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（成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室四川成都610059）

垃圾填埋場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究

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（成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室四川成都610059）

為了更加直觀的了解垃圾場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)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(jià)值及垃圾場自身潛在風(fēng)險(xiǎn)的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，對垃圾場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)。垃圾場含水層易污染性情況采用DRASTIC模型進(jìn)行評價(jià)，地下水資源功能價(jià)值和垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)采用灰色聚類法進(jìn)行評價(jià)。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(jìn)行量化評價(jià)的基礎(chǔ)上，分別對研究區(qū)含水層易污染性、地下水資源功能價(jià)值和垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，確定研究區(qū)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果。結(jié)果表明，此垃圾場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)級別為較高，評價(jià)結(jié)果與實(shí)地調(diào)查情況和相關(guān)研究相符，表明該評價(jià)方法合理和可靠。

垃圾填埋場；地下水污染；潛在風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)；地下水易污染性；風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

隨著城市規(guī)模和數(shù)量的不斷擴(kuò)張，人類生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的垃圾數(shù)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(shù)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(chǎn)生的滲濾液有可能擴(kuò)散到地下水系統(tǒng)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(xiàn)象；這些地下水環(huán)境問題導(dǎo)致地下水污染狀況日趨嚴(yán)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(guān)的生態(tài)環(huán)境問題，降低社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，甚至?xí)廴驹摰貐^(qū)飲用水水源，危害人體健康[1]。在此背景下地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的價(jià)值得以體現(xiàn)，地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是對地下水環(huán)境中發(fā)生污染的可能性進(jìn)行定性或定量評價(jià)，環(huán)境保護(hù)理念由先污染后治理轉(zhuǎn)向污染前的預(yù)測和有效管理。因此對垃圾填埋場進(jìn)行必要的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是非常重要的。

圖1垃圾填埋場風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)流程

1評價(jià)方法

以垃圾填埋場為主要污染源的地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)可以總結(jié)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(jià)值來描述；污染源是指污染源本身的特點(diǎn)，通常采用污染源的潛在風(fēng)險(xiǎn)性來描述[3]；污染通道是指污染源到達(dá)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(jià)值、垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)性和含水層易污染性共同構(gòu)成了影響垃圾填埋場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的主要因素，見圖1。

1.1地下水資源功能價(jià)值評價(jià)

地下水資源功能價(jià)值評價(jià)可以直接地反映出地下水資源的功能價(jià)值，其評價(jià)指標(biāo)是自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)因素的集合。建立的評價(jià)體系要具有代表性、獨(dú)立性，并且便于獲取和量化，能夠全面準(zhǔn)確地反應(yīng)地下水資源功能價(jià)值的現(xiàn)狀和變化趨勢，因此建立地下水資源功能價(jià)值評價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)該遵循以下原則[4][5]：系統(tǒng)性原則、易獲取可量化原則、動(dòng)態(tài)性和敏感性原則、時(shí)空差異性原則。根據(jù)上述原則建立垃圾場地下水功能價(jià)值指標(biāo)體系見表1。地下水資源功能價(jià)值指數(shù)，即

式中：U為地下水資源功能價(jià)值指數(shù)；W i為第i因子的權(quán)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(jià)值因子的評價(jià)值，Ri的取值范圍為1～10。將地下水資源功能價(jià)值劃分為3個(gè)級別，其中，U為11～44，功能價(jià)值為低；U為44～77，功能價(jià)值為中等；U為77～110，功能價(jià)值為高。

表1地下水功能價(jià)值參數(shù)評分標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)重

1.2垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)性評價(jià)

垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)性評價(jià)是指對垃圾場內(nèi)在特征進(jìn)行評價(jià)，確定其對地下水產(chǎn)生影響的可能性。對地下水產(chǎn)生影響的垃圾場內(nèi)在特征包括場地規(guī)模、底部及側(cè)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(shí)情況、垃圾場年齡、垃圾場含水率等[6][7]。根據(jù)數(shù)據(jù)獲取的難易程度，有些數(shù)據(jù)的獲取存在一定的難度，因此選擇前7個(gè)因子作為本論文垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)因子，垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)因子R及權(quán)重W見表2[3][8]。垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，即

