韓 華，陳國華，周宏磊，趙紅亮

（北京市勘察設計研究院有限公司，北京 100038）

1 引言

非正規(guī)垃圾堆放點是指未經(jīng)土地用地、規(guī)劃、立項、環(huán)境保護等方面審批，并未按垃圾衛(wèi)生填埋場建設的規(guī)范標準進行設計和建設的垃圾堆放點［1］。其主要危害包括土地資源浪費、填埋氣體污染、甲烷燃燒爆炸等，特別是對周邊土壤與地下水具有較高的污染風險，對其進行治理修復不僅可以改善城市環(huán)境，為城市發(fā)展提供更多的土地資源和環(huán)境容量，更重要的是可消除土壤及地下水污染風險，治理修復前需通過系統(tǒng)的調(diào)查工作全面掌握非正規(guī)垃圾堆放點污染狀況。

與工業(yè)地塊污染狀況調(diào)查不同，非正規(guī)垃圾堆放點污染狀況調(diào)查對象除土壤與地下水外，還需重點關注垃圾堆體的特征調(diào)查和危害性、風險的評價，現(xiàn)行環(huán)保部的污染調(diào)查技術導則未將上述調(diào)查對象協(xié)同分析。近年來國內(nèi)學者相繼開展了關于非正規(guī)垃圾填埋場污染調(diào)查與評估方法的研究，但缺乏系統(tǒng)性。如付乾［2］提出的調(diào)查方法僅針對垃圾堆體，未涉及土壤和地下水污染調(diào)查，也未考慮堆體關鍵參數(shù)-體量調(diào)查方法；趙春風等［3］雖提出了垃圾堆體誘發(fā)環(huán)境風險的定量評價方法，但未系統(tǒng)提出垃圾堆體本身潛在風險的定量評價方法和土壤與地下水污染調(diào)查原則；葉舒帆等［4］從垃圾堆體的填埋氣、滲濾液及腐殖土重金屬3 個方面提出了堆體污染狀況評價方法，但未考慮周邊土壤與地下水環(huán)境風險。

本研究試以北京某垃圾堆放點的污染狀況初步調(diào)查為例，提出垃圾堆體特征調(diào)查的技術方法、垃圾堆體協(xié)同土壤與地下水的系統(tǒng)調(diào)查原則，并結合垃圾堆體特征動態(tài)變化這一特點，參照地塊污染風險調(diào)查方法，對土壤與地下水的現(xiàn)狀與未來的環(huán)境風險進行了分析。該綜合調(diào)查和分析方法，可為類似垃圾堆放點污染狀況調(diào)查提供實用參考與借鑒價值。

2 材料與方法

2.1 垃圾堆放點概況

北京某4 處非正規(guī)垃圾堆放點（場地）位于北京北部地區(qū)，總占地面積約2.4 hm2，場地原為4 處相對低洼地，部分房屋拆遷垃圾、生活垃圾填在低洼地，形成了非正規(guī)垃圾堆放點，垃圾堆體地面以上最大高度約4.0 m，堆填時間約2 a，垃圾堆放后地表進行了覆土綠化，現(xiàn)為高速綠化帶。場地北側、東側、東南側現(xiàn)狀以農(nóng)田、綠地為主，西側為小豐營村，高速公路從場地中部穿過。由于非正規(guī)垃圾堆放點底部沒有防滲措施，且堆填的垃圾成分不明，對場地周邊土壤和地下水存在一定的污染風險。

2.1.1 場地污染識別

場地潛在污染源主要來自非正規(guī)填埋垃圾產(chǎn)生的滲濾液，污染途徑主要為滲濾液通過垂向遷移和水平遷移、擴散造成土壤和地下水的污染。場地特征污染物包括COD、BOD5、氨氮、重金屬、無機鹽類，考慮到非正規(guī)填埋有可能混入工業(yè)固廢，特征污染物還包括VOCs 和SVOCs［5］。

