典型非正规垃圾填埋场污染状况评价与分析*

宋立杰 刘 惠 周永泉

(1.上海环境卫生工程设计院有限公司,上海 200232;2.上海污染场地修复工程技术研究中心,上海 200232)

我国一般将垃圾填埋场分为正规垃圾填埋场和非正规垃圾填埋场两种。正规垃圾填埋场,即垃圾卫生填埋场。而非正规垃圾填埋场,包括简易垃圾堆填场和受控垃圾填埋场(也称集中化填埋场),主要区别在于前者基本不具备无害化措施,后者采取了部分无害化措施,但不完善[1-2]。

由于简易垃圾堆填场缺乏无害化工程措施,因此对环境的污染程度较高,而受控垃圾填埋场尽管具备一定的无害化措施,但由于其规模一般较大,环境风险依然不容忽视[3-5]。“十二五”期间,我国首次将非正规垃圾填埋场治理写入规划[6]。2017年以来,非正规垃圾填埋场的整治工作进一步从城市转向乡镇,各地做好非正规垃圾堆放点的排查、整治,到2020年底基本完成农村地区非正规垃圾堆放点整治[7]。但是,即使在各个层面的支持下,各地在开展非正规垃圾堆放点整治时仍存在一些难题。截止2019年12月,录入到全国“非正规垃圾堆放点排查整治信息系统”中的非正规垃圾堆放点多达2.4万个。陈安等[8]对我国共计31个省会城市和直辖市城市建筑群周边10 km以内非正规垃圾填埋场的面积、位置及数量情况进行排查,发现超过50%的特大城市存在“垃圾围城”问题。

本研究针对国内12个典型非正规垃圾填埋场开展污染状况分析,并基于此进一步探究填埋场地下水和土壤中重金属含量的相关性,为非正规垃圾填埋场调查评价工作提出相应建议。

1 典型非正规垃圾填埋场污染状况分析

1.1 研究对象和内容

对上海市和江苏省南京市、太仓市、昆山市、徐州市等的12个非正规垃圾填埋场的环境监测数据进行整理分析,监测介质包含陈腐垃圾、渗滤液、填埋气、土壤、地下水、地表水、环境空气等。12个非正规垃圾填埋场的基础信息汇总于表1。

表1 典型非正规垃圾填埋场基础信息Table 1 Basic information of typical informal landfills

1.2 评价标准

陈腐垃圾、填埋气评价参考《生活垃圾填埋场稳定化场地利用技术要求》(GB/T 25179—2010)低度利用要求,分别主要考察有机质和CH4含量;渗滤液评价参考《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008);地下水评价参考《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)Ⅳ类标准;环境空气评价参考《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)Ⅱ类标准和《恶臭污染物排放标准》(GB 14554—93)二级新扩改建标准;地表水评价参考《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类标准;土壤评价参考《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)第二类用地风险筛选值。

2 污染状况分析

典型非正规垃圾填埋场的污染状况分析结果如表2所示,12个非正规垃圾填埋场中均存在污染物超标现象,其中渗滤液、地下水、地表水、填埋气超标频次较高,环境空气、陈腐垃圾超标频次较低,土壤未出现超标情况。超标污染物包含汞、镉、总铬、六价铬、砷、铅、镍、铍等,表明非正规垃圾填埋场可能对环境和人体健康产生不良影响。超标污染物较多的主要是渗滤液、地下水、地表水,且污染物项目在渗滤液、地下水、地表水之间存在相似性,表明非正规垃圾填埋场污染主要是通过渗滤液向周边水体渗漏。同时,这种影响是长期存在的,结果显示,即便是填埋龄超过15 a的填埋场,依然存在渗滤液、周边水体和填埋气的污染。EINHUPL等[9]研究表明,渗滤液和填埋气处理应持续30 a,甚至更长。

表2 典型非正规垃圾填埋场超标污染物汇总1)Table 2 Summary of contaminants exceeding standard in typical informal landfills

