垃圾填埋場地下水污染修復(fù)技術(shù)優(yōu)選研究

張士寬，王月，安達(dá)*，張伯強(qiáng)，周煉，賴健，涂婷

1.中國環(huán)境科學(xué)研究院國家環(huán)境保護(hù)地下水污染過程模擬與控制重點實驗室，北京 100012 2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京 100083

?

垃圾填埋場地下水污染修復(fù)技術(shù)優(yōu)選研究

張士寬1,2，王月1，安達(dá)1*，張伯強(qiáng)1，周煉1，賴健1，涂婷1

1.中國環(huán)境科學(xué)研究院國家環(huán)境保護(hù)地下水污染過程模擬與控制重點實驗室，北京 100012 2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京 100083

結(jié)合國內(nèi)外地下水污染場地的修復(fù)經(jīng)驗，綜合考慮當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)條件、地下水脆弱性、污染物特征等因素，采用層次分析法建立了修復(fù)技術(shù)優(yōu)化指標(biāo)體系；在此基礎(chǔ)上運用多準(zhǔn)則決策分析模型(MCDA)進(jìn)行地下水污染修復(fù)技術(shù)優(yōu)選排序，構(gòu)建垃圾填埋場地下水污染修復(fù)技術(shù)篩選模型；并以湖北省某簡易垃圾填埋場為例進(jìn)行應(yīng)用研究。結(jié)果表明：在備選的5種場地地下水修復(fù)技術(shù)(監(jiān)測自然衰減技術(shù)、滲透反應(yīng)格柵、多相抽提技術(shù)、抽出-處理技術(shù)、原位微生物修復(fù)技術(shù))中，抽出-處理技術(shù)、原位微生物修復(fù)技術(shù)較為理想。綜合考慮該污染場地條件、地下水污染治理要求及附近受體分布情況，得到最佳修復(fù)方案為：高污染風(fēng)險區(qū)域采用抽出-處理技術(shù)和原位微生物修復(fù)技術(shù)組合；低污染風(fēng)險區(qū)域采用監(jiān)測自然衰減技術(shù)。

垃圾填埋場；地下水污染；修復(fù)技術(shù)；多準(zhǔn)則決策分析(MCDA)

近年來，垃圾填埋場滲濾液污染地下水的事件屢見不鮮[1-2]，且滲濾液對地下水的污染是一個長期的過程，填埋場封場后生物分解過程還會持續(xù)10～20 a，在封場后的70～100 a仍然可能有滲濾液滲出[3-6]，垃圾填埋場已成為我國地下水最主要的污染源之一，地下水污染修復(fù)工作迫在眉睫。如何科學(xué)地開展生活垃圾填埋場地下水污染修復(fù)工作是我國“十三五”期間研究熱點之一，目前在垃圾填埋場地下水污染修復(fù)技術(shù)的選取方面主要靠專業(yè)技術(shù)人員的主觀判斷，仍存在一定的盲目性和隨意性。因此，針對不同地區(qū)垃圾填埋場的場地條件及污染狀況，在綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會等因素條件下，制定出適合當(dāng)?shù)貙嶋H情況的、科學(xué)客觀的地下水修復(fù)方案顯得尤為重要。

多準(zhǔn)則決策分析(multiple criteria decision analysis, MCDA)模型是一種可將具有相互沖突、不可共度的有限(無限)方案集中進(jìn)行選擇的決策方法，該方法能夠?qū)⒅饔^定性評價轉(zhuǎn)化為定量表達(dá)，使之更加科學(xué)化，克服了決策者的個人偏好，提高了決策的有效性[7-9]。筆者將MCDA模型應(yīng)用于垃圾填埋場地下水污染修復(fù)技術(shù)優(yōu)化研究，并以湖北某垃圾填埋場為例開展應(yīng)用研究，制定適用于該場地的地下水污染修復(fù)技術(shù)優(yōu)化方案，以期為科學(xué)開展地下水污染修復(fù)工作提供參考。

