(山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局八〇一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì),山東濟(jì)南 250014)
垃圾填埋場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)分級評價(jià)體系的核心是各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重、污染指數(shù)的計(jì)算確定及目標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)等級的劃分。
根據(jù)相關(guān)研究及我國垃圾填埋場的實(shí)際情況,總結(jié)出六項(xiàng)垃圾填埋場特質(zhì),根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)程度確定特征取值。
(1)場地規(guī)模:≥50×104m3,特征取值為10;5×104~50×104m3,特征取值為4;0.5×104~5×104m3,特征取值為2;<0.5×104m3,特征取值為1。(2)填埋場年齡:<5年,特征取值為10;5~10年,特征取值為8;11~15年,特征取值為5;>15年,特征取值為1。(3)底部防滲:礫石,特征取值為10;粉土層,特征取值為5;單層防滲,特征取值為2;雙層復(fù)合防滲,特征取值為1。(4)頂部覆蓋:無覆蓋,特征取值為10;土壤,特征取值為5;壓實(shí)黏土,特征取值為2;壓實(shí)黏土和土壤,特征取值為1。(5)滲濾液收集狀態(tài):無滲濾液,特征取值為10;季節(jié)回灌,特征取值為5;滲濾液收集池,特征取值為3;污水處理廠,特征取值為1。(6)垃圾壓實(shí)密度:無壓實(shí),特征取值為10;壓實(shí)密度為0.4~0.6 t/m3,特征取值為5;壓實(shí)密度為0.6~0.8 t/m3,特征取值為2;壓實(shí)密度>0.8 t/m3,特征取值為1。
(1)埋深距離:0~4.5 m,特征取值為10;4.6~9.0 m,特征取值為7;9.1~15.0 m,特征取值為5;15.1~23.0 m,特征取值為3;23.0~30.5 m,特征取值為2;>30.5 m,特征取值為1。
(2)含水層補(bǔ)給量:>250 m,特征取值為9;0~50 m,特征取值為1;51~100 m,特征取值為3;101~180 m,特征取值為6;181~250 m,特征取值為8。
(3)地表坡度變化:<2%,特征取值為10;3%~6%,特征取值為9;7%~12%,特征取值為5;13%~18%,特征取值為3;>18%,特征取值為1。
(4)滲透系數(shù):>81.5 m/d,特征取值為10;0~4.0 m/d,特征取值為1;4.1~12.0 m/d,特征取值為2;12.1~28.5,特征取值為4;28.6~40.5 m/d,特征取值為6;40.6~81.5 m/d,特征取值為8。
(5)含水層介質(zhì)特性:塊狀頁巖,特征取值為1;變質(zhì)巖/巖漿巖,特征取值為2;風(fēng)化變質(zhì)巖/巖漿巖,特征取值為4;泥礫層,特征取值為5;塊狀灰?guī)r,特征取值為6;礫石層,特征取值為8;巖溶灰?guī)r,特征取值為10。
(6)滲流層介質(zhì):承壓層,特征取值為1;粉砂黏土,特征取值為3;頁巖,特征取值為4;砂巖,特征取值為6;粉質(zhì)砂/黏土質(zhì)砂礫,特征取值為7;沙礫,特征取值為8;玄武巖,特征取值為9;巖溶灰?guī)r,特征取值為10。
(7)含水層介質(zhì):薄層,特征取值為10;砂,特征取值為9;泥炭,特征取值為8;砂質(zhì)亞黏土,特征取值為6;亞黏土,特征取值為5;黏土質(zhì)亞黏土,特征取值為3;垃圾,特征取值為2;非漲縮、非凝聚性黏土,特征取值為1[1]。
污染受體暴露程度的參數(shù)范圍及因子如表1所示。
表1 污染受體暴露程度的參數(shù)范圍及因子
污染受體暴露程度主要指受體受到風(fēng)險(xiǎn)源的影響程度,以往垃圾填埋場地下水污染因素的相關(guān)研究中,并未將此因素納入研究中,在實(shí)際中污染受體暴露程度較為重要。在實(shí)施地下水污染風(fēng)險(xiǎn)分級的研究中應(yīng)將受體暴露程度納入主要的評價(jià)中。
指標(biāo)的權(quán)重具有衡量指標(biāo)在評價(jià)系統(tǒng)中的重要性,本研究中指標(biāo)權(quán)重的確定主要采用AHP層次分析法,對風(fēng)險(xiǎn)分級評價(jià)系統(tǒng)中的問題進(jìn)行系統(tǒng)化處理,可將系統(tǒng)劃分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層三個(gè)層次[2]。
目標(biāo)層:將垃圾填埋場地下水的污染評價(jià)作為目標(biāo)層。
準(zhǔn)則層:以垃圾填埋場特質(zhì)、地下水脆弱性分析及污染受體暴露程度為準(zhǔn)則層。
指標(biāo)層:將各項(xiàng)準(zhǔn)測層中的各項(xiàng)影響因素作為指標(biāo)層。
利用AHP層次分析法依據(jù)各層次中的指標(biāo)描述進(jìn)行標(biāo)度分析,依據(jù)分析結(jié)果建立判別矩陣,對該矩陣進(jìn)行特征取值分析,獲取最大特征值的對應(yīng)向量,此值即為權(quán)重值,再檢驗(yàn)便可以獲取各個(gè)影響因素的權(quán)重?cái)?shù)值[3]。