2.1.2 場地水文地質(zhì)條件

場地所在區(qū)域位于延慶盆地中部媯水河一級階地。場地現(xiàn)狀地面以下15 m（最大勘探深度）深度范圍內(nèi)的地層自上而下為：人工填埋的粉土素填土第1 大層，厚度為0.50～1.00 m；以粉質(zhì)黏土、粉土為主的第2 大層，厚度為2.20～8.90 m；以粉質(zhì)黏土、粉土及粉砂、細砂為主的第3 大層，厚度為1.00～6.00 m。

場地地面以下15 m 深度范圍內(nèi)分布2 層地下水，即潛水和承壓水。其中第1 層地下水潛水為調(diào)查目標層位，賦存于地面下埋深約6.50～8.50 m 以下的粉質(zhì)黏土和粉土②層中；靜止水位埋深為7.08～9.28 m，靜止水位標高為479.27～479.81 m。潛水水位流向為自西南向東北，平均水力梯度約為0.1%。

2.2 初步調(diào)查工作內(nèi)容與方法

2.2.1 工作內(nèi)容和技術路線

初步調(diào)查主要工作內(nèi)容包括：通過走訪調(diào)查及資料收集，識別場地潛在污染物種類和污染區(qū)域；查明垃圾堆體及周邊區(qū)域地層與地下水分布條件；通過鉆探、采樣與檢測分析，查明垃圾堆體特征（垃圾組分、范圍、體量、填埋氣含量、滲濾液分布及水質(zhì)特征），分析、評價垃圾堆體的危害性；判斷場地和周邊土壤與地下水是否存在污染，如存在污染，確定污染物的種類和程度，分析土壤與地下水的污染環(huán)境風險。初步調(diào)查工作技術路線如圖1 所示。

圖1 初步調(diào)查工作技術路線Figure 1 Technical route of preliminary investigation

2.2.2 布點采樣方案

1）布點工作依據(jù)。根據(jù)DB11/T 1311—2015污染場地勘察規(guī)范、HJ 25.1—2019 建設用地土壤污染狀況調(diào)查技術導則、HJ 25.2—2019 建設用地土壤污染風險管控和修復監(jiān)測技術導則、《建設用地土壤環(huán)境調(diào)查評估技術指南》（2018 年1 月1 日施行）、DB11/T 656—2019 建設用地土壤污染狀況調(diào)查與風險評估技術導則和場地污染識別結果，確定場地初步調(diào)查的布點采樣方案。

2）平面布點原則。①垃圾土采樣布點根據(jù)DB11/T 1311—2015 相關規(guī)定，污染源明確的場地宜采用專業(yè)判斷布點法，每個潛在污染區(qū)域（垃圾堆體）內(nèi)布置不應少于3 個采樣勘探點；如出現(xiàn)垃圾分布不均勻現(xiàn)象，采樣勘探點未能全部揭露生活/混合垃圾，則現(xiàn)場需動態(tài)補充、加密勘探點，直至查明生活/混合垃圾（污染源）的分布范圍。②土壤采樣布點根據(jù)垃圾歷史填埋情況，結合污染識別結論，在每個疑似污染區(qū)域（垃圾堆體）內(nèi)布置不少于3 個土壤采樣點。場地面積≤5 000 m2時，土壤采樣點位數(shù)不應少于3 個；場地面積＞5 000 m2時，土壤采樣點位數(shù)不應少于6 個。土壤采樣點應布置在圈定的生活/混合垃圾（污染源）分布范圍內(nèi)。③場地各垃圾堆放點相對獨立，地下水采樣點布設在各堆放點周邊，每個堆放點布置3 個地下水采樣點，分別在上游方向布設1 個、下游方向布設2個；同時考慮到現(xiàn)狀污染源未清除，地下水采樣點不布置在垃圾堆放點內(nèi)，均布設在垃圾堆體周邊（在鉆孔技術可靠的條件下，地下水采樣點也可布置在垃圾堆體內(nèi)）；此外，在堆放點的地下水上游布置1 個土壤兼地下水對照點。

