城市生活垃圾填埋场污染风险评价_陈忠荣.pdf

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1、研究评价 16 2012 第7卷 第3期 2012 Vo1.7 No.3 0 序言 随着城市扩大， 人口增加， 垃圾量不断增大。 我国城 市生活垃圾主要以简易填埋为主， 无害化处理水平低， 对 土壤、 地下水、 大气等造成污染。 垃圾中许多有机污染物 可以在地下几百年不被降解， 构成了潜在风险， 需要进行 科学风险评价。 1 国内外研究现状 （1） 国外研究现状 目前国外已经有大量关于垃圾场污染风险评价的模 型， 既有以水均衡为基础的确定性模型， 也有随机模型 和相对风险性分级模型； 既有地下水迁移的模型， 也有多 种迁移途径 （空气、 土壤、 地下水、 地表水） 的模型； 既有 人体健康风险

2、评价模型， 也有生态风险评价模型。 （2） 国内研究现状 国内垃圾场污染风险研究基本处于初级阶段， 没有 形成完整的评价体系和完善的评价模型。 有些评价直接 借用国外的评价模型， 采用国外的经验参数， 其评价准确 性存在较大误差。 2 生活垃圾场对地下水的污染风险评价 生活垃圾场对空气、 地表水、 土壤和地下水均存 在着潜在的污染风险，其中对地下水的污染比较隐 蔽、 风险最大， 本次主要评价生活垃圾的地下水污染 风险。 2.1 污染风险评价方法 生活垃圾场对地下水的污染风险依据垃圾场内在风 险指数、 垃圾场所的地下水防污性能等进行综合评价， 见 图1。 图1 垃圾场对地下水污染风险评价流程图

3、2.2 垃圾场内在风险指数（I）的确定 垃圾场影响地下水的内在因素有垃圾场规模、 渗滤 液收集处理系统、 底侧部防渗系统、 顶部盖层、 垃圾场年 龄、 垃圾压实情况、 垃圾类型、 含水率及生化性等。 根据 垃圾场调查数据， 可选定前7种因素作为评价垃圾场潜在 城市生活垃圾填埋场污染风险评价 陈忠荣1 ，寇文杰1 ，洪 梅2 （1.北京市水文地质工程地质大队，北京 100195；2.吉林大学，长春 130000） 摘 要：本文是在系统调查和收集各类资料的基础上，根据垃圾场地固有的防污性能和垃圾场与地下水水源保护区间 的关系进行综合评价，垃圾场地内在风险采用灰色聚类法进行评价。垃圾场地下水污染风险

4、评价可以为地下水污染防 治和修复提供技术支持。 关键词：城市生活垃圾；地下水源保护；污染；风险性评价 中图分类号：X523 文献标识码：A 文章编号：1007-1903（2012）03-0016-05 17 2012 Vo1.7 No.3 2012 第7卷 第3期陈忠荣等：城市生活垃圾填埋场污染风险评价 风险的因子R。 按照潜在风险的大小， R的取值范围从0.1 到1； 每种因子的影响程度通过权重W表达，W取值范围 风险因子WRRRR 垃圾填埋量(m3)550050000.15000500000.2500005000000.45000001 底侧部防渗4规范防渗0.1简易防渗0.3天然粉土层0

5、.5 天然砂或 砂砾石 1 渗滤液收集 处理系统 3有收集、处理系统0.1只有收集系统0.3无收集系统1 顶部覆盖3规范盖层0.1非规范盖层0.4无盖层1 垃圾类型2生活建筑垃圾混填0.1农村垃圾0.4城乡结合带生活垃圾0.8城市生活垃圾1 垃圾压实1规范压实0.1非规范压实0.5无压实1 垃圾填埋年龄115年以上0.11015年0.5510年0.85年1 表1 风险因子R及权重W的确定 ii RWI 内在风险指数(I)内在污染风险 10污染风险高 因子地下水埋深(D)含水层净补给(R)含水层介质(A)土壤介质 (S)地形坡度(T)包气带岩性(I)渗透系数(C) 权重5432153 表3 DR

