封場非正規(guī)垃圾填埋場的場地調(diào)查淺析

李 玲，王颋軍，唐躍剛

（1.中國礦業(yè)大學(xué)（北京）資源與地球科學(xué)學(xué)院，北京 100083；2.北京中持綠色能源環(huán)境技術(shù)有限公司，北京 100192）

垃圾填埋場產(chǎn)生的滲瀝液、填埋氣、有毒微生物等會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，尤其是早期的簡易填埋場一般都是因勢而設(shè)，選址沒有經(jīng)過嚴(yán)格的場地調(diào)查，也沒有任何防滲、導(dǎo)排、導(dǎo)氣等工程措施。目前我國封場填埋場的數(shù)量巨大，大多數(shù)為非正規(guī)填埋場，規(guī)模性的非正規(guī)填埋場已超過3 000座。隨著城市化進(jìn)程的加快，目前大部分處于城區(qū)或近郊區(qū)。它們不僅長期占據(jù)著稀缺城市土地資源，而且對周邊環(huán)境造成視覺污染，限制了城市的可持續(xù)發(fā)展。因此，亟待對這些封場垃圾填埋場進(jìn)行治理修復(fù)以實(shí)現(xiàn)污染土地資源的再利用。

由于非正規(guī)垃圾填埋場通常都缺少詳細(xì)的填埋記錄及長期有效的環(huán)境監(jiān)測，且垃圾本身就存在不均勻性，因此，對填埋場內(nèi)部填埋垃圾的穩(wěn)定性及其對周邊環(huán)境造成的污染程度等不夠了解；而且由于未進(jìn)行選址勘察，對場地水文地質(zhì)情況缺乏必要的了解；另外，考慮到場地的后期利用規(guī)劃，必須對場地進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察。場地調(diào)查與評估為確定垃圾場修復(fù)方案提供準(zhǔn)確、完整的場地環(huán)境資料，為場地修復(fù)提供可靠的基礎(chǔ)信息。

1 國內(nèi)外場地調(diào)查的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

美國《資源保護(hù)與回收法案（RCRA）》規(guī)定生活垃圾填埋場封場后維護(hù)管理需持續(xù)時(shí)間為30 a。主管機(jī)構(gòu)可根據(jù)填埋場對人類健康和環(huán)境的影響程度，來延長或縮短封場后維護(hù)管理的持續(xù)時(shí)間。美國EPA在《場地修復(fù)計(jì)劃：垃圾填埋場調(diào)查指南》中詳細(xì)規(guī)定了場地調(diào)查，包括初步調(diào)查、地球物理調(diào)查及地質(zhì)勘探等3個(gè)階段。

英國環(huán)境署發(fā)布了污染場地健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)要求、污染場地風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型、土壤污染指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)等一系列報(bào)告與標(biāo)準(zhǔn)，形成了“污染場地風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)規(guī)范”。英國場地調(diào)查一般分為4個(gè)階段：初步調(diào)查、勘探調(diào)查、主要調(diào)查和補(bǔ)充調(diào)查，并對每個(gè)階段的工作方法和內(nèi)容有詳細(xì)闡述。

我國已陸續(xù)出臺了關(guān)于污染場地環(huán)境保護(hù)系列規(guī)范包括《場地環(huán)境調(diào)查技術(shù)規(guī)范》、《污染場地風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)導(dǎo)則》等的征求意見稿，逐步為我國污染場地的修復(fù)和土地再利用提供有力的支持。而關(guān)于垃圾填埋場的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范主要集中在填埋場的監(jiān)測與檢測污染、控制標(biāo)準(zhǔn)、封場規(guī)范、無害化評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及場地勘察等方面，但缺少針對封場非正規(guī)垃圾填埋場修復(fù)和利用的場地調(diào)查。

總體來看，目前國內(nèi)外都確定了污染場地的場地調(diào)查、修復(fù)技術(shù)的系列評估制度；同時(shí)，針對填埋場的選址、建設(shè)、監(jiān)測、運(yùn)行和管理等也有了系統(tǒng)規(guī)范。但是，目前針對非正規(guī)垃圾填埋場封場后維護(hù)和土地再利用的場地調(diào)查仍缺少系統(tǒng)方法。

