西藏班戈县垃圾填埋场环境影响综合分析与评价

旦增，孟德安，周文武，汪晶，周鹏，穷达卓玛，车悦驰，韩智勇

1.西藏大学理学院 2.天津大学环境科学与工程学院 3.成都理工大学环境与土木工程学院

生活垃圾有效处理处置是城镇健康、持续发展的前提和基础，也是倍受社会关注的热点之一。目前国内外生活垃圾的处理处置方式主要包括填埋、焚烧和堆肥。我国现阶段生活垃圾的主要处理方式是卫生填埋[1]。2017年我国生活垃圾清运总量为21 520.9万t，无害化处理率达97.7%[2]，其中卫生填埋处理12 037.6万t，占处理总量的55.9%。卫生填埋处理需建立垃圾填埋场，而垃圾填埋场会对周围环境或人体健康造成潜在影响和危害[3-4]。

青藏高原有世界屋脊之称，是我国重要的生态安全屏障。国务院颁布的《西藏生态安全屏障保护与建设规划(2008—2030年)》[5]中明确将西藏自治区(简称西藏)分为3个主要生态安全屏障区和10个亚生态区。由于西藏90%以上的土地属于高寒区域，生态系统脆弱，环境容量低[6]，微小的外界作用力即可导致系统内部的较大改变，从而对生态系统造成影响[7]。西藏城镇生活垃圾处理主要以卫生填埋为主，2017年生活垃圾清运量为44.3万t，其中卫生填埋43.3万t，焚烧处理1万t[2]。截至目前，西藏已建立了104座垃圾填埋场，覆盖全区4市3地74县。由于建设、运行和管理的经验不足，加之西藏土壤砂性大，周边环境敏感，使得作为环保工程的垃圾填埋场成为区域集中的污染源或风险源。因此，开展西藏地区垃圾填埋场对区域环境影响分析和评价是区域生态环境保护工作重要内容之一。

目前，少数学者对西藏地区垃圾填埋场环境污染影响进行了分析和评价。如Wang等[8]对西藏地区6座垃圾填埋场的土壤进行污染分析和人体健康风险评估，结果表明Hg的累积性污染比背景值高6倍。旦增等[9-11]对拉萨市垃圾填埋场的土壤、空气和渗滤液进行环境影响分析，结果表明拉萨市垃圾填埋场对环境影响小，但土壤中重金属浓度明显高于背景值，具有一定的潜在生态危害。旦增等[12]对日喀则市垃圾填埋场地下水进行调查与评价，结果表明氨氮和Fe均超出GBT 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅲ类标准限值。但目前鲜有西藏地区县级或藏北高寒干燥区域小规模垃圾填埋场环境影响分析与评价方面的报道。笔者以西藏班戈县垃圾填埋场为藏北高寒干燥地区县域垃圾填埋场的典型代表，综合评价县域小规模垃圾填埋场对区域环境的影响，以期为西藏地区县域垃圾填埋场环境影响分析及污染控制提供决策依据。

1 研究区概况与监测方法

1.1 班戈县垃圾填埋场概况

班戈县垃圾填埋场位于西藏班戈县规划新城区以北5 km处的普保镇，距班戈—克沙公路约500 m，占地面积为2.70万m2，库容为12.30万m3，处理规模为10 td,于2014年正式使用，服务年限为18年。该垃圾填埋场主要包括垃圾填埋库区、调节池、渗滤液处理区、管理区及配套设施，总投资为2 049.39万元，其中环保投资145万元，占总投资的7.08%。

1.2 样品采集及分析

1.2.1采样点布设

采样点位置如图1所示。

注：A为空气采样点，D为地下水采样点，S为土壤采样点。图1 采样点布设示意Fig.1 Schematic diagram of sampling poinst layout

