非正规垃圾堆放点场地污染状况初步调查工作方法研究＊<br/>——以北京垃圾堆放点为例

非正规垃圾堆放点场地污染状况初步调查工作方法研究＊
——以北京垃圾堆放点为例

2022-05-05陈国华周宏磊赵红亮

环境卫生工程 2022年2期

韩华，陈国华，周宏磊，赵红亮

（北京市勘察设计研究院有限公司，北京 100038）

1 引言

非正规垃圾堆放点是指未经土地用地、规划、立项、环境保护等方面审批，并未按垃圾卫生填埋场建设的规范标准进行设计和建设的垃圾堆放点［1］。其主要危害包括土地资源浪费、填埋气体污染、甲烷燃烧爆炸等，特别是对周边土壤与地下水具有较高的污染风险，对其进行治理修复不仅可以改善城市环境，为城市发展提供更多的土地资源和环境容量，更重要的是可消除土壤及地下水污染风险，治理修复前需通过系统的调查工作全面掌握非正规垃圾堆放点污染状况。

与工业地块污染状况调查不同，非正规垃圾堆放点污染状况调查对象除土壤与地下水外，还需重点关注垃圾堆体的特征调查和危害性、风险的评价，现行环保部的污染调查技术导则未将上述调查对象协同分析。近年来国内学者相继开展了关于非正规垃圾填埋场污染调查与评估方法的研究，但缺乏系统性。如付乾［2］提出的调查方法仅针对垃圾堆体，未涉及土壤和地下水污染调查，也未考虑堆体关键参数-体量调查方法；赵春风等［3］虽提出了垃圾堆体诱发环境风险的定量评价方法，但未系统提出垃圾堆体本身潜在风险的定量评价方法和土壤与地下水污染调查原则；叶舒帆等［4］从垃圾堆体的填埋气、渗滤液及腐殖土重金属3 个方面提出了堆体污染状况评价方法，但未考虑周边土壤与地下水环境风险。

本研究试以北京某垃圾堆放点的污染状况初步调查为例，提出垃圾堆体特征调查的技术方法、垃圾堆体协同土壤与地下水的系统调查原则，并结合垃圾堆体特征动态变化这一特点，参照地块污染风险调查方法，对土壤与地下水的现状与未来的环境风险进行了分析。该综合调查和分析方法，可为类似垃圾堆放点污染状况调查提供实用参考与借鉴价值。

2 材料与方法

2.1 垃圾堆放点概况

北京某4 处非正规垃圾堆放点（场地）位于北京北部地区，总占地面积约2.4 hm2，场地原为4 处相对低洼地，部分房屋拆迁垃圾、生活垃圾填在低洼地，形成了非正规垃圾堆放点，垃圾堆体地面以上最大高度约4.0 m，堆填时间约2 a，垃圾堆放后地表进行了覆土绿化，现为高速绿化带。场地北侧、东侧、东南侧现状以农田、绿地为主，西侧为小丰营村，高速公路从场地中部穿过。由于非正规垃圾堆放点底部没有防渗措施，且堆填的垃圾成分不明，对场地周边土壤和地下水存在一定的污染风险。

2.1.1 场地污染识别

场地潜在污染源主要来自非正规填埋垃圾产生的渗滤液，污染途径主要为渗滤液通过垂向迁移和水平迁移、扩散造成土壤和地下水的污染。场地特征污染物包括COD、BOD5、氨氮、重金属、无机盐类，考虑到非正规填埋有可能混入工业固废，特征污染物还包括VOCs 和SVOCs［5］。

2.1.2 场地水文地质条件

场地所在区域位于延庆盆地中部妫水河一级阶地。场地现状地面以下15 m（最大勘探深度）深度范围内的地层自上而下为：人工填埋的粉土素填土第1 大层，厚度为0.50～1.00 m；以粉质黏土、粉土为主的第2 大层，厚度为2.20～8.90 m；以粉质黏土、粉土及粉砂、细砂为主的第3 大层，厚度为1.00～6.00 m。

场地地面以下15 m 深度范围内分布2 层地下水，即潜水和承压水。其中第1 层地下水潜水为调查目标层位，赋存于地面下埋深约6.50～8.50 m 以下的粉质黏土和粉土②层中；静止水位埋深为7.08～9.28 m，静止水位标高为479.27～479.81 m。潜水水位流向为自西南向东北，平均水力梯度约为0.1%。

2.2 初步调查工作内容与方法

2.2.1 工作内容和技术路线

初步调查主要工作内容包括：通过走访调查及资料收集，识别场地潜在污染物种类和污染区域；查明垃圾堆体及周边区域地层与地下水分布条件；通过钻探、采样与检测分析，查明垃圾堆体特征（垃圾组分、范围、体量、填埋气含量、渗滤液分布及水质特征），分析、评价垃圾堆体的危害性；判断场地和周边土壤与地下水是否存在污染，如存在污染，确定污染物的种类和程度，分析土壤与地下水的污染环境风险。初步调查工作技术路线如图1 所示。

