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長期以來，我國水環(huán)境的保護重點是地表水，地下水污染防治工作沒有得到重視，無論是從監(jiān)管體系建設(shè)、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)制定還是科研技術(shù)開發(fā)等方面，相關(guān)工作明顯滯后。目前我國地下水環(huán)境污染形勢嚴(yán)峻，尤其是垃圾滲濾液中的重金屬污染，重金屬在水中不易被降解且危害人類健康。地下水污染風(fēng)險防范是地下水環(huán)境保護的首要舉措。地下水環(huán)境污染的治理及風(fēng)險防范，成為全社會亟待解決的難題。

一、地下水環(huán)境產(chǎn)生污染的根源

人們對生活垃圾的處理最初是簡單的堆放，認(rèn)識到其對周圍環(huán)境產(chǎn)生的危害后，采取了垃圾衛(wèi)生填埋方法，這是垃圾處置行之有效的方法之一。但是很少有人關(guān)注生活垃圾對地下水環(huán)境的影響。生活垃圾對地下水的影響主要是污染組分隨滲濾液滲入含水層，其次為受垃圾污染的河湖坑塘再滲入補給含水層。垃圾填埋場的地下水污染影響因素主要有地形高差、降雨量、地下水水位、土層巖性及滲透性、處置場在地表和地下水流中所處的位置等。滲濾液流經(jīng)土壤，然后直接下滲到地下含水層，對地下水產(chǎn)生一定的污染。

二、地下水環(huán)境污染的治理難點

（一）滲濾液氨氮濃度高垃圾滲濾液氨氮濃度一般從數(shù)十到幾千mg/L不等。與城市污水相比，垃圾滲濾液的氨氮濃度高出數(shù)十至數(shù)百倍。一方面，由于高濃度的氨氮對生物處理系統(tǒng)有一定的抑制作用；另一方面，由于高濃度的氨氮造成滲濾液中的C/N比失調(diào)，生物脫氮難以進行，導(dǎo)致最下終出水難以達(dá)標(biāo)。

（二）滲濾液可生化性差一方面是指隨著填埋場時間的延長，滲濾液的生化性降低，在填埋后期，可生化性很差，BOD/COD值小于0.1，此時滲濾液俗稱老化滲濾液。另一方面是指在填埋初期，雖然填埋場的可生化性較好，但是靠生物處理很難將之處理至二級甚至一級標(biāo)準(zhǔn)以下，一般來講，滲濾液中的COD中將近有500～600mg/L無法用生物處理方式處理。

三、地下水環(huán)境污染的治理路徑

（一）防滲措施和防滲材料垃圾衛(wèi)生填埋中比較重要的一環(huán)是防止?jié)B濾液對地下水的污染，其防滲措施和防滲材料是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。目前，垃圾填埋的防滲措施主要有：底層收集和排泄系統(tǒng)、底部襯墊層、設(shè)置垂直防滲帷幕、頂部覆蓋層。底層收集和排泄系統(tǒng)是在填埋的底層設(shè)置收集和排出滲濾液的裝置。一方面收集系統(tǒng)將收集的滲濾液稀釋后送入污水處理站處理或回灌進填埋場讓其進行生物降解自凈；另一方面排出系統(tǒng)使?jié)B濾液按照設(shè)計路徑可控制地排出，對防止和減少滲濾液對地下水的污染起著重要的作用。排出管道建議選用耐腐蝕、抗老化、表面光滑、阻力系數(shù)小的材料。底部襯墊層的作用是防止未及時排走的滲濾液的滲漏，這是防止?jié)B濾液污染地下水的關(guān)鍵一步。因此底部襯層的設(shè)計和所用材料的質(zhì)量都是非常重要的。滲濾液襯層可以鋪設(shè)單層或多層。國外多采用雙層復(fù)合襯墊系統(tǒng)，襯層所用材料為土工膜和土工合成材料。目前我國垃圾填埋場的襯層材料主要有：HDPE和黏土復(fù)合襯層、膨潤土防滲襯層、黏土防滲襯層、瀝青混凝土襯層等。在填埋場的匯水口設(shè)置垂直防滲帷幕。它可以阻止?jié)B濾液水平方向的遷移。如：有關(guān)專家用黏土固化漿液進行滲流實驗，發(fā)現(xiàn)其對重金屬離子的阻隔效率達(dá)99%以上，對有機物的阻滯效率達(dá)85%以上。將此材料應(yīng)用于垃圾填埋場的防滲中，可望取得良好效果。隨著城鎮(zhèn)化的飛速發(fā)展，當(dāng)垃圾填埋場達(dá)到使用年限時，垃圾填埋場帶來的景觀問題不容忽視，有必要對其進行表面覆蓋處理和植被的重建。頂部覆蓋層的作用主要是防止大氣降水或地表徑流滲入，同時也可以阻止填埋場中有害氣體的釋放。