2 垃圾填埋場的特殊性

1）非正規(guī)垃圾填埋場的填埋垃圾是一種典型的存量污染物，其相對于一般的污染場地如工業(yè)污染場地而言，其污染深度和范圍更深、更廣，對于土壤和地下水的污染更為嚴(yán)重。

2）填埋垃圾的降解穩(wěn)定化具有明顯的周期特征，大致分為5個(gè)階段（初始調(diào)整階段、過渡階段、酸化階段、厭氧階段及穩(wěn)定化階段），相應(yīng)地在不同降解階段填埋垃圾產(chǎn)生的滲瀝液、填埋氣有不同的特性［1］。因此，在進(jìn)行場地調(diào)查時(shí)分析填埋區(qū)處于垃圾降解的某個(gè)階段，從而確定采取何種治理方法更為適合。

3）填埋垃圾的降解受到地域、氣候、垃圾成分、填埋時(shí)間等諸多因素的影響［2］。在同一地區(qū)，垃圾成分類似，填埋垃圾的降解規(guī)律具有一定的類似性，不同地區(qū)的填埋場，則可比性較差。多數(shù)填埋場的垃圾來源較為復(fù)雜，進(jìn)行場地環(huán)境調(diào)查時(shí)必須充分考慮垃圾來源及垃圾組成。

4）填埋垃圾在降解過程中會(huì)導(dǎo)致地面不均勻沉降，因此在針對場地再利用的場地調(diào)查時(shí)，需對場地沉降對場地再利用的潛在影響特別關(guān)注。

3 非正規(guī)垃圾填埋場的場地調(diào)查

3.1 主要內(nèi)容

1）針對垃圾填埋場穩(wěn)定性的環(huán)境調(diào)查：主要包括垃圾分布范圍、填埋時(shí)間、垃圾種類、填埋深度、體量以及堆體特性、滲瀝液及填埋氣特性，以及周邊環(huán)境狀況，還有場區(qū)內(nèi)滲瀝液和填埋氣導(dǎo)排、防滲和覆蓋情況等。

2）針對風(fēng)險(xiǎn)分析的水文地質(zhì)：場區(qū)地下水和隔水層類型、補(bǔ)給、徑流、水位變化、流量、水質(zhì)、排泄條件等情況；地下水水位情況及其變化；污染土層厚度和密度等。

3）針對場地再利用的工程地質(zhì)：區(qū)域地貌、地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造和巖土分布等地質(zhì)條件；各層巖土的類別、結(jié)構(gòu)、厚度和地基承載力；場地不良地質(zhì)現(xiàn)象分布、成因及治理措施；地基、邊坡的沉降分析等。

3.2 調(diào)查程序

3.2.1 第1階段：前期調(diào)研

非正規(guī)填埋場的典型特點(diǎn)是沒有詳細(xì)的填埋記錄，且污染控制措施不達(dá)標(biāo)。因此，在前期調(diào)查時(shí)應(yīng)采用資料收集、人員訪談和現(xiàn)場踏勘相結(jié)合的方式，以獲取垃圾填埋場的信息：①垃圾填埋場基本情況（垃圾場的范圍、啟用和封場時(shí)間、垃圾填埋記錄、堆填大致深度以及填埋場滲瀝液和填埋氣導(dǎo)排、防滲和覆蓋情況等）；②填埋場環(huán)境資料（場地內(nèi)及臨近區(qū)域土壤、大氣及地下水污染記錄，場地與自然保護(hù)區(qū)和水源地保護(hù)區(qū)的位置關(guān)系等）；③自然地理信息（如地形、地貌、土壤、水文、地質(zhì)、氣象資料）；④社會(huì)信息（如周邊敏感目標(biāo)人群分布和密度，及土地利用的歷史、現(xiàn)狀和規(guī)劃等；區(qū)域所在地的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃等）。

