簡易垃圾填埋場土壤及地下水污染調(diào)查評價

摘要：以湖南某簡易垃圾填埋場周邊的土壤及地下水為研究對象，對填埋場土壤及地下水進行采樣調(diào)查，分析其環(huán)境質(zhì)量狀況并進行評價。結(jié)果表明，重金屬和揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs）均未超過《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）》（GB 36600—2018）第二類用地風(fēng)險篩選值，砷、總大腸桿菌群、溶解性總固體超過《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)限值。土壤評價結(jié)果表明，垃圾填埋場范圍內(nèi)土壤評價內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)在0.042～0.380，垃圾填埋場周邊土壤樣品的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)在0.043～0.756，綜合污染指數(shù)均小于1。地下水評價結(jié)果表明，填埋場地下水綜合污染指數(shù)范圍在2.72～17.06。填埋場周邊地下水污染程度遠比土壤污染嚴(yán)重。

關(guān)鍵詞：簡易垃圾填埋場；土壤及地下水污染；調(diào)查與評價

中圖分類號：X53 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）07-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.059

Investigation and Evaluation of Soil and Groundwater Pollution in a Simple Landfill Site in Hunan Province

HU Peiliang1， ZHU Junmin2

（1.Yonker Environmental Protection Co.， Ltd.; 2. Hunan Environmental Science and Technology Co.， Ltd.， Changsha 410000， China）

Abstract： The soil and groundwater of a simple landfill in Hunan Province were sampled and investigated， and the environmental quality was analyzed and evaluated. The results showed that both heavy metals and Volatile Organic Compounds （VOCs） did not exceed the second-class land risk screening value in the “Soil Environmental Quality Risk Control Standard for Soil Contamination of Development Land” （GB 36600—2018）， while arsenic， total coliform bacteria and total dissolved solids exceeded the Ⅲ class water standard limit in the “Standard for Groundwater Quality”

（GB/T 14848—2017）. The results of soil evaluation show that the Nemerow comprehensive pollution index of soil evaluation within the scope of landfill is 0.042～0.380， and the Nemerow comprehensive pollution index of soil samples around landfill is 0.043～0.756， all of which are less than 1. The results of groundwater evaluation show that the comprehensive pollution index of groundwater in landfill site ranges from 2.72～17.06. Groundwater pollution around the landfill site is far more serious than soil pollution.

Keywords： simple landfills; soil and groundwater pollution; investigation and evaluation

目前，我國70%以上的生活垃圾以填埋方式進行處置，其中簡易垃圾填埋場堆存量達10億 t[1]。簡易垃圾填埋場缺乏完善的污染防滲措施和環(huán)境監(jiān)測手段，垃圾中的污染物隨環(huán)境變化進入土壤和地下水，從而造成環(huán)境污染問題。根據(jù)以往研究[2-3]，生活垃圾填埋場土壤污染物主要為重金屬，包括砷、鎳、鉛、釩、鎘等，地下水中普遍性污染物包括氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、總硬度、氯化物、鐵、錳、總大腸菌群及揮發(fā)酚等。多數(shù)情況下，垃圾填埋場地下水總體污染程度比土壤污染嚴(yán)重。以湖南省某簡易垃圾填埋場為研究對象，采集垃圾填埋場范圍及周邊土壤和地下水樣本，分析土壤及地下水污染狀況，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評估其周邊土壤和地下水的環(huán)境質(zhì)量狀況，以期為填埋場污染防控工作提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究對象

某簡易垃圾填埋場位于湖南省，占地約為5×104 m2，垃圾堆體總量約為38×104 m3。填埋場西北側(cè)緊鄰湘江，西南側(cè)為大片農(nóng)田，東北側(cè)為防洪防汛沙生產(chǎn)及水泥生產(chǎn)廠，東南緊鄰洋沙湖。該填埋場于2005年投入使用，2017年關(guān)閉，主要堆放生活垃圾，未采取任何污染防滲措施和環(huán)境監(jiān)測手段。填埋場垃圾成分以廚余垃圾、塑料袋、廢電池、玻璃、農(nóng)藥瓶、廢棄衣物以及建筑垃圾等為主，由于填埋場底部及四周沒有采取相應(yīng)的防滲措施，垃圾中的污染物隨著滲濾液進入土壤和地下水，造成環(huán)境污染問題。

