旦增，孟德安，周文武，汪晶，周鵬，窮達(dá)卓瑪，車悅馳，韓智勇

1.西藏大學(xué)理學(xué)院 2.天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 3.成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院

生活垃圾有效處理處置是城鎮(zhèn)健康、持續(xù)發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，也是倍受社會關(guān)注的熱點之一。目前國內(nèi)外生活垃圾的處理處置方式主要包括填埋、焚燒和堆肥。我國現(xiàn)階段生活垃圾的主要處理方式是衛(wèi)生填埋[1]。2017年我國生活垃圾清運總量為21 520.9萬t，無害化處理率達(dá)97.7%[2]，其中衛(wèi)生填埋處理12 037.6萬t，占處理總量的55.9%。衛(wèi)生填埋處理需建立垃圾填埋場，而垃圾填埋場會對周圍環(huán)境或人體健康造成潛在影響和危害[3-4]。

青藏高原有世界屋脊之稱，是我國重要的生態(tài)安全屏障。國務(wù)院頒布的《西藏生態(tài)安全屏障保護(hù)與建設(shè)規(guī)劃(2008—2030年)》[5]中明確將西藏自治區(qū)(簡稱西藏)分為3個主要生態(tài)安全屏障區(qū)和10個亞生態(tài)區(qū)。由于西藏90%以上的土地屬于高寒區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，環(huán)境容量低[6]，微小的外界作用力即可導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部的較大改變，從而對生態(tài)系統(tǒng)造成影響[7]。西藏城鎮(zhèn)生活垃圾處理主要以衛(wèi)生填埋為主，2017年生活垃圾清運量為44.3萬t，其中衛(wèi)生填埋43.3萬t，焚燒處理1萬t[2]。截至目前，西藏已建立了104座垃圾填埋場，覆蓋全區(qū)4市3地74縣。由于建設(shè)、運行和管理的經(jīng)驗不足，加之西藏土壤砂性大，周邊環(huán)境敏感，使得作為環(huán)保工程的垃圾填埋場成為區(qū)域集中的污染源或風(fēng)險源。因此，開展西藏地區(qū)垃圾填埋場對區(qū)域環(huán)境影響分析和評價是區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作重要內(nèi)容之一。

目前，少數(shù)學(xué)者對西藏地區(qū)垃圾填埋場環(huán)境污染影響進(jìn)行了分析和評價。如Wang等[8]對西藏地區(qū)6座垃圾填埋場的土壤進(jìn)行污染分析和人體健康風(fēng)險評估，結(jié)果表明Hg的累積性污染比背景值高6倍。旦增等[9-11]對拉薩市垃圾填埋場的土壤、空氣和滲濾液進(jìn)行環(huán)境影響分析，結(jié)果表明拉薩市垃圾填埋場對環(huán)境影響小，但土壤中重金屬濃度明顯高于背景值，具有一定的潛在生態(tài)危害。旦增等[12]對日喀則市垃圾填埋場地下水進(jìn)行調(diào)查與評價，結(jié)果表明氨氮和Fe均超出GBT 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值。但目前鮮有西藏地區(qū)縣級或藏北高寒干燥區(qū)域小規(guī)模垃圾填埋場環(huán)境影響分析與評價方面的報道。筆者以西藏班戈縣垃圾填埋場為藏北高寒干燥地區(qū)縣域垃圾填埋場的典型代表，綜合評價縣域小規(guī)模垃圾填埋場對區(qū)域環(huán)境的影響，以期為西藏地區(qū)縣域垃圾填埋場環(huán)境影響分析及污染控制提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與監(jiān)測方法

1.1 班戈縣垃圾填埋場概況

班戈縣垃圾填埋場位于西藏班戈縣規(guī)劃新城區(qū)以北5 km處的普保鎮(zhèn)，距班戈—克沙公路約500 m，占地面積為2.70萬m2，庫容為12.30萬m3，處理規(guī)模為10 td,于2014年正式使用，服務(wù)年限為18年。該垃圾填埋場主要包括垃圾填埋庫區(qū)、調(diào)節(jié)池、滲濾液處理區(qū)、管理區(qū)及配套設(shè)施，總投資為2 049.39萬元，其中環(huán)保投資145萬元，占總投資的7.08%。

1.2 樣品采集及分析

1.2.1采樣點布設(shè)

采樣點位置如圖1所示。

注：A為空氣采樣點，D為地下水采樣點，S為土壤采樣點。圖1 采樣點布設(shè)示意Fig.1 Schematic diagram of sampling poinst layout

根據(jù)GB 16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范要求，在填埋場地下水流向上游設(shè)本底井1眼(D001)，在填埋場地下水流向下游設(shè)監(jiān)視井1眼[13](D002)，分別于平水期(2017年10月)、枯水期(2018年4月)和豐水期(2018年8月)對地下水進(jìn)行采樣及分析。2018年8月對填埋場的土壤和場區(qū)環(huán)境空氣進(jìn)行采樣，其中布設(shè)空氣采樣點4個，分別位于填埋場的場東(A001)、場南(A002)、場西(A003)、場北(A004)，均為距場界50 m處；采樣當(dāng)日氣溫為20～25 ℃，氣壓為59～61 kPa，風(fēng)向為東，風(fēng)速為0.4～1.3 ms。布設(shè)土壤采樣點2個，分別位于場區(qū)的正北方(S002)和正南方(S001)。由于填埋場附近沒有河流和湖泊，因此未開展地表水采樣分析。填埋場周邊全部是草地，周圍0.5 km范圍內(nèi)無常年水體和住戶，無環(huán)境敏感點。