6、STIC指标体系中各评价因子及权重 地下水防护性能采用DRASTIC模型进行评价， 国外 应用比较多。 DRASTIC评价指标体系共采用了7个影响和控制地 下水运动的指标作为因子， 其表达式如下： DRASTIC防污性能综合指数DrD w RrR w ArA w SrS w TrT w IrI w CrCw Dr地下水埋深的级别； Dww地下水埋深的权重； Rr降水入渗量的级别； Rww降水入渗量的权重； Ar含水层介质的级别； Aww含水层介质的权重； Sr土壤类型的级别； Sww土壤类型的权重； Tr地形坡度的级别； Tww地形坡度的权重； Ir包气带介质的级别； Iww包气带介质的等权重

7、； Cr渗透系数的级别； Cww渗透系数的权重。 评价方法是依据每个因子对地下水污染的影响程度 赋予权重； 其中对地下水污染影响最大的因子权重为5， 影响最小的为1， 见表3。 从1到5， 重要影响因子取值5， 影响最小的因子取值为1； 风险因子及权重的确定见表1。 风险因子及权重确定后， 根据风险因子及权重的乘 积计算出内在风险指数I。 内在风险指数划分级别见表2， 从表中等可见垃圾场 自身的内在污染风险共划分了4个级别， 即内在污染风险 高、 内在污染风险较高、 内在污染风险中等和内在污染风 险低。 表2 内在风险指数(I)的划分级别 2.3 地下水防护性能评价 不同防护条件、 不同岩性下

8、的垃圾场对周围地下水 污染程度不同。 含水层颗粒越粗对污染物的净化降解能 力越差， 砂砾石地区地下水易污程度比粘性土地区高。 地下水防护性能是其本身的固有属性， 是相对静止很难 改变的， 而造成污染的行为是动态的， 并且是相对可以 控制的。 研究评价 18 2012 第7卷 第3期 2012 Vo1.7 No.3 每个指标因子可细分为不同的数值范围或类型， 并 使用评分级别值来量化地下水污染的可能性， 定量分析 地下水防污性能强弱。 每个评价因子对应的评分级别参 考中国地质调查局 地下水脆弱性评价技术要求 （2006 年2月） 中的指标级别， 见表4。 采用DRASTIC模型， 依据评价指标中

9、各因子的权 重， 结合相应的级别， 计算地下水防污性能综合指数。 从 理论上说， 在地形指标不参与计算的情况下， 防污性能指 数最大为230， 最小为23。 综合指数越大， 防污性能越低， 地下水容易受到污染； 反之， 综合指数越小， 防污性能越 高， 地下水遭受污染的可能性就越小。 按照 地下水污染 地下水位埋深(D)净补给量(R)含水介质(A)土壤介质(S) 范围m级别范围mm级别类型级别类型级别 01.5100511粘土1 非膨缩和非凝聚性粘土1 1.54.695171.42亚粘土2 4.66.8871.491.83亚砂土3 垃圾2 6.89.1791.8117.24粉砂4 9.112.

10、16117.2147.65粉细砂5 粘土质亚粘土3 12.115.25147.61786细砂6 15.222.941782167中砂7 粉砾质亚粘土4 22.926.732162358粗砂(中粗砂)8 26.730.522352549砂砾石9 亚粘土5 30.5125410卵砾石10 地形坡度 (T)包气带岩性(I)渗透系数(C) 砾质亚粘土6 坡度（）级别类型级别类型级别 0210粘土1粘土1 膨缩或凝聚性粘土7 249亚粘土2亚粘土2 478亚砂土3亚砂土3 泥炭8 797粉砂4粉砂4 9116粉细砂5粉细砂5 砂砾石(砂层)9 11135细砂6细砂6 13154中砂7中砂7 卵砾石（砾石

