不确定性条件下垃圾填埋场地下水污染风险评价模型构建研究

张晓凯　张志飞　王振

关键词：垃圾填埋场；地下水污染；废物类型；知识粒度；风险评价模型

中图分类号：X820.4 文献标志码：B

前言

目前中国每年的垃圾清运量已经超过2亿吨，主要使用填埋法处理垃圾。填埋法的优点包括技术相对成熟、投资较小等，因此应用十分广泛。然而在处理过程中通常会产生刺激性废液与气味，并且存在垃圾渗滤液危害。如果对垃圾渗滤液的处理不够妥当，会对地下水造成严重的污染。目前，垃圾渗滤液污染地下水的情况已经越来越严重。大部分垃圾填埋场地下水的汞含量与锰含量大幅超标，色度、浊度以及其他指标也同样超标。因此，对垃圾填埋场地下水污染风险进行调查分析与评价可以说是势在必行。通过对其进行评价，能够及时对污染源进行隔离，并且对垃圾填埋场进行恢复与治理，保护群众的生命与健康安全。对于该问题的研究，目前的研究成果已经越来越多。很多学者都投身到该项研究中，学者们的研究方向不同，包括判定毒害物质的定性分析、渗滤液的迁移模型、健康风险评价模型等。现综合已取得的研究成果，在不确定性条件下构建评价模型，实现不同区域的污染风险评价。

1垃圾填埋场地下水污染风险评价模型构建

1.1污染风险评价模型构建准备

构建可靠、科学的评价模型是实施其风险评价的关键。首先以系统论原理为依据，将评价模型划分为三个层次，分别为目标层即垃圾填埋场地下水污染风险、一级评价指标以及二级评价指标。接着根据垃圾渗滤液的渗漏特点，与其他的基本评价程序相结合，制定构建评价模型的准备程序，具体见图1。

其中确定的六个一级指标分别为危险性评价指标、含水层脆弱性相应评价指标、包气带抗污评价指标、地下水危害评价指标、地下水污染负荷危害指标、风险受体暴露评价指标。

1.2污染风险评价指标体系构建

遵循实用性与简单性相结合、动静结合性与主导型相结合的指标体系构建原则，在不确定性条件下构建地下水污染风险评价模型。由于大多数垃圾填埋场设置的侧部、底部、顶部盖层防渗工程措施都是不合格的，同时垃圾的可生化性与含水率又难以确定，因此将危险性评价指标优化为三个。将含水层脆弱性对应评价指标定为地下水埋深等七个二级评价指标。将包气带抗污对应评价指标定为垂向渗透系数等两个二级评价指标。在不确定条件下分析地下水污染危害性，将地下水危害对应评价指标定为地下水水量等三个二级评价指标。由于在分析风险受体暴露性时，含水层到填埋场的垂直距离和一个含水层脆弱性相应评价指标相重合，该指标为地下水埋深，因此将风险受体暴露评价指标定为水平距离。在不确定条件下对污染负荷危害性进行分析，将污染负荷危害对应指标定为污染物种类等五个二级评价指标。综合以上分析，构建地下水污染风险评价模型，具体见表1。

对于含水层脆弱性相应评价指标，对其对应的二级评价指标进行分级并进行评分，具体如下：将含水层水力传导系数分为三个级别，第一个级别是0 m/d～12m／d，评分为4；第二个级别是12～40 m/d，评分为8；第三个级别是40～80 m/d，评分为10；将含水层岩性分为十个级别，从厚到薄评分逐渐增加；将含水层净补给量分为十个级别，从大到小评分逐渐降低；将地下水埋深分为十个级别，从小到大评分逐渐降低。

对于包气带抗污评价指标，对其对应的二级评价指标进行分级并进行评分，具体如下：将粘性土层厚度分为十个级别，从小到大评分逐渐降低；将垂向渗透系数分为十个级别，从大到小评分逐渐降低。

对于地下水危害评价指标，对其对应的二级评价指标进行分级并进行评分，具体如下：将地下水用途、地下水水质分为四个级别，按照洁净程度评分逐渐降低；将地下水水量分为十个级别，从大到小评分逐渐降低。

对于地下水污染负荷危害指标，对其对应的二级评价指标进行分级并进行评分，具体如下：将区域内地下水实际用途分为四个级别，按照洁净程度评分逐渐降低；将污染物种类分为五个级别，按照污染严重程度评分逐渐降低；将污染物数量分为十个级别，从大到小评分逐渐降低；将污染源与地下水流向的位置关系分为十个级别，按照近远程度评分逐渐降低。

对于风险受体暴露评价指标，对其对应的二级评价指标进行分级并进行评分，具体如下：将水平距离分为四个级别，按照近远程度评分逐渐降低。

2模型评价性能测试

2.1实验场地分区

对于构建的评价模型，对其评价性能进行测试。实验地点选在某大型垃圾填埋场处，该处有多个冲积沉积形成的采砂坑，从九十年代开始作为垃圾填埋场使用。早期建筑垃圾与生活垃圾都是直接填埋的，未采用其他工程防护措施，目前已经形成了六个较大的填埋场地。填埋场地的分布见图2。

各场地的面积数据如下：填埋1区面积：1225m²；填埋2区面积：412m²；填埋3区面积：325m²；填埋4区面积：1021m²；填埋5区面积：401m²；填埋6区面积：301m²。

2.2整体风险评价

首先利用构建的评价模型对该处整体地下水污染风险进行评价。在评价中首先对各指标实际权重进行计算，具体计算结果见表2。

根据权重实际计算结果对该处实施综合评价，综合评价结果见图3。

图3的综合评价结果表明，该处整体地下水污染风险较高，各月的风险综合评价指数在0.8上下，说明该处需要积极对垃圾填埋场进行恢复与治理。

2.3分区风险评价

选择八月份，分别对六个填埋场地进行地下水污染风险评价，评价结果见图4。

图4的评价结果表明，在六个填埋场地中，填埋1区与填埋4区的地下水污染风险较大，说明二者是主要的污染源来源。

3结语

垃圾填埋场在长时期的稳定化过程中，容易产生大量填埋气体及垃圾渗滤液，对附近的土地、植被、地下水的污染影响较大。在垃圾填埋场污染问题的研究中，为了提高污染风险评价在不同地区的适应性，构建了一种不确定性条件下的地下水污染风险评价模型。根据系统论原理将风险评价模型划分三个层次，即垃圾填埋场地下水污染风险、一级评价指标以及二级评价指标。再依据垃圾渗滤液的特性，构建在不确定性条件下地下水污水污染风险评价模型。采用知识粒度设计指标权重计算方法，根据计算的污染评价指标权重值，根据迭置指数法的方法与原理，通过加权求和法实现了综合性的污染风险评价。测试该模型可知该模型能够实现综合性风险评价与分区风险评价。