1.2.2監(jiān)測與分析方法

按照原環(huán)境保護(hù)部頒布的《環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理規(guī)定》[14]要求，對布點、采樣、分析測定和數(shù)據(jù)處理全過程進(jìn)行質(zhì)量控制。監(jiān)測與分析方法采用國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)分析方法或推薦方法，所有監(jiān)測儀器和量具均在有效期限內(nèi)。各環(huán)境要素的采樣點、檢測項目及分析方法如表1所示。

表1 檢測項目及分析方法

2 評價標(biāo)準(zhǔn)和方法

2.1 評價標(biāo)準(zhǔn)

班戈縣垃圾填埋場土壤pH均大于7.5，平均值為8.2。因此土壤重金屬污染狀況評價采用西藏土壤重金屬元素背景值和GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》中的風(fēng)險篩選值(pH>7.5)，地下水污染風(fēng)險評價采用GBT 14848—2017判斷，填埋場周圍環(huán)境空氣污染評價采用GB 14554—93《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》判斷。

2.2 評價方法

2.2.1土壤評價方法

2.2.1.1單因子污染指數(shù)法

單因子污染指數(shù)法應(yīng)用簡單，便于對比，是其他環(huán)境質(zhì)量分級、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)和綜合評價方法的基礎(chǔ)[15]，其計算公式如下：

(1)

土壤單因子污染指數(shù)法評價分級標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 土壤單因子污染指數(shù)法評價分級標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1.2內(nèi)梅羅指數(shù)法

內(nèi)梅羅指數(shù)法在單因子污染指數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行計算，其能突出高濃度污染物對土壤環(huán)境質(zhì)量的影響，以反映土壤污染的綜合狀況，計算公式如下：

(2)

式中：P綜為某采樣點土壤的內(nèi)梅羅指數(shù)；Pmax為各采樣點中數(shù)值最大的單因子污染指數(shù)。

內(nèi)梅羅指數(shù)法評價分級標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 內(nèi)梅羅指數(shù)法評價分級標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1.3Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法

潛在生態(tài)風(fēng)險評價應(yīng)用沉積學(xué)原理，引入毒性系數(shù)，將重金屬的生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)與毒理學(xué)聯(lián)系起來，全面關(guān)注研究區(qū)的背景值，定量劃分重金屬的潛在危害大小，反映重金屬對土壤環(huán)境的潛在生態(tài)風(fēng)險。潛在生態(tài)危害指數(shù)法計算公式[16]如下：

(3)

潛在生態(tài)危害指數(shù)法的評價分級標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表4 潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價分級標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1.4地積累指數(shù)法

地積累指數(shù)法主要考慮自然因素對土壤背景值的影響，同時加入巖石的修正系數(shù)，也考慮了人為活動對重金屬污染的影響，可對重金屬污染級別的判定給出直觀的判斷標(biāo)準(zhǔn)[18]。地積累指數(shù)法評價公式如下：

(4)

式中：Igeo為地積累指數(shù)；k為因巖石運動引起的背景值變化而取的系數(shù)，一般取1.5。

地積累指數(shù)法評價分級標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。

表5 地積累指數(shù)法評價分級標(biāo)準(zhǔn)

2.2.2地下水評價方法

地下水評價方法采用HJ 610—2016《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 地下水環(huán)境》中推薦采用的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法[19]，其與土壤的單因子污染指數(shù)法相似，可反映地下水中單項指標(biāo)的超標(biāo)情況，計算公式如下：

Gi=UiUsi

(5)

式中：Gi為地下水中污染物i的污染指數(shù)；Ui為地下水中污染物i的實測濃度，mgL；Usi為地下水中污染物i的背景值或參照值，mgL。地下水標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法污染評價分級標(biāo)準(zhǔn)如表6所示。

表6 地下水標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法評價分級標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤污染評價

3.1.1Pi和P綜評價結(jié)果

西藏班戈縣垃圾填埋場土壤單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅指數(shù)計算結(jié)果如表7所示。由表7可知，以GB 15618—2018中的風(fēng)險篩選值作為評價標(biāo)準(zhǔn)，2個采樣點土壤中各重金屬的Pi均處于0.4以下，屬于無污染等級，土壤環(huán)境質(zhì)量良好。2個采樣點土壤中各重金屬的P綜均低于0.31，處于安全等級。可見，以風(fēng)險篩選值為評價標(biāo)準(zhǔn)，土壤樣品的評價結(jié)果均為無污染。