3）縱向布點原則。①采樣點深度：垃圾土為無序堆放，垃圾土、土壤采樣點的深度設置為揭露堆體下伏第四紀天然沉積土層2.0 m 止孔；地下水采樣點鉆探深度為揭露含水層下部相對隔水層0.5 m 處。②垃圾土樣品采集方案：在垃圾土采樣孔各采集垃圾土混合樣品1 個；采用四分法采集，采樣時將垃圾攪拌均勻后將其十字四等分，然后，隨機舍棄其中對角的兩份，余下部分重復進行前述鋪平并分為四等份，舍棄一半，直至達到最小采樣量5 kg 即可。③垃圾堆放點下伏土壤樣品采集方案：鉆遇垃圾堆體下伏填土或天然土0.5 m 內(nèi)采集1 個土壤樣品；止孔處采集1 個土壤樣品。④土壤兼地下水采樣點土壤樣品采集方案：表層0～0.5 m 采集第1 個土壤樣品；土壤巖性、顏色變化處分別采集1個土壤樣品；潛水水位線上0.5～1.0 m 處采集1 個土壤樣品。⑤地下水樣品采集方案：在地下水監(jiān)測井各采集1 個地下水樣品。

2.2.3 檢測項目及方法

1）垃圾土檢測項目為物理成分、含水率和有機質(zhì)，根據(jù)DB11/T 1311—2015 和現(xiàn)場揭露的垃圾土成分確定；按照DB11/T 1311—2015 中指定的方法分析檢測。

2）土壤檢測項目為GB 36600—2018 土壤環(huán)境質(zhì)量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）中表1 的45 項基本項目，另外，根據(jù)污染識別結果，增測特征污染物指標pH、氨氮和鋅；按照GB 36600—2018 和HJ/T 166—2004 土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范中指定的方法分析檢測。

3）地下水樣品分析項目為GB/T 14848—2017地下水質(zhì)量標準“常規(guī)指標”項目中除微生物、放射性指標以外的指標和與土壤檢測指標對應的VOCs、SVOCs。按照HJ 164—2020 地下水環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范中指定的方法分析檢測。

2.2.4 采樣完成情況

根據(jù)現(xiàn)場鉆探揭露的垃圾分布情況，垃圾土為無序堆放，較為分散。為準確查明垃圾土的分布范圍及其可能造成的下伏土壤的污染狀況，現(xiàn)場動態(tài)補充、調(diào)整了垃圾及土壤采樣點位置與數(shù)量。現(xiàn)場共完成了29 個垃圾分布特征勘查及土壤采樣孔的鉆探、18 個地下水監(jiān)測井的鉆探和建井工作，勘探總進尺424.00 m；共采集垃圾土樣品9個，垃圾堆體下伏土壤樣品26 個；在揭露潛水的地下水監(jiān)測井中采集地下水樣品17 個?，F(xiàn)場完成的采樣點平面位置見圖2。

圖2 采樣點平面位置Figure 2 Plane position of sampling points

3 結果與討論

3.1 垃圾堆體調(diào)查

3.1.1 垃圾堆體空間分布特征

填埋垃圾成分主要包括生活垃圾、建筑垃圾、混合垃圾。混合垃圾是指建筑垃圾、生活垃圾含量相當、成分混雜，含有物磚（渣）塊片、混凝土塊等體積占比介于20%～80%。生活垃圾與混合垃圾環(huán)境危害性較高，也是垃圾堆放點治理的目標層位。根據(jù)勘探結果，4 處垃圾堆放點內(nèi)垃圾分布不均勻，規(guī)律性差，部分堆放點僅局部揭露了混合垃圾［6］，其他大部為粉土填土。勘探揭露的混合垃圾分布范圍按照非正規(guī)垃圾填埋場垃圾體量的專項勘查相關原則進行劃分［7］，分布范圍見圖3。