11、层）10 15173粗砂8粗砂8 17182砂砾石9砂砾石9 181卵砾石10卵砾石10 表4 DRSTIC指标体系中各评价因子对应的级别 防污性能综合指数防护性能分区 2364防污性能好区 64105防污性能较好区 105146防污性能中等区 146187防污性能较差区 187230防污性能差区 表5 地下水防污性能分区 调查评价规范 ， 地下水系统防污性分区按照综合指数 大小由高到低， 可划分为5个级别， 见表5。 根据计算， 北京市平原区地下水防污性能指数在 67210之间， 北京平原区浅层地下水防污性能分区见图 2。 从图2可以看出， 北京平原区不存在防污性能好区， 其 原因是北京地处

12、华北平原山前地带， 整体防污性能相对 于华北平原区其他地区偏差些。 2.4 地下水保护区划分 根据中华人民共和国环境保护行业标准“饮用水 水源保护区划分技术规范” （HJ/T338-2007） ， 孔隙水 饮用水水源划分为3个保护区： 一级保护区、 二级保护 区和准保护区。 保护区是以地下水取水井为中心， 溶质 19 2012 Vo1.7 No.3 2012 第7卷 第3期 图2 北京市平原区浅层地下水防污性能分区图 垃圾场内在风险地下水防护性能场地位置污染风险级别 污染风险低 好、较好或中等保护区外低 好或较好保护区内低 中等保护区内中等 较差或差保护区外中等 较差或差保护区内较高 污染风险

13、中等 好、较好保护区外低 好保护区内低 较好保护区内中等 中等保护区外中等 中等保护区内较高 较差或差 保护区外较高 保护区内高 污染风险较高 好或较好 保护区外中等 保护区内较高 中等或较差 保护区外较高 保护区内高 污染风险高 好或较好 保护区外中等 保护区内较高 中等或较差 保护区外较高 保护区内高 表6 垃圾场对地下水污染风险等级 质点迁移100天的距离为半径所圈定的范围为一级保 护区； 一级保护区以外， 溶质质点迁移1000天的距离为 半径所圈定的范围为二级保护区； 补给区和径流区为 准保护区。 北京市市级水源和区县级水源地已划定了核心区、 防护区和补给区， 并经市政府或区县政府批准

14、； 其中核 心区为一级保护区、 防护区为二级保护区、 补给区为准 保护区。 2.5 对地下水的污染的风险级别 将场地的内在风险级别、 地下水防护性能级别和垃 圾场与水源保护区间的关系叠加得出垃圾场对地下水的 污染风险， 共划分了4个等级， 即地下水污染风险高、 污染 风险较高、 污染风险中等和污染风险低， 见表6。 陈忠荣等：城市生活垃圾填埋场污染风险评价 3 污染风险评价结果 利用垃圾场本身存在的内在风险指数、 垃圾场所处 位置的地下水含水层易污染的脆弱性和垃圾场与地下水 源保护区间的关系， 对北京市17处正规垃圾处理场进行 污染风险评价。 评价结果为： 17处正规垃圾处理场中有4 研究评价

15、 20 2012 第7卷 第3期 2012 Vo1.7 No.3 序号垃圾场地名内在污染风险地下水防护性能场地位置污染风险评价 1永合庄垃圾填埋场高较差保护区内高 2昌平垃圾焚烧厂高较差保护区内高 3密云垃圾卫生填埋场中等较差保护区内高 4平谷垃圾卫生填埋场中等中等保护区内较高 5房山大石窝镇垃圾填埋场中等中等保护区外中等 6昌平阿苏卫垃圾卫生填埋场较高较好保护区外中等 7通州北神树垃圾卫生填埋场较高较好保护区外中等 8大兴安定垃圾卫生填埋场较高较好保护区外中等 9海淀六里屯垃圾卫生填埋场较高较好保护区外中等 10朝阳高安屯垃圾卫生填埋场中等较好保护区外低 11怀柔垃圾综合处理厂低较好保护区外