各填埋场土壤样品污染物含量对照GB 36600—2018第二类用地风险筛选值均未超标;但对照第一类用地风险筛选值,发现苯并[a]芘、砷、铜、镍等存在超标现象。非正规垃圾填埋场填埋垃圾成分较为复杂,可能含有橡塑类、电子废弃物等成分,甚至可能混有部分工业废弃物,导致渗滤液中重金属和有机污染物浓度较高,并向周边地下水和土壤中迁移。李亚静等[10]研究发现,非正规垃圾填埋场周边地下水与土壤中存在多种相似的重金属污染物。为直观掌握地下水和土壤中重金属含量的潜在关系,下面进一步开展土壤和地下水中重金属的分析。

选取6个非正规垃圾填埋场(填埋场编号为A～F),对其地下水和土壤中的铜、砷、汞、镍4项重金属开展着重分析。

采用Pearson相关系数[11]分析方法,对地下水和土壤中的重金属含量相关性进行评价。Pearson相关系数<0.3,为低度相关;0.3≤Pearson相关系数<0.5,为中低度相关;0.5≤Pearson相关系数<0.8,为中度相关;0.8 ≤Pearson相关系数≤1.0,为高度相关。

3.1 地下水重金属污染现状

图1展示了6个非正规垃圾填埋场地下水中重金属检出情况。结果显示,地下水部分样品中镍、砷超标,其中填埋场E中的砷和填埋场F中的铜、镍、砷存在异常值,填埋场A中的镍和填埋场B中的镍、汞虽未出现异常值,但内矩相较于其他填埋场较大,表明这4个填埋场的地下水受到渗滤液渗漏的影响较大。

注:图中虚线为标准限值,图2同。图1 填埋场A～F地下水重金属监测结果Fig.1 Monitoring results of heavy metals in groundwater of landfills A-F

3.2 土壤重金属污染现状

图2为6个非正规垃圾填埋场土壤中重金属检出情况。结果显示,6个填埋场的4种重金属含量均未超标。和地下水相比,土壤中重金属的分布相对较集中,但6个填埋场都存在异常值,可能是受到了填埋场渗滤液和污染地下水的影响。

图2 填埋场A～F土壤重金属监测结果Fig.2 Monitoring results of heavy metals in soil of landfills A-F

3.3 土壤和地下水重金属相关性分析

采用Pearson相关系数分析方法分析土壤和地下水中重金属含量的相关性,结果如表3所示,铜在填埋场的地下水和土壤中的含量存在高度相关;镍、砷、汞存在中低度相关。可见,非正规垃圾填埋场中地下水和土壤中的重金属含量存在一定的相关性,在填埋场的整治工程中应关注渗滤液、地下水和土壤之间重金属的迁移可能。

表3 填埋场A～F地下水与土壤重金属相关性分析Table 3 Correlation analysis between groundwater and soil heavy metals in landfills A-F

4 结 语

非正规垃圾填埋场存在污染物超标现象,其污染情况较复杂,渗滤液和填埋气的污染可能是长期的,同时,渗滤液、周边水体和土壤之间存在污染物迁移的可能。目前,我国非正规垃圾填埋场的调查评价所参照的标准未完全考虑非正规垃圾填埋场的污染特点,因此在调查评价工作中还存在以下一些难点:

(1) 非正规垃圾填埋场具有面积大、污染分布不均的特点,对调查工作的准确性和高效性有较高要求。建议提升调查评价手段的先进性,鼓励在工作过程中采用无损扫描、三维可视化等技术。

(2) 非正规垃圾填埋场调查对象类型较多、指标繁杂、工作开展难度大,建议采取分阶段调查方法,根据初步调查评估结果判定是否需要进一步开展详细调查;同时,开展非正规垃圾填埋场特征污染物相关研究,提高调查指标的针对性。

(3) 由于非正规垃圾填埋场缺乏防渗阻隔措施或相关设施毁损,其周边土壤和地下水环境会受到一定程度的影响,应结合土壤、地下水相关系列标准,建立综合考量生态风险和人体健康风险的综合评价标准。

(4) 目前的填埋场整治工程多以快速解决环境问题为目的,调查评价结论难以支撑土地高值利用的需求。应完善标准,建立面向土地利用的填埋场调查评价体系,使调查评价工作能够为填埋场的整治方案和土地的规划、开发方案提供直接的指导。

综上,建议尽快出台针对非正规垃圾填埋场调查评价的标准指南,以促进非正规垃圾填埋场调查评价工作的规范化发展。