如果被調(diào)查垃圾填埋場或部分區(qū)域填埋年限在30 a以上或周邊敏感目標(biāo)近5 a來無污染記錄或無居民反映，則可認(rèn)為該區(qū)域可能趨于穩(wěn)定化［3］，那么在第2階段場地環(huán)境調(diào)查時(shí)可對該區(qū)域做少量布點(diǎn)，主要用以驗(yàn)證前期調(diào)查結(jié)果；若在同區(qū)域做過詳細(xì)場地調(diào)查的同類垃圾填埋場，也可參考做類比分析。

3.2.2 第2階段：地質(zhì)和環(huán)境調(diào)查

該階段的主要工作有地質(zhì)勘探孔布設(shè)和環(huán)境樣品采集分析。結(jié)合地質(zhì)勘探的進(jìn)度，同時(shí)進(jìn)行環(huán)境樣品采集，可節(jié)省大量的人力和物力。同時(shí)，在勘察時(shí)通過垃圾中相對完整的、具有年代特征的塑料包裝、物品等來推斷填埋時(shí)間，與前期調(diào)查結(jié)果相互印證。

3.2.2.1 勘探點(diǎn)及垃圾采樣點(diǎn)布置

1）布置原則：由于地質(zhì)勘探和環(huán)境監(jiān)測結(jié)果對于場地調(diào)查結(jié)論的影響最直接，因而要求所布設(shè)的點(diǎn)位能夠盡可能全面、準(zhǔn)確地代表并反映出場地特點(diǎn)，揭露場地范圍內(nèi)地層性質(zhì)和水文地質(zhì)情況、環(huán)境污染程度及其空間污染分布。同時(shí)，環(huán)境樣品采集及分析檢測工作量和費(fèi)用均較大，布設(shè)點(diǎn)位的數(shù)量要合理。

根據(jù)前期調(diào)查對填埋場的了解，按照垃圾的填埋時(shí)間和垃圾來源，在樣點(diǎn)布置時(shí)，可按以下原則進(jìn)行：①對于占地面積較大、可按填埋時(shí)間劃塊的區(qū)域應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行分區(qū)。對于同一分區(qū)內(nèi)填埋時(shí)間、垃圾來源相對一致的單元，可采用隨機(jī)布點(diǎn)法布設(shè)n個(gè)具體的監(jiān)測點(diǎn)位；對于同一分區(qū)內(nèi)填埋時(shí)間不能確定、垃圾來源復(fù)雜的單元，采用系統(tǒng)布點(diǎn)法在每一個(gè)分區(qū)內(nèi)布設(shè)具體的監(jiān)測點(diǎn)位。②對于占地面積較大、無法按填埋時(shí)間分區(qū)塊或由于開挖、搬運(yùn)等造成場地內(nèi)垃圾遷移、原始狀況遭破壞的區(qū)域，應(yīng)采用系統(tǒng)布點(diǎn)法。③對于填埋時(shí)間確定、面積較小的區(qū)塊可不進(jìn)行內(nèi)部分區(qū)，將其作為1個(gè)單獨(dú)的采樣單元。

2）布置密度：按照國內(nèi)污染場地調(diào)查的通行做法，單個(gè)監(jiān)測網(wǎng)格的面積400～1 600 m2為宜。根據(jù)前期調(diào)查分析結(jié)果，確定采樣點(diǎn)布設(shè)密度。若封場時(shí)間較長或垃圾來源較均勻，或有類似填埋場做過詳細(xì)場地調(diào)查，可做少量布點(diǎn)。

3） 縱向布點(diǎn)：根據(jù)垃圾堆體厚度設(shè)置采樣點(diǎn)，堆填厚度低于15 m高于3 m，分為上、中、下3層采樣，即表層覆蓋土層下總挖掘深度的1/6深處視為上層、總挖掘深度的1/2深處為中層、總挖掘深度的5/6深處為下層。若堆填厚度高于15 m，適當(dāng)增加采樣點(diǎn)，可按五點(diǎn)法采樣；若低于3 m，可分上、下兩層采樣。

