非正规垃圾填埋场初步勘查与评价方法探讨

书书书ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ　　工程地质学报　　１００４－９６６５／２０１１／１９（５）０７７１０７非正规垃圾填埋场初步勘查与评价方法探讨韩　华　李胜勇　于　岩（北京市勘察设计研究院有限公司　北京　１０００３８）摘　要　非正规垃圾填埋场基本上都是根据自然地形地貌状况进行堆填，简单填埋未经处理的生活垃圾。这不仅对城市环境卫生造成影响，而且还制约了大量土地的直接开发，更重要的是会对地下水造成污染，致使居民生活用水安全受到极大威胁。由于北京市非正规垃圾填埋场数量众多，全部治理所需经费数量庞大，因此，迫切需要对上述非正规垃圾填埋场进行初步勘查与评价，为后期治理的轻重缓急和治理技术方案选择提供科学依据。非正规垃圾填埋场勘查与评价与常规岩土工程勘察不同，目前国内还未颁布针对非正规垃圾填埋场勘查与评价的规范及标准。文中首次根据非正规垃圾填埋场垃圾危害特性和所在场地水文地质条件特征，利用层次分析法对垃圾危害因子和地下水污染环境风险因子进行分层研究，提出了有效隔污厚度ＭｅＰ和阻隔截污指数ＰＩ等实用性概念，建立了非正规垃圾填埋场风险评价分级方法和指标体系，并结合工程实例，探讨了风险评价分级方法的实际应用，总结了垃圾填埋场初步勘查与评价的工作程序和技术要点，在类似勘查中具有重要的参考和借鉴价值。关键词　非正规垃圾填埋场　治理　初步勘查与评价　阻隔截污指数　风险分级方法中图分类号：ＴＵ１９５　　文献标识码：Ａ　收稿日期：２０１０－１０－３０；收到修改稿日期：２０１１－０５－１２．基金项目：北京市科学技术委员会项目．第一作者简介：韩华，主要从事环境岩土工程研究．Ｅｍａｉｌ：[e-mail]ＳＳＥＳＳＭＥＮＴＯＦＵＮＲＥＧＵＡＬＴＥＤＬＡＮＤＦＩＬＬＳＩＴＥＳＨＡＮＨｕａ　ＬＩＳｈｅｎｇｙｏｎｇ　ＹＵＹａｎ（ＢｅｉｊｉｎｇＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＬＴＤ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００３８）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｕｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｌａｎｄｆｉｌｌｓｉｔｅｓｌａｒｇｅｌｙｕｓｅｎａｔｕｒａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｔｏｆｉｌｌｏｕｔｔｈｅｕｎｔｒｅａｔｅｄｇａｒｂａｇｅａｎｄｔａｋｅｏｖｅｒｌｏｔｓｏｆｌａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｔｈｅｙｎｏｔｏｎｌｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｃｉｔｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓａｎｉｔａｔｉｏｎ，ｂｕｔａｌｓｏｐｏｓｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｉｓｋｓｔｏｒｅｓｉｄｅｎｔｄｏｍｅｓｔｉｃｗａｔｅｒ．ＢｅｃａｕｓｅｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｕｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｌａｎｄｆｉｌｌｓｉｔｅｓｉｎＢｅｉｊｉｎｇ，ｔｈｅｎｅｅｄｅｄｆｕｎｄｓｆｏｒｔｒｅａｔｉｎｇａｌｌｏｆｔｈｅｍａｒｅｈｕｇｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｕｒｖｅｙａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｎｔｈｅｕｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｌａｎｄｆｉｌｌｓｉｔｅｓａｒｅｕｒｇｅｎｔｌｙｎｅｅｄｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｂａｓｉｓｆｏｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔｄｅｃｉｓｉｏｎｐｒｅｃｅｄｅｎｃｅｏｒｄｅｒａｎｄｃｈｏｉｃｅｏｆｔｅｃｈｎｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｓｕｒｖｅｙａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｎｕｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｌａｎｄｆｉｌｌｓｉｔｅｓｈａｖｅａｒｅｍａｒｋａｂｌｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｔｈｅａｒｅａｓｏｆｒｅｑｕｉｒｅｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｅｓｔｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔｓ．