周 睿,吳 玲,簿 絲,李婷婷,劉方圓,任何軍

深圳簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)水土環(huán)境污染指標(biāo)識(shí)別

周 睿,吳 玲,簿 絲,李婷婷,劉方圓,任何軍*

(吉林大學(xué),石油化工污染場(chǎng)地控制與修復(fù)技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室,地下水資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,吉林 長(zhǎng)春 130021)

基于現(xiàn)場(chǎng)踏勘、人員訪(fǎng)談和資料收集,采用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)深圳市現(xiàn)存24座簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)土壤和地下水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià),對(duì)其特征污染指標(biāo)進(jìn)行了識(shí)別,結(jié)果表明,土壤超標(biāo)污染指標(biāo)5種,包括鎘和砷2種中度污染指標(biāo),污染指數(shù)分別為2.970和2.141,釩、鎳和鉛3種輕度污染指標(biāo),污染指數(shù)在1.348～1.777之間;地下水超標(biāo)污染指標(biāo)22種,包括總大腸菌群、氨氮、錳、鐵、鉛、鋁、高錳酸鹽指數(shù)、鉈、總?cè)芙庑怨腆w、碘化物、鎳、硫酸鹽和鈹13種重度污染指標(biāo),污染指數(shù)在3.860～832.581之間,砷、總硬度、硝酸鹽、氟化物、氯化物和硒6種中度污染指標(biāo),污染指數(shù)在2.039～2.993之間,銻、鈉和汞3種輕度污染指標(biāo),污染指數(shù)在1.084～1.147之間.地下水污染程度遠(yuǎn)比土壤污染嚴(yán)重.深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)土壤特征污染物為氟化物、砷、鎳、鉛、釩和鎘,共6種;地下水特征污染指標(biāo)為總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽、氨氮、鐵、錳、砷、鉛、鎳、鋁、鉈、高錳酸鹽指數(shù)和總大腸菌群,共16種.氟化物、鉛、鎳、鉈和鋁5種污染物呈現(xiàn)了典型地區(qū)特征.本研究結(jié)果可為深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)環(huán)境質(zhì)量管理提供數(shù)據(jù)支撐.

簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)；土壤；地下水；特征污染指標(biāo)

改革開(kāi)放以來(lái),深圳市經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,城市快速擴(kuò)張,致使人類(lèi)活動(dòng)場(chǎng)所緊鄰垃圾填埋場(chǎng),防范垃圾填埋場(chǎng)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的壓力持續(xù)增加.簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)通常缺乏長(zhǎng)期有效的環(huán)境監(jiān)測(cè)體系和完善的污染防范措施,所產(chǎn)生的污染物極易進(jìn)入周邊環(huán)境,污染土壤和地下水.我國(guó)在污染場(chǎng)地環(huán)境管理方面出臺(tái)了《場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》[1](HJ 25.1-2014)、《污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》[2](HJ 25.3-2014)等一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),但相關(guān)非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)調(diào)查和修復(fù)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范并不健全.

關(guān)于垃圾填埋場(chǎng)滲濾液對(duì)周邊水土環(huán)境的特征污染指標(biāo),國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量研究.生活垃圾滲濾液的主要污染指標(biāo)[3]分為4類(lèi):溶解性有機(jī)物、無(wú)機(jī)宏量組分、重金屬離子和異型生物質(zhì)有機(jī)物.國(guó)外有報(bào)道[4]采用專(zhuān)家打分法從50個(gè)常見(jiàn)污染指標(biāo)中挑選出pH值、總?cè)芙庑怨腆w、BOD5、COD、凱氏氮、氨氮、總鐵、銅、鎳、鋅、鉛、總鉻、汞、砷、酚類(lèi)化合物、氯化物、氰化物、總大腸桿菌群共18項(xiàng)指標(biāo),作為評(píng)價(jià)垃圾填埋場(chǎng)污染風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)[5-6].基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和1991～2014年相關(guān)報(bào)道,我國(guó)生活垃圾填埋場(chǎng)地下水[7]普遍性污染指標(biāo)包括:氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)、COD、總硬度、氯化物、鐵、錳、總大腸菌群、揮發(fā)酚,共11項(xiàng)指標(biāo).正規(guī)、非正規(guī)生活垃圾填埋場(chǎng)地下水主要污染指標(biāo)略有差異,非正規(guī)生活垃圾填埋場(chǎng)代表性污染指標(biāo)主要包括:高錳酸鹽指數(shù)、COD、氨氮、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、錳、鐵、汞、砷、總硬度,共11種指標(biāo)[8].深圳市降水充沛[9]且伴有酸雨[10],地表水與地下水頻繁交互,地下水水位變幅較大,增加了簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)污染物泄露的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),容易造成非飽和區(qū)深部土壤污染和飽和區(qū)地下水污染問(wèn)題.隨著深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)環(huán)境問(wèn)題逐漸突出,識(shí)別簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)的特征污染指標(biāo),加強(qiáng)垃圾填埋場(chǎng)環(huán)境管控迫在眉睫.

