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[摘要]为研究上海市某区生活垃圾填埋场对周边土壤和地下水环境质量的影响，以研究区内3座封场管理的填埋场为研究对象，进行土壤和地下水采样分析，并采用内梅罗综合污染指数法以及评分法对环境质量进行评价。结果表明，填埋场附近土壤环境质量整体良好，地下水环境质量则处于较差水平，地下水受到填埋场的影响较为明显，水质呈现恶化趋势。研究结果可为填埋场二次污染防控提供样本数据，并有助于填埋场防控措施的制定，对保障填埋场周边居民生产生活具有十分重要的意义。
[关键词]生活垃圾；填埋场；环境污染；地下水；评价
伴随着城市化进程的加快，城市产生的生活垃圾数量快速增加，目前，我国有60%以上的生活垃圾采用填埋法进行处理[1]，此外，生活垃圾的处理方式还有焚烧、堆肥、堆放简易处理等。我国早期建设的一些垃圾填埋场，因缺乏相应的法律规范和技术，在运行过程中忽略了防渗措施[2]，导致大量垃圾渗滤液的渗漏污染周边土壤和地下水，甚至严重影响周边居民的生产生活。垃圾渗滤液含很多毒性因子[3]，组成成分通常也比较复杂，若未做防渗措施，有毒成分极易渗透到土壤和地下水中，从而危害周边居民的健康安全。因此，尽可能降低生活垃圾填埋场周边土壤和地下水的污染风险，重视生活垃圾填埋场防渗措施，定期监测填埋场周边土壤和地下水，成为垃圾填埋场封场后管理工作的重心。本文结合上海市某区3个非正规生活垃圾填埋场土壤和地下水季度监测结果，对填埋场周边土壤和地下水环境质量进行评价，结果可为填埋场污染防控工作提供数据支持，并有助于填埋场防控措施的制定，对保障填埋场周边居民生产生活具有十分重要的意义。
1材料与方法
1.1生活垃圾填埋场概况
本次研究的3个对象均为上海市非正规生活垃圾填埋场，分别为A填埋场、B填埋场、C填埋场。A填埋场整体占地面积约25亩，2002年启用，2013年12月进行简易封场，共填埋垃圾约7.2万吨；B填埋场整体占地面积约16亩，2004年投入使用，2009年关闭，累计填埋量3万吨；C填埋场占地约为64亩，1992年投入使用，2013年关闭，累计填埋生活垃圾107万吨。填埋场垃圾种类均为附近乡镇居民生活垃圾，目前3座填埋场已完成封场工作。
1.2测试指标与点位布设
样品采集和监测分析分别按照《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)(以下简称GB36600)、《地下水环境监测技术规范》(HJ/T164-2004)等相关要求进行。3座填埋场土壤和地下水监测指标相同，土壤监测指标为砷、铬(六价)、铅、汞、铜、镍、镉、苯并(a)芘和总石油烃(C10-C40)，共9项；地下水监测指标为pH值、砷、铬(六价)、铜、铅、汞、镍、镉、铁、锰、氨氮、总硬度、氯化物、耗氧量、溶解性总固体、总大肠菌群、亚硝酸盐、硝酸盐，共18项；填埋场监测频次均为1次/季度。本次研究数据来源为2021年3月至2022年2月填埋场季度监测数据。地下水监测点的设置充分考虑了填埋场周边水文地质条件，每个填埋场均设置地下水采样点均为4个，其中填埋区地下水流向上游为本底井1号，垂直填埋场地下水走向的填埋区两侧为污染扩散井2号、3号，填埋场地下水流向下游为污染监视井4号；土壤采样点4个，采集位于地下水监测井旁的表层土壤样品(0~50cm)。
2检测结果与现状评价
2.1检测结果分析
2.1.1土壤检测结果分析
填埋场运行过程中，场地内的表层土壤极易受到污染。本研究通过对3个填埋场总计36个土壤样本进行汇总后，得到的结果见表1。研究过程中，土壤评价标准采用GB36600中第二类用地筛选值。结果显示，土壤样品中砷、镉、铜、铅、汞、镍、石油烃(C10-C40)在场地内有检出，但检出值均未超出GB36600中第二类用地筛选值，苯并(a)芘、六价铬全部未检出，表明场地周边土壤未受明显污染。不同点位之间的变异程度能够通过变异系数的大小来显示，从而推论出人为因素对元素分布的影响程度[4-5]。当变异系数很小，说明该区域的化学污染物检出值接近背景含量；反之，则说明其人为因素对化学污染物的分布起关键性作用[6]。由表1可知，A填埋场检出物重金属砷、镉、铜、铅、汞、镍以及总石油烃的变异系数分别为93.76%、44.07%、115%、53.11%、50.33%、79.65%，B填埋场检出物重金属镉、汞、总石油烃的变异系数分别为63.27%、51.32%、117.62%，C填埋场检出物重金属镉、铜、汞、镍和总石油烃的变异系数分别为47.39%、46.59%、132.18%、46.16%、69.9%，以上检出值均属于高度变异(变异系数＞36%)。因此，本次研究中，土壤环境质量受到了填埋场堆体的影响，其分布受填埋因素影响由小到大分别为B填埋场＞C填埋场＞A填埋场，受影响的土壤化学污染物为镉、汞、总石油烃。