式中：P為垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；Wj為因子的權(quán)重值，Wj取值采用層次分析法確定，Wi的取值為1～5；Rj為風(fēng)險(xiǎn)因子的評價(jià)值，取值為0.1～1。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)P<3，潛在風(fēng)險(xiǎn)為低；P為3～6，潛在風(fēng)險(xiǎn)為中等；P為6～10，潛在風(fēng)險(xiǎn)為較高；P≥10，潛在風(fēng)險(xiǎn)為高。

表2垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)評分標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)重

1.3含水層易污染性評價(jià)

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(hù)能力[6]。因此進(jìn)行地下水含水層易污染性評價(jià)可以充分表達(dá)研究區(qū)域的易污染程度。

在已知研究區(qū)水文、地質(zhì)、氣象條件的情況下，采用DRASTIC方法選取影響含水層系統(tǒng)防污性能的自然本質(zhì)屬性，對地下水含水層易污染性進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參見當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)值。含水層易污染性指數(shù)，即

式中：V為含水層易污染性指數(shù)；Wk為因子權(quán)重；Rk為因子的評分值。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果將易污染性劃分為3個(gè)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(fēng)險(xiǎn)級別劃分

將地下水資源功能價(jià)值級別（UC）、垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)級別（PC）和含水層易污染性級別（VC）進(jìn)行疊加分析，得到垃圾場區(qū)域地下水污染風(fēng)險(xiǎn)級別（RC），將垃圾場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)級別劃分為4個(gè)等級，分別為低、中等、較高和高，分級標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)險(xiǎn)分級標(biāo)準(zhǔn)

2成都某垃圾場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)實(shí)例

成都市某大型生活垃圾填埋場始建于上世紀(jì)末，按照國家生活垃圾處置設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)分期建設(shè)。自1993年建成投產(chǎn)后，主要承擔(dān)中心城區(qū)和二圈城區(qū)生活垃圾填埋任務(wù)，由于城市生活垃圾的劇增，此填埋場之后進(jìn)行過多次擴(kuò)容，已連續(xù)運(yùn)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(kuò)散到地下水系統(tǒng)中造成區(qū)域地下水污染。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，獲取垃圾場地下水功能價(jià)值參數(shù)（見表4），根據(jù)公式（1），計(jì)算得到此垃圾場區(qū)域地下水功能價(jià)值指數(shù)為31，即此區(qū)域地下水功能價(jià)值級別（UC）為低；根據(jù)垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)特征參數(shù)，根據(jù)公式（2），計(jì)算得到垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為7.25，即此垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)級別（PC）為較高；采用DRASTIC模型，根據(jù)公式（3），計(jì)算得到此垃圾場區(qū)域地下水含水層易污染指數(shù)為117，即此區(qū)域含水層易污染性級別（VC）為中等。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，通過表3，確定此垃圾場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)級別（RC）為較高。

表4垃圾場地下水功能價(jià)值與垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)

3結(jié)語

3.1以“兩源一通道”為理論基礎(chǔ)，建立了垃圾場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)概念模型，構(gòu)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(jià)值以及垃圾場所在含水層的易污染性的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系，并確定了各指標(biāo)的評分依據(jù)與權(quán)重。

3.2利用本文風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，對成都市某大型生活垃圾填埋場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)結(jié)果顯示此垃圾場區(qū)域地下水功能價(jià)值級別（UC）為低，垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)級別（RC）為較高。評價(jià)結(jié)果與實(shí)地調(diào)查情況和相關(guān)研究相符，因此采用該評價(jià)模型和指標(biāo)體系判定垃圾場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)合理可行。

[1]張兆吉，費(fèi)宇紅．華北平原地下水可持續(xù)利用調(diào)查評價(jià)[M]．北京：地質(zhì)出版社，2009．

[2]李庭．廢棄礦井地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究[D]．北京：中國礦業(yè)大學(xué)，2014．

[3]寇文杰，陳忠榮等．不同垃圾場地類型地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[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(shù)的地下水重金屬污染綜合風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究[D]．湖南：湖南大學(xué),2008．

[6]紅梅，張博．生活垃圾填埋場對地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)—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?jiān)讫垼?990—），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。