Ｃｈｉｎａｈａｓｎｏｔｙｅｔｅｎａｃｔｅｄｄｏｍｅｓｔｉｃｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓａｂｏｕｔｔｈｅｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｕｒｖｅｙａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｎｕｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｌａｎｄｆｉｌｌｓｉｔｅｓ．Ｔｈｅｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｙｓｔｅｍａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｉｒｓｔｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｓ．Ｔｈｅｙｃｏｍｂｉｎｅｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｒｉｓｋｓａｎｄｄａｎｇｅｒｓｏｆｇａｒｂａｇｅｉｔｓｅｌｆｂｙｈｉｅｒａｒｃｈｙｐｒｏｃｅｓｓｍｅｔｈｏｄ．Ａｌｓｏｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｓｏｆａｎｔｉｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄａｎｔｉｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｄｅｘａｒｅｆｉｒｓｔｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｔａｋｅｓａｐｒｏｊｅｃｔｉｎＢｅｉｊｉｎｇａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ．Ｉｔｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅａｃｔｕａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｔｈｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｓｕｒｖｅｙａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｕｒｖｅｙａｎｄｍｅｔｈｏｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｈａｖｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｔｏｓｉｍｉｌａｒｕｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｌａｎｄｆｉｌｌｓｕｒｖｅｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｕｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｌａｎｄｆｉｌｌｓｉｔｅ，Ｔｒｅａｔ，Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｕｒｖｅｙａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，Ａｎｔｉｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ，Ｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ１　引　言北京市非正规垃圾填埋场形成由来已久，是垃圾管理逐步完善过程中出现的现象。１９９４年前，北京市非正规垃圾填埋场基本上都是根据自然地形地貌状况进行堆填的，没有按照相关规范标准进行整体防渗漏等专业设计和建设［１］。