本文以深圳市現(xiàn)存24座簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)為研究對(duì)象,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘、人員訪(fǎng)談和資料收集,采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法評(píng)估其周邊土壤和地下水環(huán)境質(zhì)量狀況,總結(jié)污染特征,識(shí)別特征污染指標(biāo),以期為深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)環(huán)境管理提供技術(shù)支持.

1 研究方法

1.1 簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)概況

改革開(kāi)放初期,城市垃圾處理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)并不健全,建設(shè)了24座簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng).這些垃圾填埋場(chǎng)投入使用時(shí)間為1983～2009年,封場(chǎng)時(shí)間為2002年～2016年,包括21座老齡垃圾填埋場(chǎng)(場(chǎng)齡10a以上),3座中齡垃圾填埋場(chǎng)(場(chǎng)齡5～10a);從運(yùn)行狀態(tài)看,22座為已封場(chǎng)垃圾填埋場(chǎng),2座已挖走或計(jì)劃挖走另作他用;從填埋垃圾類(lèi)型看,20座為生活垃圾填埋場(chǎng),4座為生活垃圾建筑垃圾混填型填埋場(chǎng);從填埋規(guī)?？?22座為小型垃圾填埋場(chǎng)(200萬(wàn)m3以下),2座為中型垃圾填埋場(chǎng)(200～500萬(wàn)m3);從地質(zhì)條件看,19座為山谷型垃圾填埋場(chǎng),5座為溝塘型填埋場(chǎng).這些垃圾場(chǎng)以生活垃圾為主,填埋規(guī)模較小,填埋時(shí)間長(zhǎng),山谷型填埋場(chǎng)居多,且處于已封場(chǎng)狀態(tài).深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)信息見(jiàn)表1.

1.2 評(píng)價(jià)方法

采取內(nèi)梅羅污染指數(shù)法評(píng)價(jià)深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)周邊土壤及地下水環(huán)境質(zhì)量.數(shù)據(jù)來(lái)源于深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)水土環(huán)境質(zhì)量調(diào)查報(bào)告,具體監(jiān)測(cè)污染指標(biāo)見(jiàn)表2.

內(nèi)梅羅污染指數(shù)法[11-13]是在單因子污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的綜合評(píng)價(jià)方法,既能體現(xiàn)污染整體情況,又能突出污染指數(shù)最大指標(biāo)對(duì)污染程度的影響.評(píng)價(jià)公式:

式中:p為內(nèi)梅羅污染指數(shù);p,avg為污染因子污染指數(shù)平均值;p,max為污染因子污染指數(shù)最大值;污染指數(shù)p為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值的比值.根據(jù)p值可對(duì)污染因子污染程度進(jìn)行分級(jí),p￡0.7,安全;0.7<p￡1,警戒線(xiàn);1<p￡2,輕度污染;2<p￡3,中度污染;p>3,重度污染.

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

采用《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB36600-2018)[14]和《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值和管制值》(DB4403/T 67- 2020)[15]第一類(lèi)用地風(fēng)險(xiǎn)篩選值對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià);采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848- 2017)[16]Ⅲ類(lèi)水體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地下水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià).

1.4 特征污染指標(biāo)識(shí)別原則

1.4.1 土壤特征污染指標(biāo) 為滿(mǎn)足數(shù)理統(tǒng)計(jì)要求,確保統(tǒng)計(jì)結(jié)果的可信度,選取污染指數(shù)統(tǒng)計(jì)表中樣品量大于20[7],且內(nèi)梅羅污染指數(shù)p大于1,污染程度為輕度污染及以上的指標(biāo)作為土壤環(huán)境特征污染指標(biāo).