图1 初步调查工作技术路线Figure 1 Technical route of preliminary investigation

2.2.2 布点采样方案

1）布点工作依据。根据DB11/T 1311—2015污染场地勘察规范、HJ 25.1—2019 建设用地土壤污染状况调查技术导则、HJ 25.2—2019 建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则、《建设用地土壤环境调查评估技术指南》（2018 年1 月1 日施行）、DB11/T 656—2019 建设用地土壤污染状况调查与风险评估技术导则和场地污染识别结果，确定场地初步调查的布点采样方案。

2）平面布点原则。①垃圾土采样布点根据DB11/T 1311—2015 相关规定，污染源明确的场地宜采用专业判断布点法，每个潜在污染区域（垃圾堆体）内布置不应少于3 个采样勘探点；如出现垃圾分布不均匀现象，采样勘探点未能全部揭露生活/混合垃圾，则现场需动态补充、加密勘探点，直至查明生活/混合垃圾（污染源）的分布范围。②土壤采样布点根据垃圾历史填埋情况，结合污染识别结论，在每个疑似污染区域（垃圾堆体）内布置不少于3 个土壤采样点。场地面积≤5 000 m2时，土壤采样点位数不应少于3 个；场地面积＞5 000 m2时，土壤采样点位数不应少于6 个。土壤采样点应布置在圈定的生活/混合垃圾（污染源）分布范围内。③场地各垃圾堆放点相对独立，地下水采样点布设在各堆放点周边，每个堆放点布置3 个地下水采样点，分别在上游方向布设1 个、下游方向布设2个；同时考虑到现状污染源未清除，地下水采样点不布置在垃圾堆放点内，均布设在垃圾堆体周边（在钻孔技术可靠的条件下，地下水采样点也可布置在垃圾堆体内）；此外，在堆放点的地下水上游布置1 个土壤兼地下水对照点。

3）纵向布点原则。①采样点深度：垃圾土为无序堆放，垃圾土、土壤采样点的深度设置为揭露堆体下伏第四纪天然沉积土层2.0 m 止孔；地下水采样点钻探深度为揭露含水层下部相对隔水层0.5 m 处。②垃圾土样品采集方案：在垃圾土采样孔各采集垃圾土混合样品1 个；采用四分法采集，采样时将垃圾搅拌均匀后将其十字四等分，然后，随机舍弃其中对角的两份，余下部分重复进行前述铺平并分为四等份，舍弃一半，直至达到最小采样量5 kg 即可。③垃圾堆放点下伏土壤样品采集方案：钻遇垃圾堆体下伏填土或天然土0.5 m 内采集1 个土壤样品；止孔处采集1 个土壤样品。④土壤兼地下水采样点土壤样品采集方案：表层0～0.5 m 采集第1 个土壤样品；土壤岩性、颜色变化处分别采集1个土壤样品；潜水水位线上0.5～1.0 m 处采集1 个土壤样品。⑤地下水样品采集方案：在地下水监测井各采集1 个地下水样品。

2.2.3 检测项目及方法

1）垃圾土检测项目为物理成分、含水率和有机质，根据DB11/T 1311—2015 和现场揭露的垃圾土成分确定；按照DB11/T 1311—2015 中指定的方法分析检测。

2）土壤检测项目为GB 36600—2018 土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）中表1 的45 项基本项目，另外，根据污染识别结果，增测特征污染物指标pH、氨氮和锌；按照GB 36600—2018 和HJ/T 166—2004 土壤环境监测技术规范中指定的方法分析检测。

3）地下水样品分析项目为GB/T 14848—2017地下水质量标准“常规指标”项目中除微生物、放射性指标以外的指标和与土壤检测指标对应的VOCs、SVOCs。按照HJ 164—2020 地下水环境监测技术规范中指定的方法分析检测。

2.2.4 采样完成情况

根据现场钻探揭露的垃圾分布情况，垃圾土为无序堆放，较为分散。为准确查明垃圾土的分布范围及其可能造成的下伏土壤的污染状况，现场动态补充、调整了垃圾及土壤采样点位置与数量。现场共完成了29 个垃圾分布特征勘查及土壤采样孔的钻探、18 个地下水监测井的钻探和建井工作，勘探总进尺424.00 m；共采集垃圾土样品9个，垃圾堆体下伏土壤样品26 个；在揭露潜水的地下水监测井中采集地下水样品17 个。现场完成的采样点平面位置见图2。

图2 采样点平面位置Figure 2 Plane position of sampling points

3 结果与讨论

3.1 垃圾堆体调查

3.1.1 垃圾堆体空间分布特征

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、生活垃圾含量相当、成分混杂，含有物砖（渣）块片、混凝土块等体积占比介于20%～80%。生活垃圾与混合垃圾环境危害性较高，也是垃圾堆放点治理的目标层位。根据勘探结果，4 处垃圾堆放点内垃圾分布不均匀，规律性差，部分堆放点仅局部揭露了混合垃圾［6］，其他大部为粉土填土。勘探揭露的混合垃圾分布范围按照非正规垃圾填埋场垃圾体量的专项勘查相关原则进行划分［7］，分布范围见图3。