將權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和,根據(jù)各個(gè)指標(biāo)的加權(quán)求和計(jì)算得出風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)I:
式中:n——風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指數(shù);w——風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)因子的權(quán)重?cái)?shù)值;r——評價(jià)因子數(shù)值。
風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)I的計(jì)算數(shù)值分布在0~10,結(jié)果越大說明風(fēng)險(xiǎn)程度越高,在本次研究中,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的影響表現(xiàn),將風(fēng)險(xiǎn)等級分為三級,0<I≤3,劃分為低風(fēng)險(xiǎn),3<I≤7,劃分為中風(fēng)險(xiǎn);7<I≤10,劃分為高風(fēng)險(xiǎn)。
低風(fēng)險(xiǎn)等級實(shí)施常規(guī)監(jiān)測,預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)等級的加重;中風(fēng)險(xiǎn)等級應(yīng)強(qiáng)化監(jiān)控的力度,并對垃圾填埋場進(jìn)行周期性的評級,若發(fā)現(xiàn)污染程度加深應(yīng)立即采取修復(fù);高風(fēng)險(xiǎn)等級應(yīng)對垃圾填埋場周邊區(qū)域的人員進(jìn)行健康檢查,對區(qū)域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)性的狀態(tài)評估,為垃圾填埋場制定防護(hù)措施,并及時(shí)修復(fù)受污染的地下水。
某市垃圾填埋場位置遠(yuǎn)離市區(qū)、地勢開闊,屬于河流沖積、洪積扇地形,地層為第四系松散巖層,具有良好的地下含水條件,該區(qū)域水資源以地下水為主、地表水為輔,垃圾填埋場地下水脆弱性較差,易受到污染,該垃圾填埋場擁有4個(gè)垃圾填埋區(qū)域。
根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)條件及垃圾場的污染調(diào)查資料顯示,4個(gè)垃圾填埋區(qū)域在滲濾液的防滲及收集工作存在問題,針對4個(gè)垃圾填埋場進(jìn)行垃圾填埋場特質(zhì)、地下水脆弱性分析及污染受體暴露程度分析。
根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重及利用風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算公式可知,4個(gè)填埋區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)評級指數(shù)分別為5.307(填埋區(qū)域1)、5.845(填埋區(qū)域2)、7.001(填埋區(qū)域3)及7.413(填埋區(qū)域4)。
填埋區(qū)域3、4的風(fēng)險(xiǎn)分級為高風(fēng)險(xiǎn),由于兩塊區(qū)域的填埋規(guī)模較大、填埋區(qū)域的場齡較大,且滲濾液的防滲措施較差,收集情況不理想。填埋區(qū)域3的風(fēng)險(xiǎn)評級指數(shù)低于填埋區(qū)域4是由于其填埋的規(guī)模相對填埋區(qū)域4較小,填埋區(qū)域的時(shí)間相對較短。
根據(jù)評級結(jié)果顯示,上述兩區(qū)域?qū)χ苓吶藛T、生態(tài)環(huán)境有較大的危害,應(yīng)及時(shí)制定污染修護(hù)方案,防止污染進(jìn)一步惡化。
填埋區(qū)域1、2的風(fēng)險(xiǎn)分級為中風(fēng)險(xiǎn),兩塊填埋區(qū)規(guī)模較大,地層的防滲程度較好,且在滲濾液的收集及回收處理方面均具有良好的措施,填埋區(qū)域的密實(shí)度較大、場齡較低。因此,其風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)低于填埋區(qū)域3、4,可強(qiáng)化對地下水的監(jiān)測,若發(fā)現(xiàn)存在污染的情況應(yīng)立即采取防護(hù)處理。
建立垃圾填埋場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)分級評價(jià)系統(tǒng),將垃圾填埋場特質(zhì)、地下水脆弱性分析及污染受體暴露程度作為評級衡量的主要指標(biāo),根據(jù)指標(biāo)進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重、污染指數(shù)的計(jì)算確定及對目標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)等級的劃分,得到垃圾填埋場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)分級,并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級使地下水污染的修復(fù)、治理更具科學(xué)性、針對性。