典型非正規(guī)垃圾填埋場污染狀況評價與分析*

宋立杰 劉 惠 周永泉

(1.上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計院有限公司,上海 200232;2.上海污染場地修復(fù)工程技術(shù)研究中心,上海 200232)

我國一般將垃圾填埋場分為正規(guī)垃圾填埋場和非正規(guī)垃圾填埋場兩種。正規(guī)垃圾填埋場,即垃圾衛(wèi)生填埋場。而非正規(guī)垃圾填埋場,包括簡易垃圾堆填場和受控垃圾填埋場(也稱集中化填埋場),主要區(qū)別在于前者基本不具備無害化措施,后者采取了部分無害化措施,但不完善[1-2]。

由于簡易垃圾堆填場缺乏無害化工程措施,因此對環(huán)境的污染程度較高,而受控垃圾填埋場盡管具備一定的無害化措施,但由于其規(guī)模一般較大,環(huán)境風(fēng)險依然不容忽視[3-5]。“十二五”期間,我國首次將非正規(guī)垃圾填埋場治理寫入規(guī)劃[6]。2017年以來,非正規(guī)垃圾填埋場的整治工作進一步從城市轉(zhuǎn)向鄉(xiāng)鎮(zhèn),各地做好非正規(guī)垃圾堆放點的排查、整治,到2020年底基本完成農(nóng)村地區(qū)非正規(guī)垃圾堆放點整治[7]。但是,即使在各個層面的支持下,各地在開展非正規(guī)垃圾堆放點整治時仍存在一些難題。截止2019年12月,錄入到全國“非正規(guī)垃圾堆放點排查整治信息系統(tǒng)”中的非正規(guī)垃圾堆放點多達2.4萬個。陳安等[8]對我國共計31個省會城市和直轄市城市建筑群周邊10 km以內(nèi)非正規(guī)垃圾填埋場的面積、位置及數(shù)量情況進行排查,發(fā)現(xiàn)超過50%的特大城市存在“垃圾圍城”問題。

本研究針對國內(nèi)12個典型非正規(guī)垃圾填埋場開展污染狀況分析,并基于此進一步探究填埋場地下水和土壤中重金屬含量的相關(guān)性,為非正規(guī)垃圾填埋場調(diào)查評價工作提出相應(yīng)建議。

1 典型非正規(guī)垃圾填埋場污染狀況分析

1.1 研究對象和內(nèi)容

對上海市和江蘇省南京市、太倉市、昆山市、徐州市等的12個非正規(guī)垃圾填埋場的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整理分析,監(jiān)測介質(zhì)包含陳腐垃圾、滲濾液、填埋氣、土壤、地下水、地表水、環(huán)境空氣等。12個非正規(guī)垃圾填埋場的基礎(chǔ)信息匯總于表1。

表1 典型非正規(guī)垃圾填埋場基礎(chǔ)信息Table 1 Basic information of typical informal landfills

1.2 評價標(biāo)準(zhǔn)

陳腐垃圾、填埋氣評價參考《生活垃圾填埋場穩(wěn)定化場地利用技術(shù)要求》(GB/T 25179—2010)低度利用要求,分別主要考察有機質(zhì)和CH4含量;滲濾液評價參考《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889—2008);地下水評價參考《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—2017)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn);環(huán)境空氣評價參考《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)和《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554—93)二級新擴改建標(biāo)準(zhǔn);地表水評價參考《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn);土壤評價參考《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。

2 污染狀況分析

典型非正規(guī)垃圾填埋場的污染狀況分析結(jié)果如表2所示,12個非正規(guī)垃圾填埋場中均存在污染物超標(biāo)現(xiàn)象,其中滲濾液、地下水、地表水、填埋氣超標(biāo)頻次較高,環(huán)境空氣、陳腐垃圾超標(biāo)頻次較低,土壤未出現(xiàn)超標(biāo)情況。超標(biāo)污染物包含汞、鎘、總鉻、六價鉻、砷、鉛、鎳、鈹?shù)?表明非正規(guī)垃圾填埋場可能對環(huán)境和人體健康產(chǎn)生不良影響。超標(biāo)污染物較多的主要是滲濾液、地下水、地表水,且污染物項目在滲濾液、地下水、地表水之間存在相似性,表明非正規(guī)垃圾填埋場污染主要是通過滲濾液向周邊水體滲漏。同時,這種影響是長期存在的,結(jié)果顯示,即便是填埋齡超過15 a的填埋場,依然存在滲濾液、周邊水體和填埋氣的污染。EINHUPL等[9]研究表明,滲濾液和填埋氣處理應(yīng)持續(xù)30 a,甚至更長。

表2 典型非正規(guī)垃圾填埋場超標(biāo)污染物匯總1)Table 2 Summary of contaminants exceeding standard in typical informal landfills

各填埋場土壤樣品污染物含量對照GB 36600—2018第二類用地風(fēng)險篩選值均未超標(biāo);但對照第一類用地風(fēng)險篩選值,發(fā)現(xiàn)苯并[a]芘、砷、銅、鎳等存在超標(biāo)現(xiàn)象。非正規(guī)垃圾填埋場填埋垃圾成分較為復(fù)雜,可能含有橡塑類、電子廢棄物等成分,甚至可能混有部分工業(yè)廢棄物,導(dǎo)致滲濾液中重金屬和有機污染物濃度較高,并向周邊地下水和土壤中遷移。李亞靜等[10]研究發(fā)現(xiàn),非正規(guī)垃圾填埋場周邊地下水與土壤中存在多種相似的重金屬污染物。為直觀掌握地下水和土壤中重金屬含量的潛在關(guān)系,下面進一步開展土壤和地下水中重金屬的分析。