2.1.2地下水检测结果分析
本次地下水评价标准采用《地下水质量标准》(GB/T14818-2017)(以下简称GB/T14818-2017)。该标准中将地下水水质可分为5类，上海地区地下水环境质量监测标准通常采用Ⅳ类标准。通过对3个填埋场总计36个地下水样本进行汇总后(见表2)，地下水样品中除总硬度、氯化物、耗氧量、氨氮外，其他所有检测项均可以满足GB14848-2017中Ⅳ类标准，铬(六价)、铜、总大肠菌群未在地下水样品中检出。由表2可知，3个填埋场的大部分检测因子的变异系数均高于36%，均属于高度变异，由此可见，该区域填埋场地下水环境质量受到填埋场堆体的影响明显。地下水样品中，总硬度、氯化物、耗氧量、氨氮等检测因子在填埋场地下水样品中不同程度存在超标情况，其中总硬度最大超标倍数为1.72，氯化物最大超标倍数为2.28，耗氧量最大超标倍数为1.53，氨氮最大超标倍数为1.43；其超标原因可能与该区域雨季和旱季地下水流向变化有关。
2.2现状评价
目前，国内外学者最常采用内梅罗指数法来进行综合污染指数的计算[7-8]，该方法能够客观地、全面地分析各种检出化学污染物对土壤和地下水环境质量的影响。因此，本次研究采用内梅罗综合污染指数法对检出污染物进行评价，其计算公式如下。式中：Pi为单因子污染指数，可反映i的污染程度；Ci为实测值；Si为评价标准值。其中，当Pi≤1时，表示未被污染；Pi＞1，则表示存在污染情况，值越大，表明污染情况愈严重。
2.2.1土壤现状评价
参照内梅罗综合污染物指数分级标准，对土壤环境质量进行评价，具体分级如表3所示。经公式计算，所有土壤化学污染物的单项污染指数均小于1，表明填埋场周边土壤整天环境质量良好。3座填埋场周边土壤样品的内梅罗综合污染指数计算得出范围为0.004~0.537，均值为0.132，综合污染指数均小于0.7，填埋场附近土壤环境质量状况均处于无污染状态。
2.2.2地下水现状评价
选取地下水样品中的砷、总硬度、溶解性总固体、氯化物、锰、耗氧量、氨氮、硝酸盐等因子作为评价参数，采样内梅罗综合污染指数法对地下水环境质量进行评价[9]，具体污染级别划分如表4所示。A填埋场地下水样品的综合污染指数范围为0.003~0.633，属于合格级别；B填埋场地下水样品的综合污染指数范围为0.001~1.495，部分检测因子综合污染指数处于1≤P＜2.5段，因此判断地下水环境质量为轻微不合格级别；C填埋场地下水样品的综合污染指数范围为0.001~1.761，根据水质等级划分，部分检测因子综合污染指数处于1≤P＜2.5段，因此判断地下水环境质量为轻微不合格级别。本研究地下水环境质量的评价可采用评分法[10]，即根据GB14848-2017不同水质标准分别对各单项组分进行评价，划分所属质量类别，I类、II类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类依次赋值0、1、3、6、10。填埋场地下水质量分级依据综合评分值进行划分，划分标准如表5所示，计算公式如公式3所示。式中F为综合评分值；iF为平均评分值；Fmax为评分值的最大值。3座填埋场各地下水监测点评价结果见图1。3座填埋场根据监测井的作用可划分为12组，地下水环境质量综合评分值范围为2.7~6.33，均值为4.32。其中A填埋场地下水环境质量综合评分值范围为2.7~4.13，均值为3.34；B填埋场地下水环境质量综合评分值范围为3.1~6.33，均值为4.64；C填埋场地下环境水质量综合评分值范围为4.58~5.5，均值为4.99。根据地下水质量级别划分标准，A填埋场地下水环境质量处于较好水平，B填埋场和C填埋场地下水环境质量处于较差水平。通过柱状图可知，与1号本底井相比，3座填埋场其余监测井地下水环境质量均不同程度下降，表明该区域生活垃圾填埋场的建设对周边地下水环境造成一定影响。
3结论
(1)根据调查分析，土壤环境质量受到了填埋场堆体的影响，其分布受填埋因素影响由小到大分别为B填埋场＞C填埋场＞A填埋场，受影响的土壤化学污染物为镉、汞、总石油烃。通过对土壤检测因子的分析评价，3个填埋场附近土壤环境质量状况均处于良好状态。(2)填埋场地下水环境质量受到填埋场堆体的影响明显，检测异常因子为总硬度、氯化物、耗氧量、氨氮，异常原因可能与该区域雨季和旱季地下水流向变化有关。(3)通过对地下水的样品数据分析评价，3座填埋场地下水环境质量综合评分均值为4.32，表明填埋场周边地下水质量状况总体处于较差水平。通过与本底井相比，3座填埋场其余监测井地下水环境质量均不同程度下降，表明该区域生活垃圾填埋场的建设对周边地下水环境造成一定影响。
作者：王世明 单位：上海城投上境生态修复科技有限公司