1.2 樣品采集

為確定填埋場對場地及其周邊區(qū)域環(huán)境污染情況，根據(jù)填埋場環(huán)境調(diào)查相關(guān)規(guī)范和環(huán)境調(diào)查相關(guān)規(guī)范進行布點。土壤點位采用系統(tǒng)網(wǎng)格布點法，垃圾堆體內(nèi)按照60 m×60 m的范圍共布設(shè)14個土壤采樣點位，土壤按照1 m、2 m、4 m等深度間隔采集樣本，最深至第1個隔水層底板；垃圾堆體周邊可能受影響區(qū)域按照20 m×40 m范圍，在場地西南側(cè)邊界共布設(shè)18個土壤采樣點，按照0.5 m、1 m、2.0 m、4 m、6 m等深度間隔采集土壤樣本。對于填埋場垃圾堆體周邊可能受影響區(qū)域的地下水監(jiān)測，確定場地邊界布設(shè)7口地下水監(jiān)測井，每口監(jiān)測井采集一個地下水樣本。

1.3 檢測指標(biāo)與分析

土壤監(jiān)測因子包括揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs）（27項）、半揮發(fā)性有機物（Semi-Volatile Organic Compounds，SVOCs）（11項）、重金屬（銅、鉛、鎘、鎳、汞、砷）、總石油烴；地下水監(jiān)測因子為常規(guī)因子（氨氮、總大腸菌群、硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)、色度、溶解性總固體）、重金屬（銅、鉛、鎘、鎳、汞、砷、鋅、鐵、六價鉻）、VOCs（53項）、SVOCs（64項）、總石油烴。共確定送檢樣品168個，其中垃圾堆體范圍內(nèi)土壤樣品53個，垃圾堆體周邊土壤樣品108個，地下水樣品7個。樣品檢測分析根據(jù)《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）》（GB 36600—2018）和《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）要求執(zhí)行。

1.4 評價方法

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（Pn）既能用于土壤污染指標(biāo)評價，又能用于地下水污染指標(biāo)評價，是常用評價方法之一[4]。根據(jù)內(nèi)梅羅綜合污染物指數(shù)分級，土壤評價可劃為5個等級，地下水評價可劃為4個等級[5]，具體如表1所示。

1.4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

分別采用Excel、SPSS、Origin軟件整理和統(tǒng)計分析土壤及地下水檢測數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤污染特征分析

垃圾填埋場范圍及其周邊土壤檢出的污染物有重金屬和VOCs，未檢測到SVOCs和總石油烴。檢出的污染因子包括銅、鉛、鎳、鎘、汞、砷、氯仿、四氯化碳。其中，氯仿和四氯化碳僅在周邊土壤中部分點位檢出。對照《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）》（GB 36600—2018）中第二類用地篩選值，所有指標(biāo)均未超標(biāo)，表明垃圾堆體對場地及其周邊土壤的污染不明顯。

為判斷垃圾堆體對土壤中重金屬的影響，采用變異系數(shù)的大小來反映場地污染物變異程度及污染物受人為影響程度[6]，變異系數(shù)大于36%屬于高度變異。垃圾填埋場范圍內(nèi)及周邊土壤重金屬統(tǒng)計結(jié)果如表2所示，垃圾填埋場范圍內(nèi)土壤重金屬銅、鉛、鎳、鎘、汞、砷的變異系數(shù)分別為57.29%、60.51%、60.53%、87.69%、52.41%、47.78%，均屬于高度變異。垃圾填埋場周邊土壤檢測重金屬銅、鉛、鎳、鎘、汞、砷的變異系數(shù)分別為28.21%、42.68%、22.38%、86.55%、79.83%、41.04%，其中鉛、鎘、汞、砷也達到高度變異。因此，垃圾堆體對場地及周邊土壤環(huán)境質(zhì)量造成不同程度的影響。

進一步探討垃圾堆體對下層土壤的影響，分析垃圾堆體范圍內(nèi)及其周邊土壤不同深度的重金屬檢測情況，如圖1和圖2所示。

從圖1可以看出，垃圾堆體范圍內(nèi)土壤隨著深度的增加，重金屬銅、鉛、鎳、砷及鎘檢出濃度呈遞減趨勢，汞含量在均值附近波動，垃圾堆體附近的土壤重金屬含量較高，受垃圾堆體滲濾液影響，底層土壤重金屬含量明顯下降，受垃圾堆體影響較小。從圖2可以看出，垃圾堆體周邊土壤不同深度下重金屬的含量無明顯規(guī)律，在均值上下波動。

2.2 土壤污染評價

垃圾填埋場范圍內(nèi)土壤檢出項中單因子污染指數(shù)均小于1，表明其未受到污染，垃圾填埋場周邊土壤檢出項中僅2個樣品的單因子污染指數(shù)大于1，表明其土壤有污染痕跡。垃圾填埋場范圍內(nèi)土壤樣品的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)在0.042～0.380，平均值為0.183，綜合污染指數(shù)均小于0.7，該區(qū)域土壤屬于安全等級。垃圾填埋場周邊土壤樣品的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)在0.043～0.756。平均值0.254，綜合污染指數(shù)均小于1，該區(qū)域土壤處于尚清潔等級。