3.2.2.2 滲瀝液和填埋氣樣品采集

在設(shè)有滲瀝液收集和處理設(shè)施的垃圾填埋場，采樣點(diǎn)設(shè)置在收集井或調(diào)節(jié)池的進(jìn)水口處；若無滲瀝液集中收集和處理設(shè)施的填埋場，在滲瀝液勘探鉆取點(diǎn)底部采集滲瀝液樣品。填埋氣樣品可在鉆勘探孔的過程中收集檢測。

3.2.2.3 周邊環(huán)境樣品

地表水、地下水、土壤和大氣等環(huán)境樣品的采集參考HJ/T 91—2002地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范、HJ/T 166—2006土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范、HJ/T 164—2004地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。

3.2.2.4 巖土、水文和環(huán)境參數(shù)監(jiān)測

巖土和水文地質(zhì)參數(shù)主要通過鉆探手段用于直觀揭露地層分布、原位測試和室內(nèi)測試獲得各巖土層的物理力學(xué)指標(biāo)。原位測試采用動(dòng)力觸探、標(biāo)貫試驗(yàn)、現(xiàn)場載荷試驗(yàn)方法；室內(nèi)試驗(yàn)可獲得垃圾、黏土、巖石等試樣的巖土強(qiáng)度及變形指標(biāo)；注水試驗(yàn)用于測定場地范圍內(nèi)垃圾層滲透系數(shù)，聯(lián)通試驗(yàn)用于測定場地范圍內(nèi)垃圾滲瀝液流向、預(yù)估其流速，提供水文參數(shù)。

環(huán)境參數(shù)的選取以及檢測、分析可參照 GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范、GB/T 18772—2008生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術(shù)要求、HJ/T 91—2002地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范、HJ/T 164—2004地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范、HJ/T 166—2006土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范、GB 16889—2008生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3.2.3 第3階段：風(fēng)險(xiǎn)分析

風(fēng)險(xiǎn)分析的目的在于分析污染物從場區(qū)擴(kuò)散的遷移路徑，并評估污染場地土壤和淺層地下水中污染物通過不同暴露途徑對人體健康帶來的風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)評估主要關(guān)注慢性、長期暴露或急性暴露。若第2階段環(huán)境調(diào)查確認(rèn)污染事實(shí)、且周邊存在可能的敏感人群，則需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。否則，可不進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。

根據(jù)美國環(huán)保署推薦的方法，場地健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)包括數(shù)據(jù)收集和分析、暴露評估、毒性評估和風(fēng)險(xiǎn)表征4方面的內(nèi)容。常用的健康風(fēng)險(xiǎn)評估模型有FRAMES、3MRA、HELP等［3］。同時(shí)，針對滿足風(fēng)險(xiǎn)分析所需參數(shù)，第3階段可能需要補(bǔ)充采樣。

4 結(jié)束語

對我國大量存在的非正規(guī)垃圾填埋場進(jìn)行治理、修復(fù)及再利用有利于盤活有限的城市土地資源。場地調(diào)查則為其提供可靠、科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。針對非正規(guī)垃圾填埋場的特點(diǎn)，基于前期調(diào)研，開展地質(zhì)和環(huán)境調(diào)查，并根據(jù)需要進(jìn)行危害性風(fēng)險(xiǎn)分析，為今后非正規(guī)垃圾填埋場的場地利用提供參考。筆者已按此調(diào)查方法對國內(nèi)的一些封場非正規(guī)垃圾填埋場進(jìn)行了前期調(diào)查，并取得了較好的效果，為未來對國內(nèi)封場非正規(guī)垃圾填埋場的場地調(diào)查與評估提供借鑒。

［1］李啟斌，劉丹.生物反應(yīng)器填埋場理論與技術(shù)［M］.北京：中國環(huán)境出版社，2010.

［2］王羅春，趙由才.城市生活垃圾填埋場穩(wěn)定化影響因素概述［J］.上海環(huán)境科學(xué)，2000，19（6）：292-295.

［3］Tansel B.Performance based decision system for determining post-closure care（PCC）period in Florida landfills final report［R］.Gainesville，F(xiàn)L：Hinkley Center for Solid and Hazardous Waste Management，2008.