垃圾填埋場地下水污染風險評價研究

張云龍　何佼

（成都理工大學地質災害防治與地質環(huán)境保護國家重點實驗室四川成都610059）

垃圾填埋場地下水污染風險評價研究

張云龍何佼

（成都理工大學地質災害防治與地質環(huán)境保護國家重點實驗室四川成都610059）

為了更加直觀的了解垃圾場地下水污染風險狀況，本文建立了綜合考慮含水層易污染性、地下水資源功能價值及垃圾場自身潛在風險的地下水污染風險評價模型，對垃圾場地下水污染風險進行評價。垃圾場含水層易污染性情況采用DRASTIC模型進行評價，地下水資源功能價值和垃圾場潛在風險采用灰色聚類法進行評價。以成都市某垃圾填埋場及周邊地區(qū)為例，在對地下水污染的污染途徑、污染受體和污染源分別進行量化評價的基礎上，分別對研究區(qū)含水層易污染性、地下水資源功能價值和垃圾場潛在風險指數進行計算，確定研究區(qū)地下水污染風險評價結果。結果表明，此垃圾場地下水污染風險級別為較高，評價結果與實地調查情況和相關研究相符，表明該評價方法合理和可靠。

垃圾填埋場；地下水污染；潛在風險評價；地下水易污染性；風險評價

隨著城市規(guī)模和數量的不斷擴張，人類生產生活所產生的垃圾數量不斷增加。垃圾的不合理處置加劇了環(huán)境的污染，大多數發(fā)展中國家常采用簡易的垃圾填埋方式，使得垃圾填埋場中產生的滲濾液有可能擴散到地下水系統中造成區(qū)域地下水污染；另外居民對地下水的開采利用存在著不規(guī)范、過量開采的現象；這些地下水環(huán)境問題導致地下水污染狀況日趨嚴重，人們的需求量和地下水資源之間的矛盾加劇，引起與地下水相關的生態(tài)環(huán)境問題，降低社會經濟發(fā)展速度，甚至會污染該地區(qū)飲用水水源，危害人體健康[1]。在此背景下地下水污染風險評價的價值得以體現，地下水污染風險評價是對地下水環(huán)境中發(fā)生污染的可能性進行定性或定量評價，環(huán)境保護理念由先污染后治理轉向污染前的預測和有效管理。因此對垃圾填埋場進行必要的風險評價是非常重要的。

圖1垃圾填埋場風險評價流程

1評價方法

以垃圾填埋場為主要污染源的地下水的污染風險可以總結為：“兩源一通道”，“兩源”指污染受體水源和污染源，“一通道”指污染通道[2]。污染受體水源是指可能受到污染的地下水的本身特性，通常采用地下水資源功能價值來描述；污染源是指污染源本身的特點，通常采用污染源的潛在風險性來描述[3]；污染通道是指污染源到達受體水源有可能通過的渠道，通常以地下水易污染性來描述；因此，地下水資源功能價值、垃圾場潛在風險性和含水層易污染性共同構成了影響垃圾填埋場地下水污染風險的主要因素，見圖1。

1.1地下水資源功能價值評價

地下水資源功能價值評價可以直接地反映出地下水資源的功能價值，其評價指標是自然、經濟、社會因素的集合。建立的評價體系要具有代表性、獨立性，并且便于獲取和量化，能夠全面準確地反應地下水資源功能價值的現狀和變化趨勢，因此建立地下水資源功能價值評價指標體系應該遵循以下原則[4][5]：系統性原則、易獲取可量化原則、動態(tài)性和敏感性原則、時空差異性原則。根據上述原則建立垃圾場地下水功能價值指標體系見表1。地下水資源功能價值指數，即

式中：U為地下水資源功能價值指數；W i為第i因子的權重值，各因子Wi取值采用層次分析法確定，規(guī)定Wi的取值為1～5；Ri為水資源功能價值因子的評價值，Ri的取值范圍為1～10。將地下水資源功能價值劃分為3個級別，其中，U為11～44，功能價值為低；U為44～77，功能價值為中等；U為77～110，功能價值為高。

表1地下水功能價值參數評分標準及權重

1.2垃圾場潛在風險性評價

垃圾場潛在風險性評價是指對垃圾場內在特征進行評價，確定其對地下水產生影響的可能性。對地下水產生影響的垃圾場內在特征包括場地規(guī)模、底部及側部防滲情況、垃圾類型、頂部蓋層情況、滲濾液收集情況、垃圾壓實情況、垃圾場年齡、垃圾場含水率等[6][7]。根據數據獲取的難易程度，有些數據的獲取存在一定的難度，因此選擇前7個因子作為本論文垃圾場潛在風險的評價因子，垃圾場潛在風險因子R及權重W見表2[3][8]。垃圾場潛在風險指數，即

式中：P為垃圾場潛在風險指數；Wj為因子的權重值，Wj取值采用層次分析法確定，Wi的取值為1～5；Rj為風險因子的評價值，取值為0.1～1。根據計算結果，垃圾場潛在風險指數P<3，潛在風險為低；P為3～6，潛在風險為中等；P為6～10，潛在風險為較高；P≥10，潛在風險為高。