1 研究方法

1.1 地下水污染修復(fù)技術(shù)優(yōu)化指標(biāo)體系的建立

參考《美國超級基金項目修改報告》[10]、《污染場地修復(fù)技術(shù)報告(目錄)》[11]，并結(jié)合我國地下水修復(fù)技術(shù)的發(fā)展情況，采用層次分析法構(gòu)建地下水修復(fù)技術(shù)優(yōu)化指標(biāo)體系，構(gòu)建修復(fù)技術(shù)優(yōu)化指標(biāo)體系時應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)因素、場地水文地質(zhì)特征及資源環(huán)境因素等[12]。指標(biāo)體系包括準(zhǔn)則層〔經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)(B1)、技術(shù)指標(biāo)(B2)及社會環(huán)境指標(biāo)(B3)〕和指標(biāo)層〔設(shè)備投資(C1)、運行費用(C2)、后期處理費用(C3)、修復(fù)周期(C4)、污染物去除效率(C5)、技術(shù)成熟度(C6)、場地適用性(C7)、資源消耗(C8)、周圍影響(C9)和公眾認(rèn)可度(C10)〕等(圖1)。

圖1 地下水修復(fù)技術(shù)優(yōu)選指標(biāo)體系Fig.1 Index system of groundwater remediation technology optimization

1.2 基于MCDA的地下水污染修復(fù)技術(shù)優(yōu)化方法

利用MCDA模型中的消去和選擇轉(zhuǎn)化法，并結(jié)合改進(jìn)的ELECTERⅡ處理地下水修復(fù)技術(shù)優(yōu)選中的離散型決策問題[13-14]，對初篩的地下水修復(fù)技術(shù)進(jìn)行比選，提出修復(fù)技術(shù)優(yōu)選順序，并確定最優(yōu)修復(fù)方案。

(1)構(gòu)建地下水污染修復(fù)技術(shù)篩選指標(biāo)初始矩陣，并進(jìn)行規(guī)范化處理。通過收集資料、查閱文獻(xiàn)和征詢專家意見構(gòu)建各方案屬性值的初始矩陣，利用線性變換進(jìn)行屬性值的規(guī)范化。

(2)進(jìn)行地下水污染修復(fù)技術(shù)篩選指標(biāo)體系的相關(guān)性分析。為了確保指標(biāo)體系的有效性，計算指標(biāo)體系中各指標(biāo)的協(xié)方差及標(biāo)準(zhǔn)差，并對各項指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，計算指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)，從而根據(jù)相關(guān)系數(shù)得出各項指標(biāo)之間的相關(guān)性，排除高度相關(guān)的指標(biāo)體系。

(3)確定指標(biāo)體系中各指標(biāo)的權(quán)重。利用層次分析模塊建立層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造兩兩判斷矩陣，求得各指標(biāo)權(quán)重值。

(4)計算正規(guī)化多準(zhǔn)則決策矩陣。假設(shè)有m個方案，n個評價指標(biāo)，正規(guī)化多準(zhǔn)則決策矩陣(Vij)可由下式求得：

(1)

式中：rij為規(guī)范化的第i個方案對應(yīng)第j個評價指標(biāo)的屬性值；ωj為指標(biāo)的權(quán)重。

(5)計算一致矩陣與非一致矩陣。利用MCDA模型中改進(jìn)的ELECTREⅡ建立一致與非一致矩陣。

首先對正規(guī)化多準(zhǔn)則決策矩陣中任意2行進(jìn)行比較，若第k列中第i行的屬性值(vik)比第j行的屬性值(vjk)偏好程度高(vik≥vjk)，則k歸類于一致性集合(Cij)，否則歸類于非一致性集合(Dij)，其中k=1,2,…,n。一致性集合與非一致性集合可用下式表達(dá)：

(2)