图3 混合垃圾堆填范围Figure 3 Range of mixed waste dumps

堆填土主要岩性为人工填埋的混合垃圾①层和粉土素填土①1 层。混合垃圾①层：杂色，稍湿～湿，无刺激性气味，以砖块、水泥块、灰渣为主，含少量塑料、木片等；钻探揭露该层厚度为1.60～7.70 m。粉土填土①1 层：褐黄色～褐灰色，稍湿，含少量砖、灰渣及植物根，D大=8 cm，D一般=2～4 cm；钻探揭露该层厚度为0.60～5.50 m。

3.1.2 垃圾堆体特征

初步调查工作针对4 个垃圾堆体共采集了9 个垃圾混合样品，进行了物理成分组成、含水率、有机质试验；现场进行了甲烷（CH4）气体含量检测；4 个垃圾堆放点特征调查统计结果见表1。

表1 4 个垃圾堆放点特征调查统计结果Table 1 Statistic results on characteristic investigation of four informal waste piles

3.1.3 垃圾危害性风险初步评价

场地堆放垃圾以混合垃圾为主，依据《北京市非正规垃圾堆放点治理指南》（北京市城市管理委员会，2018 年11 月）对垃圾堆体的危害性进行初步评价，分值为1.0～2.5，危害等级为低风险；分值为2.5～3.2，危害等级为中风险；分值≥3.2，则为高风险［8］。

从有机质含量、使用年限、填埋量因素分析，4 处垃圾堆放点其现状危害等级综合判定结果均为“低风险”，4 处垃圾堆放点危害程度分级评价结果见表2［4］。由于垃圾堆体未揭露渗滤液，堆放点对地下水污染风险为“低风险”。

表2 4 处垃圾堆放点环境危害程度级别评价Table 2 Level evaluation of environment hazards of four informal waste piles

综合分析4 处垃圾堆体有机质、物理组分、甲烷气体检测结果，判断4 处垃圾堆放点已进入稳定化阶段，其危害等级提高的可能性“小”。

3.2 土壤与地下水调查

3.2.1 风险筛选标准

1）场地用地性质为绿地，土壤评价标准选用GB 36600—2018 中第二类用地对应的筛选值作为评价标准；对于本标准中没有的指标，采用DB11/T 811—2011 场地土壤环境风险评价筛选值、DB13/T 5216—2020 建设用地土壤污染风险筛选值中对应筛选值。

2）场地用地性质为绿地，区域浅层地下水不作为饮用水源开采，地下水评价标准采用GB/T 14848—2017 中Ⅳ类对应限值。

3.2.2 土壤检测结果与环境风险分析

初步调查共采集26 个土壤样品（含3 个平行样），检测项目包括重金属、有机物、氨氮。所有土壤样品检测结果中，挥发性有机物、半挥发性有机物检测项目均未检出；8 项重金属有检出（检出结果见表3）；氨氮有检出，检出率为55.8%，其浓度范围为0.11～2.71 mg/kg，但检测结果均未超过上述土壤风险筛选标准。

表3 土壤样品检测分析结果Table 3 Test and analysis results of the soil samples

综合分析认为，现状条件下垃圾堆体下伏土壤对人体健康不产生风险，考虑到垃圾堆放点已进入稳定化阶段，未来垃圾堆体对周边区域土壤不存在污染风险。

3.2.3 地下水检测结果与环境风险分析

初步调查共送检17 个地下水样品（含2 个平行样），检测项目包括“常规指标”项目中除微生物、放射性指标以外的指标，还包括与土壤检测指标对应的VOCs 和SVOCs，共计65 项。检测结果表明（表4），无机污染物中除氰化物、碘化物、硫化物以外，其余均有检出，其中总硬度、硝酸盐氮检出浓度超过GB/T 14848—2017Ⅳ类标准，超标倍数分别为0.72 和5.07，超标率为93% 和100%；金属污染物均有检出，但未超过GB/T 14848—2017Ⅳ类标准；挥发性有机物和半挥发性有机物未检出。

表4 地下水样品检测分析结果Table 4 Test and analysis results of the ground water samples

地下水流场和总硬度、硝酸盐氮超标点位分布如图4 和图5 所示。其中S9 和S14 位于堆放点地下水上游，S1 和S4 位于堆放点地下水下游。位于上游的2 个地下水对照点其总硬度和硝酸盐氮均超标，总硬度超标倍数分别为0.68 和0.46，硝酸盐氮超标倍数分别为4.13 和2.93；总硬度和硝酸盐氮检测结果未表现出自地下水下游至上游的衰减趋势，总硬度超标倍数上游一般为0.46～0.68，下游一般为0.10～0.16；硝酸盐氮上游超标倍数一般为3.53～5.07，下游采样点硝酸盐氮超标倍数一般为2.33～2.53；相关研究资料表明，场地及附近区域浅层地下水中总硬度和硝酸根均属于含量较高值范围，且超过了GB/T 14848—2017Ⅳ类指标。