（二）生物處理＋深度處理我國在垃圾滲濾液的處理研究方面起步較晚、起點較低，由于滲濾液水質(zhì)水量的復(fù)雜多變性，目前尚無十分完善的處理工藝，大多根據(jù)不同填埋的具體情況及其它經(jīng)濟技術(shù)要求采取有針對性的處理工藝。我國垃圾滲濾液的處理起初主要以氨吹脫+厭氧+好氧為主，運行成本較高（15～20元/噸），出水一般可達(dá)到垃圾滲濾液三級標(biāo)準(zhǔn)。2000年以后，由于經(jīng)濟的飛速發(fā)展，新建的滲濾液處理廠一般遠(yuǎn)離城區(qū)，滲濾液沒有條件排入城市污水管網(wǎng)，因此處理要求也相應(yīng)提高，一般需要處理到二級甚至一級排放標(biāo)準(zhǔn)。此時的滲濾液若僅靠生物處理無法達(dá)到處理要求，一般采取“生物處理＋深度處理”的方法。近年來膜生物反應(yīng)器及反滲透在垃圾滲濾液處理中應(yīng)用越來越廣泛。目前，污水處理工藝多種多樣，各種垃圾滲濾液處理的技術(shù)也日趨成熟。

四、地下水環(huán)境污染治理的科研進展

（一）理論層面有關(guān)垃圾滲濾液對地下水污染方面的實驗和理論研究，其主要內(nèi)容包括垃圾滲濾液的產(chǎn)生機理、運移過程、污染范圍、污染物的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過程等。其主要方法是將地下水溶質(zhì)運移模型應(yīng)用進來，通過建立數(shù)學(xué)模型和利用數(shù)值模擬方法，建立了水質(zhì)模擬數(shù)學(xué)模型包括確定性模型和隨機性模型，模型中參數(shù)的確定通過實驗計算得到。到目前為止，已有比較完善和成熟的計算方法及數(shù)值模擬軟件。1.滲濾液的產(chǎn)生量計算滲濾液的產(chǎn)生受垃圾含水量、填埋場區(qū)降雨情況以及填埋作業(yè)區(qū)大小情況的影響，同時也受到場區(qū)蒸發(fā)量、風(fēng)力的影響和場地地面情況、植被情況等因素的影響。估算辦法是假設(shè)整個填埋場的剖面含水率在所考慮的周期內(nèi)等于或者超過其相應(yīng)田間持水率，用水量平衡法進行計算：降雨的地表徑流系數(shù)C與土壤條件、地表植被條件和地形等因素有關(guān)。Sahato等人給出了計算垃圾填埋場滲濾液產(chǎn)生的地表徑流系數(shù)，見表1。2.滲濾液滲漏量的計算由于垃圾堆放場未設(shè)置襯層、底部主要為黏土層、無滲濾液收集、排放系統(tǒng)，僅為簡單堆放場，所以滲濾液的產(chǎn)生量就是滲濾液通過包氣帶進入地下水的滲漏量。

（二）實驗層面生活垃圾對地下水環(huán)境污染的研究，目前成了國內(nèi)外實驗研究的熱門課題。1.王曉紅等給出了多孔介質(zhì)和雙重介質(zhì)中垃圾滲濾液運移模型的定解問題，運用該模型預(yù)測垃圾填埋場的污染擴散范圍，為防止垃圾滲濾液污染地下水提供了定量的依據(jù)。2.夏立江等對城市垃圾滲濾液引起地下水氮污染進行了研究，結(jié)果表明垃圾滲濾液中含有高濃度氨態(tài)氮。3.蔣惠忠等人通過對北京北天堂垃圾填埋場滲濾液污染組分在含水介質(zhì)中運移的室內(nèi)模擬實驗分析，揭示了有機污染物等污染組分在含水介質(zhì)中的運移轉(zhuǎn)化規(guī)律，為垃圾填埋場底部防滲層的設(shè)計和滲濾液對地下水污染程度的預(yù)報提供了依據(jù)。4.劉建國等人對垃圾填埋場水分運移進行了室內(nèi)模擬實驗，研究了蓋層滲透性較強而襯層滲透性較弱和蓋層、襯層滲透性均較弱，兩種不同防滲配置下系統(tǒng)內(nèi)的水分運移規(guī)律，為填埋場防滲系統(tǒng)的設(shè)計提供了依據(jù)。5.Dmitry•V•Rudakov等人對固體廢物堆放引起地下含水層污染進行了解析模擬，并對二維和三維污染物質(zhì)在地下水中的遷移進行了研究，為防止地下水污染提供了理論依據(jù)。6.Cary•J和Craigh•H等使用了二維和三維的水質(zhì)模型比較了在三中不同的合成防滲襯里溶質(zhì)的遷移速率、流量以及垃圾滲濾液通過各種防滲層時的運移特點和遷移速率，比較了各種合成防滲材料對不同污染物質(zhì)的截留程度，為減少生活垃圾對地下水環(huán)境的污染提供了防滲參考。

