華北地區某生活垃圾填埋場對地下水水質影響評價

【摘" " 要】：針對簡易生活垃圾填埋場內垃圾滲濾液在降水或地下水滲流運動作用下擴散，對地下水造成污染的問題，對華北地區某生活垃圾填埋場地塊進行調查，在資料搜集、知情人員訪談、水文地質調查的基礎上，識別出潛在污染物特征指標，科學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法，以GB/T 14848—2017《地下水環境質量標準》中Ⅳ類標準指標為評價標準，通過對地下水上游對照點、垂直地下水流向的擴散點、下游擴散點水樣試驗結果的比較分析，查明了填埋場地塊內污染物分布及擴散范圍。

【關鍵詞】：垃圾填埋場；地下水；滲濾液；污染物；水質

【中圖分類號】：X523 【文獻標志碼】：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行簡易填埋是華北地區早期垃圾處理的主要手段。為提升環境基礎設施建設水平，推進城鄉人居環境整治，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、不易發現和難以治理的特點[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重威脅地下水安全及周邊生態環境[3]。滲濾液化學成分與固體生活垃圾成分密切相關，隨季節性降水入滲或地下水水位變化，向地塊及周邊擴散。

本文對華北地區某生活垃圾填埋場地塊進行調查，采用單因子污染指數法，將采集到的地下水水樣試驗指標與GB/T 14848—2017《地下水環境質量標準》中Ⅳ類標準指標進行對比，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。地塊內主要構筑物為填埋庫區、滲濾液收集區、管理區，周邊1 km范圍內以農田為主，分布有若干村莊居民區，無有毒、有害工業生產活動。見圖1。

1.1 地塊歷史使用情況

通過資料收集、現場踏勘及對相關知情人員的走訪，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年按國家標準再次改建，修建了現狀地塊圍墻、滲濾液處理設施、填埋區防滲結構，使用至2015年，因庫容飽和，2016年封場關停；2021年初對填埋庫區內垃圾土組織清運。

1.2 填埋庫區生活垃圾成分

根據前期資料搜集及人員訪談調查結果，填埋庫區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 地塊水文地質條件

填埋場位置具備黃河下游沖積平原孔隙水水文地質區特征，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）在空間分布上結構復雜，重迭交錯，地下水具明顯的垂向分帶性。

根據現場水文地質調查結果，地基土自上而下分布①素填土、②1層粉質黏土、②2層粉土、②3層粉細砂，土粒沉積規律明顯。調查場地范圍內，地層分布較穩定、連續。填埋庫區、滲濾液池底部均位于②2層粉土、②3層粉細砂。

場地淺層地下水類型為第四系孔隙潛水。現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、滲透性相應增大。地塊內地下水流向趨同于區域地下水流向，近似為從西南向東北見圖2。

2 污染物識別特征指標

填埋場地塊周邊無大型工業企業，地塊的污染歷史情況識別過程明確，作為非正規垃圾填埋場，填埋垃圾類型為日常生活垃圾。依據GB 36600—2018《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》等標準確定地塊內特征污染指標。見表1。

特征污染指標類型包括：

1）重金屬和無機物類，砷、鎘、鉻（六價）、鉛、汞、鎳、銻、鈹、鈷、釩等。

2）揮發性有機物類，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）半揮發性有機物類，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、細菌指標、微生物指標、二噁英類等。

3 地下水水樣采集檢測

根據地塊內潛在污染區域分布，地下水取樣點采用系統布點法結合專業判斷布點的原則[4]。

3.1 水樣采集點布置

地塊劃分為滲濾液池、生活區、北填埋區、東填埋區、西填埋區5個布點區，每個布點區內進一步按1 600 m2面積劃分，保證每1 600 m2面積內有采樣點。每個布點區內原則上布置1個地下水采樣點。

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

3.2 評價依據

根據地塊地下水用途，評價標準首選GB/T 14848—2017中Ⅳ類水質標準作為篩選值；總磷指標評價標準依據GB 3838—2002《地表水環境質量標準》Ⅳ類水域功能限值；釩指標評價標準依據《上海市建設用地地下水污染風險管控篩選值補充指標（附件5）》第二類用地篩選值；錫指標評價標準以《土壤和地下水目標值、干預值（2013年版）》（荷蘭建設空間規劃及環境部）為參考標準。

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）來判別，也可用污染指數隨與垃圾場的距離增大而衰減的規律來判別[5]。具體污染評價方法采用單因子污染指數評價法[6]，以污染指數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，亦即超標倍數；[Ci]為地下水中污染物i實測質量濃度，mg/L或ug/L；[C0i]為地下水中污染物i的背景或對照質量濃度，mg/L或ug/L。

[Ii]lt;１時，為未污染；[Ii≥1]時，為發生污染。

3.3 檢測結果

3.3.1 采樣點

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

3.3.2 對照點和擴散點

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

2）垂直地下水流向擴散點位地下水樣檢測指標中溶解性總固體、菌落總數不滿足GB/T 14848—2017中Ⅳ類標準要求。見表4。

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

3.4 超標指標分析

1）地塊內超標指標數量及污染物超標倍數均大于地塊外；由此判斷，地塊地下水存在污染情況。

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

3）細菌指標在地塊內外均超標，地塊內超標倍數明顯高于對照點及擴散點；下游擴散點超標倍數大于上游對照點及垂直流向擴散點。

4）綜合地下水流向、地基土分布情況，地塊外上游區域、垂直流向區域水質情況最好；地塊外下游區域情況次之，一般化學指標中僅總硬度、溶解性總固體、氯化物、硫酸鹽指標出現超標情況；地塊內水質情況最差，污染物超標倍數最大，符合污染物經降雨入滲或地下水滲流作用出現擴散的特征。但地塊內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、硫酸鹽四項化學指標超標。

4 結語

1）對填埋場開展污染調查前應重視地塊開發使用歷史情況及水文地質調查工作；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、補給及排泄規律；使后續布置地下水采樣點的位置更有針對性。

2）本填埋場地塊內地下水已受到污染，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、氨氮、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、揮發性酚類、菌落總數、總大腸菌群16項指標超標，不滿足GB/T 14848—2017中Ⅳ類標準要求。

3）本填埋場坐落區域地勢平坦，地下水運動以垂直滲透補給下伏含水層為主，水平運動緩慢。地塊內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距離內發現總硬度、溶解性總固體、氯化物、硫酸鹽四項化學指標超標，污染物超標倍數均＜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，防止污染物的進一步擴散；同時重視地下水定期監測工作，密切關注地下水水質情況。

參考文獻：

[1]閆喜鳳，周友華，徐潔.垃圾填埋場滲濾液典型處理工藝對比研究［J］.環境科學與管理，2022，47（5）：82-86+127.

[2]郜洪強，丁文萍.河北省生活垃圾化學成分及其對地下水污染分析[C].2008年全國地下水污染學術研討會論文集. 2008：69-74.

[3]王松濤，楊霄，王叢，等.城市生活垃圾填埋場污染物運移研究［J］.中國農村水利水電，2021，（7）：81-86.

[4]HJ 25.1—2019，建設用地土壤污染狀況調查技術導則[S].

[5]郜洪強，樊延恩，丁文萍，等.生活垃圾填埋場對地下水的污染研究[J].水資源保護，2009，25（05）：61-64.

[6]林年豐，李昌靜.環境水文地質學[M].北京：地質出版社，1990.

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