1.4.2 地下水特征污染指標(biāo) 為滿(mǎn)足數(shù)理統(tǒng)計(jì)要求,確保統(tǒng)計(jì)結(jié)果的可信度,選取污染指數(shù)統(tǒng)計(jì)表中樣品量大于20[7],且內(nèi)梅羅污染指數(shù)p大于2,污染程度為中度污染及以上的指標(biāo)作為地下水環(huán)境特征污染指標(biāo).

表1 深圳市簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)基礎(chǔ)信息

表2 深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)水土環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)收集到的簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)水土環(huán)境質(zhì)量調(diào)查報(bào)告檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì),所檢出污染指標(biāo)包括pH值、氰化物、氟化物、砷、鎘、銅、鉛、汞、鎳、錳、鋅、銻、鈹、鈷、釩、總鉻、苯、2,4-二甲基苯酚、2-硝基苯酚、茚并(1,2,3-cd)芘、鄰苯二甲酸二正丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、鄰苯二甲酸二正辛酯、石油烴,共計(jì)24種,其中綜合性污染指標(biāo)1種,無(wú)機(jī)鹽2種,重金屬13種,有機(jī)物8種.與《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB36600-2018)[14]和《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值和管制值》(DB4403/T 67-2020)[15]第一類(lèi)用地風(fēng)險(xiǎn)篩選值對(duì)比,氟化物、鎘、砷、釩、鎳和鉛共6項(xiàng)指標(biāo)存在超標(biāo)情況.

如表3所示,鎘和砷2項(xiàng)指標(biāo)污染程度為中度污染,污染指數(shù)分別為2.970和2.141,釩、鎳和鉛3項(xiàng)指標(biāo)污染程度為輕度污染,污染指數(shù)在1.348～1.777之間.污染指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差在0.0002～0.522,說(shuō)明樣品監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)離散程度小.當(dāng)污染指數(shù)最大值大于最小值的5倍時(shí),其對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果貢獻(xiàn)度更大[17],本研究中砷、鎘、銅、鉛、汞、鎳、鋅、銻、釩、總鉻、鄰苯二甲酸雙(2-乙基己基)酯和石油烴12項(xiàng)指標(biāo)對(duì)污染程度較重的樣品關(guān)注度更高.

表3 土壤環(huán)境檢出污染指標(biāo)污染指數(shù)

注: pH值最小值為4.82,最大值為10.27,其中4.82～7.00占比17.9%,7.00～10.27占比82.1%;污染指數(shù)為污染因子實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與相應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值的比值.

2.2 地下水評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)收集到的簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)水土環(huán)境質(zhì)量調(diào)查報(bào)告統(tǒng)計(jì),31個(gè)地下水樣品監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,檢出的污染物共計(jì)35種,其中綜合性污染指標(biāo)2種,無(wú)機(jī)鹽9種,金屬離子2種,重金屬18種,有機(jī)物3種,微生物指標(biāo)1種.與《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848- 2017)[16]Ⅲ類(lèi)水體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比,其中除了氰化物、亞硝酸鹽、硫化物、銅、鋅、鉬、鎘、六價(jià)鉻、鋇、鈷、銀、苯和揮發(fā)酚13項(xiàng)指標(biāo)未超標(biāo),其余22項(xiàng)指標(biāo)均有不同程度超標(biāo).

如表4所示,總大腸菌群、氨氮、錳、鐵、鉛、鋁、高錳酸鹽指數(shù)、鉈、總?cè)芙庑怨腆w、碘化物、鎳、硫酸鹽和鈹13項(xiàng)指標(biāo)污染程度為重度污染,污染指數(shù)在3.860～832.581之間,砷、總硬度、硝酸鹽、氟化物、氯化物和硒6項(xiàng)指標(biāo)污染程度為中度污染,污染指數(shù)在2.039～2.993之間,銻、鈉和汞3項(xiàng)指標(biāo)污染程度為輕度污染,污染指數(shù)在1.084～1.147之間.污染指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差在0～313.302,樣品監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)離散程度比土壤的更大.本研究中總硬度、總?cè)芙庑怨腆w、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、銻、釩、總鉻、鄰苯二甲酸雙(2-乙基己基)酯和石油烴21項(xiàng)指標(biāo)對(duì)污染程度較重的樣品關(guān)注度更高[17].

表4 地下水環(huán)境檢出污染指標(biāo)污染指數(shù)表

注: pH值最小值為5.60,最大值為8.91,篩選值為6.5～8.5,超標(biāo)率為35.5%,其中5.60～7.00占比71.0%,7.00～8.91占比29.0%;污染指數(shù)為污染因子實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與相應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值的比值.

