成地下水質監測網，定期檢測滲濾液的特征污染物因子，防止和及早發現襯層破裂污染環境，盡早及時采取消除和減緩措施，以防對環境造成嚴重污染。