垃圾场对土壤的污染调查评价
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发布时间：2022-04-25 03:54
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时间：2023-10-24 08:47
土壤污染调查评价要求：根据土壤污染调查结果，按照《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）要求，确定土壤环境质量分类，进行土壤污染现状评价，并分析预测其发展趋势，评估土壤污染带来的危害和目前的防治措施，提出进一步防治建议。
一、垃圾场对土壤的污染评价方法
一般土壤污染现状评价普遍采用污染指数法（国家环保局监督管理司，1992），垃圾场对土壤的污染也采用污染指数法。
（一）污染评价因子
评价因子一般选城市生活垃圾的主要污染物，常用的污染成分COD、BOD、酚、三氮（*盐氮、亚*盐氮和氨氮）、磷酸根、硫酸根和金属离子（Cd、As、Cr、Mn、Cu、Ni、Zn）等。
许多调查结果表明，污染土壤成分主要是COD、BOD、酚、三氮（*盐氮、亚*盐氮和氨氮）、磷酸根、硫酸根等，而金属离子（Cd、As、Cr、Mn、Cu、Ni、Zn）污染不明显。但在污染因子的选择时还需要结合具体的垃圾场决定。
（二）污染评判标准
1.调查范围
受地形地貌、处置方式、地质条件、降水、地表水文等影响，重点对土壤层污染情况进行评价。
垃圾场对地面的影响范围很小，因此污染评判标准不能用区域上的土壤背景值和土壤评价标准，只能采用相对本底值或浓度趋势为标准。
相对本底值可对场地综合分析后，在垃圾不能影响的地方，取同一土层样品测试而得。
2.浓度趋势法依据“距离衰减原理”和“深度衰减原理”
距离衰减原理：由于垃圾淋滤液无论是在地表流动或者是在地下土层中的迁移，其对土壤的污染都具有距离越远、浓度会逐渐降低的现象，这种现象在大量的调查中几乎没有例外。所以垃圾场对土壤或植物的污染，都具有随着与垃圾场的距离越远，土壤中或者植物中留下的污染物的浓度便越小的规律，这就是“距离衰减原理”。
深度衰减原理：由于土层对污染物的机械过滤作用、物理化学反应和土壤中微生物的作用，使得垃圾淋滤液中的污染物在地下土层中的迁移时，随着深度的增加，污染物浓度会逐渐降低的现象（这种现象在大量的调查中几乎没有例外）。所以垃圾场对土壤的污染，都具有随着深度增加，土层中污染物的浓度呈现逐渐减小的规律，这就是“深度衰减原理”。
（三）污染计算评价方法
垃圾场污染土壤的评价指数，仍按单因子指数和多因子综合指数两种方法计算。计算方法同地表水计算方法。衡量是否污染，仍然采用浓度趋势法和相对本底法。
1.单因子指数评价
计算公式：
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中：Pi为土壤中i污染物的污染指数；Ci为土壤中i污染物实测值（mg/kg）; Si为土壤中i污染物的评价标准（mg/kg）。
根据单因子污染指数，利用表9-1来判别土壤污染程度。
表9-1 土壤污染级别分类表
2.综合指数评价
采用的计算公式：
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中：P为综合指数；Pi为污染物i的污染指数；N为污染物种类数。
当需要突出污染程度严重的污染物在总污染水平中的作用时，建议用下式计算综合指数：
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中：平均（Ci/Si）为土壤中各污染指数的平均值；最大（Ci/Si）为土壤污染物中最大的污染指数。
3.污染程度划分
按单因子污染指数或综合污染指数大小（表9-2），对评价区进行污染程度等级划分。
表9-2 土壤污染级别分类表
二、垃圾场对土壤污染的调查方法
（一）污染现状调查