根据GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》规范要求，在填埋场地下水流向上游设本底井1眼(D001)，在填埋场地下水流向下游设监视井1眼[13](D002)，分别于平水期(2017年10月)、枯水期(2018年4月)和丰水期(2018年8月)对地下水进行采样及分析。2018年8月对填埋场的土壤和场区环境空气进行采样，其中布设空气采样点4个，分别位于填埋场的场东(A001)、场南(A002)、场西(A003)、场北(A004)，均为距场界50 m处；采样当日气温为20～25 ℃，气压为59～61 kPa，风向为东，风速为0.4～1.3 ms。布设土壤采样点2个，分别位于场区的正北方(S002)和正南方(S001)。由于填埋场附近没有河流和湖泊，因此未开展地表水采样分析。填埋场周边全部是草地，周围0.5 km范围内无常年水体和住户，无环境敏感点。

1.2.2监测与分析方法

按照原环境保护部颁布的《环境监测质量管理规定》[14]要求，对布点、采样、分析测定和数据处理全过程进行质量控制。监测与分析方法采用国家颁布的标准分析方法或推荐方法，所有监测仪器和量具均在有效期限内。各环境要素的采样点、检测项目及分析方法如表1所示。

表1 检测项目及分析方法

2 评价标准和方法

2.1 评价标准

班戈县垃圾填埋场土壤pH均大于7.5，平均值为8.2。因此土壤重金属污染状况评价采用西藏土壤重金属元素背景值和GB 15618—2018《土壤环境质量标准 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中的风险筛选值(pH>7.5)，地下水污染风险评价采用GBT 14848—2017判断，填埋场周围环境空气污染评价采用GB 14554—93《恶臭污染物排放标准》判断。

2.2 评价方法

2.2.1土壤评价方法

2.2.1.1单因子污染指数法

单因子污染指数法应用简单，便于对比，是其他环境质量分级、环境质量指数和综合评价方法的基础[15]，其计算公式如下：

(1)

土壤单因子污染指数法评价分级标准如表2所示。

表2 土壤单因子污染指数法评价分级标准

2.2.1.2内梅罗指数法

内梅罗指数法在单因子污染指数的基础上进行计算，其能突出高浓度污染物对土壤环境质量的影响，以反映土壤污染的综合状况，计算公式如下：

(2)

式中：P综为某采样点土壤的内梅罗指数；Pmax为各采样点中数值最大的单因子污染指数。

内梅罗指数法评价分级标准如表3所示。

表3 内梅罗指数法评价分级标准

2.2.1.3Hakanson潜在生态危害指数法

潜在生态风险评价应用沉积学原理，引入毒性系数，将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系起来，全面关注研究区的背景值，定量划分重金属的潜在危害大小，反映重金属对土壤环境的潜在生态风险。潜在生态危害指数法计算公式[16]如下：

(3)

潜在生态危害指数法的评价分级标准如表4所示。

表4 潜在生态危害指数法评价分级标准

2.2.1.4地积累指数法

地积累指数法主要考虑自然因素对土壤背景值的影响，同时加入岩石的修正系数，也考虑了人为活动对重金属污染的影响，可对重金属污染级别的判定给出直观的判断标准[18]。地积累指数法评价公式如下：

(4)

式中：Igeo为地积累指数；k为因岩石运动引起的背景值变化而取的系数，一般取1.5。

地积累指数法评价分级标准如表5所示。

表5 地积累指数法评价分级标准

2.2.2地下水评价方法

地下水评价方法采用HJ 610—2016《环境影响评价技术导则 地下水环境》中推荐采用的标准指数法[19]，其与土壤的单因子污染指数法相似，可反映地下水中单项指标的超标情况，计算公式如下：

Gi=UiUsi

(5)

式中：Gi为地下水中污染物i的污染指数；Ui为地下水中污染物i的实测浓度，mgL；Usi为地下水中污染物i的背景值或参照值，mgL。地下水标准指数法污染评价分级标准如表6所示。

表6 地下水标准指数法评价分级标准

3 结果与分析

3.1 土壤污染评价

3.1.1Pi和P综评价结果

西藏班戈县垃圾填埋场土壤单因子污染指数和内梅罗指数计算结果如表7所示。由表7可知，以GB 15618—2018中的风险筛选值作为评价标准，2个采样点土壤中各重金属的Pi均处于0.4以下，属于无污染等级，土壤环境质量良好。2个采样点土壤中各重金属的P综均低于0.31，处于安全等级。可见，以风险筛选值为评价标准，土壤样品的评价结果均为无污染。