圖3 混合垃圾堆填范圍Figure 3 Range of mixed waste dumps

堆填土主要巖性為人工填埋的混合垃圾①層和粉土素填土①1 層?；旌侠賹樱弘s色，稍濕～濕，無刺激性氣味，以磚塊、水泥塊、灰渣為主，含少量塑料、木片等；鉆探揭露該層厚度為1.60～7.70 m。粉土填土①1 層：褐黃色～褐灰色，稍濕，含少量磚、灰渣及植物根，D大=8 cm，D一般=2～4 cm；鉆探揭露該層厚度為0.60～5.50 m。

3.1.2 垃圾堆體特征

初步調(diào)查工作針對4 個垃圾堆體共采集了9 個垃圾混合樣品，進行了物理成分組成、含水率、有機質(zhì)試驗；現(xiàn)場進行了甲烷（CH4）氣體含量檢測；4 個垃圾堆放點特征調(diào)查統(tǒng)計結果見表1。

表1 4 個垃圾堆放點特征調(diào)查統(tǒng)計結果Table 1 Statistic results on characteristic investigation of four informal waste piles

3.1.3 垃圾危害性風險初步評價

場地堆放垃圾以混合垃圾為主，依據(jù)《北京市非正規(guī)垃圾堆放點治理指南》（北京市城市管理委員會，2018 年11 月）對垃圾堆體的危害性進行初步評價，分值為1.0～2.5，危害等級為低風險；分值為2.5～3.2，危害等級為中風險；分值≥3.2，則為高風險［8］。

從有機質(zhì)含量、使用年限、填埋量因素分析，4 處垃圾堆放點其現(xiàn)狀危害等級綜合判定結果均為“低風險”，4 處垃圾堆放點危害程度分級評價結果見表2［4］。由于垃圾堆體未揭露滲濾液，堆放點對地下水污染風險為“低風險”。

表2 4 處垃圾堆放點環(huán)境危害程度級別評價Table 2 Level evaluation of environment hazards of four informal waste piles

綜合分析4 處垃圾堆體有機質(zhì)、物理組分、甲烷氣體檢測結果，判斷4 處垃圾堆放點已進入穩(wěn)定化階段，其危害等級提高的可能性“小”。

3.2 土壤與地下水調(diào)查

3.2.1 風險篩選標準

1）場地用地性質(zhì)為綠地，土壤評價標準選用GB 36600—2018 中第二類用地對應的篩選值作為評價標準；對于本標準中沒有的指標，采用DB11/T 811—2011 場地土壤環(huán)境風險評價篩選值、DB13/T 5216—2020 建設用地土壤污染風險篩選值中對應篩選值。

2）場地用地性質(zhì)為綠地，區(qū)域淺層地下水不作為飲用水源開采，地下水評價標準采用GB/T 14848—2017 中Ⅳ類對應限值。

3.2.2 土壤檢測結果與環(huán)境風險分析

初步調(diào)查共采集26 個土壤樣品（含3 個平行樣），檢測項目包括重金屬、有機物、氨氮。所有土壤樣品檢測結果中，揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物檢測項目均未檢出；8 項重金屬有檢出（檢出結果見表3）；氨氮有檢出，檢出率為55.8%，其濃度范圍為0.11～2.71 mg/kg，但檢測結果均未超過上述土壤風險篩選標準。

表3 土壤樣品檢測分析結果Table 3 Test and analysis results of the soil samples

綜合分析認為，現(xiàn)狀條件下垃圾堆體下伏土壤對人體健康不產(chǎn)生風險，考慮到垃圾堆放點已進入穩(wěn)定化階段，未來垃圾堆體對周邊區(qū)域土壤不存在污染風險。

3.2.3 地下水檢測結果與環(huán)境風險分析

初步調(diào)查共送檢17 個地下水樣品（含2 個平行樣），檢測項目包括“常規(guī)指標”項目中除微生物、放射性指標以外的指標，還包括與土壤檢測指標對應的VOCs 和SVOCs，共計65 項。檢測結果表明（表4），無機污染物中除氰化物、碘化物、硫化物以外，其余均有檢出，其中總硬度、硝酸鹽氮檢出濃度超過GB/T 14848—2017Ⅳ類標準，超標倍數(shù)分別為0.72 和5.07，超標率為93% 和100%；金屬污染物均有檢出，但未超過GB/T 14848—2017Ⅳ類標準；揮發(fā)性有機物和半揮發(fā)性有機物未檢出。