2.3 特征污染物

根據(jù)識(shí)別原則,土壤環(huán)境特征污染指標(biāo)為砷、鎳、鉛、釩和鎘;地下水環(huán)境特征污染指標(biāo)為總硬度、溶解性固體、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽、氨氮、鐵、錳、砷、鉛、鎳、高錳酸鹽指數(shù)和總大腸菌群.此外,土壤中氟化物最大污染指數(shù)為1.2,內(nèi)梅羅指數(shù)0.871,接近標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn),且在土壤環(huán)境中遷移能力強(qiáng)[18],納入土壤環(huán)境特征污染物.地下水中鋁最大污染指數(shù)為34.0,超標(biāo)率為77.8%,污染程度為重度污染;鉈最大污染指數(shù)為19.5,超標(biāo)率為85.7%,污染程度為重度污染.雖然鋁和鉈的樣本數(shù)量不足,不符合識(shí)別原則中樣品量大于20的標(biāo)準(zhǔn),但是其超標(biāo)率較大、污染程度較重,綜合考慮深圳市土壤鉈背景值[15]較高(1.59～2.70mg/kg),在酸性降雨頻率高且地下水偏酸性的環(huán)境背景條件下,容易出現(xiàn)污染問(wèn)題且毒性較強(qiáng),納入地下水環(huán)境特征污染物.綜上,深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)土壤環(huán)境特征污染物為氟化物、砷、鎳、鉛、釩和鎘;地下水環(huán)境特征污染指標(biāo)為總硬度、溶解性固體、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽、氨氮、鐵、錳、砷、鉛、鎳、鉈、鋁、高錳酸鹽指數(shù)和總大腸菌群.深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)特征污染指標(biāo)如表5所示.

表5 深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)特征污染指標(biāo)

2.4 特征污染指標(biāo)分析

氟化物、砷、鎳、鉛4種污染物在土壤和地下水中均為特征污染指標(biāo).氟化物在土壤中整體污染情況評(píng)價(jià)結(jié)果為未超標(biāo),在地下水中呈中度污染.結(jié)果與垃圾填埋場(chǎng)的污染途徑有關(guān),簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的滲漏點(diǎn)通常位于填埋場(chǎng)內(nèi)部及下部土壤中,地下水首先受到污染而后土壤再受到污染,而土壤樣品中氟化物超標(biāo)率為3.2%,這與氟化物在紅黏土中有較好的吸附能力有關(guān)[19].砷在土壤和地下水中污染程度均為中度污染.一方面土壤中硫酸鹽、硝酸鹽和碳酸鹽的存在,可使部分砷轉(zhuǎn)化成可溶性砷遷移,另一方面,深圳市土壤砷背景值較高,在偏酸性強(qiáng)降雨情況下容易溶出并遷移[20].鉛在土壤中為輕度污染,地下水中為重度污染.2011～2020年深圳市降水pH值年平均值在4.59～5.48之間,酸雨頻率為26.60%～59.50%[10],在這種條件下土壤中鉛的遷移能力較強(qiáng)[21],環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較高.深圳市歷史上分布有大量鉛排放行業(yè)企業(yè),包括電子真空器件制造業(yè)和金屬表面處理及熱處理加工業(yè)[22],產(chǎn)生的廢品、廢液以及產(chǎn)品廢棄后由于當(dāng)時(shí)簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)粗放式管理流入填埋場(chǎng),且有報(bào)告[23]表明深圳市生活垃圾組分中金屬類(lèi)含量最大能達(dá)到2.26%.鎳在土壤中為輕度污染,地下水中為重度污染.土壤pH值大于9時(shí),Ni的氧化物、氫氧化物才能比較穩(wěn)定存在,而酸性降雨造成填埋場(chǎng)垃圾土壤呈酸性,Ni主要以自由的Ni2+、NiSO4和NiHPO4存在[24],容易向地下水中遷移.

土壤中鎘污染程度為中度污染,而在地下水中未超標(biāo),且整體清潔程度較土壤中高,表明鎘在地下遷移過(guò)程中容易被土壤吸附,遷移距離短.有淹水稻田試驗(yàn)[25]結(jié)果顯示,在pH>6時(shí),土壤中的鎘主要以難溶態(tài)的氫氧化物、碳酸鹽及磷酸鹽的形式存在,而深圳pH值呈堿性的土壤使鎘滯留.土壤中釩為輕度污染.研究[26]表明釩主要以+5價(jià)態(tài)穩(wěn)定存在,而釩的毒性隨價(jià)態(tài)升高而變強(qiáng),并且日常垃圾焚燒后填埋會(huì)顯著提升土壤中釩的含量[27].

