王棟，付益?zhèn)ィ瑥垙?，張滿成，陶景忠，王水，曲常勝

(江蘇省環(huán)境科學研究院，江蘇省環(huán)境工程重點實驗室，江蘇 南京 210036)

近年來工業(yè)固體廢物傾倒填埋事件頻發(fā)，社會影響惡劣，關(guān)注度日益提高。2018年，生態(tài)環(huán)境部啟動打擊固體廢物環(huán)境違法行為專項行動(“清廢行動2018”)，全面摸排核實固體廢物非法處置情況，堅決遏制該類案件多發(fā)態(tài)勢[1]。固體廢物填埋場地環(huán)境污染隱患巨大[2-4]，需開展系統(tǒng)污染調(diào)查與評估，有的放矢，針對性開展整治工作?，F(xiàn)以某基巖區(qū)工業(yè)固體廢物填埋場地為例，通過遞進式、精細化的環(huán)境污染調(diào)查，實現(xiàn)場地環(huán)境問題的綜合診斷，為后期環(huán)境治理與監(jiān)管提供科學依據(jù)。

1 填埋場地概況

固廢填埋區(qū)原為2個相鄰的廢棄采石坑，東西兩側(cè)分布有大片農(nóng)田，南北兩側(cè)緊鄰裸露采石坑，采石坑與地面高程差為20～30 m，存在大面積積水，填埋場地周邊環(huán)境示意見圖1。

東側(cè)填埋區(qū)原采石坑面積約10 000 m2，深約17 m，自20世紀90年代起，當?shù)剞r(nóng)化企業(yè)征用該采石坑填埋多菌靈生產(chǎn)過程產(chǎn)生的石灰氮渣等固體廢物，建設(shè)時間較早，未涉及選址、設(shè)計等環(huán)節(jié)，僅進行了簡易防滲處理，鋪設(shè)有2層高密度聚乙烯(HDPE)膜， 2014年停止填埋后進行了簡易封場，使用大量黏土壓實填平。其南北兩側(cè)裸露巖壁近年來出現(xiàn)明顯滲漏，滲出液體氣味刺鼻，直接進入相鄰采石坑積水中。

據(jù)周邊村民介紹，西側(cè)填埋區(qū)位置與東側(cè)填埋區(qū)緊鄰，曾長期用于傾倒廢液、固廢等，后期簡單進行了表面覆土，面積、深度未知。

圖1 填埋場地周邊環(huán)境示意

2 調(diào)查思路與策略

該場地污染源相對集中，具體空間分布范圍及填埋物性質(zhì)待進一步查明。地處基巖區(qū)，巖層裂隙等發(fā)育情況未知，污染擴散途徑不明。同時，周邊村莊居民長期舉報，敏感性高，需盡快回應(yīng)舉報問題，避免進一步激發(fā)矛盾。

鑒于上述情況，如直接以高密度、網(wǎng)格化布點方式由已知填埋區(qū)向外推進，開展大規(guī)模采樣作業(yè)，可能出現(xiàn)周邊群眾圍觀、填埋物等異味擾民、西側(cè)疑似填埋區(qū)鉆探引發(fā)采樣安全事故等不利情況，造成被動局面。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，結(jié)合已掌握信息，為最大程度降低調(diào)查不確定性，最快速度回應(yīng)關(guān)切問題，最小幅度驚擾周邊村民，最大限度保證采樣安全，本場地采用多層次、遞進式調(diào)查策略。

第1階段調(diào)查：核實污染源空間分布，探明地質(zhì)環(huán)境特征，輔助進行污染擴散范圍初步判別，指導(dǎo)下一階段工作?？紤]場地位于基巖區(qū)，巖層裂隙發(fā)育情況等為影響污染物擴散遷移的重要因素，優(yōu)先開展場地地質(zhì)環(huán)境調(diào)查。西側(cè)填埋區(qū)范圍有待核實，覆土厚度及深度不明，在開展地質(zhì)調(diào)查的同時，針對西側(cè)填埋區(qū)等位置，進行地球物理探測。