在评价垃圾场对土壤的污染程度时，把垃圾场看作一个点污染源。评价的内容不外乎污染的范围（垂向深度和水平范围）和污染的程度两方面。现场调查布孔取样的原则是，在不同深度和不同距离上分别采取土样，运到室内进行与垃圾成分有关的污染组分测试。
（二）样品采集与测试
1.采样点布设
（1）相对本底样品：可对场地综合分析后，在垃圾和其他污染源不能影响的地方，取与污染评价样品同一土层土样。
（2）浓度衰减评价法所用样品：在垃圾能影响的范围内，按照“距离衰减理论”和“深度衰减原理”分别取样，样点数量为5～7个。
距离衰减样点：按距离垃圾场由近及远，距离近时样点间距短一些，随距离增大，间距可加大。取同一土层土样。
深度衰减样点：在表层土0～3m深度内，可分别在不同深度（点的深度间距浅层小、深层大）取样。
2.土样采集和保管
土样采集和保管参照《土壤环境监测技术规范》（HJ/T166—2004）要求采集。一般情况下采集表层土样，采样深度0～20cm。
特殊情况下按试坑（长1.5m、宽0.8m、深1.2m）剖面采集样品，地下水位较高时，剖面挖至地下水面；山地丘陵土层较薄时，剖面挖至风化层；每个剖面一般采集A、B、C三层土样，通常A层5～20cm、B层50cm左右、C层100cm左右；采样次序自下而上。测量重金属的样品应用竹片或竹刀去除与金属采样器接触的部分再取样。剖面每层样品采集重量1000 g左右。
样品袋一般由棉布缝制而成，如潮湿样品可内衬塑料袋（供无机化合物测定）或将样品置于玻璃瓶内（供有机化合物测定）。
土样采取后应妥善密封，防止湿度变化，严防暴晒或冰冻。在运输过程中应严防样品的损失、混淆和玷污。对光敏感的样品应有避光外包装。0～4℃保存时间不宜超过20天。对易于振动液化和水分离析的土样应就近进行分析测试。
3.样品测试
样品测试参照《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》（CJ/T3037—95）及其他相关标准等执行。
三、北京市垃圾场对土壤污染调查评价结果
北京市平原区分布有佟家坟、张郭庄村、温庄子、北天堂、百利威等170多个垃圾场，多数垃圾场分布在城区或距离城区较近的地区。采用上述调查与评价方法，对几个典型的垃圾场对土壤的污染进行了调查评价，结果如下。
（一）北天堂垃圾场对土壤的污染
对于土壤的污染计算，我们只讨论其在空间的变化规律。采用较远处或者较深处的数据作为评价相对本底值。
1.污染程度随深度的变化
为了获得土壤的污染程度随深度的变化，在垃圾场地的下游方向，距离垃圾5m的地方，打孔采取不同深度的土样，进行测试分析与计算评价，其结果显示：
与3m深度的土壤相比，3m以浅的土壤都不同程度的受到了污染，污染组分主要是总汞、总银和COD，而BOD、酚、三氮、磷酸根、硫酸根等，而金属离子（Cd、As、Cr、Mn、Cu、Ni、Zn）等成分污染不明显。
2.污染程度随距离的变化
为了获得土壤的污染程度随距离的变化规律，在与垃圾场地一定距离的同一深度钻孔取土样进行测试分析与计算，以了解相同深度不同距离的污染变化情况。
评价计算结果如图9-1所示。图9-1表明，靠近垃圾场地的土壤污染极严重，随着距离的增大，土壤的污染指数岁距离增大而小，污染程度变为中污染及轻污染。主要是K＋、总汞、
、
及COD污染。
（二）张郭庄垃圾场对土壤污染评价
张郭庄垃圾场位于丰台区长辛店乡张郭庄村西北1000m，东经116°10'14＂，北纬39°51'37＂，为建筑垃圾和生活垃圾混合堆放。场地占地面积：1.0×105m2，填埋深度8～10m。1980年开始堆放。垃圾场南北长400～500m，东西宽200m。在垃圾旁边布孔，在不同深度、不同距离采取土壤样，进行分析测试与计算，并用上述土壤的评价方法计算，得到垃圾场地对土壤的污染计算结果（图9-2）。
图9-1 土壤的污染程度随距离的变化
图9-2 土壤的污染程度随深度的变化
图9-2的结果表明，土壤的上部为中度污染，随着深度的增大，污染指数急剧减小，污染程度减小，说明是垃圾场引起的土壤污染。污染的主要组分是
、总汞、Ca2＋、Cu2＋和Zn2＋。
（三）门头沟粉煤灰场土壤的污染