地下水中硫酸鹽污染程度為重度污染,微生物可降解垃圾中含硫化合物為可溶性硫酸鹽.氯化物污染程度為中度污染,氯離子主要來(lái)源于廚余垃圾,且在地下環(huán)境中遷移性很好[28].硝酸鹽污染程度為中度污染,高錳酸鹽指數(shù)污染程度為重度污染,總大腸菌群污染程度為重度污染,硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)和總大腸菌群是簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)的普遍性污染指標(biāo)[7-8,29].氨氮污染程度為重度污染,垃圾填埋過(guò)程中,含氮有機(jī)物在微生物降解作用下釋放出大量氨氮,且地下環(huán)境中溶氧量隨填埋時(shí)間降低,在這種還原環(huán)境中氨氮可以長(zhǎng)期穩(wěn)定存在[30].總?cè)芙庑怨腆w污染程度為重度污染,地下水總?cè)芙庑怨腆w與SO42-、Cl-、Mg2+、Ca2+等具有顯著相關(guān)性[31],而硫酸鹽、氯化物和總硬度在簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)周邊環(huán)境中污染嚴(yán)重.鐵錳污染程度為重度污染,鐵錳在地下環(huán)境存在形式主要與氧化還原條件和酸堿平衡有關(guān)[32],鐵錳的濃度隨著監(jiān)測(cè)點(diǎn)位與填埋場(chǎng)距離的增加及取樣位置深度的增加而明顯下降,表明鐵錳的濃度與垃圾滲濾液的滲漏有關(guān)[33],而簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)防滲措施不完善甚至缺失,鐵錳可作為其下游水土特征污染指標(biāo).總硬度污染程度為中度污染,總硬度是衡量環(huán)境中鈣鎂離子總量的污染指標(biāo).室內(nèi)浸泡試驗(yàn)表明[34],Na+、H+、NH4+3種陽(yáng)離子可與土壤中的Ca2+、Mg2+發(fā)生離子交換作用.地下水中總硬度超標(biāo)情況嚴(yán)重,可能與填埋場(chǎng)滲濾液泄露有關(guān).鋁污染程度為重度污染,這可能與深圳早期電鍍行業(yè)有關(guān).并且深圳市生活垃圾組分中金屬類(lèi)的含量比例較高[23],pH值呈酸性的地下水將其溶出并隨流場(chǎng)遷移.鉈污染程度為重度污染,由于深圳土壤環(huán)境鉈的背景值[15]較大,酸雨頻繁,地下水pH值呈酸性,在這種條件下鉈易于溶出且在地下遷移[35].

2.5 特征污染指標(biāo)地區(qū)性分析

與18項(xiàng)垃圾填埋場(chǎng)污染風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)[4]相比,本文選取的共同指標(biāo)為總?cè)芙庑怨腆w、高錳酸鹽指數(shù)、總大腸菌群、氨氮、氯化物、鐵、鎳和砷,不同指標(biāo)主要在于重金屬污染指標(biāo)和無(wú)機(jī)鹽指標(biāo).這與城市污染源類(lèi)型有明顯相關(guān)性,深圳市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),以輕工業(yè)和服務(wù)業(yè)為主,重金屬污染來(lái)源相對(duì)較少,同時(shí)密集型人口產(chǎn)生的大量生活垃圾導(dǎo)致無(wú)機(jī)鹽類(lèi)污染問(wèn)題較多.與韓志勇[7]和胡馨然[8]等人選取的我國(guó)地下水普遍性特征污染指標(biāo)對(duì)比,不同的指標(biāo)有氟化物、鉛、鎳、鉈和鋁.氟化物的來(lái)源[19]可能與早期深圳電鍍加工產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)有關(guān),所產(chǎn)生的廢品和廢液容易引發(fā)此類(lèi)問(wèn)題,鉛、鎳、鋁也與電鍍加工行業(yè)顯著相關(guān).鉈主要來(lái)源于原生環(huán)境,地下水中鉈主要為T(mén)I(Ⅰ),溶解性強(qiáng),可與硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽和有機(jī)物形成穩(wěn)定配合物[35],需要給予關(guān)注.