2.3 地下水污染特征分析

地下水中銅、鋅、鉛、鎳、鉻、鎘、汞等7種重金屬、VOCs、SVOCs和總石油烴均未檢出。地下水中檢出指標(biāo)有重金屬砷、常規(guī)指標(biāo)（氨氮、總大腸桿菌、硝酸鹽、高錳酸鉀指數(shù)、溶解性總固體）。其中，砷、氨氮、硝酸鹽、高錳酸鉀指數(shù)、溶解性總固體檢測結(jié)果如表3所示，另總大腸桿菌檢測結(jié)果為2～71 MPN/L（標(biāo)準(zhǔn)限值為低于3 MPN/L），變異系數(shù)為123.28%。對照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）中地下水質(zhì)量常規(guī)指標(biāo)及限值Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，地下水中樣品中氨氮有檢出，且低于評價標(biāo)準(zhǔn)，部分點位出現(xiàn)砷、總大腸桿菌群等分析指標(biāo)超過評價標(biāo)準(zhǔn)，且所有點位地下水的溶解性總固體含量均超過評價標(biāo)準(zhǔn)。由檢出指標(biāo)的變異系數(shù)可知，砷、總大腸桿菌、氨氮、硝酸鹽、高錳酸鉀指數(shù)以及溶解性總固體的變異系數(shù)分別為107.61%、123.28%、15.48%、26.75%、30.33%以及10.71%，其中砷和總大腸桿菌屬于高度變異。初步判斷是填埋場側(cè)壁未采取防滲措施，導(dǎo)致填埋場內(nèi)滲濾液通過側(cè)向擴散進入填埋場附近的地下水。

2.4 地下水污染評價

選取地下水中砷、氨氮、總大腸桿菌、硝酸鹽、高錳酸鉀指數(shù)、溶解性總固體等作為評價參數(shù)，應(yīng)用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評價地下水的水質(zhì)[3]。填埋場地下水單項污染指數(shù)中，砷的范圍在0.07～1.27，氨氮的范圍在0.29～0.44，總大腸桿菌的范圍在0.67～23.67，硝酸鹽的范圍在0.02～0.06，高錳酸鹽指數(shù)的范圍在0.13～0.29，溶解性總固體的范圍在3.64～4.72。填埋場地下水綜合污染指數(shù)范圍在2.72～17.06，平均值為5.26，根據(jù)水質(zhì)等級劃分，處于Pn≥5，為嚴(yán)重不合格。

3 結(jié)論

調(diào)查垃圾填埋場范圍內(nèi)土壤布設(shè)點位14個，周邊布設(shè)點位18個，共送檢161個土壤樣品。檢出污染因子包括Cu、Pb、Cd、Ni、Hg、As、氯仿、四氯化碳，均未超過《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）》（GB 36600—2018）第二類用地風(fēng)險篩選值。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評價結(jié)果表明垃圾堆體對場地及周邊土壤影響較小，土壤未受到明顯污染。地下水布設(shè)7口監(jiān)測井，通過檢測分析，檢出指標(biāo)有砷、氨氮、總大腸桿菌、硝酸鹽、高錳酸鉀指數(shù)、溶解性總固體，砷、總大腸桿菌群、溶解性總固體超過《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)限值。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評價結(jié)果表明，地下水屬于嚴(yán)重不合格。該簡易垃圾填埋場對土壤及地下水造成一定危害，影響周邊環(huán)境質(zhì)量。建議對該填埋場堆體、土壤及地下水開展風(fēng)險評估，進一步確定是否管控或治理垃圾堆體、土壤及地下水風(fēng)險。

參考文獻

1 李 玲，王颋軍，唐躍剛，等.封場垃圾填埋場的治理與城市土地可持續(xù)利用[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2013（3）：20-22.

2 周 睿，吳 玲，簿 絲，等.深圳簡易垃圾填埋場水土環(huán)境污染指標(biāo)識別[J].中國環(huán)境科學(xué)，2022（3）：42.

3 韓智勇，許 模，劉 國，等.生活垃圾填埋場地下水污染物識別與質(zhì)量評價[J].中國環(huán)境科學(xué)，2015（9）：10.

4 夏曉武.非正規(guī)垃圾填埋場污染土壤調(diào)查及地下水健康評價[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2018（10）：37.

5 王凱瑩，厲曉飛，李寬寬，等.北方某生活垃圾填埋場土壤和地下水現(xiàn)狀評價[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2021（4）：7-8.

6 郭彥海，孫許超，張士兵，等.上海某生活垃圾焚燒廠周邊土壤重金屬污染特征、來源分析及潛在生態(tài)風(fēng)險評價[J].環(huán)境科學(xué)，2017（12）：10.