閻起明,曹光輝,盧媛媛
(天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊,天津 寶坻 301800)
隨著城鎮(zhèn)化速度加快和人民生活水平提高,生活垃圾產(chǎn)生量逐漸增多。目前城鎮(zhèn)生活垃圾處理方法主要有填埋法、焚燒法、堆肥法等[1—3]。其中,填埋法是最常用的方法[4]。城鎮(zhèn)生活垃圾種類繁多,成分復雜,含有重金屬在內(nèi)的污染物在填埋過程中產(chǎn)生的滲濾液會對土壤和地下水產(chǎn)生污染[5—7]。目前,對垃圾填埋場內(nèi)土壤和地下水污染物變化趨勢研究較少。本研究以河北某垃圾填埋場為研究對象,在2023年對場區(qū)內(nèi)土壤和地下水進行監(jiān)測,并與2021年監(jiān)測結(jié)果進行對比,分析其污染物變化情況,以期為后期管理提供依據(jù)。
該垃圾填埋場于2014年開始使用,主要填埋城鎮(zhèn)生活垃圾,處理能力為500t/d,處理年限大約為10年。沒有進行垃圾焚燒處理。
場內(nèi)主體工程包括基礎庫區(qū)基礎處理和防滲系統(tǒng)、地表水及地下水導排系統(tǒng)、滲濾液導流系統(tǒng)、填埋氣體導排及處理系統(tǒng),配套輔助工程包括供配電、給排水設施、生活和管理設施及監(jiān)控設施。主要構(gòu)筑物為深井泵房、洗車臺、消防水池、污水處理設施、積液井、填埋庫區(qū)。
垃圾填埋實行單元、分層作業(yè),垃圾定點傾瀉、攤鋪、壓實。作業(yè)單元采用分層壓實方法,每層垃圾壓實后,采用黏土進行覆蓋。
將填埋庫區(qū)和垃圾滲濾液處理設施區(qū)作為重點監(jiān)測區(qū)域,布設土壤和地下水監(jiān)測點位,采用SH-30鉆機鉆探,全程無漿液鉆進,為防止鉆孔坍塌和上下層交叉污染,鉆探過程中全程套管跟進。在不同重點監(jiān)測區(qū)域布設7 個土壤采樣點和4 個地下水采樣點,1 個背景點,具體鉆進深度和取樣深度見表1。
表1 監(jiān)測點統(tǒng)計表
土壤監(jiān)測點鉆探至地下構(gòu)筑物第一個弱透水層,采樣位置為表層土壤、重點設施埋深深度下土壤或巖層變化處土壤。地下水監(jiān)測點鉆探至初見水位下3m處,用PVC 管建井,篩管長度為3m,沉淀管為0.5m,在地面0.5m 以下用粒徑為2mm 的石英砂填充,地面0.5m 以上用膨潤土填充。在建井完成24h 后進行成井洗井,成井洗井24h 后進行采樣前洗井,之后再進行地下水樣品采集。兩次洗井水體積均為滯水體積的4 倍。
經(jīng)污染識別,填埋場內(nèi)土壤主要測試指標為銅、鋅、汞、鉻、鎘、六價鉻、砷、鉛、pH、石油烴(C10-C40),地下水主要測試指標為《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848—2017)表1 中感官性狀及一般化學指標和毒理學指標共35 項常規(guī)指標。土壤和地下水樣品采集后,均放置在存有藍冰的保溫箱中,保溫箱溫度控制在4℃內(nèi),并在當天送至實驗室進行檢測。
水質(zhì)樣品根據(jù)測定指標要求選擇合適的制備和測試方法。土壤樣品中有機物直接測定,將土壤樣品風干晾曬研磨過篩后測定pH 值和重金屬的濃度。
測試儀器:X 射線熒光光譜儀(ZSX-PrimusII);原子熒光儀(AFS-9700);氣相色譜儀(GC-2010);氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GCMS-QP2010Plus);電感耦合等離子體光譜儀(Optima 8300);電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(7700X);離子色譜儀(ECO);揮發(fā)酚流動注射分析儀(iFIA7)等。