（三）技術(shù)層面利用生物技術(shù)對垃圾填埋場進行生態(tài)恢復(fù)，是一種正在興起的技術(shù)，由于其成本低、處理效果好，對解決我國的環(huán)境問題將有極大的潛力。表面覆蓋層的選擇，主要取決于投入費用和生態(tài)恢復(fù)產(chǎn)出效益。同時，因恢復(fù)設(shè)計方案和填埋地點而異。例如：對以降低投入為優(yōu)先因子的設(shè)計方案，推薦垃圾土、活性污泥、爐渣和粉煤灰，其中以垃圾土為首選材料；對以獲得植物產(chǎn)出效益為目的的設(shè)計方案，應(yīng)首先選擇砂土為覆蓋材料，其次選擇土壤。五、地下水環(huán)境污染風(fēng)險的防范策略針對我國地下水環(huán)境污染面臨的形勢，尤其是垃圾滲濾液中的重金屬污染，重金屬在水中不易被降解且危害人類健康。為保護地下水環(huán)境，對地下水重金屬污染風(fēng)險的防范提出以下策略：

1.政府相關(guān)部門對地下水污染防治的的認(rèn)識有待提高。大力推進城鄉(xiāng)環(huán)衛(wèi)一體化發(fā)展，實現(xiàn)城鄉(xiāng)生活垃圾收運處置體系的全面覆蓋，從根本上改善人居環(huán)境。進一步做好非正規(guī)生活垃圾堆放點和簡易堆場排查整治工作，全面摸清堆放位置、主要成分、堆放年限、堆放規(guī)模等情況，嚴(yán)格治理非正規(guī)垃圾點，從源頭上杜絕非正規(guī)垃圾堆放點的產(chǎn)生，無污染處置堆放點垃圾，并對整治的非正規(guī)垃圾堆放點進行綠化或者配置垃圾箱。

2.積極推進農(nóng)村生活污水治理。按照統(tǒng)籌城鄉(xiāng)生活污水處理、統(tǒng)籌改水改廁的原則，以縣(市、區(qū))為單位編制縣域村鎮(zhèn)生活污水治理專項規(guī)劃。對南水北調(diào)工程輸水沿線、集中式飲用水水源地、自然保護區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域的村莊，優(yōu)先解決污水治理問題。創(chuàng)新污水治理模式，推動城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)向周邊村莊延伸覆蓋，城市、鎮(zhèn)區(qū)和園區(qū)周邊的村莊接入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)位置偏遠(yuǎn)、達(dá)到一定規(guī)模的村莊，鼓勵采用生態(tài)處理工藝，積極推廣低成本、低能耗、易操作、易維護、高效率的污水處理技術(shù)，建設(shè)經(jīng)濟實用的污水處理設(shè)施。農(nóng)村新型社區(qū)盡快實現(xiàn)污水收集處理。

3.持續(xù)削減影響地下水水質(zhì)的城鎮(zhèn)生活污染負(fù)荷，控制城鎮(zhèn)生活垃圾對地下水的影響，建成地下水污染防治體系。

4.認(rèn)真做好城市周邊垃圾填埋場或堆放場對地下水環(huán)境的風(fēng)險評估工作。

5.目前正在運行且未做防滲處理的垃圾填埋場，應(yīng)完善防滲措施，建設(shè)雨污分流系統(tǒng)。

6.對于已封場的城鎮(zhèn)垃圾填埋場，要開展穩(wěn)定性評估及長期地下水水質(zhì)監(jiān)測。

7.對于已污染地下水的城鎮(zhèn)垃圾填埋場，應(yīng)及時開展頂部防滲、滲濾液引流、地下水修復(fù)等工作。

8.有計劃關(guān)閉過渡性的簡易或非正規(guī)生活垃圾填埋設(shè)施。

9.未經(jīng)穩(wěn)定化處理且含水率超過60%的城鎮(zhèn)污水廠污泥不得進入垃圾填埋場處理。

作者：周靜遠(yuǎn) 單位：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)