第2階段調(diào)查：在第1階段基礎(chǔ)上，分析周邊介質(zhì)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及與填埋的關(guān)聯(lián)性，回應(yīng)關(guān)切問題。摸清地質(zhì)條件后，開展周邊農(nóng)田土壤及民用井水現(xiàn)狀分析，以框定外圍調(diào)查邊界。采集裸露采石坑積水，摸清滲濾液泄露對積水的影響。條件允許情況下，在填埋區(qū)內(nèi)進行適度鉆探，了解填埋物性狀、主要污染物組分及覆土污染情況。

第3階段調(diào)查：由第2階段確定的無污染邊界向填埋區(qū)逐步收縮，針對超出篩選值污染物，開展人體健康風險評估，探明填埋區(qū)外圍土壤受影響范圍，圈定地下水污染羽，為后續(xù)綜合整治提供科學依據(jù)。

基于保守考慮，填埋物、土壤樣品均檢測pH值、重金屬及無機物(銅、鋅、鎳、鉻、鉛、鎘、汞、砷、銻、六價鉻、氟化物、氰化物等)、揮發(fā)性有機物(86項)、半揮發(fā)性有機物(71項)、農(nóng)藥類(48項)、總石油烴等指標；滲濾液及地下水、基坑積水樣品除測試上述指標外，另增加氨氮、總硬度、溶解性固體、耗氧量等常規(guī)水質(zhì)指標檢測。各介質(zhì)均采樣檢測1次。

3 第1階段調(diào)查情況

3.1 地質(zhì)環(huán)境特征

經(jīng)調(diào)查，場地地貌類型屬剝蝕準平原，周邊非采石坑部分地勢平坦，土層主要為殘積層粉質(zhì)黏土，下伏基巖為燕山期花崗巖，埋藏較淺。鉆探揭露的花崗巖，按其風化程度的不同，自上而下可分為全風化、強風化、中等風化3帶。中等風化花崗巖埋深為3～5 m。地下水主要有2種賦存方式，第1種為第4系土層孔隙水，賦存于殘積土層中；第2種為基巖裂隙水，花崗巖強風化帶是主要儲水層段。地下水補給來源主要為大氣降雨和地表徑流，通過大氣蒸發(fā)排泄。地下水位變化與季節(jié)關(guān)系密切，勘察期間地下水埋藏深度介于0.3～0.5 m。區(qū)域地質(zhì)資料查詢結(jié)果顯示，場地所在區(qū)域淺層地下水自北向南流動。

水文地質(zhì)試驗結(jié)果顯示，全風化花崗巖和強風化花崗巖滲透性能相對較好，中等風化花崗巖滲透性能相對較差，滲透系數(shù)為10-6cm/s，單位透水率為0.5～0.9 Lu，依據(jù)《工程地質(zhì)手冊》(第4版)表9.3-15(單位透水率與巖石裂隙系數(shù)關(guān)系)判定，該層位巖體完整。

3.2 地球物理探測

為探查西側(cè)填埋區(qū)范圍，了解填埋深度，采用高密度電法進行探測[5]?，F(xiàn)場井字形布設(shè)測線6條，總長1 790 m，測線布設(shè)見圖2。測線電極間距為5 m，數(shù)據(jù)采集裝置形式為溫納裝置。地球物理探測工作委托有資質(zhì)單位開展。

典型測線L1—L1’(測線方向：西→東，測線長度：245 m)和L5—L5’(測線方向：南→北，測線長度：185 m)的視電阻率剖面見圖3和圖4。結(jié)合地質(zhì)調(diào)查情況，花崗巖體呈現(xiàn)明顯高阻特征，圖中可見明顯低阻異常區(qū)，集中分布于20 m以上深度，推斷為高含水率填埋物等造成，結(jié)合歷史衛(wèi)星影像，推斷西側(cè)填埋范圍約為3 800 m2，埋深約為20 m。

圖2 高密度電法測線布置示意

圖3 L1—L1’測線剖面

圖4 L5—L5’測線剖面

3.3 第1階段概念模型

地質(zhì)調(diào)查顯示，燕山期侵入花崗巖各風化層構(gòu)成場地穩(wěn)定的巖石基底，殘積層粉質(zhì)黏土及全風化、強風化花崗巖總體厚度較小，為3～5 m，其下為中等風化花崗巖，滲透性相對較差，對污染物遷移具有一定的阻隔作用。整體地質(zhì)結(jié)構(gòu)有利于控制污染遷移。

