陳忠榮 ,寇文杰 ,洪 梅

(1.北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì),北京 100195;2.吉林大學(xué),長春 130000)

0 序言

隨著城市擴(kuò)大,人口增加,垃圾量不斷增大.我國城市生活垃圾主要以簡易填埋為主,無害化處理水平低,對土壤、地下水、大氣等造成污染.垃圾中許多有機(jī)污染物可以在地下幾百年不被降解,構(gòu)成了潛在風(fēng)險(xiǎn),需要進(jìn)行科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

(1)國外研究現(xiàn)狀

目前國外已經(jīng)有大量關(guān)于垃圾場污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的模型,既有以水均衡為基礎(chǔ)的確定性模型,也有隨機(jī)模型和相對風(fēng)險(xiǎn)性分級(jí)模型;既有地下水遷移的模型,也有多種遷移途徑(空氣、土壤、地下水、地表水)的模型;既有人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,也有生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型.

(2)國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)垃圾場污染風(fēng)險(xiǎn)研究基本處于初級(jí)階段,沒有形成完整的評(píng)價(jià)體系和完善的評(píng)價(jià)模型.有些評(píng)價(jià)直接借用國外的評(píng)價(jià)模型,采用國外的經(jīng)驗(yàn)參數(shù),其評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性存在較大誤差.

2 生活垃圾場對地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

生活垃圾場對空氣、地表水、土壤和地下水均存在著潛在的污染風(fēng)險(xiǎn),其中對地下水的污染比較隱蔽、風(fēng)險(xiǎn)最大,本次主要評(píng)價(jià)生活垃圾的地下水污染風(fēng)險(xiǎn).

2.1 污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

生活垃圾場對地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)依據(jù)垃圾場內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、垃圾場所的地下水防污性能等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),見圖1.

2.2 垃圾場內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(I)的確定

垃圾場影響地下水的內(nèi)在因素有垃圾場規(guī)模、滲濾液收集處理系統(tǒng)、底側(cè)部防滲系統(tǒng)、頂部蓋層、垃圾場年齡、垃圾壓實(shí)情況、垃圾類型、含水率及生化性等.根據(jù)垃圾場調(diào)查數(shù)據(jù),可選定前7種因素作為評(píng)價(jià)垃圾場潛在風(fēng)險(xiǎn)的因子R.按照潛在風(fēng)險(xiǎn)的大小,R的取值范圍從0.1到1;每種因子的影響程度通過權(quán)重W表達(dá),W取值范圍從1到5,重要影響因子取值5,影響最小的因子取值為1;風(fēng)險(xiǎn)因子及權(quán)重的確定見表1.

表1 風(fēng)險(xiǎn)因子R及權(quán)重W的確定

風(fēng)險(xiǎn)因子及權(quán)重確定后,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因子及權(quán)重的乘積計(jì)算出內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)I.

內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)劃分級(jí)別見表2,從表中等可見垃圾場自身的內(nèi)在污染風(fēng)險(xiǎn)共劃分了4個(gè)級(jí)別,即內(nèi)在污染風(fēng)險(xiǎn)高、內(nèi)在污染風(fēng)險(xiǎn)較高、內(nèi)在污染風(fēng)險(xiǎn)中等和內(nèi)在污染風(fēng)險(xiǎn)低.

表2 內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(I)的劃分級(jí)別

2.3 地下水防護(hù)性能評(píng)價(jià)

不同防護(hù)條件、不同巖性下的垃圾場對周圍地下水污染程度不同.含水層顆粒越粗對污染物的凈化降解能力越差,砂礫石地區(qū)地下水易污程度比粘性土地區(qū)高.地下水防護(hù)性能是其本身的固有屬性,是相對靜止很難改變的,而造成污染的行為是動(dòng)態(tài)的,并且是相對可以控制的.

地下水防護(hù)性能采用DRASTIC模型進(jìn)行評(píng)價(jià),國外應(yīng)用比較多.

DRASTIC評(píng)價(jià)指標(biāo)體系共采用了7個(gè)影響和控制地下水運(yùn)動(dòng)的指標(biāo)作為因子,其表達(dá)式如下:

DRASTIC防污性能綜合指數(shù)=DrDw+RrRw+ArAw+SrSw+TrTw+IrIw+CrCw

Dr--地下水埋深的級(jí)別;

Dww--地下水埋深的權(quán)重;

Rr--降水入滲量的級(jí)別;

Rww--降水入滲量的權(quán)重;

Ar--含水層介質(zhì)的級(jí)別;

Aww--含水層介質(zhì)的權(quán)重;

Sr--土壤類型的級(jí)別;

Sww--土壤類型的權(quán)重;

Tr--地形坡度的級(jí)別;

Tww--地形坡度的權(quán)重;

Ir--包氣帶介質(zhì)的級(jí)別;

Iww--包氣帶介質(zhì)的等權(quán)重;

Cr--滲透系數(shù)的級(jí)別;

Cww--滲透系數(shù)的權(quán)重.

評(píng)價(jià)方法是依據(jù)每個(gè)因子對地下水污染的影響程度賦予權(quán)重;其中對地下水污染影響最大的因子權(quán)重為5,影響最小的為1,見表3.