表2垃圾場潛在風險評分標準及權重

1.3含水層易污染性評價

不同巖性條件下的垃圾填埋場對地下水污染程度不同，巖性條件表明含水層本身的污染防護能力[6]。因此進行地下水含水層易污染性評價可以充分表達研究區(qū)域的易污染程度。

在已知研究區(qū)水文、地質、氣象條件的情況下，采用DRASTIC方法選取影響含水層系統防污性能的自然本質屬性，對地下水含水層易污染性進行評價，評價標準參見當地標準值。含水層易污染性指數，即

式中：V為含水層易污染性指數；Wk為因子權重；Rk為因子的評分值。根據計算的結果將易污染性劃分為3個級別，其中，V為26-92，易污染性為低；V為92-158，易污染性為中等；V為158-224，易污染性為高。

1.4地下水污染風險級別劃分

將地下水資源功能價值級別（UC）、垃圾場潛在風險級別（PC）和含水層易污染性級別（VC）進行疊加分析，得到垃圾場區(qū)域地下水污染風險級別（RC），將垃圾場地下水污染風險級別劃分為4個等級，分別為低、中等、較高和高，分級標準見表3。表中0，1，2，3分別代表級別低、中、較高和高。

表3地下水污染風險分級標準

2成都某垃圾場地下水污染風險評價實例

成都市某大型生活垃圾填埋場始建于上世紀末，按照國家生活垃圾處置設施建設標準分期建設。自1993年建成投產后，主要承擔中心城區(qū)和二圈城區(qū)生活垃圾填埋任務，由于城市生活垃圾的劇增，此填埋場之后進行過多次擴容，已連續(xù)運行22年。一期工程只采取了垂向防滲措施，沒有采取水平橫向防滲措施，屬于簡易填埋場，滲濾液有可能擴散到地下水系統中造成區(qū)域地下水污染。

根據現場調查情況，獲取垃圾場地下水功能價值參數（見表4），根據公式（1），計算得到此垃圾場區(qū)域地下水功能價值指數為31，即此區(qū)域地下水功能價值級別（UC）為低；根據垃圾場潛在風險特征參數，根據公式（2），計算得到垃圾場潛在風險指數為7.25，即此垃圾場潛在風險級別（PC）為較高；采用DRASTIC模型，根據公式（3），計算得到此垃圾場區(qū)域地下水含水層易污染指數為117，即此區(qū)域含水層易污染性級別（VC）為中等。根據上述計算結果，通過表3，確定此垃圾場地下水污染風險級別（RC）為較高。

表4垃圾場地下水功能價值與垃圾場潛在風險參數

3結語

3.1以“兩源一通道”為理論基礎，建立了垃圾場地下水污染風險概念模型，構建了包括垃圾場自身潛在特征、垃圾場所在區(qū)域地下水功能價值以及垃圾場所在含水層的易污染性的地下水污染風險評價指標體系，并確定了各指標的評分依據與權重。

3.2利用本文風險評價模型，對成都市某大型生活垃圾填埋場地下水污染風險情況進行評價，評價結果顯示此垃圾場區(qū)域地下水功能價值級別（UC）為低，垃圾場潛在風險級別（PC）為較高，垃圾場區(qū)域含水層易污染性級別（VC）為中等，故此垃圾場地下水污染風險級別（RC）為較高。評價結果與實地調查情況和相關研究相符，因此采用該評價模型和指標體系判定垃圾場地下水污染風險合理可行。

[1]張兆吉，費宇紅．華北平原地下水可持續(xù)利用調查評價[M]．北京：地質出版社，2009．

[2]李庭．廢棄礦井地下水污染風險評價研究[D]．北京：中國礦業(yè)大學，2014．

[3]寇文杰，陳忠榮等．不同垃圾場地類型地下水污染風險評價[J]．人民黃河，2013，35(1):42－48．

[4]Foster SSD,Hirata R.Groundwater pollution risk assessment-a methodology using available data.Lima,Peru:Pan American Centre for Sanitary Engineeringand Environmental Sciences(CEPIS),1988.

[5]粟石軍．基于GIS技術的地下水重金屬污染綜合風險評價研究[D]．湖南：湖南大學,2008．

[6]紅梅，張博．生活垃圾填埋場對地下水污染的風險評價—以北京北天堂垃圾填埋場為例[J]．環(huán)境污染與防治，2011，33(3): 88-91．

[7]RaftiC,SdaofM A.Pollution Risk AssessmentBased on Hydrogen Logical Data and Management of Solid Waste Landfills[J].Engineering Geology,2006,85(1):122-131.

[8]Fernando Calvo,Begoa Moreno,AngelRamos,etal.Imp lementation of a New Environmental Impact Assessment for Municipal Waste Landfills as Tool for Planning and Decision Making Process［J］．Renew Ablean Susta Inable EnergyReviews，2007,11(1):98-1.

張云龍（1990—），男，黑龍江省哈爾濱市，碩士研究生，從事環(huán)境污染與防治工作。