西側(cè)填埋區(qū)，結(jié)合地球物理探測結(jié)果，初步判斷存在大量高含水量填埋物，填埋深度約20 m，已至中等風化花崗巖層。該填埋區(qū)無防滲措施，且歷史爆破采石可能導(dǎo)致附近巖體開裂，滲透性增強，初步判斷滲濾液已大量外漏，其西側(cè)及南側(cè)非采石坑部分土壤受到滲濾液污染。

東側(cè)填埋區(qū)，已使用大量黏土壓實填平，其南北兩側(cè)巖壁厚度較薄，裂隙明顯，存在明顯液位差，為滲濾液滲漏優(yōu)勢通道。因受中等風化花崗巖阻隔加之滲濾優(yōu)勢通道影響，初步判斷該填埋區(qū)滲濾液向東、西兩側(cè)遷移距離有限。

4 第2階段調(diào)查情況

第2階段調(diào)查涉及填埋物/滲濾液、周邊農(nóng)田土壤、南北兩側(cè)采石坑積水、周邊民用井井水等。經(jīng)探查，以填埋區(qū)為中心，1 km范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)多個民用井，利用現(xiàn)有民用井采集水樣，采樣位置涵蓋填埋區(qū)四周。采樣點布設(shè)見圖5。

圖5 第2階段調(diào)查采樣點布設(shè)示意

4.1 填埋物、滲濾液主要組分

兩填埋區(qū)填埋物性狀相似，為黑色塊狀、油脂狀，含水量高，有明顯刺激性氣味，便攜式土壤揮發(fā)性有機物(VOCs)光離子化檢測儀(PID，華瑞PGM-7340，檢測范圍1×10-9～1×10-2)快速檢測數(shù)據(jù)超出檢測范圍上限。東側(cè)填埋區(qū)覆土與填埋物混雜，難以區(qū)分；西側(cè)填埋區(qū)覆土厚度較小，填埋物呈流體狀，鉆探過程曾多次發(fā)生鉆桿、鉆頭掉落事故，進一步驗證了地球物理探測結(jié)論。

填埋物pH值為8.56～12.84，呈堿性，檢測污染物224項，檢出污染物72項，主要為甲苯、氯仿、1,2-二氯乙烷、氯苯等有機溶劑成分。參考《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB 36600—2018)第二類用地管制值評價，甲苯、氯仿、1,2-二氯乙烷均超標，最大超標倍數(shù)分別為4.1,17.5,148.1倍。多菌靈生產(chǎn)特征因子鄰苯二胺參考美國環(huán)境保護署(EPA)區(qū)域篩選值工業(yè)用地標準評價，最大超標倍數(shù)為9.2倍。

填埋區(qū)滲濾液液位埋深為0.3～0.5 m，呈黑色、黑綠色，黏稠，有明顯油狀，刺激性氣味明顯。滲濾液pH值為7.56～7.95，中性偏堿，檢測污染物242項，檢出污染物86項，污染物種類與填埋物大體一致，氨氮、耗氧量、揮發(fā)酚、1,2-二氯乙烷、氯仿等濃度明顯異常，多菌靈生產(chǎn)特征因子鄰苯二胺參考《雜環(huán)類農(nóng)藥工業(yè)水污染物排放標準》(GB 21523—2008)評價，超標1 355倍。

4.2 農(nóng)田土壤、民用井水現(xiàn)狀分析

經(jīng)實地查找，填埋場周邊共發(fā)現(xiàn)民用井6口，各采集水樣1個。感官上，各民用井樣品水質(zhì)清澈、無異味。根據(jù)《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848—2017)，部分民用井中氨氮、溶解性固體、總硬度等一般化學指標未滿足Ⅲ類水標準；甲苯、氯仿、鄰苯二胺均未檢出；1,2-二氯乙烷、氯苯各有1個樣品檢出，檢出濃度均滿足Ⅱ類水標準。

填埋場東、西兩側(cè)分布有大面積農(nóng)田，在鄰近填埋場一側(cè)布設(shè)土壤采樣點。感官上，土壤樣品為灰黃色，松散，無異味。測試分析結(jié)果顯示，土壤樣品中重金屬污染物含量滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB 15618—2018)風險篩選值，六六六、滴滴涕、苯并(a)芘及氯仿、1,2-二氯乙烷等填埋物特征污染物均未檢出。