將每個一致性和非一致性集合中各元素代表的指標(biāo)的權(quán)重分別相加，得到一致性矩陣(C)和非一致性矩陣(D)：

(3)

(4)

式中：cij表示方案ai比方案aj的相對優(yōu)勢指數(shù)；dij表示方案ai比方案aj的相對劣勢指數(shù)。

考慮指標(biāo)的權(quán)重信息，式(4)中分子為劣勢集中標(biāo)號所對應(yīng)2個方案的加權(quán)屬性值之差中的最大值，分母為各目標(biāo)中對應(yīng)2個方案的加權(quán)屬性值之差的最大值。最后計算修正非一致性矩陣(D′)：

(5)

(6)計算修正型加權(quán)合計矩陣：

(6)

(7)計算凈優(yōu)勢值并進(jìn)行排序。根據(jù)所求得修正非一致矩陣及修正型加權(quán)合計矩陣，計算出凈優(yōu)勢值，根據(jù)凈優(yōu)勢值的大小進(jìn)行優(yōu)劣排序。

(7)

式中Cy為方案ay對其他方案的加權(quán)合計優(yōu)勢之和減去其他方案相對方案ai的加權(quán)合計優(yōu)勢之和，反映了方案的加權(quán)合計凈優(yōu)勢。Cy越大，表示方案ay越優(yōu)。

2 案例研究

2.1 研究區(qū)概況

研究所選垃圾填埋場位于湖北省東南部，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)該場地為簡易生活垃圾填埋場，無人工防滲膜以及任何帶有滲濾液處理或預(yù)處理設(shè)施。該填埋場自1999年開始投入運行，占地80 000 m2，庫容量150萬m3，日處理垃圾350 t，已填埋垃圾約120萬t，于2010年封場綠化。

該場地三面環(huán)山，且地處低洼處，場內(nèi)海拔高度約50 m，周圍東、西、北面山體頂海拔高度80～120 m，南面地勢逐漸降低。地下水主要有上層滯水、垃圾滲濾液及潛水。上層滯水賦存于人工填土覆蓋層中，主要受大氣降水的入滲補給，地下水位埋深0.8～5.6 m。垃圾滲濾液賦存于覆蓋層下的填埋垃圾層中，與上層滯水互通成為一個含水層。潛水含水層主要賦存于場地底部的中粗砂層中，主要接受側(cè)向地下水的補給，地下水埋深24.6～33.2 m。

研究區(qū)域現(xiàn)有4個居民區(qū)(D、E、F和G)。通過現(xiàn)場踏勘，確定該區(qū)域地下水總體流向為由北到南。在場地及附近區(qū)域共設(shè)置8處地下水采樣點(圖2)。為進(jìn)一步了解污染場地地下水污染狀況，劃分重點治理區(qū)域，根據(jù)場地水文地質(zhì)條件以及污染物分布特點，利用地下水脆弱性和污染源綜合評價耦合模型，并運用GIS平臺建立各因素的空間圖層，將圖層疊加進(jìn)行構(gòu)圖表征，進(jìn)行污染區(qū)域地下水污染風(fēng)險等級劃分，最終把該區(qū)域分為5個等級：Ⅰ、Ⅱ級分區(qū)為低污染風(fēng)險區(qū)；Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級分區(qū)為高污染風(fēng)險區(qū)(圖3)。

圖2 研究區(qū)采樣點分布Fig.2 Sampling points in the study site

圖3 研究區(qū)地下水污染風(fēng)險等級分區(qū)Fig.3 Groundwater pollution risk mapping of the study site

由圖3可知，地下水高污染風(fēng)險區(qū)集中分布在垃圾填埋場附近區(qū)域，由垃圾填埋場向周邊污染物風(fēng)險指數(shù)逐漸變??；場地下游居民區(qū)D和E的地下水存在較大的污染風(fēng)險。

