垃圾填埋场地下水风险管控技术研究

摘 要：填埋仍然是我国处理生活垃圾的重要方式，垃圾填埋场根据其实际运营情况分为正规及非正规两类。本文选取了2种垃圾填埋场案例，通过分析已有的调查结果，对非正规和正规垃圾填埋场的污染情况进行比较；同时，讨论了目前适应最广泛和最具发展前景的几种地下水风险管控技术，以及对垃圾填埋场的适用性。

关键词：垃圾填埋场；地下水；风险管控

近几年，焚烧技术不断改造升级，已逐渐取代卫生填埋成为我国城市生活垃圾无害化处理处置的主要方式，但填埋仍是重要的垃圾处置方式。目前全国范围内存在3000座以上规模性的非正规垃圾填埋场^[1]，大部分为历史遗留问题，而高浓度有机物、高氨氮的渗滤液就是垃圾填埋场主要的次生污染物，如表1。

表1 近三年城市生活垃圾清运和处理情况^[2]

随着中央环保督查的纵深发展，各地均暴露出生活垃圾填埋场管理缺位、环境风险突出的问题。近年来，国家陆续出台了技术文件。住建等四部门在2017年联合发布《关于做好非正规垃圾堆放点排查工作的通知》，新修订的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)于2022年向社会公开征求意见。各地也相继发布了垃圾填埋场的调查评估工作方案。

1 垃圾填埋场案例

1.1 概况

(1)非正规垃圾填埋场。某非正规垃圾填埋场^[3]位于南方某省的山地丘陵区，三面环山，占地23.2 hm²，历史上生活垃圾露天堆放，已知填埋了80万t，2010年封场。场地地层编录情况主要是生活垃圾(13.1～28.3 m)、第四纪全新统冲积层粉质黏土(0.5～2.0 m)和第四纪上更新统残坡积层黏土夹碎石(0.2～6.4 m)。地下水主要是松散岩类孔隙水和基岩裂隙水，其中松散岩类孔隙水主要分布在第三层。该场基岩裂隙较发育，在渗滤液调节池两侧有断层。

为了让渗滤液出水水质可以达标排放，该场在渗滤液处理上采用了先进的DTRO技术(碟管式反渗漏)。但因渗滤液调节池等重点区域缺少水平防渗等阻隔措施，后续可能对周边环境造成影响。

(2)正规垃圾填埋场。某正规垃圾填埋场案例也处于南方某省谷地，三面环山，占地3.0 hm²，已知填埋了47万t，2007年封场。场地内为灰绿色含砾砂岩，呈厚层状；山坡及沟底以碎石土为主，厚度l～2 m；该场仅有一些小规模的挤压破碎带及裂隙发育。地下水主要受大气降水补给，分为孔隙含水层与裂隙含水层。孔隙含水层多呈弱透水性，含水层较薄；裂隙含水层主要埋藏于基岩中，呈各向异性，且受裂隙控制。

该场在运行时，设施较为齐全，建造了块石浆砌垃圾挡坝，在填埋区内设置了盲沟和石笼导气孔，建有二道坝三格式氧化塘；还设计了环填埋库区截洪沟、管理房等设施。封场后，该场上方种满了植被。

1.2 污染现状调查分析

(1)非正规垃圾填埋场。调查采用了系统布点和专业判断布点法，在重点区域如库区、渗滤液调节池以及渗滤液处理站等位置加密，在上下游布设背景点和污染扩散点。该场最终采集了85个土壤样品(含4个背景点样品)和12个地下水样品(含1个背景点样品)。监测因子为：pH、砷、汞、铜、总铬、六价铬等。

(2)正规垃圾填埋场。封场后该场上方覆土厚为1.5～1.8 m，在其上方、周边土壤、以及坝下污水处理设施边缘布点。地下水在上游设本底井，侧边和下游设扩散井。该场最终采集了20个土壤样品，5个地下水样品(含1个背景点样品)。土壤监测因子为pH、镉、铜、锌、铅、镍等，地下水监测指标为pH、色度、CODMn、氨氮、硝酸盐、六价铬等。

1.3 污染特征分析

土壤选择《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)中第二类用地筛选值，地下水选择《地下水质量标准》(GB 14848—2017)中Ⅳ类水标准限值，以占标率(含量/标准)表征污染状况。

(1)非正规垃圾填埋场。该场土壤样品未超标，地下水氨氮、1，2-二氯乙烷、六价铬、镍、砷等超标。其中E6点位1，2-二氯乙烷超标较严重(占标率98.25%)，如表2。

表2 非正规场地超标情况

结合该场的运营情况以及水文地质条件，初步判断：(1)C5点位超标相对较严重，污染物中1，2-二氯乙烷超标相对较严重(占标率98.25)，这可能是该区域缺少相应防渗阻隔措施，导致渗滤液中污染物发生了迁移。(2)超标点位普遍位于渗滤液调节池附近，这可能是因为该场基岩裂隙较发育，加之在调节池两侧有断层分布，变相提供了污染物的迁移途径。(3)地下水整体流向为自东北向西南，南部调节池地势最低，其周边是污染物的主要集中区域。

