華北地區(qū)某生活垃圾填埋場對地下水水質(zhì)影響評價

【摘" " 要】：針對簡易生活垃圾填埋場內(nèi)垃圾滲濾液在降水或地下水滲流運動作用下擴(kuò)散，對地下水造成污染的問題，對華北地區(qū)某生活垃圾填埋場地塊進(jìn)行調(diào)查，在資料搜集、知情人員訪談、水文地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，識別出潛在污染物特征指標(biāo)，科學(xué)合理地布置地下水采樣點采集地下水水樣；采用單因子污染指數(shù)法，以GB/T 14848—2017《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)為評價標(biāo)準(zhǔn)，通過對地下水上游對照點、垂直地下水流向的擴(kuò)散點、下游擴(kuò)散點水樣試驗結(jié)果的比較分析，查明了填埋場地塊內(nèi)污染物分布及擴(kuò)散范圍。

【關(guān)鍵詞】：垃圾填埋場；地下水；滲濾液；污染物；水質(zhì)

【中圖分類號】：X523 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】：C 【文章編號】：1008-3197（2024）02-70-05

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2024.02.018

Evaluation of the Impact of A Domestic Waste Landfill on Groundwater Quality"in North China

LIU Hao，ZHANG Jiangen，XU Pengxiao

（Tianjin Municipal Engineering Design and Research Institute， Tianjin 300051，China）

【Abstract】：In order to solve the problem of groundwater pollution caused by the diffusion of landfill leachate in simple domestic refuse landfill under the action of precipitation or groundwater seepage movement. This paper takes the investigation of a landfill site in North China as an example， and on the basis of data collection， informed personnel interview and hydrogeological investigation， identifies potential pollutant characteristic indicators， scientifically and reasonably arranges groundwater sampling points to collect groundwater samples. Based on the single factor pollution index method， using the Class IV standard indicators in the \"GB/T 14848-2017 Groundwater Environmental Quality Standards\" as the evaluation criteria， by comparing and analyzing the water sample test results of the upstream control point， vertical groundwater flow diffusion point， and downstream diffusion point of groundwater， the distribution and diffusion range of pollutants in the landfill site were identified.

【Key words】：landfill site; groundwater; leachate; pollutant;water quality

人民生活水平提高的同時也產(chǎn)生了大量的生活垃圾。利用取土坑等低洼場地對生活垃圾進(jìn)行簡易填埋是華北地區(qū)早期垃圾處理的主要手段。為提升環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平，推進(jìn)城鄉(xiāng)人居環(huán)境整治，對歷史上曾作為簡易生活垃圾填埋場使用的地塊開展場地調(diào)查勢在必行。生活垃圾填埋場地下水污染具有過程緩慢、不易發(fā)現(xiàn)和難以治理的特點[1]，生活垃圾填埋場對地下水的污染，歸根結(jié)底是垃圾滲濾液透過土壤對地下水的污染[2]，滲濾液泄露造成的地下水污染將嚴(yán)重威脅地下水安全及周邊生態(tài)環(huán)境[3]。滲濾液化學(xué)成分與固體生活垃圾成分密切相關(guān)，隨季節(jié)性降水入滲或地下水水位變化，向地塊及周邊擴(kuò)散。

本文對華北地區(qū)某生活垃圾填埋場地塊進(jìn)行調(diào)查，采用單因子污染指數(shù)法，將采集到的地下水水樣試驗指標(biāo)與GB/T 14848—2017《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)進(jìn)行對比，評價垃圾填埋場對地下水的污染程度及范圍。

1 填埋場地塊基本情況

調(diào)查地塊位于華北平原東南部，屬黃泛平原，地形平坦，總用地面積為22 800 m2。地塊內(nèi)主要構(gòu)筑物為填埋庫區(qū)、滲濾液收集區(qū)、管理區(qū)，周邊1 km范圍內(nèi)以農(nóng)田為主，分布有若干村莊居民區(qū)，無有毒、有害工業(yè)生產(chǎn)活動。見圖1。

1.1 地塊歷史使用情況

通過資料收集、現(xiàn)場踏勘及對相關(guān)知情人員的走訪，地塊作為垃圾填埋場使用前為磚窯廠取土坑，后廢棄；1990—1996年用于露天堆放生活垃圾；1996年改建為垃圾填埋場，采用簡單覆土方式處理生活垃圾；2010年按國家標(biāo)準(zhǔn)再次改建，修建了現(xiàn)狀地塊圍墻、滲濾液處理設(shè)施、填埋區(qū)防滲結(jié)構(gòu)，使用至2015年，因庫容飽和，2016年封場關(guān)停；2021年初對填埋庫區(qū)內(nèi)垃圾土組織清運。