對研究區(qū)滲濾液各項指標(biāo)進(jìn)行了現(xiàn)場監(jiān)測，主要常規(guī)污染物檢測結(jié)果如表1所示。根據(jù)GB 16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》[15]的排放限值可知，研究區(qū)滲濾液中氨氮濃度超標(biāo)，為排放限值的31.76倍。主要有機(jī)污染物中，苯濃度為3.1 μg/L，其他有機(jī)項目未檢出，有機(jī)污染物檢測結(jié)果均未超標(biāo)。另對研究區(qū)地下水質(zhì)進(jìn)行了檢測，依據(jù)GB/T 14848—93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[16]的分類排放限值可知，僅在D區(qū)域附近檢測到氨氮濃度略超Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值。綜上結(jié)果，表明該場地的主要特征污染物為氨氮。

表1 研究區(qū)滲濾液主要常規(guī)污染物檢測結(jié)果

Table 1 Detection result of major pollutants in leachate of the study site mgL

表1 研究區(qū)滲濾液主要常規(guī)污染物檢測結(jié)果

污染物氨氮濃度六價鉻濃度砷濃度鎘濃度鉛濃度汞濃度檢測值794<0.0040.034<0.0001<0.001<0.0005排放限值1)250.050.10.010.10.001

1)執(zhí)行GB 16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。

2.2 修復(fù)技術(shù)初篩

根據(jù)調(diào)研及地下水污染分區(qū)評價結(jié)果，該垃圾填埋場及其附近區(qū)域受到地下水污染，下游居民區(qū)D和E有較高的污染風(fēng)險，需采用主動修復(fù)技術(shù)進(jìn)行污染地下水修復(fù)。鑒于該垃圾填埋場地下水中的特征污染物為氨氮，且屬于簡易垃圾填埋場，無人工防滲膜及任何帶有滲濾液處理或預(yù)處理的設(shè)施設(shè)備，由此確定修復(fù)治理的整體思路為設(shè)置隔水帷幕切斷源污染對下游可能造成的環(huán)境影響，同時對已污染的地下水開展修復(fù)工作。

根據(jù)修復(fù)技術(shù)的修復(fù)能力、施工場地要求、能耗需求、適用濃度范圍、適用地下水埋深等，對地下水污染修復(fù)技術(shù)進(jìn)行初篩。作為備選方案篩選出5種修復(fù)技術(shù)：監(jiān)測自然衰減技術(shù)(X1)、滲透反應(yīng)格柵(X2)、多相抽提技術(shù)(X3)、抽出-處理技術(shù)(X4)和原位微生物修復(fù)技術(shù)(X5)[17-20]。

2.3 修復(fù)技術(shù)優(yōu)化指標(biāo)評分

依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及現(xiàn)場經(jīng)驗數(shù)據(jù)[21-25]，對各技術(shù)的成熟性、時間條件及資金條件進(jìn)行綜合對比，分析各技術(shù)的適應(yīng)性，邀請專家采用九標(biāo)度評分法[26]對篩選的5種修復(fù)技術(shù)方案(X1～X5)中的各指標(biāo)(C1～C10)屬性進(jìn)行評分及歸一化處理，將所有指標(biāo)值轉(zhuǎn)化為[0,1]區(qū)間(表2)。

表2 地下水污染修復(fù)技術(shù)優(yōu)選指標(biāo)評分

注：括號內(nèi)為歸一化處理的轉(zhuǎn)化值。

2.4 修復(fù)技術(shù)優(yōu)化指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)地下水修復(fù)技術(shù)優(yōu)選指標(biāo)體系(圖1)，通過組織相關(guān)領(lǐng)域的專家召開研討會，獲得各因素的相對權(quán)重。專家根據(jù)自身專業(yè)背景的經(jīng)驗判斷，對同一層次的限制因素或評價因素進(jìn)行兩兩比較，根據(jù)重要性做出標(biāo)度判斷，然后構(gòu)成兩兩比較矩陣，計算得出各因素的平均相對權(quán)重(表3和表4)。

