重慶市某生活垃圾填埋場(chǎng)周邊土壤和地下水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

李翰青，陳 瑩，鄧 娟

(重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，重慶 401147)

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅速發(fā)展，城市化水平快速提高，人民群眾生活、物質(zhì)消費(fèi)均會(huì)產(chǎn)生大量的生活垃圾，其所造成的生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題也不斷加深[1]?，F(xiàn)階段我國(guó)及世界普遍采用的生活垃圾處理方式主要有填埋、焚燒、堆肥、分類(lèi)回收利用等[2]，而填埋占我國(guó)生活垃圾無(wú)害化處理量的53%[3]，是我國(guó)最為主要的生活垃圾處理方式。將生活垃圾進(jìn)行填埋處理具有方法簡(jiǎn)單、投資少、處理能力大、適應(yīng)性強(qiáng)等多種特點(diǎn)，但是也會(huì)造成大量土地資源被占用，產(chǎn)生的滲濾液易造成地表水、地下水和土壤等污染問(wèn)題[4～6]。

生活垃圾在填埋過(guò)程中，會(huì)受到垃圾中自帶的水分、降水等影響形成滲濾液[7]。因?yàn)樯罾谢蚨嗷蛏倩烊肓穗姵亍U舊燈管、電子產(chǎn)品等含多種有毒有害物質(zhì)的物品，所以生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液往往含有多種重金屬及有機(jī)物，填埋場(chǎng)滲濾液可能透過(guò)填埋場(chǎng)防滲墻進(jìn)入周?chē)寥涝斐森h(huán)境污染[8]。填埋場(chǎng)附近地下水也會(huì)因?yàn)闈B濾液腐蝕防滲設(shè)施、防滲體本身發(fā)生開(kāi)孔、解體、破裂等現(xiàn)象,使其失去防滲作用而造成地下水污染[9]。

本研究針對(duì)重慶市某生活垃圾填埋場(chǎng)周邊土壤和地下水開(kāi)展了環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查，研究了該垃圾填埋場(chǎng)周邊土壤和地下水是否受到污染。

2 項(xiàng)目概況

2.1 調(diào)查區(qū)域基本情況

該生活垃圾填埋場(chǎng)位于重慶市潼南區(qū)梓潼鎮(zhèn)，為潼南區(qū)城市生活垃圾填埋場(chǎng)，占地面積158896.05 m2，屬于山谷型垃圾填埋場(chǎng)。垃圾填埋場(chǎng)地塊在2008年前為荒地，2008年建成生活垃圾填埋場(chǎng)并投入使用。該垃圾填埋場(chǎng)嚴(yán)格按照《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)的規(guī)定進(jìn)行選址、設(shè)計(jì)與施工、運(yùn)行管理工作。該填埋場(chǎng)設(shè)有辦公區(qū)、填埋區(qū)作業(yè)區(qū)、周邊綠化防護(hù)區(qū)。填埋場(chǎng)防滲襯層系統(tǒng)、滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)、滲濾液處理設(shè)施、雨污分流系統(tǒng)、地下水導(dǎo)排系統(tǒng)、地下水監(jiān)測(cè)設(shè)施和填埋氣體導(dǎo)排系統(tǒng)等設(shè)施完備并正常運(yùn)行。

2.2 采樣點(diǎn)布設(shè)與樣品采集

根據(jù)《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T166-2004)、《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600—2018)、《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.2-2019)等相關(guān)要求，結(jié)合填埋場(chǎng)作業(yè)區(qū)及周邊實(shí)際情況，一共布設(shè)8個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)位(G1-G8)，2個(gè)地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位(W1和W2)，點(diǎn)位布設(shè)情況見(jiàn)表1。

表1 采用點(diǎn)位布設(shè)情況

土壤點(diǎn)位檢測(cè)指標(biāo)為pH值、銻、石油烴(C10-C40)及45項(xiàng)基本項(xiàng)(即《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB36600-2018)表1項(xiàng)目，包括砷、鎘、鉻(六價(jià))、銅、鉛、汞、鎳、四氯化碳、氯仿、氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烯、順-1,2 -二氯乙烯、反-1,2 -二氯乙烯、二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,1,1,2-四氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、四氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、1,2,3-三氯丙烷、氯乙烯、苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、乙苯、苯乙烯、甲苯、間二甲苯+對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、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)，共48個(gè)指標(biāo)。

地下水檢測(cè)指標(biāo)為pH值、色度、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、鉛、鎘、六價(jià)鉻、汞、砷、石油類(lèi)、鎳、銅、銻、揮發(fā)酚、硫化物、氟化物，共19個(gè)指標(biāo)。