1.2 填埋庫區(qū)生活垃圾成分

根據(jù)前期資料搜集及人員訪談?wù){(diào)查結(jié)果，填埋庫區(qū)中的生活垃圾主要為紙類、金屬物品、塑料類、木料、織物及玻璃制品等可回收物，食用油脂、家庭產(chǎn)生的花草及廢棄的食品、蔬菜、瓜果等廚余垃圾，混雜少量棄置藥品、廢電池、廢燈管、磚瓦類、清掃渣土、煙蒂等。

1.3 地塊水文地質(zhì)條件

填埋場位置具備黃河下游沖積平原孔隙水水文地質(zhì)區(qū)特征，地下水主要賦存于第四系及第三系碎屑巖孔隙～裂隙含水層（組）中，自新生代以來，受階段性和差異性升降運動影響，含水層（組）在空間分布上結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重迭交錯，地下水具明顯的垂向分帶性。

根據(jù)現(xiàn)場水文地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，地基土自上而下分布①素填土、②1層粉質(zhì)黏土、②2層粉土、②3層粉細(xì)砂，土粒沉積規(guī)律明顯。調(diào)查場地范圍內(nèi)，地層分布較穩(wěn)定、連續(xù)。填埋庫區(qū)、滲濾液池底部均位于②2層粉土、②3層粉細(xì)砂。

場地淺層地下水類型為第四系孔隙潛水。現(xiàn)場實測地下水靜止水位4.04～5.13 m。孔隙潛水主要賦存于淺部①人工填土層、②2層粉土、②3層粉細(xì)砂中，20 m深度范圍僅揭示潛水。潛水含水層水平、垂直向滲透性存在差異，局部地段分布粉土、粉砂厚層時，其富水性、滲透性相應(yīng)增大。地塊內(nèi)地下水流向趨同于區(qū)域地下水流向，近似為從西南向東北見圖2。

2 污染物識別特征指標(biāo)

填埋場地塊周邊無大型工業(yè)企業(yè)，地塊的污染歷史情況識別過程明確，作為非正規(guī)垃圾填埋場，填埋垃圾類型為日常生活垃圾。依據(jù)GB 36600—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》等標(biāo)準(zhǔn)確定地塊內(nèi)特征污染指標(biāo)。見表1。

特征污染指標(biāo)類型包括：

1）重金屬和無機(jī)物類，砷、鎘、鉻（六價）、鉛、汞、鎳、銻、鈹、鈷、釩等。

2）揮發(fā)性有機(jī)物類，氯乙烯、二氯甲烷、四氯乙烯、四氯化碳、氯仿和三氯乙烯等烷烴類；萘、蒽、芘、熒蒽、苊、苯和甲苯等。

3）半揮發(fā)性有機(jī)物類，硝基苯、苯胺、2-氯酚、苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、?、二苯并[a，h]蒽、茚并[1，2，3-cd]芘、萘等。

4）其他特征因子，石油烴類、細(xì)菌指標(biāo)、微生物指標(biāo)、二噁英類等。

3 地下水水樣采集檢測

根據(jù)地塊內(nèi)潛在污染區(qū)域分布，地下水取樣點采用系統(tǒng)布點法結(jié)合專業(yè)判斷布點的原則[4]。

3.1 水樣采集點布置

地塊劃分為滲濾液池、生活區(qū)、北填埋區(qū)、東填埋區(qū)、西填埋區(qū)5個布點區(qū)，每個布點區(qū)內(nèi)進(jìn)一步按1 600 m2面積劃分，保證每1 600 m2面積內(nèi)有采樣點。每個布點區(qū)內(nèi)原則上布置1個地下水采樣點。

地塊地下水上游布置對照監(jiān)測點2個。污染擴(kuò)散監(jiān)測點：在垂直于地下水流向兩側(cè)各1個，地下水下游38、48 m處各1個；地塊內(nèi)布置11個采樣點。見圖3。

3.2 評價依據(jù)

根據(jù)地塊地下水用途，評價標(biāo)準(zhǔn)首選GB/T 14848—2017中Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作為篩選值；總磷指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅳ類水域功能限值；釩指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《上海市建設(shè)用地地下水污染風(fēng)險管控篩選值補(bǔ)充指標(biāo)（附件5）》第二類用地篩選值；錫指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)以《土壤和地下水目標(biāo)值、干預(yù)值（2013年版）》（荷蘭建設(shè)空間規(guī)劃及環(huán)境部）為參考標(biāo)準(zhǔn)。

污染物是否污染地下水，可以使用地下水實際濃度值與地下水背景值或相對背景值之比（污染指數(shù)）來判別，也可用污染指數(shù)隨與垃圾場的距離增大而衰減的規(guī)律來判別[5]。具體污染評價方法采用單因子污染指數(shù)評價法[6]，以污染指數(shù)大小表示地下水的污染程度。