16、低 12顺义垃圾综合处理厂低较好保护区外低 13通州垃圾卫生填埋场中等较好保护区外低 14大兴南宫垃圾堆肥场低较好保护区外低 15门头沟垃圾卫生填埋场中等较好保护区外低 16房山东南召垃圾填埋场中等较好保护区外低 17延庆小张家口垃圾卫生填埋场低中等保护区外低 表7 北京市垃圾处理场对地下水的污染风险评价结果 处位于地下水源保护区内。 其中对地下水有高污染风险 的场地有3处， 分别为密云垃圾卫生填埋场、 丰台北天堂 新建垃圾简易填埋场和昌平垃圾焚烧厂 ； 对地下水有较高 污染风险的场地有1处， 为平谷垃圾卫生填埋场； 其余场 地位于地下水源保护区外， 属中污染或低污染风险场地。 其中对地下水有

17、中污染风险的场地有5处， 对地下水低污 染风险的场地有8处， 见图3和表7。 参考文献 1T.E. Butta, K.O.K. Oduyemi， A holistic approach to Concentration Assessment of hazards in the risk assessment of landfi ll leachate， Environment International 28 (2003) 597608. 2Dimitra Rapti-Caputo, Francesco Sdao， risk assessment based on hydrogeologica

18、l data and management of solid waste landfi lls， Engineering Geology 85 (2006) 122131. 3Scottish Environment Protection Agency， Framework for Risk Assessment for Landfill Sites， The Geological Barrier, Mineral Layer and the Leachate Sealing and Drainage System， August 2002. 4 北京市城市自来水厂地下水资源保护管理办法汇编

19、北京市环境保护局1999年. 5钟佐燊， 地下水防污性能评价方法探讨， 地学前缘， Vol.12 Supp Apr.2005. 6龙朝晖等， 危险废物的环境风险评价探讨， 中国资源综 合利用， 2004.11. 7北京城市生活垃圾处置现状及选址地质环境调查， 北 京水文队， 2006年. （下转第30页） 研究评价 30 2012 第7卷 第3期 2012 Vo1.7 No.3 Construction Status and Development Theory of Underground Reservoir JIANG Yuan1, SHEN Yuanyuan1, WEI Lianwei2

20、, LIU Jiurong1 (1.Hydrogeology and Engineering Geology Team of Beijing, Beijing 100195; 2.Beijing Geology Prospecting and Develop- ing Bureau, Beijing 100195) Abstract： The deficiency of water resources is an important constraining factor of social and economical development in many areas. At the sa

21、me time, the unevenness of water resources with time and space is causing a lot of difficulties for making full use of the limited water resources. Groundwater reservoir, as a highly effi cient water resource construction, is signifi cant in making good use of the adjustment function of groundwater

22、and realizing the conjunctive use of surface and ground water. In the past 40 years, a great deal of work has been done in the groundwater reservoir study and construction, getting great social, economic and environmental effects. There will be more and more needs for groundwater reservoirs, with th

23、e ever more increase of water deficiency for a lot of areas, and therefore it is essential to summarize the status of groundwater reservoir theory and construction practice. In the paper, the development history of groundwater reservoir is reviewed, and the theory system is summarized, including the

24、 concept, classifi cation, requirement for construction, reservoir capacity calculation, benefi t and impact assessment of groundwater reservoirs. Keyword: Groundwater Reservoir； Regulation and Storage of Water Resources； Reservoir Capacity Calculation； Numerical Simulation； Construction and Utiliza

25、tion; Development Problems （上接第20页） Risk Assessment on the Urban Life Landfi ll Pollution CHEN Zhongrong1， KOU Wenjie1， HONG Mei2 （1. Hydrogeology and Engineering Geology Team of Beijing, Beijing 100195； 2.Jilin University， Changchun 130000） Abstract: The pollution risk assessment in this paper refe

26、rs to the life groundwater pollution risk and garbage dump evaluation. The article systematically investigates and collects a large number of all kinds of data, and analyzes the borehole data, as well as the inherent protection pollution function of the rubbish site, and the relationship between the

27、 rubbish site and groundwater source protection area. It is evaluated by the DRASTIC that is mature in the world. And the inherent risk of the garbage evaluation is taken by grey clustering method. This risk evaluation results can be widely used in the underground water environment protection, and provides good technical support for underground water pollution protection. Keyword: Urban life garbage; Groundwater resource protection; Pollution; Risk evaluation