(2)正规垃圾填埋场。该场土壤样品未超标，地下水氨氮超标，其中2#点位超标较严重(占标率28.13)，如表3。

表3 正规场地超标情况

结合该场的运营情况以及水文地质条件，初步判断：(1)该场对周边土壤环境影响不大。(2)除3#点外，其余地下水点位样品氨氮均超标，该场对周边地下水环境造成了一定的影响，但可能是因为该场下部基岩渗透性差，影响相对不大。(3)该场遗留的环境风险已经不大。

显然，非正规垃圾填埋场的地下水污染情况远比正规场地的要严重。

2 地下水风险管控技术选择

2019年生态环境部发布了《污染地块地下水修复和风险管控技术导则》(HJ 25.6—2019)，提出了抽出-处理等修复技术，以及可渗透反应墙等风险管控技术，主要是通过阻断地下水污染物暴露途径，阻止地下水污染扩散，防止对人体健康和生态受体产生影响。针对不同的污染场地，应采取综合性的管控模式，也可结合部分修复技术来最终实现风险管控的目的。

2.1 地下水风险管控技术

(1)抽出-处理技术。抽出-处理技术是指根据地下水污染范围，在特定位置布设抽水井，通过抽水设施将污染的地下水从含水层中抽取到地面加以处理的技术，也是最为常见的地下水风险管控和修复技术。“抽出”技术分为污染源削减、污染羽控制和污染羽修复等策略；“处理”技术则分为生物法和物理/化学法两大类，如表4。

表4 常见“处理”技术

由于抽出-处理技术工艺简单，与其他管控修复技术的联动性较强，又能直接降低污染物含量，故在诸多场景中均适用。其缺陷主要在于工程周期较长，经济成本较大，同时当含水层非均质性较强、局部存在低渗透区或存在非水溶性有机物时，可能会发生污染物的拖尾和反弹^[4]。

前文所述非正规垃圾填埋场的南部渗滤液调节池处整体地势最低，是污染物的主要集中区域，非常契合抽出-处理技术的应用场景。可采取污染羽控制策略，在调节池周边设置抽提井群，最大限度地阻隔和截获污染羽；再通过管网将抽出污水送至污水厂达标排放，能较好地达到风险管控的效果。

(2)植物修复技术。植物修复技术是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物达到对环境无害的目的。这项技术主要针对的是重金属、有机物或放射性元素污染。它具有施工方便、对环境影响小的优势，和其管控修复效果受地下水埋深、污染物性质和含量影响较大，须考虑植物的后续处理等劣势，实际工程应用较少。杨滨娟等^[5]梳理了各种植物对土壤重金属污染修复的应用，发现向日葵对Cd等重金属的修复有一定的应用前景。付高平等^[6]提到芦苇等水生植物可以用来对垃圾填埋场进行地下水风险管控，如表5。

表5 水生植物植物选择

(3)监测自然衰减技术。地下水监测自然衰减法(MNA)，是利用污染场地天然存在的自然衰减作用使污染物含量和总量减小，在合理的时间范围内达到污染修复目标的方法。作为一种风险管控修复和长期监测方法，近年在美国有30%左右的应用^[7]。其优势是费用低，对环境影响较小；劣势也很明显，需要较长的监测时间。

目前我国已逐渐注重对风险管控模式的实际应用，各地也陆续出台了相应文件，如北京市、河南省等均发布了暂不开发利用地块的风险管控技术指南。MNA是一种在当前背景下可行的技术，未来也将会得到更多的关注。

2.2 风险管控其他工作程序

(1)监测井。风险管控监测井应该布设在管控范围的上下游、两侧和内部，还可以在周边受体、二次污染区域等位置布设。监测井的设计要满足风险管控的需求，如在采用MNA进行风险管控时，完善的监测井体系能确保MNA工程的正常运作。

前文所述非正规垃圾填埋场的南部渗滤液调节池处整体地势最低，使其成为可能的二次污染区域，应在周边考虑布设监测井。这样，无论该场最终采取抽出-处理技术还是垂直-水平阻隔等技术，都可以通过监测井及时掌握调节池周边地下水环境状况，便于风险管控体系的正常运作和维护。

(2)效果评估。地下水风险管控工程竣工后要评估管控效果。主要也是通过采样检测，确保风险管控工程能满足预期效果。目前我国对工业园区、在产企业等地下水污染风险管控的要求主要是以下三点：一是人体健康风险可接受，二是超标污染物浓度不升高，三是地下水污染范围不扩大。

(3)环境监管。实施风险管控的地块，一般都需要进行后期环境监管，主要分为长期环境监测和制度管控两部分。长期环境监测就是通过一定频次的采样监测，及时了解水质波动情况；制度管控则包含限制场地内地下水的利用开发、禁止人员出入场地、规定场地开发利用模式等一种或多种方式。

3 结 语

通过对比，明显看出正规垃圾填埋场对周边环境的影响更小。针对暂不开发利用的地下水污染场地，建议采取抽出-处理和地下水监测自然衰减法(MNA)等地下水风险管控技术来控制污染不扩散。原则上，污染物溯源断源才能确保污染场地未来能够正常开发利用；但在开发利用之前，对已查明污染的非正规垃圾填埋场，通过抽出-处理、监测自然衰减等一种或多种风险管控技术并举的方式，也可以达到地下水风险管控效果。

文章来源： 土行者

垃圾填埋场地下水风险管控技术研究

徐俊杰¹，徐永攀²，胡松伯¹

(1.浙江环科环境研究院有限公司，2 浙江省环境科技有限公司 )