[Ii=Ci C0i] （1）

式中：[Ii為]地下水中污染物i污染指數(shù)，亦即超標(biāo)倍數(shù)；[Ci]為地下水中污染物i實測質(zhì)量濃度，mg/L或ug/L；[C0i]為地下水中污染物i的背景或?qū)φ召|(zhì)量濃度，mg/L或ug/L。

[Ii]lt;１時，為未污染；[Ii≥1]時，為發(fā)生污染。

3.3 檢測結(jié)果

3.3.1 采樣點

根據(jù)污染物識別特征指標(biāo)試驗檢測結(jié)果，未檢出項及滿足評價標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)不予贅述。填埋場地塊內(nèi)地下水有錳、鉬、鋁、石油烴（C10-C40）、pH值、總硬度、溶解性總固體、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、揮發(fā)性酚類、菌落總數(shù)、總大腸菌群，計16項指標(biāo)不滿足GB/T 14848—2017中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)要求。見表2。

3.3.2 對照點和擴(kuò)散點

1）對照點地下水檢測指標(biāo)中總硬度、高錳酸鹽指數(shù)、菌落總數(shù)、總大腸菌群指標(biāo)不滿足GB/T 14848—2017中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)要求。見表3。

2）垂直地下水流向擴(kuò)散點位地下水樣檢測指標(biāo)中溶解性總固體、菌落總數(shù)不滿足GB/T 14848—2017中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)要求。見表4。

3）下游擴(kuò)散點地下水樣檢測指標(biāo)中總硬度、溶解性總固體、氯化物、硫酸鹽、菌落總數(shù)、總大腸菌群不滿足GB/T 14848—2017中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)要求。見表5。

3.4 超標(biāo)指標(biāo)分析

1）地塊內(nèi)超標(biāo)指標(biāo)數(shù)量及污染物超標(biāo)倍數(shù)均大于地塊外；由此判斷，地塊地下水存在污染情況。

2）填埋場地塊內(nèi)重金屬超標(biāo)位置集中在滲濾液池西北角；石油類與一般化學(xué)指標(biāo)超標(biāo)位置集中于滲濾液池、填埋庫區(qū)。

3）細(xì)菌指標(biāo)在地塊內(nèi)外均超標(biāo)，地塊內(nèi)超標(biāo)倍數(shù)明顯高于對照點及擴(kuò)散點；下游擴(kuò)散點超標(biāo)倍數(shù)大于上游對照點及垂直流向擴(kuò)散點。

4）綜合地下水流向、地基土分布情況，地塊外上游區(qū)域、垂直流向區(qū)域水質(zhì)情況最好；地塊外下游區(qū)域情況次之，一般化學(xué)指標(biāo)中僅總硬度、溶解性總固體、氯化物、硫酸鹽指標(biāo)出現(xiàn)超標(biāo)情況；地塊內(nèi)水質(zhì)情況最差，污染物超標(biāo)倍數(shù)最大，符合污染物經(jīng)降雨入滲或地下水滲流作用出現(xiàn)擴(kuò)散的特征。但地塊內(nèi)污染物對周邊污染范圍較小，地塊以外地下水流向下游方向50 m距離，僅總硬度、溶解性總固體、氯化物、硫酸鹽四項化學(xué)指標(biāo)超標(biāo)。

4 結(jié)語

1）對填埋場開展污染調(diào)查前應(yīng)重視地塊開發(fā)使用歷史情況及水文地質(zhì)調(diào)查工作；查明地基土分布情況，明確地下水含水層、隔水層深度位置，明確地下水流向、變幅、補(bǔ)給及排泄規(guī)律；使后續(xù)布置地下水采樣點的位置更有針對性。

2）本填埋場地塊內(nèi)地下水已受到污染，錳、鉬、鋁、石油烴（C10-C40）、pH值、總硬度、溶解性總固體、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、揮發(fā)性酚類、菌落總數(shù)、總大腸菌群16項指標(biāo)超標(biāo)，不滿足GB/T 14848—2017中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)要求。

3）本填埋場坐落區(qū)域地勢平坦，地下水運動以垂直滲透補(bǔ)給下伏含水層為主，水平運動緩慢。地塊內(nèi)污染物對周邊污染范圍較小，在地塊之外地下水流向下游50 m距離內(nèi)發(fā)現(xiàn)總硬度、溶解性總固體、氯化物、硫酸鹽四項化學(xué)指標(biāo)超標(biāo)，污染物超標(biāo)倍數(shù)均＜2，污染程度有限。

4）針對本地塊地下水污染情況，可采取防滲、隔斷等有效措施，防止污染物的進(jìn)一步擴(kuò)散；同時重視地下水定期監(jiān)測工作，密切關(guān)注地下水水質(zhì)情況。

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[6]林年豐，李昌靜.環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1990.

作者簡介：劉浩（1979 - ）， 男， 碩士， 高級工程師， 從事工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘察、地基基礎(chǔ)測試、檢測等工作。