土壤樣品嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范采集土壤表層樣品(0～0.2 m)。優(yōu)先用非擾動(dòng)采樣器采集用于測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的土壤樣品，然后用不銹鋼鏟采集非揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物(SVOCs)土壤樣品，最后用竹鏟采集無(wú)機(jī)土壤樣品。

地下水樣品于洗井后水質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定后的2h內(nèi)完成采樣；優(yōu)先采集用于測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的樣品；地下水樣品采樣深度為監(jiān)測(cè)井水面下0.5 m。

2.3 樣品分析方法

對(duì)于土壤中無(wú)機(jī)物采用分光光度法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜法等國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行測(cè)定，有機(jī)污染物則采用吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)定。

對(duì)于地下水的測(cè)定，采用玻璃電極法、分光光度法、比色法、離子色譜法、原子熒光法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)定。

2.4 評(píng)價(jià)方法

2.4.1 單因子污染指數(shù)法

單因子污染指數(shù)法反映區(qū)域內(nèi)土壤/地下水的污染程度，其評(píng)價(jià)方法為:

Pi=Ci/Si

(1)

式(1)中，Pi為土壤/地下水中污染物i的單因子污染指數(shù)，Ci為土壤/地下水中污染物i的實(shí)測(cè)濃度，Si為土壤/地下水中污染物i的評(píng)價(jià)參考值，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB36600-2018)第二類(lèi)用地篩選值以及《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)中類(lèi)水體指標(biāo)限值確定。

地下水pH的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)為：

(2)

(3)

式(2)、(3)中：pHi為i取樣點(diǎn)pH值；pHsd為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下限值；pHsu為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定上限值。 根據(jù)Pi值大小，Pi≤1 表示土壤/地下水未受污染；Pi>1 表示土壤/地下水受到污染；Pi越大，污染程度越重。

2.4.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

為全面分析污染物對(duì)土壤/地下水的影響，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)土壤/地下水中檢出污染物進(jìn)行評(píng)價(jià)。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法反映了各污染物對(duì)土壤/地下水的綜合作用，同時(shí)突出高濃度污染物對(duì)土壤/地下水環(huán)境質(zhì)量的影響[10，11]，計(jì)算公式為：

(4)

式(4)中：Pi綜是采樣點(diǎn)i的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)；Pimax為i點(diǎn)污染物污染指數(shù)最大值；Pi均為采樣點(diǎn)i所有污染指數(shù)平均值。

根據(jù)Pi綜值大小，可將土壤污染程度劃分為5級(jí)：Pi綜≤0.7為安全，0.7

根據(jù)Pi綜值大小，可將地下水污染程度劃分為6級(jí)：Pi綜≤0.2為清潔，0.42.0 為嚴(yán)重污染[11]。

3 檢測(cè)結(jié)果分析

3.1 土壤檢測(cè)結(jié)果

垃圾填埋場(chǎng)周邊8個(gè)土壤樣品pH值范圍為8.53～8.82。土壤金屬類(lèi)和石油烴檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2，該區(qū)域土壤點(diǎn)位揮發(fā)性有機(jī)物和半揮發(fā)性有機(jī)物含量均低于檢出限，故未在表2中列出。

3.2 地下水檢測(cè)結(jié)果

填埋場(chǎng)附近2個(gè)點(diǎn)位地下水埋深分別為8.2 m(W1)和13.6 m(W2)，2個(gè)點(diǎn)位地下水檢測(cè)值均滿足《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)表1和表2中Ⅲ類(lèi)限值要求，檢測(cè)值詳見(jiàn)表3。2個(gè)點(diǎn)位地下水中揮發(fā)酚、亞硝酸鹽、石油類(lèi)、硫化物、六價(jià)鉻均未檢出，故未在表3中列出。

