某简易垃圾填埋场地下水污染预测

■侯涛

（广东省水文地质大队 广东广州 510510）

某简易垃圾填埋场地下水污染预测

■侯涛

（广东省水文地质大队 广东广州 510510）

为了更好了解简易垃圾填埋场对周边地下水环境的影响，本文首先对该简易垃圾填埋场地下水现状进行了取样分析，得出垃圾填埋场周边地下水污染现状，其次根据污染超标因子，选取相关污染预测模型及参数，对地下水污染进行预测，最后得出该简易垃圾填埋场对周边地下水污染特征及污染程度。

垃圾填埋场地下水污染

1 前言

垃圾填埋场按照工程措施是否齐全、环保标准能否满足等条件可分为简易填埋场、受控填埋场和卫生填埋场三种类型。其中简易垃圾填埋场对周围环境污染最大，已有研究表明简易垃圾填埋场排放没有采取相关处理措施的渗滤液，会对地面水和土壤产生污染，而且会下渗污染地下水。

2 研究区概况

该垃圾填埋场三面环山，场边线位置基本位于分水岭上，场地边界高差很大，最大填埋高度40米，目前，该垃圾填埋场并未按照规范的填埋工艺进行填埋，填埋场没有设置防渗系统和渗滤液导排系统，垃圾渗滤液通过地表漫流至东北侧低洼区域，导致填埋场及下游一定范围内地表水及地下水受到污染。

根据野外地质钻探揭露，垃圾填埋场及周边地区分布的地层为：上层花岗岩残积土层，岩性多为砂、砾质粘性土，厚度3.20~ 25.00m，平均厚度12.33m；下层原岩为花岗岩，主要分为强风化、中风化、微风化三个岩带，其中强风岩平均厚度约7.6m，中风化岩平均厚度约7.18m。

3 垃圾填埋场周边地下水质量现状调查评价

为了更好的了解垃圾填埋场渗滤液对周边地下水环境的影响，对垃圾填埋场及周边布设4个监测点进行取样监测，其中监测点J1、监测点J2和监测点J3分别位于垃圾填埋场周边，监测点J4为垃圾填埋场地下水上游一处下降泉，其监测数据作为地下水的背景值，监测点布设如图1所示。监测结果如表1所示。

图1 地下水监测点布设图

表1 地下水水质分析结果

根据地下水质监测结果，并与地下水质量标准（Ⅲ类）对比，得出J1号监测点超标的指标主要为亚硝酸盐。J3号监测点超标的指标主要有氨氮、氟化物、硝酸盐和高锰酸钾指数。其中位于垃圾填埋场下游的J3号监测点，相关污染物指标超标严重，说明垃圾场排放的渗滤液已对下游地下水造成了较为严重的污染。

4 垃圾填埋场地下水污染预测

4.1 预测模型

该垃圾填埋场地下水污染途径主要是通过大气降水对垃圾的淋滤，污染物随滤液入渗而污染地下水。这种污染属间歇入渗型，其数学模型可采用一维稳定流动二维水动力瞬时注入示踪剂模型。其解析解如下式所示：

式中：x，y—计算点处的位置；t—时间，d；C(x，y，t)—t时刻x，y处的示踪剂浓度，mg/L；M—承压含水层的厚度，mmM—瞬时注入的示踪剂质量，g；u—水流速度，m/d；n—有效孔隙度，无量纲；DL—纵向弥散系数，m2/d；DT—横向y方向的弥散系数，m2/d；π—圆周率。

4.2 计算参数选择

场区区域地下水含水层可以概化为由强风化花岗岩组成的块状岩类裂隙含水层。概化后的含水层厚度根据本次野外钻孔情况，含水层厚度为7.6m。

根据地下水监测结果确定污染物源强，氨氮 （NH4+-N）为14.00mg/l、硝酸盐（NO3-）为43.62 mg/l、高锰酸钾指数（CODMn）为110.59mg/l。采用年平均日降水量法计算渗滤液产生量，为了更能准确评估垃圾填埋场最大垃圾渗滤量，按照最大风险评估方法，I选择为年平均最大降雨量进行计算，其中计算公式如下：

式中：Qk为垃圾渗滤液年平均日产生量，m3/d；I为年平均日降雨量，mm/d；A为填埋场的面积，m2；B为填埋场垃圾渗滤液的渗出系数，一般取0.5。

根据区域气候资料，年平均日最大降雨量为151mm/d；垃圾填埋场面积约44500m2；按照上式计算得垃圾渗滤液年平均日最大产生量约3.36m3/d。计算得到氨氮（NH4+-N）最大产生量为47.04g/d、硝酸盐（NO3-）为146.56g/d、高锰酸钾指数（COD）为317.58g/d。

场区含水层主要以强风化岩为主的块状岩类裂隙水，根据相关经验参数n值取为0.4。依据试验水文地质参数和本次实测地下水水位绘制的等水位线图，按照相关公式计算本场地地下水实际流速，渗透系数参考相关经验取值为10.5m/d，水利坡度为0.1，计算场地地下水实际流速为2.67m/d。利用NaCl做示踪剂进行了弥散试验，求得纵向弥散系数为0.504m2/d。横向弥散系数DT，根据经验一般DT/DL=0.1，DT取0.0504m2/d。

4.3 预测结果

预测评价标准选择地下水质量标准（Ⅲ类），其中氨氮（NH4+-N）为0.2mg/l、硝酸盐（NO3-）为20 mg/l、高锰酸钾指数（COD）为3mg/l，通过计算超过地下水质量标准（Ⅲ类）中氨氮（NH4+-N）在39天内可达污染最远，污染距离为104.4m；硝酸盐（NO3-）在2天内可达污染最远，污染距离为3.3m，高锰酸钾指数（COD）在21天内可达污染最远，污染距离为54.3m。

5 结论

根据对该简易垃圾填埋场地下水监测取样，得到垃圾填埋场地下水下游的监测井中氨氮、硝酸盐和高锰酸钾指数等相关指标已严重超标，说明垃圾场排放的渗滤液已对下游地下水造成了较为严重的污染。

通过对相关超标因子进行地下水污染预测，根据相关预测模型和参数，得出该简易垃圾填埋场中氨氮污染距离可达104.4m；硝酸盐的污染距离可达3.3m，高锰酸钾指数污染距离可达54.3m，说明该简易垃圾填埋场渗滤液的泄漏已对下游一定区域的地下水环境造成了污染。

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P641.4+3[文献码]B

1000-405X（2015）-10-306-1

侯涛（1987~），男，助理工程师，研究方向为水工环地质。