华北地区某生活垃圾填埋场对地下水水质影响评价

刘浩， 张建根， 徐鹏逍

【摘 要】：针对简易生活垃圾填埋场内垃圾渗滤液在降水或地下水渗流运动作用下扩散，对地下水造成污染的问题，对华北地区某生活垃圾填埋场地块进行调查，在资料搜集、知情人员访谈、水文地质调查的基础上，识别出潜在污染物特征指标，科学合理地布置地下水采样点采集地下水水样；采用单因子污染指数法，以GB/T 14848—2017《地下水环境质量标准》中Ⅳ类标准指标为评价标准，通过对地下水上游对照点、垂直地下水流向的扩散点、下游扩散点水样试验结果的比较分析，查明了填埋场地块内污染物分布及扩散范围。

【关键词】：垃圾填埋场；地下水；渗滤液；污染物；水质

人民生活水平提高的同时也产生了大量的生活垃圾。利用取土坑等低洼场地对生活垃圾进行简易填埋是华北地区早期垃圾处理的主要手段。为提升环境基础设施建设水平，推进城乡人居环境整治，对历史上曾作为简易生活垃圾填埋场使用的地块开展场地调查势在必行。生活垃圾填埋场地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点[1]，生活垃圾填埋场对地下水的污染，归根结底是垃圾渗滤液透过土壤对地下水的污染[2]，渗滤液泄露造成的地下水污染将严重威胁地下水安全及周边生态环境[3]。渗滤液化学成分与固体生活垃圾成分密切相关，随季节性降水入渗或地下水水位变化，向地块及周边扩散。

本文对华北地区某生活垃圾填埋场地块进行调查，采用单因子污染指数法，将采集到的地下水水样试验指标与GB/T 14848—2017《地下水环境质量标准》中Ⅳ类标准指标进行对比，评价垃圾填埋场对地下水的污染程度及范围。

1 填埋场地块基本情况

调查地块位于华北平原东南部，属黄泛平原，地形平坦，总用地面积为22800 m2。地块内主要构筑物为填埋库区、渗滤液收集区、管理区，周边1 km范围内以农田为主，分布有若干村庄居民区，无有毒、有害工业生产活动。见图1。

图1 填埋场平面

1.1 地块历史使用情况

通过资料收集、现场踏勘及对相关知情人员的走访，地块作为垃圾填埋场使用前为砖窑厂取土坑，后废弃；1990—1996 年用于露天堆放生活垃圾；1996 年改建为垃圾填埋场，采用简单覆土方式处理生活垃圾；2010 年按国家标准再次改建，修建了现状地块围墙、渗滤液处理设施、填埋区防渗结构，使用至2015年，因库容饱和，2016 年封场关停；2021 年初对填埋库区内垃圾土组织清运。

1.2 填埋库区生活垃圾成分

根据前期资料搜集及人员访谈调查结果，填埋库区中的生活垃圾主要为纸类、金属物品、塑料类、木料、织物及玻璃制品等可回收物，食用油脂、家庭产生的花草及废弃的食品、蔬菜、瓜果等厨余垃圾，混杂少量弃置药品、废电池、废灯管、砖瓦类、清扫渣土、烟蒂等。

1.3 地块水文地质条件

填埋场位置具备黄河下游冲积平原孔隙水水文地质区特征，地下水主要赋存于第四系及第三系碎屑岩孔隙～裂隙含水层(组)中，自新生代以来，受阶段性和差异性升降运动影响，含水层(组)在空间分布上结构复杂，重迭交错，地下水具明显的垂向分带性。

根据现场水文地质调查结果，地基土自上而下分布①素填土、②1层粉质黏土、②2层粉土、②3层粉细砂，土粒沉积规律明显。调查场地范围内，地层分布较稳定、连续。填埋库区、渗滤液池底部均位于②2层粉土、②3层粉细砂。

场地浅层地下水类型为第四系孔隙潜水。现场实测地下水静止水位4.04～5.13 m。孔隙潜水主要赋存于浅部①人工填土层、②2层粉土、②3层粉细砂中，20 m 深度范围仅揭示潜水。潜水含水层水平、垂直向渗透性存在差异，局部地段分布粉土、粉砂厚层时，其富水性、渗透性相应增大。地块内地下水流向趋同于区域地下水流向，近似为从西南向东北见图2。

图2 填埋场地下水流场

2 污染物识别特征指标

填埋场地块周边无大型工业企业，地块的污染历史情况识别过程明确，作为非正规垃圾填埋场，填埋垃圾类型为日常生活垃圾。依据GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》等标准确定地块内特征污染指标。见表1。

表1 污染物识别特征指标

特征污染指标类型包括：

1）重金属和无机物类，砷、镉、铬（六价）、铅、汞、镍、锑、铍、钴、钒等。

2）挥发性有机物类，氯乙烯、二氯甲烷、四氯乙烯、四氯化碳、氯仿和三氯乙烯等烷烃类；萘、蒽、芘、荧蒽、苊、苯和甲苯等。

3）半挥发性有机物类，硝基苯、苯胺、2-氯酚、苯并[a] 蒽、苯并[a] 芘、苯并[b] 荧蒽、苯并[k] 荧蒽、䓛、二苯并[a,h] 蒽、茚并[1,2,3-cd] 芘、萘等。