表3 目標(biāo)層(A)與制約層(B)判斷矩陣

表4 各制約層判斷矩陣

注：Wij為指標(biāo)層各指標(biāo)分別在其制約層內(nèi)的權(quán)重。

由表3可知，B1、B2和B3的權(quán)重分別為0.258 3，0.637 0，0.104 7，一致性檢驗(CR)為0.033 2，小于0.10，具有滿意的一致性。將目標(biāo)層與制約層及各制約層的判斷矩陣結(jié)果進(jìn)行層次總排序，得到總排序的一致性檢驗為0.004 7(表5)，小于0.10，表明具有滿意的一致性，層次總排序結(jié)果有效。權(quán)重分析結(jié)果表明，在地下水修復(fù)技術(shù)優(yōu)化中，設(shè)備投資、運行費用、后期處理費用、修復(fù)周期、污染物去除效率、技術(shù)成熟度、場地適用性、資源消耗、周圍影響及公眾認(rèn)可度10項指標(biāo)所占的權(quán)重依次為0.110 7,0.110 7,0.036 9,0.034 4,0.255 8,0.255 8,0.091 0,0.027 0,0.011 0,0.066 7(表6)。

表5 總排序一致性檢驗

注：CR=∑WiCI(i)∑WiRI(i)。Wi分別為B1、B2、B3的權(quán)重,∑Wi=1(i=1,2,3)。

表6 各指標(biāo)權(quán)重

注：Wij為指標(biāo)層各指標(biāo)分別在其制約層內(nèi)所占權(quán)重。

2.5 修復(fù)技術(shù)優(yōu)化

2.5.1 正規(guī)化多準(zhǔn)則決策矩陣計算

研究對象為具有5個方案(X1～X5)和10項指標(biāo)(C1～C10)的決策問題，其正規(guī)化多準(zhǔn)則決策矩陣見表7。

表7 正規(guī)化多準(zhǔn)則決策矩陣

2.5.2 一致性矩陣和非一致性矩陣計算

由式(3)和式(4)分別求得一致矩陣C與非一致矩陣D：

由式(5)求得修正非一致性矩陣D′：

2.5.3 修正型加權(quán)合計矩陣計算

根據(jù)式(6)利用一致性矩陣和修正型非一致性矩陣中對應(yīng)位置的元素相乘便可得到以下的修正型加權(quán)合計矩陣E：

2.5.4 凈優(yōu)勢值及排序

根據(jù)式(7)得到：C1=-0.609 5，C2=-1.458 6，C3=0.104 6，C4=1.565 8，C5=0.397 7。

各方案的加權(quán)合計凈優(yōu)勢值排序為C4>C5>C3>C1>C2，最終得到各方案由優(yōu)到劣的排序為X4>X5>X3>X1>X2(圖4)。

X1—監(jiān)測自然衰減技術(shù)；X2—滲透反應(yīng)格柵技術(shù)；X3—多相抽提技術(shù)；X4—抽出-處理技術(shù)；X5—原位微生物修復(fù)技術(shù)。圖4 地下水污染修復(fù)技術(shù)凈優(yōu)勢值排序Fig.4 Sorting results based on the net value of the advantages worth of remediation technologies

2.6 修復(fù)方案確定

從圖4可以看出，多相抽提技術(shù)、抽出-處理技術(shù)、原位微生物修復(fù)技術(shù)的凈優(yōu)勢值均為正值，均可作為該場地的修復(fù)方案，其中，抽出-處理技術(shù)優(yōu)勢最明顯，為最優(yōu)選擇。每種修復(fù)技術(shù)都存在其優(yōu)勢及局限性，而該場地污染源類型并非單一物質(zhì)，且污染狀況受氣象水文等條件影響也使得僅采用單一修復(fù)技術(shù)難以達(dá)到要求。目前該區(qū)域地下水主要污染物是氨氮，且高污染風(fēng)險區(qū)集中分布，低污染風(fēng)險區(qū)修復(fù)區(qū)域較大，應(yīng)針對不同風(fēng)險區(qū)域采取相應(yīng)的修復(fù)措施。綜合考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平、該垃圾填埋場污染特征及地下水治理要求，結(jié)合多準(zhǔn)則決策分析結(jié)果，得出最佳方案：對于高污染風(fēng)險區(qū)域采用抽出-處理技術(shù)+原位微生物修復(fù)技術(shù)；對于低污染風(fēng)險區(qū)域采用監(jiān)測自然衰減技術(shù)(圖5)。