表2 土壤金屬類(lèi)及石油烴檢測(cè)結(jié)果 mg/kg

表3 地下水檢測(cè)結(jié)果

4 環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

4.1 土壤環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

該填埋場(chǎng)附近8個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)位土壤pH范圍為8.53～8.82；土壤砷含量范圍為6.09～25.2 mg/kg，最大污染指數(shù)為0.42；鎘含量范圍為0.10～0.19 mg/kg，最大污染指數(shù)為0.003；六價(jià)鉻含量范圍為1.6～2.2 mg/kg，最大污染指數(shù)為0.39；銅含量范圍為23.4～34.9 mg/kg，最大污染指數(shù)為0.002；鉛含量范圍為25.0～27.7 mg/kg，最大污染指數(shù)為0.03；汞含量范圍為0.8～26.3 μg/kg，最大污染指數(shù)為0.0007；鎳含量范圍為42.6～52.5 mg/kg，最大污染指數(shù)為0.06；銻含量范圍為0.60～0.88 mg/kg，最大污染指數(shù)為0.005。8個(gè)土壤點(diǎn)位檢出項(xiàng)目的單因子污染指數(shù)均小于1，表明填埋場(chǎng)周邊區(qū)域土壤未受污染。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，8個(gè)點(diǎn)位內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)結(jié)果見(jiàn)表4，8個(gè)土壤點(diǎn)位內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)范圍為0.20～0.50，平均值為0.29，綜合污染指數(shù)均小于0.7，可以說(shuō)明該垃圾填埋場(chǎng)周邊土壤屬于安全等級(jí)。

表4 土壤內(nèi)梅羅指數(shù)

4.2 地下水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

2個(gè)點(diǎn)位地下水埋深為8.2～13.6 m， pH值范圍7.86～7.88，最大污染指數(shù)為0.80；色度均為5，最大污染指數(shù)為0.33；汞含量范圍為1.06×10-5～1.29×10-5mg/L，最大污染指數(shù)為0.13；銅含量范圍為5.44～7.36 μg/L，最大污染指數(shù)為0.007；鉛含量范圍為3.73～9.00 μg/L，最大污染指數(shù)為0.90；鎳含量范圍為0.72～1.05 μg/L，最大污染指數(shù)為0.05；銻含量范圍為1.73×10-3～2.34×10-3mg/L，最大污染指數(shù)為0.47；氨氮含量范圍為0.092～0.103 mg/L，最大污染指數(shù)為0.21；氯化物含量范圍為11.5～12.6 mg/L，最大污染指數(shù)為0.05；硝酸鹽含量范圍為1.56～1.73 mg/L，最大污染指數(shù)為0.09；硫酸鹽含量范圍為38.2～45.3 mg/L，最大污染指數(shù)為0.19；氟化物含量范圍為0.196～0.203 mg/L，最大污染指數(shù)為0.20；砷含量范圍為1.45×10-3～1.69×10-3mg/L，最大污染指數(shù)為0.17。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，該填埋場(chǎng)附近2個(gè)地下水點(diǎn)位檢出項(xiàng)目的單因子污染指數(shù)均小于1，表明填埋場(chǎng)周邊地下水滿足《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)中Ⅲ類(lèi)水體。2個(gè)點(diǎn)位地下水內(nèi)梅羅指數(shù)分別為0.66和0.58，均處于0.4～0.7區(qū)間內(nèi)，表明區(qū)域地下水存在輕度污染。

5 結(jié)果與討論

該垃圾填埋場(chǎng)管理較為規(guī)范，周邊土壤滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB36600-2018)第二類(lèi)用地規(guī)定的篩選值、應(yīng)用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)填埋場(chǎng)周邊土壤評(píng)價(jià)，結(jié)果表明填埋場(chǎng)周邊土壤屬于安全等級(jí)。該垃圾填埋場(chǎng)周邊土壤狀態(tài)較好，但是土壤砷和六價(jià)鉻的污染指數(shù)較大，提示后續(xù)針對(duì)砷和六價(jià)鉻加強(qiáng)管理。

填埋場(chǎng)周邊地下水滿足《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)中類(lèi)Ⅲ水體標(biāo)準(zhǔn)，但是應(yīng)用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)地下水進(jìn)行評(píng)價(jià)則顯示，地下水總體上存在輕度污染的情況。有研究表明:應(yīng)用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)地下水進(jìn)行評(píng)價(jià)會(huì)突出極大值的作用[12,13]，而就本垃圾填埋場(chǎng)地下水檢測(cè)結(jié)果而言，鉛和pH值分別為兩組樣品的極大值，占標(biāo)率分別為0.90和0.78，對(duì)于地下水的評(píng)價(jià)結(jié)果有較大的影響。有研究指出地下水檢測(cè)因子檢測(cè)值雖然在Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但是較高的濃度也可能提示滲濾液滲漏風(fēng)險(xiǎn)[14，15]。結(jié)合地下水內(nèi)梅羅指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果，該生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液存在一定的滲漏風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)周邊地下水造成輕度污染，后續(xù)需要對(duì)地下水pH和鉛重點(diǎn)關(guān)注。

建議該垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)一步完善作業(yè)區(qū)規(guī)劃與場(chǎng)地平整、覆膜、雨水倒排、滲濾液導(dǎo)排等措施[16]，以避免周邊土壤和地下水收到垃圾填埋場(chǎng)的污染。