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[摘要]為研究上海市某區生活垃圾填埋場對周邊土壤和地下水環境質量的影響，以研究區內3座封場管理的填埋場為研究對象，進行土壤和地下水采樣分析，并采用內梅羅綜合污染指數法以及評分法對環境質量進行評價。結果表明，填埋場附近土壤環境質量整體良好，地下水環境質量則處于較差水平，地下水受到填埋場的影響較為明顯，水質呈現惡化趨勢。研究結果可為填埋場二次污染防控提供樣本數據，并有助于填埋場防控措施的制定，對保障填埋場周邊居民生產生活具有十分重要的意義。
[關鍵詞]生活垃圾；填埋場；環境污染；地下水；評價
伴隨著城市化進程的加快，城市產生的生活垃圾數量快速增加，目前，我國有60%以上的生活垃圾采用填埋法進行處理[1]，此外，生活垃圾的處理方式還有焚燒、堆肥、堆放簡易處理等。我國早期建設的一些垃圾填埋場，因缺乏相應的法律規范和技術，在運行過程中忽略了防滲措施[2]，導致大量垃圾滲濾液的滲漏污染周邊土壤和地下水，甚至嚴重影響周邊居民的生產生活。垃圾滲濾液含很多毒性因子[3]，組成成分通常也比較復雜，若未做防滲措施，有毒成分極易滲透到土壤和地下水中，從而危害周邊居民的健康安全。因此，盡可能降低生活垃圾填埋場周邊土壤和地下水的污染風險，重視生活垃圾填埋場防滲措施，定期監測填埋場周邊土壤和地下水，成為垃圾填埋場封場后管理工作的重心。本文結合上海市某區3個非正規生活垃圾填埋場土壤和地下水季度監測結果，對填埋場周邊土壤和地下水環境質量進行評價，結果可為填埋場污染防控工作提供數據支持，并有助于填埋場防控措施的制定，對保障填埋場周邊居民生產生活具有十分重要的意義。
1材料與方法
1.1生活垃圾填埋場概況
本次研究的3個對象均為上海市非正規生活垃圾填埋場，分別為A填埋場、B填埋場、C填埋場。A填埋場整體占地面積約25畝，2002年啟用，2013年12月進行簡易封場，共填埋垃圾約7.2萬噸；B填埋場整體占地面積約16畝，2004年投入使用，2009年關閉，累計填埋量3萬噸；C填埋場占地約為64畝，1992年投入使用，2013年關閉，累計填埋生活垃圾107萬噸。填埋場垃圾種類均為附近鄉鎮居民生活垃圾，目前3座填埋場已完成封場工作。
1.2測試指標與點位布設
樣品采集和監測分析分別按照《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB36600-2018)(以下簡稱GB36600)、《地下水環境監測技術規范》(HJ/T164-2004)等相關要求進行。3座填埋場土壤和地下水監測指標相同，土壤監測指標為砷、鉻(六價)、鉛、汞、銅、鎳、鎘、苯并(a)芘和總石油烴(C10-C40)，共9項；地下水監測指標為pH值、砷、鉻(六價)、銅、鉛、汞、鎳、鎘、鐵、錳、氨氮、總硬度、氯化物、耗氧量、溶解性總固體、總大腸菌群、亞硝酸鹽、硝酸鹽，共18項；填埋場監測頻次均為1次/季度。本次研究數據來源為2021年3月至2022年2月填埋場季度監測數據。地下水監測點的設置充分考慮了填埋場周邊水文地質條件，每個填埋場均設置地下水采樣點均為4個，其中填埋區地下水流向上游為本底井1號，垂直填埋場地下水走向的填埋區兩側為污染擴散井2號、3號，填埋場地下水流向下游為污染監視井4號；土壤采樣點4個，采集位于地下水監測井旁的表層土壤樣品(0~50cm)。
2檢測結果與現狀評價
2.1檢測結果分析
2.1.1土壤檢測結果分析
填埋場運行過程中，場地內的表層土壤極易受到污染。本研究通過對3個填埋場總計36個土壤樣本進行匯總后，得到的結果見表1。研究過程中，土壤評價標準采用GB36600中第二類用地篩選值。結果顯示，土壤樣品中砷、鎘、銅、鉛、汞、鎳、石油烴(C10-C40)在場地內有檢出，但檢出值均未超出GB36600中第二類用地篩選值，苯并(a)芘、六價鉻全部未檢出，表明場地周邊土壤未受明顯污染。不同點位之間的變異程度能夠通過變異系數的大小來顯示，從而推論出人為因素對元素分布的影響程度[4-5]。當變異系數很小，說明該區域的化學污染物檢出值接近背景含量；反之，則說明其人為因素對化學污染物的分布起關鍵性作用[6]。由表1可知，A填埋場檢出物重金屬砷、鎘、銅、鉛、汞、鎳以及總石油烴的變異系數分別為93.76%、44.07%、115%、53.11%、50.33%、79.65%，B填埋場檢出物重金屬鎘、汞、總石油烴的變異系數分別為63.27%、51.32%、117.62%，C填埋場檢出物重金屬鎘、銅、汞、鎳和總石油烴的變異系數分別為47.39%、46.59%、132.18%、46.16%、69.9%，以上檢出值均屬于高度變異(變異系數＞36%)。因此，本次研究中，土壤環境質量受到了填埋場堆體的影響，其分布受填埋因素影響由小到大分別為B填埋場＞C填埋場＞A填埋場，受影響的土壤化學污染物為鎘、汞、總石油烴。