3 結(jié)論

3.1 深圳市現(xiàn)存的24座簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng),土壤超標(biāo)污染指標(biāo)5種,包括鎘和砷2種中度污染指標(biāo),污染指數(shù)分別為2.970和2.141,釩、鎳和鉛3種輕度污染指標(biāo),污染指數(shù)在1.348～1.777之間;地下水超標(biāo)污染指標(biāo)22種,包括總大腸菌群、氨氮、錳、鐵、鉛、鋁、高錳酸鹽指數(shù)、鉈、總?cè)芙庑怨腆w、碘化物、鎳、硫酸鹽和鈹13種重度污染指標(biāo),污染指數(shù)在3.860～832.581之間,砷、總硬度、硝酸鹽、氟化物、氯化物和硒6種中度污染指標(biāo),污染指數(shù)在2.039～2.993之間,銻、鈉和汞3種輕度污染指標(biāo),污染指數(shù)在1.084～1.147之間.地下水污染程度遠(yuǎn)比土壤污染嚴(yán)重.

3.2 深圳市簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)土壤特征污染物為氟化物、砷、鎳、鎘、鉛和釩,共6種特征污染物;地下水特征污染物為總硬度、總?cè)芙庑怨腆w、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽、氨氮、鐵、錳、砷、鉛、鎳、鋁、鉈、高錳酸鹽指數(shù)和總大腸菌群,共16種特征污染物.

3.3 與國(guó)內(nèi)垃圾填埋場(chǎng)普遍地下水特征污染指標(biāo)相比,氟化物、鉛、鎳、鉈和鋁5種污染指標(biāo)在深圳市地區(qū)性污染特征明顯.

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Pollutant identification of water and soil of uncontrolled landfills in Shenzhen.

ZHOU Rui, WU Ling, BU Si, LI Ting-ting, LIU Fang-yuan, REN Hen-jun*

(National Joint Engineering Laboratory for Petrochemical Pollution Site Control and Restoration Technology, Key Laboratory of Groundwater Resource and Environment of Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130021, China)., 2022,42(3)：1287～1294

Based on on-site investigations, personnel interviews and data collections, characteristic pollutants of 24 uncontrolled landfills in Shenzhen were identified, of which the soil and groundwater quality was evaluated by Nemerow index method. The assessment results of soil and groundwater environmental quality showed that: 5 pollutants exceeded the standard in soil, including 2moderate pollutants of cadmium and arsenic, of which pollution indexes were 2.970 and 2.141 respectively, and 3 light pollutants of vanadium, nickel and lead, of which pollution indexes were between 1.348 and 1.777; and 22 pollutants exceeded the standard in groundwater, including 13 heavy pollutants of coliform, ammonia nitrogen, manganese, iron, lead, aluminum, permanganate index, thallium, total dissolved solids, iodide, nickel, sulfate and beryllium, of which pollution indexes were between 3.860 and 832.581, 6 moderate pollutants of arsenic, total hardness, nitrate, fluoride, chloride and selenium, of which pollution indexes were between 2.039 and 2.993, and 3 light pollutants of antimony, sodium and mercury, of which pollution indexes were between 1.804 and 1.147. Groundwater pollution was far more serious than soil pollution. The characteristic pollutants of the uncontrolled landfills in soil were 6pollutants of fluoride, arsenic, nickel, lead, vanadium and cadmium, and those in groundwater were 16 pollutants of total hardness, total dissolved solids, sulfate, chloride, and fluoride, nitrate, ammonia nitrogen, iron, manganese, arsenic, lead, nickel, aluminum, thallium, permanganate index and total coliform. 5 pollutants of fluoride, lead, nickel, thallium and aluminum showed typical regional characteristics. The results of this study can provide data support for the encironment quality management of the uncontrolled landfills in Shenzhen.

uncontrolled waste landfill；soil；groundwater；characteristic pollutants

X502

A 文章標(biāo)號(hào)：1000-6923(2022)03-1287-08

周 睿(1980-),女,遼寧撫順人,教授,博士,主要從事水土污染調(diào)查?評(píng)價(jià)與修復(fù)治理.發(fā)表論文50余篇.

2021-07-24

深圳市生態(tài)環(huán)境局項(xiàng)目(2019-01-0310-B1)

*責(zé)任作者, 教授, renhejun@jlu.edu.cn.