地塊內(nèi)樣品重金屬中六價鉻未檢出,其余均有檢出,檢出率為100%;石油烴(C10-C40)有檢出,檢出率為100%,pH 值變化為7.91—8.75。
以地塊內(nèi)土壤樣品檢出值與背景值的比值為評價依據(jù),該比值大于1.5,表明垃圾填埋對場區(qū)內(nèi)有影響,存在一定的累積;該比值小于或等于1.5,表明垃圾填埋對場區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的影響可以忽略。場地內(nèi)土壤樣品品值與背景值對比圖見圖1。
圖1 場區(qū)內(nèi)土壤樣品值與背景值對比圖
地塊內(nèi)土壤鉻、銅、鉛、鋅、砷、鎘、汞最大值含量與背景值的比值小于1.5,表明無明顯累積,石油烴(C10-C40)在本次檢測中有檢出,但數(shù)據(jù)較小,背景點中未檢出。由于檢出平均值與背景值的比值均小于1.5,表明垃圾填埋對場區(qū)土壤污染影響較小。
2021年各土壤測試因子中,砷的最大值累積性大于1.5,但平均值小于1,表明為局部異常,不能代表總體累積水平,其余測試因子累積指數(shù)小于1.5,無明顯的累積。場區(qū)內(nèi)2023年土壤樣品值與2021年檢出對比圖見圖2。
圖2 場區(qū)內(nèi)2023年土壤樣品值與2021年檢出對比圖
以《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848—2017)中III 類水質(zhì)為評價標準。地下水主要檢出污染物情況見表2。
表2 地下水主要檢出污染物
2B01 監(jiān)測井中,氟化物濃度為1.91mg/L、渾濁度為8NTU、揮發(fā)酚類濃度為0.03mg/L、三氯甲烷濃度為0.1483mg/L,分別超標0.19、1.67、0.50、1.47 倍。
2B02 監(jiān)測井中,氟化物濃度為1.453mg/L、碘化物濃度為0.091mg/L、硫化物濃度為0.067mg/L、渾濁度為50NTU、氨氮濃度為0.84mg/L、耗氧量為3.94mg/L、三氯甲烷濃度為0.0608mg/L,分別超標0.45、0.14、2.35、15.67、0.68、0.31、0.01 倍。
2B03 監(jiān)測井中,氟化物濃度為1.099mg/L、揮發(fā)酚類濃度為0.004mg/L,分別超標0.10、1.00 倍。
2A01 監(jiān)測井中,揮發(fā)酚類濃度為0.003mg/L,超標0.5 倍。
2B01、2 B02、2B03 監(jiān)測井位于填埋區(qū)周邊,地下水中出現(xiàn)污染物超標現(xiàn)象,部分污染物為有機物。這可能是由于填埋區(qū)降水通過徑流滲入地下,或者防滲層出現(xiàn)損壞使?jié)B濾液出現(xiàn)跑冒滴漏,導致污染物擴散至地下水。
2023年地下水監(jiān)測結(jié)果與2021年地下水檢出值的比值大于1.5,表明垃圾填埋對場區(qū)有影響,存在一定的累積,該比值小于或等于1.5,表明垃圾填埋對場區(qū)產(chǎn)生的影響可以忽略。
在填埋庫區(qū)西側(cè)2B01 中,揮發(fā)酚類累積值為5;在填埋庫區(qū)南側(cè)2B02 中,銅、砷、亞硝酸鹽、耗氧量累計值分別為4.45、1.60、2.43、1.89;在填埋庫區(qū)東側(cè)2B03 中,錳、硫酸鹽、氟化物、溶解性固體總量、總硬度、揮發(fā)酚類累積值分別為4.04、3.96、2.11、1.67、2.49、8.00。這表明部分污染物在地下水中出現(xiàn)一定的累積,垃圾填埋對地下水造成了影響。
近三年河北某垃圾填埋場土壤中污染物無明顯累積現(xiàn)象。
填埋區(qū)周邊地下水中銅、砷、錳、亞硝酸鹽、耗氧量、硫酸鹽、氟化物、溶解性固體總量、總硬度、揮發(fā)酚類存在累積現(xiàn)象,垃圾填埋對地下水造成了影響。