该粉煤灰场位于北京市门头沟区永定河南堤麻峪村东南600m。距永定河约50m，东西长500～600m，南北宽50m。场地占地面积约3.0×104m2，堆放年代不详。风吹过，飞灰弥漫，对周围环境有影响。场地地层情况为：场底上部为1m左右的粉质粘土，下部是砂卵砾石层（永定河的一级阶地）。取土样测试分析，并用上述方法，评价得到粉煤灰对土壤的污染结果（图9-3）。
图9-3所示的结果显示，土壤埋深越浅，土壤污染越严重，土壤埋深越深，土壤污染越轻，即随着深度的增大污染程度逐渐减小。主要污染组分为总汞、Ca2＋、Cu2＋、Zn2＋、
和COD。
（四）笃庆堂垃圾场
以北京南郊笃庆堂垃圾场土壤污染评价为例。该垃圾场为一地面上堆积的生活垃圾场，已有十几年的历史，面积5000多平方米，高度6～8m。场地地形平坦，四周有开阔的平地。表层粘性土有10m厚。
为评价场地对土壤在垂向上的污染深度和在平面上的污染范围，在场地北面布置了一条南北向取样线，从紧靠垃圾场第一孔开始，分别按与场地距离0m、3m、5m、17m、30m、42m、58m远，土层15cm深处（每点取样深度相同）取土样，进行是COD、BOD、酚、三氮（*盐氮、亚*盐氮和氨氮）、磷酸根、硫酸根等成分测试。按照距离衰减理论进行趋势分析，得出该垃圾场对土壤的污染趋势如图9-4所示。
在场地周围布孔采取土壤样，进行分析测试，并以深度（3m）最大的土样作评价参照值进行计算评价。按照深度衰减理论进行趋势分析，得出该垃圾场对土壤的污染随深度的变化趋势如图9-6、图9-7所示。
图9-3 土壤的污染程度随深度的变化
图9-4 垃圾场南土壤污染程度随距离的变化
图9-4和图9-5结果显示：在不同距离上，距离垃圾场地近的土壤污染严重，随着距离的增大，污染程度渐小。
图9-8结果显示，在距离垃圾场40m以远，垃圾污染基本消失。紧邻垃圾场地的土壤，在所采取土样的深度范围内，都不同程度的受到污染，且上部污染程度总体大于下部。地面堆积的垃圾场对表层上壤的污染最远可达到40m，而污染深度则在1m以浅。
（五）大稿村垃圾场
该垃圾场位于通州区大稿村西南约1km，东经116°37'15＂，北纬39°51'40.8＂，垃圾为生活垃圾，场地占地面积约1.5×105m2,1988年开始堆放，堆放高度3～5m左右。四周由砖墙围住，周围是农田，场地东西长约400～500m，南北宽约250～300m，垃圾为平地堆放，占地13公顷左右。有臭味，白色污染严重。垃圾来源主要是通州区的生活垃圾，原来朝阳区的生活垃圾也堆放于此地，后来禁止。堆放时间约有10多年，现仍在使用中，有人管理。
图9-5 垃圾场北土壤污染程度随距离的变化
图9-6 K1土壤污染程度随深度的变化
图9-7 K9土壤污染程度随深度的变化
在垃圾场地的旁边2m处，布孔采取土样进行分析测试并计算评价，土壤的污染程度随深度的变化见图9-9。
图9-9结果显示：土壤的污染程度只有表层1m以上为轻污染，1m以下土壤，随着深度的增大，污染程度渐轻，基本没有受到污染，污染组分主要是
、全氮和COD等。
四、垃圾场污染物对表层土的影响范围
为研究北京垃圾污染物在土层中的分布特征，我们分别对笃庆堂、北天堂两个垃圾堆放场的土层进行系统取样分析测试，并结合本章前述研究结果，得到垃圾对表层土的影响范围。
图9-8 K10土壤污染程度随距离的变化
图9-9 大稿垃圾场土壤的污染程度随深度的变化
（一）垃圾污染物在土层中的影响深度
一般地说，垃圾淋滤液经过土层时，由于物理、化学和生物作用，其污染物浓度会有所降低。土层对污染物净化能力的大小，取决于土层的岩性结构、矿物成分、微生物作用及地下水动力条件。土层的颗粒愈细，对悬浮物和细菌的过滤去除效果愈好；粘土矿物的含量愈多，对污染物的吸附作用愈强；潜水水力坡度越大，地下水流动越快，稀释越强，污染物浓度降低就越快。
对笃庆堂垃圾堆放场的土层剖面自上而下采样测定污染物含量后发现，垃圾堆放场淋滤液中污染物在北京表层粘性土层中的变化特征如图9-10所示。