4）其他特征因子，石油烃类、细菌指标、微生物指标、二噁英类等。

3 地下水水样采集检测

根据地块内潜在污染区域分布，地下水取样点采用系统布点法结合专业判断布点的原则[4]。

3.1 水样采集点布置

地块划分为渗滤液池、生活区、北填埋区、东填埋区、西填埋区5 个布点区，每个布点区内进一步按1600 m2面积划分，保证每1600 m2面积内有采样点。每个布点区内原则上布置1个地下水采样点。

地块地下水上游布置对照监测点2 个。污染扩散监测点：在垂直于地下水流向两侧各1 个，地下水下游38、48 m 处各1 个；地块内布置11 个采样点。见图3。

图3 填埋场地块地下水取水点布置平面

3.2 评价依据

根据地块地下水用途，评价标准首选GB/T 14848—2017中Ⅳ类水质标准作为筛选值；总磷指标评价标准依据GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水域功能限值；钒指标评价标准依据《上海市建设用地地下水污染风险管控筛选值补充指标（附件5）》第二类用地筛选值；锡指标评价标准以《土壤和地下水目标值、干预值（2013 年版）》（荷兰建设空间规划及环境部）为参考标准。

污染物是否污染地下水，可以使用地下水实际浓度值与地下水背景值或相对背景值之比（污染指数）来判别，也可用污染指数随与垃圾场的距离增大而衰减的规律来判别[5]。具体污染评价方法采用单因子污染指数评价法[6]，以污染指数大小表示地下水的污染程度。

式中：Ii为地下水中污染物i 污染指数，亦即超标倍数；Ci 为地下水中污染物i 实测质量浓度，mg/L 或ug/L；C0i为地下水中污染物i的背景或对照质量浓度，mg/L或ug/L。

Ii<1时，为未污染；Ii ≥1时，为发生污染。

3.3 检测结果

3.3.1 采样点

根据污染物识别特征指标试验检测结果，未检出项及满足评价标准指标不予赘述。填埋场地块内地下水有锰、钼、铝、石油烃（C10-C40）、pH值、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数、氨氮、硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、挥发性酚类、菌落总数、总大肠菌群，计16项指标不满足GB/T 14848—2017中Ⅳ类标准要求。见表2。

表2 地块内地下水超标指标

3.3.2 对照点和扩散点

1）对照点地下水检测指标中总硬度、高锰酸盐指数、菌落总数、总大肠菌群指标不满足GB/T 14848—2017中Ⅳ类标准要求。见表3。

表3 对照点地下水超标指标

续表3

2）垂直地下水流向扩散点位地下水样检测指标中溶解性总固体、菌落总数不满足GB/T 14848—2017中Ⅳ类标准要求。见表4。

表4 地块外垂直地下水流向扩散点地下水超标指标

3）下游扩散点地下水样检测指标中总硬度、溶解性总固体、氯化物、硫酸盐、菌落总数、总大肠菌群不满足GB/T 14848—2017中Ⅳ类标准要求。见表5。

表5 地块外地下水流向下游扩散点地下水超标指标

3.4 超标指标分析

1）地块内超标指标数量及污染物超标倍数均大于地块外；由此判断，地块地下水存在污染情况。

2）填埋场地块内重金属超标位置集中在渗滤液池西北角；石油类与一般化学指标超标位置集中于渗滤液池、填埋库区。

3）细菌指标在地块内外均超标，地块内超标倍数明显高于对照点及扩散点；下游扩散点超标倍数大于上游对照点及垂直流向扩散点。

4）综合地下水流向、地基土分布情况，地块外上游区域、垂直流向区域水质情况最好；地块外下游区域情况次之，一般化学指标中仅总硬度、溶解性总固体、氯化物、硫酸盐指标出现超标情况；地块内水质情况最差，污染物超标倍数最大，符合污染物经降雨入渗或地下水渗流作用出现扩散的特征。但地块内污染物对周边污染范围较小，地块以外地下水流向下游方向50 m 距离，仅总硬度、溶解性总固体、氯化物、硫酸盐四项化学指标超标。

4 结语

1）对填埋场开展污染调查前应重视地块开发使用历史情况及水文地质调查工作；查明地基土分布情况，明确地下水含水层、隔水层深度位置，明确地下水流向、变幅、补给及排泄规律；使后续布置地下水采样点的位置更有针对性。

2）本填埋场地块内地下水已受到污染，锰、钼、铝、石油烃（C10-C40）、pH值、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数、氨氮、硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、挥发性酚类、菌落总数、总大肠菌群16项指标超标，不满足GB/T 14848—2017中Ⅳ类标准要求。

3）本填埋场坐落区域地势平坦，地下水运动以垂直渗透补给下伏含水层为主，水平运动缓慢。地块内污染物对周边污染范围较小，在地块之外地下水流向下游50 m距离内发现总硬度、溶解性总固体、氯化物、硫酸盐四项化学指标超标，污染物超标倍数均＜2，污染程度有限。

4）针对本地块地下水污染情况，可采取防渗、隔断等有效措施，防止污染物的进一步扩散；同时重视地下水定期监测工作，密切关注地下水水质情况。