表4 地下水樣品檢測分析結果Table 4 Test and analysis results of the ground water samples

地下水流場和總硬度、硝酸鹽氮超標點位分布如圖4 和圖5 所示。其中S9 和S14 位于堆放點地下水上游，S1 和S4 位于堆放點地下水下游。位于上游的2 個地下水對照點其總硬度和硝酸鹽氮均超標，總硬度超標倍數(shù)分別為0.68 和0.46，硝酸鹽氮超標倍數(shù)分別為4.13 和2.93；總硬度和硝酸鹽氮檢測結果未表現(xiàn)出自地下水下游至上游的衰減趨勢，總硬度超標倍數(shù)上游一般為0.46～0.68，下游一般為0.10～0.16；硝酸鹽氮上游超標倍數(shù)一般為3.53～5.07，下游采樣點硝酸鹽氮超標倍數(shù)一般為2.33～2.53；相關研究資料表明，場地及附近區(qū)域淺層地下水中總硬度和硝酸根均屬于含量較高值范圍，且超過了GB/T 14848—2017Ⅳ類指標。

圖4 地下水總硬度超標點位分布Figure 4 Point distribution of exceeding standard of total hardness in groundwater

圖5 地下水硝酸鹽氮超標點位分布Figure 5 Point distribution of exceeding standard of nitrate in groundwater

上述分析表明，場地內(nèi)潛水中總硬度和硝酸鹽氮超標是該區(qū)域淺層地下水水質(zhì)普遍存在的特征，非垃圾堆體污染遷移造成。

3.2.4 未來環(huán)境風險分析

未來環(huán)境風險分析應根據(jù)垃圾堆體現(xiàn)狀特征和現(xiàn)狀風險、土地及地下水開采利用規(guī)劃及周邊敏感點分布情況綜合分析。

1）垃圾堆體已進入穩(wěn)定化階段且無滲濾液分布，堆體本身危害等級為低風險。

2）周邊土壤和地下水檢測結果表明重金屬和特征污染物氨氮均未超過標準篩選值，未受到垃圾堆放點污染物遷移影響，土壤和地下水環(huán)境質(zhì)量良好。

3）現(xiàn)狀和未來垃圾堆放點為高速公路綠化帶，不開采淺層地下水作為農(nóng)業(yè)或飲用水，地下水無暴露途徑。

4）垃圾堆放點周邊800 m 范圍內(nèi)無學校、醫(yī)院、集中居民區(qū)和地表水等敏感點分布。

綜合分析認為：垃圾堆體對人體健康造成的風險小，可不考慮未來對周邊區(qū)域地下水的污染風險。

4 結論

1）非正規(guī)垃圾堆放點調(diào)查對象為污染源（垃圾堆體）和周邊土壤環(huán)境質(zhì)量。針對非正規(guī)垃圾堆放點調(diào)查，提出了一種垃圾堆體協(xié)同土壤與地下水的系統(tǒng)布點采樣方法，并應用于工程實踐，取得了良好的效果。

2）協(xié)同布點采樣方法，即根據(jù)現(xiàn)場鉆探揭露的垃圾分布情況，通過動態(tài)調(diào)整、加密布設勘探點方式，逐步查明有較高環(huán)境危害的生活/混合垃圾分布范圍，然后將土壤采樣點位調(diào)整在生活/混合垃圾分布區(qū)域，可保證土壤采樣點布設的科學性和合理性。

3）垃圾堆體危害性評價主要評價因子為有機質(zhì)含量、使用年限、填埋量等，垃圾特征調(diào)查需關注上述參數(shù)的獲取。

4）當不對污染源（垃圾堆體）進行清源處理時，土壤與地下水環(huán)境風險分析工作宜在現(xiàn)狀環(huán)境風險分析評價基礎上，對未來的環(huán)境風險進行預測。