地质工程施工中的废弃物对周围环境的影响分析

李志华，吕 华，张丽红

（1.山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队，山东 济南 250014；2.济南大学，山东 济南 250002）

污染场地，亦称棕地，是指由于过量有毒有害物质的存在而对周围环境及人体健康造成直接或长期影响的区域[1]。随着国民经济的发展,我国地质工程下废弃材料回收问题日益严重,废弃物填埋场、废弃物焚烧处置场、固体废物处置场所等基础设施跟不上社会发展的需求，部分工程区域的废弃物不能及时处置，导致随意堆放，造成了周围环境填埋垃圾现象。这种废弃物填埋场往往无序管理，堆放过程中不可避免的混入其他工业固体废物，甚至危险废物。

工程废弃物填埋场产生的渗滤液中，一般含有较高的COD、BOD 等有机污染物及重金属污染物，由于废弃物填埋场底部和四周没有防渗措施，极易造成致渗滤液泄露，污染地下水环境，对周围生态环境造成严重影响[2，3]。

保护环境首先是要控制废弃物的堆积源头。废弃物堆场地调查的主要目的对地质废弃物进行摸底排查，查明其分布范围、堆放量及污染扩散情况，为治理工作提供依据。本文以广饶县地质施工工程废弃物填埋场环境应急调查为例，介绍废弃物填埋场环境应急调查中的一般程序、工作方法和注意事项以及地质工作在废弃物填埋场环境调查中的作用。

1 废弃物圾填埋场概况

广饶县地质施工废弃物填埋场位于广饶经济开发区西北，原为当地砖厂取土窑坑，取土后形成10余米深大坑，2013年后在此处进行地质工程施工，同时堆放施工后所产生的废弃物及工业垃圾等，并在上部覆盖了0.5m～1.0m建筑垃圾和回填土。该废弃物填埋场有如下特点。

1.1 废弃物堆放复杂且混淆

该填埋场内的工业废弃物、化学废弃物、建筑垃圾、工业固体废物无序倾倒，四者之间相互掺杂，堆放和填埋无明显规律性。

1.2 废弃物存在扩散隐患

填埋场北侧5m为预备河，该河为人工开挖的灌溉和排水沟渠，常年有水，雨季补给地下水，旱季接受地下水补给。填埋场东侧地下水水位埋深在4m左右，西侧地下水水位埋深在0.5m左右，地下水水位埋深较小，渗滤液及废弃物污染可能随地下水和河水向下游运移，造成区域地下水污染。

1.3 存在有害气体

填埋场内各种垃圾随意堆放，未经无害化处理，工程施工中，化学废弃物分解产生大量的恶臭气体，并可能发生火灾爆炸等环境风险和安全隐患，对周围环境以及人身安全造成潜在威胁。

2 废弃物场地应急调查中主要地质工作手段

场地调查中主要的地质工作手段有资料收集、水文地质调查、地球物理勘探、钻探、抽水试验、样品采集分析等。

2.1 资料收集

收集了区域地质、水文、环境等资料，并进行了细致的整理分析，通过现场踏勘及对访谈周边环境管理的相关人员，了解了堆场历史变迁、废弃物来源、填埋方式、原有砖厂生产情况等。从图1历史卫星影像图可以看出，2012年9月时该场地还未填埋垃圾，2017年2月时已被废弃物填平。

图1 场地历史变迁情况对照图

2.2 水文地质调查

开展场地水文地质调查极为重要，通过其查明废弃物堆场场地内土层分布和地下水流场。必要时也可进行专项调查，通过勘探、抽水试验、注水试验、弥散试验，研究污染物在地下水中移动转化的规律。开展场地水文地质调查，查明场地内各土层的渗透性、分布特征，特别是相对隔水层和透水层的分布特征。根据建立的废弃物堆场场地水文地质模型，能够更加科学地设计该地区平面取样位置和范围[4]。调查时同时也需对周边机民井进行调查，测量高程、坐标及水位埋深等数据，绘制堆场周边地下水流场图，确定地下水流向和污染物运移方向。