表3 DRSTIC指標(biāo)體系中各評(píng)價(jià)因子及權(quán)重

每個(gè)指標(biāo)因子可細(xì)分為不同的數(shù)值范圍或類型,并使用評(píng)分級(jí)別值來量化地下水污染的可能性,定量分析地下水防污性能強(qiáng)弱.每個(gè)評(píng)價(jià)因子對應(yīng)的評(píng)分級(jí)別參考中國地質(zhì)調(diào)查局《地下水脆弱性評(píng)價(jià)技術(shù)要求》(2006年2月)中的指標(biāo)級(jí)別,見表4.

表4 DRSTIC指標(biāo)體系中各評(píng)價(jià)因子對應(yīng)的級(jí)別

表5 地下水防污性能分區(qū)

采用DRASTIC模型,依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)中各因子的權(quán)重,結(jié)合相應(yīng)的級(jí)別,計(jì)算地下水防污性能綜合指數(shù).從理論上說,在地形指標(biāo)不參與計(jì)算的情況下,防污性能指數(shù)最大為230,最小為23.綜合指數(shù)越大,防污性能越低,地下水容易受到污染;反之,綜合指數(shù)越小,防污性能越高,地下水遭受污染的可能性就越小.按照《地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)規(guī)范》,地下水系統(tǒng)防污性分區(qū)按照綜合指數(shù)大小由高到低,可劃分為5個(gè)級(jí)別,見表5.

根據(jù)計(jì)算,北京市平原區(qū)地下水防污性能指數(shù)在67～210之間,北京平原區(qū)淺層地下水防污性能分區(qū)見圖2.從圖2可以看出,北京平原區(qū)不存在防污性能好區(qū),其原因是北京地處華北平原山前地帶,整體防污性能相對于華北平原區(qū)其他地區(qū)偏差些.

2.4 地下水保護(hù)區(qū)劃分

根據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)"飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范"(HJ/T338-2007),孔隙水飲用水水源劃分為3個(gè)保護(hù)區(qū):一級(jí)保護(hù)區(qū)、二級(jí)保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū).保護(hù)區(qū)是以地下水取水井為中心,溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)遷移100天的距離為半徑所圈定的范圍為一級(jí)保護(hù)區(qū);一級(jí)保護(hù)區(qū)以外,溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)遷移1000天的距離為半徑所圈定的范圍為二級(jí)保護(hù)區(qū);補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū)為準(zhǔn)保護(hù)區(qū).

北京市市級(jí)水源和區(qū)縣級(jí)水源地已劃定了核心區(qū)、防護(hù)區(qū)和補(bǔ)給區(qū),并經(jīng)市政府或區(qū)縣政府批準(zhǔn);其中核心區(qū)為一級(jí)保護(hù)區(qū)、防護(hù)區(qū)為二級(jí)保護(hù)區(qū)、補(bǔ)給區(qū)為準(zhǔn)保護(hù)區(qū).

2.5 對地下水的污染的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別

將場地的內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別、地下水防護(hù)性能級(jí)別和垃圾場與水源保護(hù)區(qū)間的關(guān)系疊加得出垃圾場對地下水的污染風(fēng)險(xiǎn),共劃分了4個(gè)等級(jí),即地下水污染風(fēng)險(xiǎn)高、污染風(fēng)險(xiǎn)較高、污染風(fēng)險(xiǎn)中等和污染風(fēng)險(xiǎn)低,見表6.

表6 垃圾場對地下水污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

3 污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

利用垃圾場本身存在的內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、垃圾場所處位置的地下水含水層易污染的脆弱性和垃圾場與地下水源保護(hù)區(qū)間的關(guān)系,對北京市17處正規(guī)垃圾處理場進(jìn)行污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).評(píng)價(jià)結(jié)果為:17處正規(guī)垃圾處理場中有4處位于地下水源保護(hù)區(qū)內(nèi).其中對地下水有高污染風(fēng)險(xiǎn)的場地有3處,分別為密云垃圾衛(wèi)生填埋場、豐臺(tái)北天堂新建垃圾簡易填埋場和昌平垃圾焚燒廠;對地下水有較高污染風(fēng)險(xiǎn)的場地有1處,為平谷垃圾衛(wèi)生填埋場;其余場地位于地下水源保護(hù)區(qū)外,屬中污染或低污染風(fēng)險(xiǎn)場地.其中對地下水有中污染風(fēng)險(xiǎn)的場地有5處,對地下水低污染風(fēng)險(xiǎn)的場地有8處,見圖3和表7.

[1]T.E.Butta, K.O.K.Oduyemi,A holistic approach to Concentration Assessment of hazards in the risk assessment of landf ll leachate,Environment International 28 (2003) 597～608.

[2]Dimitra Rapti-Caputo, Francesco Sdao,risk assessment based on hydrogeological data and management of solid waste landf lls,Engineering Geology 85 (2006) 122-131.

[3]Scottish Environment Protection Agency,Framework for Risk Assessment for Landfill Sites,The Geological Barrier, Mineral Layer and the Leachate Sealing and Drainage System,August 2002.

[4]《北京市城市自來水廠地下水資源保護(hù)管理辦法匯編》北京市環(huán)境保護(hù)局1999年.

[5]鐘佐燊,地下水防污性能評(píng)價(jià)方法探討,地學(xué)前緣, Vol.12 Supp Apr.2005.

[6]龍朝暉等,危險(xiǎn)廢物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)探討,中國資源綜合利用,2004.11.

[7]北京城市生活垃圾處置現(xiàn)狀及選址地質(zhì)環(huán)境調(diào)查,北京水文隊(duì),2006年.