表7 Pi和P綜計算結(jié)果

以西藏地區(qū)土壤元素背景值為評價標(biāo)準(zhǔn)和以風(fēng)險篩選值為評價標(biāo)準(zhǔn)的評價結(jié)果對于個別重金屬評價結(jié)果存在較大差異。尤其是Hg元素，以背景值為評價標(biāo)準(zhǔn)的Pi為3.5～4.5，屬于中度污染，而Hg的Pi升高導(dǎo)致P綜升高達(dá)3.0左右，屬于中污染。其主要原因可能是西藏地區(qū)Hg的背景值較低(0.026 mgkg)，僅為全國平均Hg濃度的14[21]。

3.1.2潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價結(jié)果

表8 潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價結(jié)果

3.1.3地積累指數(shù)法評價結(jié)果

分別以西藏地區(qū)土壤元素背景值和GB 15618—2018中的風(fēng)險篩選值為評價標(biāo)準(zhǔn)計算Igeo，結(jié)果如表9所示。由表9可知，Igeo評價結(jié)果與Pi評價結(jié)果具有一定相似性，以風(fēng)險篩選值為評價標(biāo)準(zhǔn)時，2個采樣點各重金屬全部屬于清潔范圍，土壤環(huán)境質(zhì)量良好；而以土壤元素背景值為評價標(biāo)準(zhǔn)時，評價結(jié)果是部分重金屬具有污染性，尤其是Hg元素為偏中污染，Cd和Se屬于輕度污染。

3.2 地下水污染評價

西藏班戈縣垃圾填埋場地下水檢測結(jié)果如表10所示。由表10可知，地下水中揮發(fā)酚、氰化物、Hg、Se、Cd均未檢出，Cr6+、As、Pb、陰離子表面活性劑和石油類僅在部分采樣點檢出?？蓹z出指標(biāo)中，溶解性總固體濃度、總硬度等低于GBT 14848—2017中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值。因此，班戈縣垃圾填埋場地下水質(zhì)量良好，填埋場對地下水的影響小，幾乎可以忽略不計。

3.3 環(huán)境空氣質(zhì)量評價

班戈縣垃圾填埋場周圍環(huán)境空氣檢測結(jié)果如表12所示。由表12可知，4個采樣點各檢測指標(biāo)的濃度均遠(yuǎn)小于GB 14554—93中二級標(biāo)準(zhǔn)值，其中甲硫醇處于未檢出狀態(tài)。上風(fēng)向的惡臭氣體濃度均小于其他3個位置的濃度，而南、西、北采樣點之間濃度

表9 地積累指數(shù)法評價結(jié)果

表10 地下水檢測結(jié)果

Table 10 Groundwater detection results mgL

表10 地下水檢測結(jié)果

指標(biāo)平水期D001D002枯水期D001D002豐水期D001D002pH8.698.618.608.578.028.10高錳酸鹽指數(shù)2.604.301.93.41.00.9石油類——0.080.040.010.01Cr6+0.0390.015————陰離子表面活性劑—0.057————As——0.001 0.002 ——Pb0.0060.002————溶解性總固體12986178132258216總硬度55.041.3111.033.4163142硝酸鹽氮6.782.1718.2.00.371.21.4亞硝酸鹽氮0.0200.0210.0260.5000.0150.012氟化物0.360.610.240.41——

注：—表示濃度低于檢出限；pH無量綱。

表11 地下水標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法評價結(jié)果

差異小。說明班戈縣垃圾填埋場產(chǎn)生一定量的惡臭氣體，但濃度在安全范圍內(nèi)。這可能與場區(qū)填埋的垃圾量少，可降解有機組分的量有限，氣溫低、氣候干燥等因素有關(guān)。

表12 空氣檢測結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)參考值

Table 12 Air test results and standard reference values mgm3

表12 空氣檢測結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)參考值

采樣點硫化氫甲硫醇一氧化碳氨A0010.001—0.30.09A0020.002—0.40.20A0030.003—0.40.17A0040.002—0.40.19二級標(biāo)準(zhǔn)值[23]0.100.014.02.0

注：—表示濃度低于檢出限。

4 結(jié)論與建議

(1)班戈縣垃圾填埋場周邊土壤中重金屬濃度均低于GB 15618—2018的風(fēng)險篩選值。以西藏土壤元素背景值為評價標(biāo)準(zhǔn)，土壤的單因子污染指數(shù)、內(nèi)梅羅指數(shù)和地積累指數(shù)評價結(jié)果均顯示，填埋場周邊土壤受到不同程度的污染，其中Hg的污染程度最高，達(dá)到較重～重的污染等級，土壤綜合潛在生態(tài)危害處于中等。

可見，班戈縣垃圾填埋場場區(qū)地下水、環(huán)境空氣均未超出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但填埋場周邊土壤出現(xiàn)潛在生態(tài)危害風(fēng)險，尤其是Hg元素。因此，應(yīng)加強對縣域垃圾填埋場的監(jiān)督與管理，確保填埋場規(guī)范運行，同時開展污染防護(hù)工作，減緩垃圾填埋場建設(shè)與運行對周邊環(huán)境的影響，以更好地保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境。