表7 Pi和P综计算结果

以西藏地区土壤元素背景值为评价标准和以风险筛选值为评价标准的评价结果对于个别重金属评价结果存在较大差异。尤其是Hg元素，以背景值为评价标准的Pi为3.5～4.5，属于中度污染，而Hg的Pi升高导致P综升高达3.0左右，属于中污染。其主要原因可能是西藏地区Hg的背景值较低(0.026 mgkg)，仅为全国平均Hg浓度的14[21]。

3.1.2潜在生态危害指数法评价结果

表8 潜在生态危害指数法评价结果

3.1.3地积累指数法评价结果

分别以西藏地区土壤元素背景值和GB 15618—2018中的风险筛选值为评价标准计算Igeo，结果如表9所示。由表9可知，Igeo评价结果与Pi评价结果具有一定相似性，以风险筛选值为评价标准时，2个采样点各重金属全部属于清洁范围，土壤环境质量良好；而以土壤元素背景值为评价标准时，评价结果是部分重金属具有污染性，尤其是Hg元素为偏中污染，Cd和Se属于轻度污染。

3.2 地下水污染评价

西藏班戈县垃圾填埋场地下水检测结果如表10所示。由表10可知，地下水中挥发酚、氰化物、Hg、Se、Cd均未检出，Cr6+、As、Pb、阴离子表面活性剂和石油类仅在部分采样点检出。可检出指标中，溶解性总固体浓度、总硬度等低于GBT 14848—2017中Ⅲ类水质标准限值。因此，班戈县垃圾填埋场地下水质量良好，填埋场对地下水的影响小，几乎可以忽略不计。

3.3 环境空气质量评价

班戈县垃圾填埋场周围环境空气检测结果如表12所示。由表12可知，4个采样点各检测指标的浓度均远小于GB 14554—93中二级标准值，其中甲硫醇处于未检出状态。上风向的恶臭气体浓度均小于其他3个位置的浓度，而南、西、北采样点之间浓度

表9 地积累指数法评价结果

表10 地下水检测结果

Table 10 Groundwater detection results mgL

表10 地下水检测结果

指标平水期D001D002枯水期D001D002丰水期D001D002pH8.698.618.608.578.028.10高锰酸盐指数2.604.301.93.41.00.9石油类——0.080.040.010.01Cr6+0.0390.015————阴离子表面活性剂—0.057————As——0.001 0.002 ——Pb0.0060.002————溶解性总固体12986178132258216总硬度55.041.3111.033.4163142硝酸盐氮6.782.1718.2.00.371.21.4亚硝酸盐氮0.0200.0210.0260.5000.0150.012氟化物0.360.610.240.41——

注：—表示浓度低于检出限；pH无量纲。

表11 地下水标准指数法评价结果

差异小。说明班戈县垃圾填埋场产生一定量的恶臭气体，但浓度在安全范围内。这可能与场区填埋的垃圾量少，可降解有机组分的量有限，气温低、气候干燥等因素有关。

表12 空气检测结果及标准参考值

Table 12 Air test results and standard reference values mgm3

表12 空气检测结果及标准参考值

采样点硫化氢甲硫醇一氧化碳氨A0010.001—0.30.09A0020.002—0.40.20A0030.003—0.40.17A0040.002—0.40.19二级标准值[23]0.100.014.02.0

注：—表示浓度低于检出限。

4 结论与建议

(1)班戈县垃圾填埋场周边土壤中重金属浓度均低于GB 15618—2018的风险筛选值。以西藏土壤元素背景值为评价标准，土壤的单因子污染指数、内梅罗指数和地积累指数评价结果均显示，填埋场周边土壤受到不同程度的污染，其中Hg的污染程度最高，达到较重～重的污染等级，土壤综合潜在生态危害处于中等。

可见，班戈县垃圾填埋场场区地下水、环境空气均未超出相关标准，但填埋场周边土壤出现潜在生态危害风险，尤其是Hg元素。因此，应加强对县域垃圾填埋场的监督与管理，确保填埋场规范运行，同时开展污染防护工作，减缓垃圾填埋场建设与运行对周边环境的影响，以更好地保护周边生态环境。