（1）从图9-10a、b、c、d可以看出，笃庆堂垃圾场表层0～2.75m的粘性土中，总体上，总铜、总锌、总铅、总锰、总镉、总镍、六价铬、Zn2＋、K＋、Cu2＋、Mg2＋、Ag＋等金属离子的含量并不随深度而变化，基本上保持一个稳定值，表明该垃圾场的这些成分对土层构成的影响不大。究其原因，是北京垃圾场渗滤液中的总铜、总锌、总铅、总锰、总镉、六价铬、Zn2＋、K＋、Cu2＋、Mg2＋、Ag＋等金属、金属离子的浓度不太高。
（2）图9-10d、e、f、g、h可看出，COD、全硫、全磷、全氮、氨氮、硝氮、亚硝氮等垃圾中含量较高的污染物，在笃庆堂垃圾场表层0～2.75m的粘性土中的特点是，在浅层0～0.75m深度内含量大，0.75m深度以下含量小，且保持一个稳定值。这表明北京生活垃圾污染物对表层粘性土构成了污染，污染深度在1m以上。
（3）图9-10f显示，Cl－离子这种生活垃圾中常有的污染物，在笃庆堂垃圾场表层0～2.75m的粘性土中的含量基本上保持不变。这似乎表明Cl－离子在粘性土中的穿透能力较强。
（4）结合图9-2、图9-3、图9-5、图9-6、图9-7和图9-9等反映情况，表明垃圾污染物可以影响到3m深以浅的土层。
（二）垃圾污染物在土层中的侧向分布特征
为研究垃圾污染物对场地表层土的侧向影响范围暨侧向分布特征，我们分别按距垃圾场的不同距离取笃庆堂表层粘性土、北天堂垃圾场的表层粘砂土，作系列测试分析。结果如图9-11和图9-12所示，特点如下。
（1）从图9-11a、b、c、d、e可以看出，随着与垃圾场距离由近（0m）及远（57m），笃庆堂垃圾场表层0.25m的粘性土中，总汞、总铁、总铜、总锌、总铅、总锰、总镉、总镍、六价铬、Zn2＋、Cu2＋、K＋、Mg2＋、Ag＋等金属、金属离子的含量并不随距离而变化，而基本上保持一个稳定值。表明该垃圾场的这些成分对土层的影响不大。
（2）图9-11f显示，随着与垃圾场距离由近（0m）及远（57m），笃庆堂垃圾场表层0.25m的粘性土中的全磷和全氮的含量没有变化。而磷酸根则从距离0m的0.1mg/kg到远42m的0.05mg/kg，以远则基本保持不变。图9-11h则显示，氨氮、亚硝氮、硝氮则分别从距离0m的0.62mg/kg、0.609mg/kg、21.4mg/kg到远18m的0.16mg/kg、0.32mg/kg、1.07mg/kg，以远则基本保持不变。该结果表明，笃庆堂这个在平地以上堆放的垃圾场对表层粘性土的影响距离在40m以远。
（3）图9-12a显示、在北天堂垃圾场旁，土中铵离子、硝氮、亚硝氮的含量分别从距离0m的46.67mg/kg、10.23mg/kg、0.17mg/kg到远5m时为3.58mg/kg、2.99mg/kg、0.146mg/kg，以远则基本保持不变。而图9-12b则显示，从距离0m到5m,COD从60mg/kg降到20mg/kg；氯离子迁移得较远，可迁移到15m以远。这表明，在北天堂这个填埋在砂坑中的垃圾场，其渗滤液中的铵离子、硝氮、亚硝氮和COD能在垃圾场旁的沙土中迁移5m，而氯离子到15m以远。
图9-10 笃庆堂垃圾场污染物在表层粘性土中的垂向分布特征
图9-11 笃庆堂垃圾场污染物在表层粘性土中的侧向分布特征
图9-12 北天堂垃圾场污染物在表层砂土中的侧向分布特征
（4）结合图9-1，图9-8所反映的情况，说明在平坦地形上，地面堆高垃圾可对80m以远的表层土进行污染。
（三）结论
综上所述，垃圾场污染物对表层土的影响范围为：
（1）垃圾污染物在土层中的垂向影响深度：北京垃圾场的污染物，主要是全硫、COD、全磷、全氮、氨氮、硝氮、亚硝氮等垃圾中含量较高的污染物。而垃圾场渗滤液中的总铜、总锌、总铅、总锰、总镉、总镍、六价铬、Zn2＋、K＋、Mg2＋、Cu2＋、Ag＋等金属、金属离子的浓度总体上不太高，对场地表层粘性土的污染不严重。
（2）在平地以上堆放的垃圾场对表层（包气带）粘性土的影响深度在3m以下。
（3）垃圾污染物在土层中的侧向影响距离：在平地以上堆放的垃圾场，对表层（包气带）粘性土的影响距离在80m以远，影响方式主要是淋滤液的地面漫流。而填埋在砂坑中的垃圾场，其渗滤液中的污染物在垃圾场旁的（包气带）砂土中距离可达到15m以远，影响方式主要是淋滤液的侧向迁移。
