垃圾填埋渗滤液的危害与防治

赵兴考

【摘要】随着城市的发展及农村城镇化进程的加快，城市生活垃圾剧增。一般选址在离城区较远的荒野山地沿山沟填埋。垃圾填埋由于技术工艺简单，维护费用低而成为国内外广泛采用的垃圾处理方法。但是垃圾在填埋过程中会产生大量的气体及液体污染物，如不妥善处理，会对周围的大气、土壤、水体造成严重污染。对人类生产、生活以及身体健康产生重大危害。因此，查明垃圾填埋渗滤液产生的危害、污染特性及产生量，制定防治措施有着极其重大意义。

【关键词】垃圾渗滤液 垃圾危害 地下水污染

1.垃圾渗滤液的产生来源及危害

垃圾渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和降水的淋滤、冲刷，以及地表水和地下水的浸泡而滤出来的有机污水。

渗滤液的来源主要是由以下几方面产生：①降水（包括降雨和降雪）直接落入填埋场；②地表水进入填埋场；③地下水进入填埋场；④填埋场垃圾废物中含有部分水。

渗滤液是一种高浓度毒性大的有机废水，由于其浓度高，流动缓慢，渗漏持续时间长，对周围地下水和地表水均会造成严重的污染。一个不合格的垃圾填埋场就是一个大的再生污染源，其污染延续时间可以长达数十年，甚至上百年。一旦地下水源和周围土壤被其污染，与地下水连通后向周围扩散，有的地区每年可达1km的速度向外扩散，10年后将有300km2的区域遭到污染。污染一旦产生，想用人工方法修复，技术上将十分困难，其费用也是极其昂贵。国内外有关垃圾渗滤液污染地下水和饮用水源的事故屡有发生，给人民生活生产带来了非常大的危害和损失。

2.垃圾渗滤液的产生量及渗漏量

垃圾填埋场渗滤液对地下水的影响，一般需要大量的资料外还需要通过复杂的数学模型进行分析计算。这里主要根据降雨入渗量和填埋场垃圾含水量估算渗滤液的产生量。从土壤的自净、吸附、弥散能力以及有机物自身降解能力等方面，定性和定量的预测填埋场渗滤液可能对地下水产生的影响。

（1）渗滤液的产生量受垃圾含水量、填埋场区降水情况以及填埋作业区大小的影响；同时也受到场区蒸发量、风力的影响和场地地面情况、种植情况等因素的影响。最简单的估算方法是假设整个填埋场的剖面含水率在所考虑的周期内等于或超过相应田间持水率，用水量平衡法进行计算：

Q=（Wp-R-E）Aa+QL

式中：Q—渗滤液的年产生量，m3/a；Wp—年降水量；R—年地表径流量，R=C×Wp；C—地表径流系数；E—年蒸发量；Aa—填埋场地表面积；QL—垃圾产水量。

（2）渗滤液渗漏量对于一般的废物堆放场、未设置衬层的填埋场，或者虽然底部为粘土层，渗透系数和厚度满足标准但无渗滤液收排系统的简单填埋场，渗滤液的产生量就是渗滤液通过包气带土层进入地下水的渗漏量。对于设有衬层、排水系统的填埋场，通过填埋场底部下渗的渗滤液渗漏量Q为：Q渗滤液=AKs

式中：Q渗滤液—通过填埋场底部下渗的渗滤液渗漏量，cm3/s；d—称层的厚度，cm；Ks—衬层的渗透系数，cm/s；A—填埋场底部衬层面积，cm2；hmax—填埋场底部最大积水深度，cm。

3.防治地下水污染的措施

人类对固体垃圾的处理最初是简单的堆放，认识到其对周围环境产生的危害后，采取了卫生填埋方法，这是垃圾最终处置且行之有效的方法之一。但卫生填埋中比较重要的一环是防止渗滤液对地下水的污染，其防渗措施和防渗材料是关键环节。目前填埋场的防渗措施主要有：底层收集和排泄系统、底部衬垫层、封顶覆盖层。最终处置的基本原则是合理地、最大限度地使其与自然和人类环境隔离，减少有毒有害物质释放进入地下水的速率和总量，将其在长期处置过程中对环境的影响减至最低程度。城市生活垃圾填埋场的安全处置期在30～40年。为了防止渗滤液对地下水造成污染，应从填埋场选址的天然环境地质条件和工程措施等方面考虑。

（1）工程防渗措施：填埋场衬层系统是防止垃圾填埋处置污染环境的关键工程屏障。根据渗滤液收集系统、防渗系统和保护层、过滤层的不同组合，填埋场的衬层系统有不同的结构，如单层衬层系统、复合衬层系统、双层衬层系统和多层衬层系统等。

底层收集和排泄系统是填埋场的底层设置收集和排出渗滤液的装置。一方面收集系统将收集的渗滤液稀释后送入污水处理厂处理或回灌进填埋场让其进行生物降解自净，另一方面排出系统使渗滤液按照设计路径可控制排出，对防止和减少渗滤液对地下水的污染起着重要的作用。排出管道一般采用耐腐蚀、抗老化、光滑阻力系数小的材料。底部衬垫层的作用是防止未及时排走的渗滤液的渗漏，这是防止渗滤液污染地下水的关键。顶部覆盖层的作用主要是防止大气降水或地表径流入渗，同时也可以阻止填埋场中有害气体的释放。要求的安全处置时间越长，所选用的衬层就应该越好。重点是填埋场所选用的衬层（类型、材料、结构）防渗性能及其在垃圾填埋需要的安全处置期内可靠性是否满足；把渗滤液封闭于填埋场中，使其进入渗滤液收集系统；防止地下水进入填埋场中，增加渗滤液的产生量。

渗滤液穿透衬层所需时间一般要求应大于30年。采用下述简单公式计算：t=

式中：d—衬层厚度，m；v—地下水运移速度，m/a。

（2）填埋场场址地质屏障措施：一般来说，在含水层中的强渗透性砂、砾、裂隙岩层等地质介质对有害物质具有一定的阻滞作用，但由于這些矿物质的表面吸附能力一再因吸附量的增大而减弱。此外，地下水径流量的变化，对有害物质的阻滞作用不可能长时间存在，因而含水层介质不能被看做是良好的地质屏障。

地质介质的屏障作用可分为三种类型：①隔断作用。在不透水的深地层岩石层内处置的废物，地质介质的屏障作用可以将所处置废物与环境隔断。②阻滞作用。对于在地质介质中只被吸附的污染物质，虽然其在此地质介质中的迁移速度小于地下水的运移速度，所需的迁移时间比地下水的运移时间长，但此地质介质层的作用仅是使该污染物进入环境的时间延长，所处置废物中的污染物质，最终会大量进入到环境中来。③去除作用。对于在地质介质中既被吸附又会发生衰变或降解的污染物质，只要该污染物在此地质介质层内有足够的停留时间，就可以使其穿透此介质后的浓度达到所要求的低浓度。

（3）地下水环境监测管理措施

在填埋场选址和工程防治措施合理的情况下，管理部门应当加强环境监测管理。应在在场址周围尤其是地下水流向的上下游，布置一定间距合理的监测孔，构成地下水质监测网，定期检测渗滤液的特征污染物因子，防止和及早发现衬层破裂污染环境，尽早及时采取消除和减缓措施，以防对环境造成严重污染。