4.3 南北兩側(cè)采石坑積水現(xiàn)狀分析

感官上，鄰近填埋場滲漏巖壁位置積水坑積水呈黑色，渾濁黏稠，有明顯刺激性氣味，遠離滲漏位置積水清澈、無異味。積水樣品檢測分析指標與滲濾液樣品一致，測試分析結(jié)果顯示，感官異常積水中檢出指標與滲濾液基本相同，最大檢出濃度在同一數(shù)量級。

4.4 第2階段概念模型

總體而言，填埋場滲濾液暫未對周邊農(nóng)田土壤及民用井水造成不利影響，進一步印證了第1階段污染物擴散范圍有限的判斷，同時圈定了下一階段土壤、地下水調(diào)查邊界。

南、北兩側(cè)裸露采石坑鄰近填埋場位置積水結(jié)合感官特征、有機污染因子檢出種類和濃度推斷已受到滲濾液滲漏影響，污染嚴重，應(yīng)作為后期綜合整治的重要內(nèi)容。

填埋物、滲濾液調(diào)查分析結(jié)果顯示，甲苯、氯仿、1,2-二氯乙烷、鄰苯二胺等為主要污染組分，與前期掌握填埋物來源信息基本對應(yīng)，后續(xù)土壤及地下水調(diào)查應(yīng)對上述污染物予以重點關(guān)注。

5 第3階段調(diào)查情況

在第2階段調(diào)查框定的范圍內(nèi)，開展第3階段土壤及地下水調(diào)查，采樣點布設(shè)見圖6。

圖6 第3階段調(diào)查采樣點布設(shè)示意

5.1 土壤污染綜合診斷

以東、西兩側(cè)農(nóng)田邊界為起點，采用系統(tǒng)布點法，以10 m為網(wǎng)格步長向填埋區(qū)邊界靠近。為保證樣品代表性，現(xiàn)場鉆探使用直推鉆進方式進行[6-7]。采樣點鉆探深度至中等風化巖，鉆探深度普遍<3 m，垂向間隔0.5 m取樣。

存在感官異常(顏色呈黑色、有強烈刺激性氣味)采樣點集中分布于填埋區(qū)周邊，判斷為滲濾液滲漏造成。選取各采樣點不同深度樣品PID快速檢測VOCs最高響應(yīng)值，繪制等值線，見圖7。由圖7可見，遠離填埋區(qū)邊界，檢測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)明顯遞減趨勢。

分析結(jié)果顯示，感官異常土壤樣品污染物濃度未超出《GB 36600—2018》第二類用地篩選值。此外，發(fā)現(xiàn)填埋區(qū)東側(cè)空地六價鉻濃度偏高，淺層濃度接近篩選值，經(jīng)人員訪談得知該區(qū)域曾堆放有不明來源渣土，初步判斷為外源性污染。

5.2 地下水污染羽分布特征

在第2階段調(diào)查的基礎(chǔ)上，以填埋區(qū)為中心，在填埋區(qū)外圍20 m范圍內(nèi)及周邊農(nóng)田設(shè)置地下水監(jiān)測井，設(shè)置深度≥20 m。因土地歸屬問題，填埋區(qū)西側(cè)農(nóng)田區(qū)域未能建井。外圍地下水監(jiān)測井設(shè)置前，為避免進一步滲漏，采用井點降水方式對填埋區(qū)滲濾液進行了抽出處理，滲濾液液位明顯降低。

填埋場外圍地下水監(jiān)測井水樣有明顯刺激性氣味，水質(zhì)渾濁。測試結(jié)果顯示，1,2-二氯乙烷、揮發(fā)酚、氨氮、耗氧量等指標濃度普遍偏高，1,2-二氯乙烷質(zhì)量濃度(23 300～95 300 μg/L)遠大于滲濾液(108～3 700 μg/L)，結(jié)合污染物理化性質(zhì)，初步判斷為該富集情況由滲濾液抽取引發(fā)的強擾動造成。農(nóng)田內(nèi)地下水監(jiān)測井水樣水質(zhì)清澈，無異味，測試分析結(jié)果顯示，各檢出指標均滿足《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848—2017)Ⅲ類水標準。

