阮海英，喬瑞娟，袁朕輝

（1.浙江方至生態(tài)環(huán)境技術有限公司，浙江 臺州 318000；2.浙江普澤環(huán)?？萍加邢薰?，浙江 慈溪 315300；3.浙江西子聯(lián)合工程有限公司，浙江 杭州 310021）

社會的快速發(fā)展和人口的迅猛增長使得生活垃圾產(chǎn)量大幅度增高，而現(xiàn)有的垃圾填埋場數(shù)量和規(guī)模無法滿足垃圾產(chǎn)量增長的要求，生活垃圾的無害化處理效率較低，因此在很多地方出現(xiàn)了大規(guī)模的垃圾堆放場，對自然環(huán)境和土壤質(zhì)量造成嚴重危害，同時也為周邊居民的正常生活帶來嚴重困擾，對人們的身體健康產(chǎn)生威脅。因此，展開生活垃圾堆放場周邊土壤重金屬污染特征的研究工作已經(jīng)迫在眉睫。

1 生活垃圾堆放場土壤重金屬污染危害

1.1 破壞周邊土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性

大部分重金屬元素在土壤中相對穩(wěn)定，不宜被分解，也很難從土壤中分離出來，從而對土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)以及功能的穩(wěn)定性造成嚴重影響。相關研究表明，土壤在遭受到重金屬污染之后，其中的微生物數(shù)量要比正常土壤少很多，而且會對微生物群落的多樣性造成破壞。

1.2 對周邊居民身體健康造成危害

土壤重金屬無法被生物降解，可能會通過食物鏈被人體所吸收，當重金屬進入到人體后會和體內(nèi)的蛋白質(zhì)和酶等發(fā)生作用，影響其活性，并在人體器官中積累，導致慢性中毒[1]。另外，生活垃圾堆放時間久了還會產(chǎn)生不良氣味，對周邊居民的正常生活造成困擾，威脅居民的身體健康。

2 材料和方法

2.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于某市近郊區(qū)，此地生活垃圾堆放場原是一處廢棄的窯坑，各種生活垃圾沒有做任何處理就直接堆放，場地也不具備防滲和滲濾液導流設備，生活垃圾堆放場占地面積約為30畝，沒有設置場地隔離措施，經(jīng)過長達十幾年的使用，垃圾堆放總量達13萬立方米，平均堆積厚度為4 m。

2.2 樣品采集和分析

將采樣點位布設在垃圾堆場內(nèi)部和邊界位置，利用鉆機開展邊界土壤和地下水的采樣工作，在進行土壤取樣工作時需要在鉆桿內(nèi)添加聚乙烯塑料管，可以在單一鉆孔內(nèi)連續(xù)分層采集長度為110 cm、直徑為4 cm的土柱，取樣深度可以達到25 m。在完成土壤樣品采集工作之后開展分段工作，在地層出現(xiàn)變化的層次以及有污染跡象的層次共采集12份土壤樣品[2]。利用鉆機打到井深位置采集地下水，建立長期使用的潛水監(jiān)測井，等地下水的各種性質(zhì)慢慢穩(wěn)定之后進行樣品采集，共采集3個地下水樣品，垃圾堆放場內(nèi)部土壤點位如果無法使用鉆機進行取樣，可以通過挖掘機開挖剖面坑的方法進行土壤樣品采集。

2.3 實驗方法

樣品PH值的檢測工作采用玻璃電極法進行；利用王水水浴消解法來處理汞元素；使用原子熒光法來檢測各種化學元素；利用酸進行鉛、鎘等元素的消解處理，鎘和鉛元素的測定采用石墨爐和火焰原子吸收分光光度法。通過上述實驗方法分別對每個樣品展開三次檢測工作，并設置好對照組，將單次測定誤差嚴格控制在合理的范圍內(nèi)。

2.4 質(zhì)量評價方法

2.4.1 單因子污染指數(shù)法

對土壤污染實測得到的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行對比，用比值當作衡量區(qū)域范圍內(nèi)土壤樣品中每一種重金屬元素的污染等級評價。根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風險管控標準》中的規(guī)定，根據(jù)PH值的不同，將每一種金屬元素的風險篩選值確定下來。假設重金屬元素為i，實測濃度為Ci，標準濃度為Si，土壤中重金屬元素的單因子指數(shù)Pi的計算公式如下：Pi=Ci/Si。

2.4.2 潛在生態(tài)風險指數(shù)法

此種方法主要是用來定量分析土壤中重金屬元素的潛在風險，并且可以同時對不同的重金屬污染情況進行綜合評價。在潛在生態(tài)風險的危害程度判定方面，可以分成五種不同的等級：第一種是輕微等級，也就是單項潛在生態(tài)風險指數(shù)小于30，潛在生態(tài)風險指數(shù)的值小于140。第二種是中度等級，也就是單項潛在生態(tài)風險指數(shù)不高于70，潛在生態(tài)風險指數(shù)的值小于300。第三種是強等級，也就是單項潛在生態(tài)風險指數(shù)小于150，潛在生態(tài)風險指數(shù)小于500。第四種是很強等級，也就是單項潛在生態(tài)風險指數(shù)小于310，潛在生態(tài)風險指數(shù)超出600。第五種是極強等級，其單項潛在生態(tài)風險指數(shù)超出310。