圖5 地下水修復(fù)治理技術(shù)路線Fig.5 Technical route for remediation of groundwater

該垃圾填埋場場地含水層滲透性較好，對于地下水抽出處理較為有利，在高風(fēng)險污染區(qū)，通過不斷地抽出被氨氮污染的地下水，使氨氮污染暈的范圍減小，降低氨氮污染程度，促使含水層介質(zhì)中的氨氮通過向水中轉(zhuǎn)化而得到去除。在抽出處理后期，隨著污染物去除效果降低，可采用原位生物修復(fù)，實現(xiàn)硝化菌對氨氮的生物去除，進(jìn)一步提高污染場地的修復(fù)效果。抽出的污染地下水處理達(dá)標(biāo)后回灌至原含水層。

對于低風(fēng)險污染區(qū)域采用監(jiān)測自然衰減技術(shù)，根據(jù)場地地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)特點等信息，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析地下水中污染物的變化規(guī)律，掌握污染物降解進(jìn)程。

3 結(jié)論

(1)結(jié)合案例垃圾填埋場場地污染特征以及地下水治理要求，運用MCDA模型對5種地下水修復(fù)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)選排序，其凈優(yōu)勢值最優(yōu)排序為X4(抽出-處理技術(shù))>X5(原位微生物修復(fù)技術(shù))>X3(多相抽提技術(shù))>X1(監(jiān)測自然衰減技術(shù))>X2(滲透反應(yīng)格柵技術(shù))。

(2)適合該垃圾填埋場地下水修復(fù)的方案為：高污染風(fēng)險區(qū)域采用抽出-處理技術(shù)+原位微生物修復(fù)技術(shù)；低污染風(fēng)險區(qū)域采用監(jiān)測自然衰減技術(shù)，并對該區(qū)域進(jìn)行長期的地下水水質(zhì)動態(tài)監(jiān)測。

[1] 趙勇勝.地下水污染場地風(fēng)險管理與修復(fù)技術(shù)篩選[J].吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版),2012,42(5):1426-1433. ZHAO Y S.Risk management and screening of remediation technologies for contaminated groundwater site[J].Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2012,42(5):1426-1433.

[2] 羅蘭.我國地下水污染現(xiàn)狀與防治對策研究[J].中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2008(2):72-75. LUO L.Research on groundwater pollution and its prevention-control policy in China[J].Journal of China University of Geosciences(Social Sciences Edition),2008(2):72-75.

[3] 薛紅琴,速寶玉,盛金昌,等.垃圾填埋場滲濾液的防滲措施和地下水的污染防護(hù)[J].安全與環(huán)境學(xué)報,2002(4):18-22. XUE H Q,SU B Y,SHENG J C,et al.Anti-seeping measures for landfill leachate and groundwater pollution control[J].Journal of Safety and Environment,2002(4):18-22.

[4] 劉增超,何連生,董軍,等.簡易垃圾填埋場地下水污染風(fēng)險評價[J].環(huán)境科學(xué)研究,2012,35(7):833-839. LIU Z C,HE L S,DONG J,et al.Risk assessment of groundwater pollution for simple waste landfill[J].Research of Environmental Sciences,2012,35(7):833-839.