選取6個非正規(guī)垃圾填埋場(填埋場編號為A～F),對其地下水和土壤中的銅、砷、汞、鎳4項重金屬開展著重分析。

采用Pearson相關(guān)系數(shù)[11]分析方法,對地下水和土壤中的重金屬含量相關(guān)性進行評價。Pearson相關(guān)系數(shù)<0.3,為低度相關(guān);0.3≤Pearson相關(guān)系數(shù)<0.5,為中低度相關(guān);0.5≤Pearson相關(guān)系數(shù)<0.8,為中度相關(guān);0.8 ≤Pearson相關(guān)系數(shù)≤1.0,為高度相關(guān)。

3.1 地下水重金屬污染現(xiàn)狀

圖1展示了6個非正規(guī)垃圾填埋場地下水中重金屬檢出情況。結(jié)果顯示,地下水部分樣品中鎳、砷超標(biāo),其中填埋場E中的砷和填埋場F中的銅、鎳、砷存在異常值,填埋場A中的鎳和填埋場B中的鎳、汞雖未出現(xiàn)異常值,但內(nèi)矩相較于其他填埋場較大,表明這4個填埋場的地下水受到滲濾液滲漏的影響較大。

注:圖中虛線為標(biāo)準(zhǔn)限值,圖2同。圖1 填埋場A～F地下水重金屬監(jiān)測結(jié)果Fig.1 Monitoring results of heavy metals in groundwater of landfills A-F

3.2 土壤重金屬污染現(xiàn)狀

圖2為6個非正規(guī)垃圾填埋場土壤中重金屬檢出情況。結(jié)果顯示,6個填埋場的4種重金屬含量均未超標(biāo)。和地下水相比,土壤中重金屬的分布相對較集中,但6個填埋場都存在異常值,可能是受到了填埋場滲濾液和污染地下水的影響。

圖2 填埋場A～F土壤重金屬監(jiān)測結(jié)果Fig.2 Monitoring results of heavy metals in soil of landfills A-F

3.3 土壤和地下水重金屬相關(guān)性分析

采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析方法分析土壤和地下水中重金屬含量的相關(guān)性,結(jié)果如表3所示,銅在填埋場的地下水和土壤中的含量存在高度相關(guān);鎳、砷、汞存在中低度相關(guān)。可見,非正規(guī)垃圾填埋場中地下水和土壤中的重金屬含量存在一定的相關(guān)性,在填埋場的整治工程中應(yīng)關(guān)注滲濾液、地下水和土壤之間重金屬的遷移可能。

表3 填埋場A～F地下水與土壤重金屬相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis between groundwater and soil heavy metals in landfills A-F

4 結(jié) 語

非正規(guī)垃圾填埋場存在污染物超標(biāo)現(xiàn)象,其污染情況較復(fù)雜,滲濾液和填埋氣的污染可能是長期的,同時,滲濾液、周邊水體和土壤之間存在污染物遷移的可能。目前,我國非正規(guī)垃圾填埋場的調(diào)查評價所參照的標(biāo)準(zhǔn)未完全考慮非正規(guī)垃圾填埋場的污染特點,因此在調(diào)查評價工作中還存在以下一些難點:

(1) 非正規(guī)垃圾填埋場具有面積大、污染分布不均的特點,對調(diào)查工作的準(zhǔn)確性和高效性有較高要求。建議提升調(diào)查評價手段的先進性,鼓勵在工作過程中采用無損掃描、三維可視化等技術(shù)。

(2) 非正規(guī)垃圾填埋場調(diào)查對象類型較多、指標(biāo)繁雜、工作開展難度大,建議采取分階段調(diào)查方法,根據(jù)初步調(diào)查評估結(jié)果判定是否需要進一步開展詳細調(diào)查;同時,開展非正規(guī)垃圾填埋場特征污染物相關(guān)研究,提高調(diào)查指標(biāo)的針對性。

(3) 由于非正規(guī)垃圾填埋場缺乏防滲阻隔措施或相關(guān)設(shè)施毀損,其周邊土壤和地下水環(huán)境會受到一定程度的影響,應(yīng)結(jié)合土壤、地下水相關(guān)系列標(biāo)準(zhǔn),建立綜合考量生態(tài)風(fēng)險和人體健康風(fēng)險的綜合評價標(biāo)準(zhǔn)。

(4) 目前的填埋場整治工程多以快速解決環(huán)境問題為目的,調(diào)查評價結(jié)論難以支撐土地高值利用的需求。應(yīng)完善標(biāo)準(zhǔn),建立面向土地利用的填埋場調(diào)查評價體系,使調(diào)查評價工作能夠為填埋場的整治方案和土地的規(guī)劃、開發(fā)方案提供直接的指導(dǎo)。

綜上,建議盡快出臺針對非正規(guī)垃圾填埋場調(diào)查評價的標(biāo)準(zhǔn)指南,以促進非正規(guī)垃圾填埋場調(diào)查評價工作的規(guī)范化發(fā)展。