3 結(jié)果和討論

3.1 重金屬元素含量分布特征

通過對比不同區(qū)域周邊表層土壤重金屬含量的檢測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，土壤中鎘元素的含量最高，所有檢測區(qū)域土壤中的鎘元素含量遠遠超出了背景值，對兩處不同區(qū)域重金屬元素的變異系數(shù)進行比較，其中一處鎘元素的變異系數(shù)較高，另一處土壤中的金屬元素變異系數(shù)相對正常，在標準范圍之內(nèi)。結(jié)合偏度和峰度數(shù)值可以發(fā)現(xiàn)，某一檢測點的各種金屬元素呈正態(tài)分布，變異系數(shù)相對來說也比較小。

3.2 重金屬污染等級和空間分布特征

3.2.1 污染等級分析

通過對此區(qū)域土壤重金屬的已知單因子指數(shù)和綜合污染指數(shù)評價特征統(tǒng)計結(jié)果進行分析可以得出，鎘元素是造成土壤重金屬污染的主要原因，綜合污染指數(shù)較高，已經(jīng)達到重度污染等級。周邊采樣點大部分是屬于輕度以上污染，主要污染元素是鎘、砷和鉛元素等。通過污染等級評定結(jié)果能夠看出，此垃圾堆放場不同區(qū)域的污染程度存在一定差異，造成污染的主要金屬元素也不相同。

3.2.2 空間分布特征

根據(jù)普通克里金法針對不同區(qū)域的技術元素含量空間分布進行插值處理，觀察污染物的空間分布特征，發(fā)現(xiàn)周邊土壤的重金屬含量呈島狀分布，也有部分呈帶狀分布，從風向方面來講，重金屬含量較高的是下風向處，有可能是因為焚燒處理方式的不同導致了這種現(xiàn)象的出現(xiàn)。鎘元素在三個不同的方向上呈高濃度分布，結(jié)合當?shù)氐牡刭|(zhì)水文情況分析，可以發(fā)現(xiàn)導致重金屬污染面積擴大的原因是滲濾液[3]。從整體方面來講，不同區(qū)域內(nèi)的鎘元素分布特征比較相似，具有一致性，并且含量要比其他重金屬元素高。風向會對周邊土壤的重金屬分布情況造成一定影響，鎘元素呈島狀分布。

3.2.3 土壤重金屬污染的其他特征

通過分析還發(fā)現(xiàn)土壤重金屬污染具備以下幾種特征：（1）隱蔽性較好，受到重金屬污染的土壤沒有特別的顏色和味道，很難被人們發(fā)現(xiàn)，只有當它們進入到食物鏈中之后才能被人們察覺。（2）普遍性，隨著社會的不斷發(fā)展和進步，我國人口數(shù)量也急劇增多，隨之產(chǎn)生的是大量的生活垃圾，因限于垃圾處理技術的限制使得很多地方都存在著土壤重金屬污染問題。（3）表聚性，一般情況下，土壤中的重金屬污染成分會固定在土壤中黏土礦物和有機物質(zhì)表面，因而不具備較好的遷移能力，主要是在土壤表層分布，表層以下含量相對來說較小。（4）消除困難，如果土壤中的重金屬含量超出了一定范圍時，會對土壤性質(zhì)造成嚴重影響，還有可能會產(chǎn)生化學反應形成毒性物質(zhì)，另外由于重金屬本身很難被降解，因此當土壤受到重金屬污染之后就很難被徹底消除。（5）多變的形態(tài)，毒性復雜，重金屬元素多有變價，不同形態(tài)的重金屬元素會和土壤中的物質(zhì)產(chǎn)生化學反應，從而生成出新的有毒有害物質(zhì)，比如絡合物就是由離子態(tài)的重金屬元素與土壤中的配位體結(jié)合形成。與重金屬的有機化合物相比，其無機化合物的毒性要低一些，另外毒性還受到價態(tài)的影響，如果價態(tài)相同但化合物不同，其毒性也存在區(qū)別。

4 結(jié)論

綜上所述，根據(jù)土壤重金屬分布和含量特征來看，生活垃圾堆放場中心位置污染物含量最高，不同監(jiān)測點受到的污染程度不同。土壤重金屬污染具有較大危害，會影響自然生態(tài)環(huán)境，對人體的健康也會產(chǎn)生威脅，所以相關部門應加強對生活垃圾堆放的管理和控制，針對已經(jīng)造成土壤重金屬污染的區(qū)域，積極利用有效的污染治理技術進行處理，促進我國生態(tài)環(huán)境建設的發(fā)展和進步。