地下水污染羽平面分布情況見圖8(a)(b)(c)(d)，其中1,2-二氯乙烷污染羽邊緣濃度依據(jù)《污染場地風險評估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.3—2014)，基于非敏感用地方式，吸入室外空氣中來自地下水的氣態(tài)污染物暴露途徑推導(dǎo)得出的風險篩選值；其他指標污染羽邊緣濃度為《GB/T 14848—2017》Ⅳ類水標準。

5.3 第3階段概念模型

結(jié)合感官性狀、現(xiàn)場快篩數(shù)據(jù)、實驗室檢測分析數(shù)據(jù)等綜合判斷，受滲濾液泄露及其他外源因素影響，填埋區(qū)周邊土壤、地下水已被污染，污染程度自填埋區(qū)邊界向外側(cè)呈現(xiàn)降低趨勢，污染影響處于可控范圍。

受區(qū)域地下水流向控制，地下水污染羽中心總體向南側(cè)偏移。東、西兩側(cè)地下水污染已擴散至農(nóng)田范圍。結(jié)合前期階段調(diào)查結(jié)果，初步判斷填埋區(qū)滲濾液與周邊的高濃度差、高液位差及歷史爆破采石作業(yè)形成的人工裂隙通道等為污染擴散的主要原因，持續(xù)控制滲濾液液位應(yīng)作為后期綜合整治的重要環(huán)節(jié)。

6 后續(xù)綜合治理建議

根據(jù)3個階段遞進式、精細化調(diào)查可知，填埋區(qū)已發(fā)生明顯滲漏，對鄰近區(qū)域土壤、地下水及地表積水造成了一定污染，但未對周邊農(nóng)用地土壤、民用井水質(zhì)等產(chǎn)生不利影響。鑒于該地塊目前為采礦用地，屬非敏感用途，利用價值低，且填埋物暫不具備安全處置條件。建議對該地塊以風險管控為主，修復(fù)治理為輔，切斷污染物遷移、暴露途徑，有效控制場地環(huán)境風險[8-9]。

(1) 削減污染源。針對已發(fā)現(xiàn)滲濾液污染擴散問題，繼續(xù)采取有效措施(如井點降水等)收集處理填埋區(qū)域滲濾液，減少污染源強的同時達到截獲控制地下水污染羽的目的[10-12]。井點降水可考慮采用自動化控制方式，以達到動態(tài)控制滲濾液液位目的。

(2) 切斷污染物遷移、暴露途徑。針對南、北兩側(cè)裸露巖壁滲濾液外滲問題，進行填埋區(qū)南、北兩側(cè)巖壁強化豎向阻隔。因巖壁陡峭，落差較大，阻隔時需同時考慮預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害事宜，可考慮采用邊坡錨噴支護+重力土石壩方式。填埋區(qū)東、西兩側(cè)污染邊界位置同步進行豎向阻隔，阻止污染范圍進一步外擴。為減少異味揮發(fā)，阻止雨水下滲，減少滲濾液產(chǎn)生量，對已發(fā)現(xiàn)填埋區(qū)進行水平阻隔。保守考慮，可參考危廢填埋場封場要求，設(shè)置底層(導(dǎo)氣層)、防滲層、排水層及排水管網(wǎng)、保護層、植被恢復(fù)層等。

(3) 消除已有污染影響。南、北兩側(cè)采石坑積水已受滲濾液影響，盡快抽取南、北采石坑受污染地表積水，連同填埋區(qū)滲濾液等，運送至企業(yè)污水處理站或區(qū)域污水處理廠處理。按照土壤分散污染到集中管控原則，將外圍受滲濾液影響的土壤集中至填埋區(qū)統(tǒng)一進行阻隔。

(4) 長期跟蹤監(jiān)測。填埋區(qū)設(shè)置滲濾液監(jiān)測井，長期監(jiān)測特征污染物濃度及滲濾液液位變化情況。優(yōu)化地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，在東、西兩側(cè)農(nóng)田內(nèi)增設(shè)監(jiān)測井，進一步框定污染羽流。同時定期監(jiān)測周邊地下水水質(zhì)，掌控污染羽動態(tài)變化趨勢。