2.1.2地下水檢測結果分析
本次地下水評價標準采用《地下水質量標準》(GB/T14818-2017)(以下簡稱GB/T14818-2017)。該標準中將地下水水質可分為5類，上海地區地下水環境質量監測標準通常采用Ⅳ類標準。通過對3個填埋場總計36個地下水樣本進行匯總后(見表2)，地下水樣品中除總硬度、氯化物、耗氧量、氨氮外，其他所有檢測項均可以滿足GB14848-2017中Ⅳ類標準，鉻(六價)、銅、總大腸菌群未在地下水樣品中檢出。由表2可知，3個填埋場的大部分檢測因子的變異系數均高于36%，均屬于高度變異，由此可見，該區域填埋場地下水環境質量受到填埋場堆體的影響明顯。地下水樣品中，總硬度、氯化物、耗氧量、氨氮等檢測因子在填埋場地下水樣品中不同程度存在超標情況，其中總硬度最大超標倍數為1.72，氯化物最大超標倍數為2.28，耗氧量最大超標倍數為1.53，氨氮最大超標倍數為1.43；其超標原因可能與該區域雨季和旱季地下水流向變化有關。
2.2現狀評價
目前，國內外學者最常采用內梅羅指數法來進行綜合污染指數的計算[7-8]，該方法能夠客觀地、全面地分析各種檢出化學污染物對土壤和地下水環境質量的影響。因此，本次研究采用內梅羅綜合污染指數法對檢出污染物進行評價，其計算公式如下。式中：Pi為單因子污染指數，可反映i的污染程度；Ci為實測值；Si為評價標準值。其中，當Pi≤1時，表示未被污染；Pi＞1，則表示存在污染情況，值越大，表明污染情況愈嚴重。
2.2.1土壤現狀評價
參照內梅羅綜合污染物指數分級標準，對土壤環境質量進行評價，具體分級如表3所示。經公式計算，所有土壤化學污染物的單項污染指數均小于1，表明填埋場周邊土壤整天環境質量良好。3座填埋場周邊土壤樣品的內梅羅綜合污染指數計算得出范圍為0.004~0.537，均值為0.132，綜合污染指數均小于0.7，填埋場附近土壤環境質量狀況均處于無污染狀態。
2.2.2地下水現狀評價
選取地下水樣品中的砷、總硬度、溶解性總固體、氯化物、錳、耗氧量、氨氮、硝酸鹽等因子作為評價參數，采樣內梅羅綜合污染指數法對地下水環境質量進行評價[9]，具體污染級別劃分如表4所示。A填埋場地下水樣品的綜合污染指數范圍為0.003~0.633，屬于合格級別；B填埋場地下水樣品的綜合污染指數范圍為0.001~1.495，部分檢測因子綜合污染指數處于1≤P＜2.5段，因此判斷地下水環境質量為輕微不合格級別；C填埋場地下水樣品的綜合污染指數范圍為0.001~1.761，根據水質等級劃分，部分檢測因子綜合污染指數處于1≤P＜2.5段，因此判斷地下水環境質量為輕微不合格級別。本研究地下水環境質量的評價可采用評分法[10]，即根據GB14848-2017不同水質標準分別對各單項組分進行評價，劃分所屬質量類別，I類、II類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類依次賦值0、1、3、6、10。填埋場地下水質量分級依據綜合評分值進行劃分，劃分標準如表5所示，計算公式如公式3所示。式中F為綜合評分值；iF為平均評分值；Fmax為評分值的最大值。3座填埋場各地下水監測點評價結果見圖1。3座填埋場根據監測井的作用可劃分為12組，地下水環境質量綜合評分值范圍為2.7~6.33，均值為4.32。其中A填埋場地下水環境質量綜合評分值范圍為2.7~4.13，均值為3.34；B填埋場地下水環境質量綜合評分值范圍為3.1~6.33，均值為4.64；C填埋場地下環境水質量綜合評分值范圍為4.58~5.5，均值為4.99。根據地下水質量級別劃分標準，A填埋場地下水環境質量處于較好水平，B填埋場和C填埋場地下水環境質量處于較差水平。通過柱狀圖可知，與1號本底井相比，3座填埋場其余監測井地下水環境質量均不同程度下降，表明該區域生活垃圾填埋場的建設對周邊地下水環境造成一定影響。
3結論
(1)根據調查分析，土壤環境質量受到了填埋場堆體的影響，其分布受填埋因素影響由小到大分別為B填埋場＞C填埋場＞A填埋場，受影響的土壤化學污染物為鎘、汞、總石油烴。通過對土壤檢測因子的分析評價，3個填埋場附近土壤環境質量狀況均處于良好狀態。(2)填埋場地下水環境質量受到填埋場堆體的影響明顯，檢測異常因子為總硬度、氯化物、耗氧量、氨氮，異常原因可能與該區域雨季和旱季地下水流向變化有關。(3)通過對地下水的樣品數據分析評價，3座填埋場地下水環境質量綜合評分均值為4.32，表明填埋場周邊地下水質量狀況總體處于較差水平。通過與本底井相比，3座填埋場其余監測井地下水環境質量均不同程度下降，表明該區域生活垃圾填埋場的建設對周邊地下水環境造成一定影響。
作者：王世明 單位：上海城投上境生態修復科技有限公司