[5] 李玲,喻曉,王颋軍,等.武漢金口垃圾填埋場對地下水環(huán)境的影響分析[J].環(huán)境污染與防治,2016(2):7-12. LI L,YU X,WANG T J,et al.The influence analysis of Jinkou landfill on the groundwater quality in Wuhan City[J].Environmental Pollution & Control,2016(2):7-12.

[6] 謝佳婕,李憶雯,丁桑嵐.簡易生活垃圾填埋場封場環(huán)境風(fēng)險評價綜述[J].綠色科技,2014(10):210-212.

[7] GUITOUNI A,MARTEL J M.Tentative guidelines to help choosing an appropriate MCDA method[J].European Journal of Operational Research,1998,109(2):501-521.

[8] 李安婕,全向春,王龑,等.基于PROMETHEEⅡ法的污染場地土壤修復(fù)技術(shù)篩選及應(yīng)用[J].環(huán)境工程學(xué)報,2012,6(10):3767-3773. LI A J,QUAN X C,WANG Y,et al.Selection of contaminated site soil remediation technology based on PROMETHEEⅡ[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2012,6(10):3767-3773.

[9] 張伯強(qiáng),安達(dá),王月,等.基于MCDA的沙漠地區(qū)污染場地地下水修復(fù)技術(shù)優(yōu)化方法[J].環(huán)境工程學(xué)報,2016,10(10):5521-5527. ZHANG B Q,AN D,WANG Y,et al.Optimization methodology of groundwater remediation technologies of contaminated sites in the desert areas by multi-criteria decision analysis[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2016,10(10):5521-5527.

[10] US EPA.Super fund remedy report:542-R-13-016[R].14th ed.Washington DC:US EPA,2013.

[11] 環(huán)境保護(hù)部.污染場地修復(fù)技術(shù)報告[R].北京:環(huán)境保護(hù)部,2014.

[12] 張伯強(qiáng),席北斗,高柏,等.基于層次分析法的模糊綜合評判在危險廢物填埋場場址比選中的應(yīng)用[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報,2016,6(3):275-283. ZHANG B Q,XI B D,GAO B,et al.An optimization methodology for hazardous waste landfill sites based on analytic hierarchy process and fuzzy evaluation[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2016,6(3):275-283.

[13] 魏建洲.關(guān)于ELECTREⅡ方法若干問題的研究[D].蘭州:西北師范大學(xué),2009.

[14] 徐克龍.基于ELECTRE法的風(fēng)險決策方法[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004,21(1):7-10. XU K L.Risk decision-making method based on ELECTRE[J].Journal of Chongqing Technology and Business University(Natural Science Edition),2004,21(1):7-10.

[15] 環(huán)境保護(hù)部,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)：GB 16889—2008[S].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2008.

[16] 國家技術(shù)監(jiān)督局.地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 14848—93[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1994.

[17] 張颯,劉芳,蘇敏,等.地下水污染生物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].水科學(xué)與工程技術(shù),2012(2):29-31. ZHANG S,LIU F,SU M,et al.Research summary on groundwater pollution bioremediation technology[J].Water Sciences and Engineering Technology,2012(2):29-31.

[18] 井柳新,程麗.地下水污染原位修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].水處理技術(shù),2010(7):6-9. JING L X,CHENG L.Progress and status of in situ remediation technology of groundwater[J].Technology of Water Treatment,2010(7):6-9.

[19] 李同燕,胡偉武,李文奇,等.地下水污染修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[C]//中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會.成都:中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會,2014.

[20] 李瑋,王明玉,韓占濤,等.棕地地下水污染修復(fù)技術(shù)篩選方法研究:以某廢棄化工廠污染場地為例[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2016(3):131-140. LI W,WANG M Y,HAN Z T,et al.Screening process of brownfield site groundwater remedial technologies a case study of an abandoned chemical factory contaminated site[J].Hydrogeology & Engineering Geology,2016(3):131-140.