图2 废弃物堆放场周边地下水流场

2.3 地球物理勘探

废弃物与周围介质的电性差异是开展地球物理调查工作的前提和基础。许多工业废弃物中往往含有很多有毒有害物质，加上在填埋过程中发生的化学反应所产生的有毒有害物质，其成分非常复杂[5]。特别是在填埋场区调查中，由于回填废弃物与原始地层之间电阻率存在较大差异，更适合采用物探法进行调查，对查明垃圾层深度和分布范围具有较好的效果。

相比传统钻孔采样分析方法， 地球物理方法明显具有无二次污染、投资少、快速、高效、可重复的特点。在场地调查前期，可采用地球物理方法初步圈定场地重点污染区域，为下一步钻孔布置提供合理依据；在场地修复后期，可在不同阶段重复采用地球物理方法，动态监测污染修复效果。

常采用的地球物理方法包括电阻率法、电磁法、地质雷达法、声波跨孔层析法、单孔物探测井法、电磁波孔间CT成像法等。在实际应用中，应根据现场情况，选择合适的地球物理方法或组合方法。

2.4 钻探

在废弃物堆放场地调查中，快速、准确地确定废弃物的分布特征是调查工作的重点。钻探是快速、准确地、最直观的一种方式。通过钻探可以查明场地内地层条件、废弃物种类、垃圾填埋深度及分布特征等，并可利用钻探取芯采取土壤样品。

目前，在废弃物场地调查中，较为先进的钻探方式为声波钻进技术，该技术具有采取代表性好的连续岩芯，不用水、空气或其他添加剂，对地层干扰小，对土壤样品干扰小，钻机轻便、推进迅速、灵活方便等优点，在发达国家废弃物堆放场地调查中得到了广泛应用。

2.5 抽水试验

确定场区及周边含水层的水文地质参数，如渗透系数（K）、导水系数（T）、压力传导系数（α）、储水系数（μe）、给水度（μd），了解堆场地下水富水性等水文地质条件。

2.6 样品采集分析

土壤和地下水样品采集和分析，能直观体现土壤和地下水质量状况，有效判断污染物物迁移扩散的范围和程度，是衡量场地污染程度的最有效手段。通过采集和分析废弃物堆场底部土壤样品，分析渗滤液对底部污染土壤及地下水的污染程度，污染深度，确定垂向污染迁移能力。

图3 声波钻机

3 污染场地应急调查主要成果

（1）经调查在30m深度范围内，堆场第四系地层自上至下为：0m～9.8m填土（含工程施工废弃物、工业固废），3.1m～16.8m为粉质粘土、16.3m～23.4m为粉细砂、23.4m～30m为粉质粘土。

（2）填埋场位于淄河冲洪积扇的前缘，填埋场地下水水位埋深为0.68m～4.24m，地下水流向整体为自西北向东南，预备河以北地下水流向偏向东南，预备河以南地下水流向偏向东北。堆场含水层顶板埋深17.5m～19.3m，岩性为粉砂、细砂，富水性较好。

（3）废弃物填埋场东西长386m，南北宽39m～42m，最大埋深9.8m。根据地球物理勘探及地质钻探验证估算出填埋物体积约7.9万m3，其中建筑垃圾约3.69万m3，工程废弃物0.4万m3，工业固体废物0.5万m3。

（4）周边孔隙浅水含水层无大量和集中开采，地下水流场平缓，堆场顶部有0.5m～1m的回填土盖层，填埋场底部为厚度10m～15m的粉质黏土，其透水性弱，推断现状条件下污染物对周边地下水的影响小。

（5）土壤和地下水样品采集和检测结果显示，废弃物对基层底部的粉质粘土层具有一定的防污性能，废弃物迁移深度2m左右，未对底部土壤和底部含水层造成严重影响。

4 结语

在进行地质工程区域废弃物调查中，地质工作是不可或缺的重要手段和工作内容。场地调查中充分利用物探、钻探、水土样品分析等地质工作手段,不仅能查明填埋场的垃圾填埋量，还能查明地层特征、水文地质特征，掌握废弃物物运移机理，为治理和生态修复提供基础依据。另外，在场地调查时要注意保护环境，注意地质层的止水和固井工作，防治产生二次污染。