[21] AN D,JIANG Y H,XI B D,et al.Analysis for remedial alternatives of unregulated municipal solid waste landfills leachate-contaminated groundwater[J].Frontiers of Earth Science,2013,7(3),310-319.

[22] US EPA.Annual superfund report to congress for fiscal 2004[EB/OL].(2005-08-26).Washington DC:US EPA.http://www.epa.gov/oig/report/2005/20050826-EPA-350-R-05.001.pdf.

[23] 楊彥,于云江,王宗慶,等.區(qū)域地下水污染風(fēng)險評價方法研究[J].環(huán)境科學(xué),2013,34(2):653-661. YANG Y,YU Y J,WANG Z Q,et al.Study on the risk assessment of regional groundwater pollution[J].Environmental Science,2013,34(2):653-661.

[24] HUSAIN T,KHAN F I,HEJAZI R.An overview and analysis of site remediation technologies[J].Journal of Environmental Management,2004,71:95-122.

[25] SPIRA Y,HENSTOCK J,NATHANAIL P,et al.A European approach to increase innovative soil and groundwater remediation technology applications[J].Remediation Journal,2006,16(4):81-96.

[26] 鐘振宇,柴立元,劉益貴,等.基于層次分析法的洞庭湖生態(tài)安全評估[J].中國環(huán)境科學(xué),2010,30(增刊):41-45. ZHONG Z Y,CHAI L Y,LIU Y G,et al.Ecological security evaluation based on AHP of Lake Dongting[J].China Environmental Science,2010，30(Suppl 1):41-45. ○

Remediation technology optimization for groundwater contamination of municipal solid waste landfill

ZHANG Shikuan1,2, WANG Yue1, AN Da1, ZHANG Boqiang1, ZHOU Lian1, LAI Jian1, TU Ting1

1.State Environmental Protection Key Laboratory of Simulation and Control of Groundwater Pollution, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 2.College of Geoscience and Surveying Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China

Comprehensively considering local socio-economic conditions, groundwater vulnerability and pollutant characteristics and other factors, and learning from environmental remediation experience of domestic and foreign groundwater pollution sites, the analytic hierarchy process (AHP) method was used to establish the optimization index system of remediation technologies. Then a multi-criteria decision analysis (MCDA) model was adopted to sort the groundwater pollution remediation technologies, and establish a screening model of groundwater pollution remediation technologies. For this purpose, an applied research on a simple landfill site in Hubei Province was carried out. The results show that extraction treatment and in-situ microbial remediation technologies are more practical among the five alternative technologies of groundwater remediation applicable to this landfill site, including technologies of monitored natural attenuation, permeable reactive barriers (PRBs), multi-phase extraction (MPE), pump-and-treat systems (P & T) and in-situ microbial remediation. Based on the specific site conditions, groundwater pollution control requirements and distribution of nearby receptors of this landfill site, the optimal remediation scheme is determined as follows: P&T and in-situ microbial remediation technology should both apply to areas with risk of high pollution while the monitored natural attenuation technology should be adopted for areas with risk of low pollution.

municipal solid waste landfill; groundwater pollution; remediation technology; multi-criteria decision analysis( MCDA)

2016-11-21

2016年全國地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況調(diào)查評估(144130012110302)

張士寬(1989—)，男，碩士，主要從事地下水污染風(fēng)險評估、工程環(huán)境物探研究，zsk5965@163.com

*責(zé)任作者：安達(dá)(1979—)，女，副研究員，博士，主要從事地下水污染風(fēng)險評估與防控，anda@craes.org.cn

X523

1674-991X(2017)04-0463-07

10.3969/j.issn.1674-991X.2017.04.063

張士寬，王月，安達(dá),等.垃圾填埋場地下水污染修復(fù)技術(shù)優(yōu)選研究[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報,2017,7(4):463-469.

ZHANG S K, WANG Y, AN D, et al.Remediation technology optimization for groundwater contamination of municipal solid waste landfill[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2017,7(4):463-469.