简单填埋未经处理的生活垃圾不仅对北京市市容环境卫生造成影响，而且还制约了大量土地的直接开发，更重要的是会对地下水造成污染，致使居民生活用水安全受到极大威胁［２］。非正规垃圾填埋场治理工作在《北京市“十一五”时期环卫专业规划》中已有明确要求，受到政府及相关部门的高度重视，有关单位业已开始进行垃圾整治和治理方面的研究。已完成的初步调查结果表明，在北京市１８个区县内，共分布有垃圾填埋量达到２００ｔ以上的非正规垃圾填埋场１０１１处。其填埋物质成分主要是生活垃圾和建筑渣土，总填埋量高达约８０００×１０４ｔ。由于北京市非正规垃圾填埋场数量众多，全部治理所需经费数量庞大，因此，迫切需要对上述非正规垃圾填埋场进行初步勘查与评价，在查明其对土壤和地下水环境影响程度的基础上，确定治理的先后次序，从而使有限的经费发挥最大的作用，起到事半功倍的效果。非正规垃圾填埋场勘查与评价与常规的岩土工程勘察不同，岩土工程勘察［３，４］的主要目的是通过钻探和试验查清拟建场地及周边的地质背景条件，提供拟建场地各层土相关的的岩土工程参数，并针对拟建（构）筑物提出适宜的地基方案以及对设计、施工的相关建议；而垃圾填埋场初步勘查与评价的主要任务是初步查明填埋垃圾的成分特征、分布范围、体量和所在区域的水文地质条件，提供满足风险评价所需垃圾土的物理、化学性质参数及土层水文地质参数，确定非正规垃圾填埋场风险评价等级。因此，非正规垃圾填埋场勘查与评价在现场调查及勘察方案策划与实施上和常规岩土工程勘察有着明显的不同，国内目前尚未出台关于非正规垃圾填埋场勘查与评价的规范及标准。文中首次根据非正规垃圾填埋场垃圾危害特性和所在场地水文地质条件特征，利用层次分析法对垃圾危害因子和地下水污染环境风险因子进行分层研究，提出了有效隔污厚度Ｍｅｐ和阻隔截污指数ＰＩ等实用性概念，建立了非正规垃圾填埋场风险评价分级方法和指标体系，并结合具体工程实例，探讨了风险评价分级方法的实际应用，总结了非正规垃圾填埋场初步勘查与评价的工作程序和技术要点，在类似项目勘查中具有重要的参考和借鉴价值。以上研究成果将直接应用于北京市１０１１处非正规垃圾填埋场勘查和风险等级评价，并在其基础上针对每个非正规垃圾填埋场提出了初步治理技术方案，使治理工作具有科学性和可靠性，有助于提高北京市环境卫生管理水平，对改善北京市市容环境卫生状况和环境保护有着现实意义。另外，风险评价成果也将为政府相关部门编制北京市非正规垃圾填埋场总体治理规划提供科学可靠的依据。２　非正规垃圾填埋场初步勘查与风险评价　　非正规垃圾填埋场的勘查按勘查阶段一般划分为２个阶段：即初步勘查与风险评价阶段和详细勘查阶段。初步勘查与评价阶段采取的手段主要以资料搜集、现场调查与测量为主，辅以少量的勘探、测试工作，初步查明填埋垃圾的分布范围、成分特征和体量，然后从垃圾自身危害程度和地下水污染环境风险大小这两方面综合评价填埋场污染风险等级。针对初步勘查评价结果为Ａ类、Ｂ类风险的场地，再进行垃圾体量的详细勘查。详细勘查阶段采取的手段主要包括现场钻探、测量、检测和室内试验分析等，查明垃圾体的填埋边界、埋藏深度、体量及成分特征等，并提出可行的垃圾治理方案以及相关建议。２７７ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ　工程地质学报　２０１１２１　初步勘查与风险评价的工作内容（１）调查垃圾填埋场的填埋时间、具体地点、填埋垃圾种类、来源等历史填埋情况以及现状场地的利用情况；（２）初步查明垃圾填埋场及所在区域的地层分布和水文地质条件；（３）初步查明填埋垃圾种类、分布范围和体量；（４）提供满足风险评价所需垃圾土的物理、化学性质参数和土层水文地质参数；（５）根据现场调查与测量、勘探、检测与室内试验结果，在垃圾危害性风险评价和地下水污染风险评价的基础上，进行垃圾填埋场综合污染风险评价。２２　初步勘查与风险评价的工作流程首先制定了初步勘查与风险评价的工作流程（书书书图１）。图１　初步勘查与风险评价的工作流程Ｆｉｇ．１　Ｗｏｒｋｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｕｒｖｅｙａｎｄｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ２２１　调查、测量要求（１）调查填埋场的垃圾来源、形成时间、处置方式、占地面积、垃圾种类（生活垃圾、建筑渣土）和场地目前使用情况等；利用手持ＧＰＳ测量填埋场的位置及填埋场边界的经纬度坐标，估测垃圾场面积。（２）调查垃圾场周边所在区域的地质、水文地质和环境地质条件［５］，包括地形地貌、区域地质条件和构造特征、岩土体的空间分布条件、地下水分布条件、地表水分布以及其与地下水的水力联系等。２２２　现场勘察要求（１）勘探工作量布置一般情况下，在每个垃圾填埋场布置２个钻孔，即垃圾场内部布置１个，垃圾场外部布置１个，如遇填埋场规模较大、填埋场所处地形、地质条件变化大时，可适当增设钻孔。垃圾场内钻孔深度应钻至填埋垃圾底部天然土层以下不小于５０ｃｍ处。垃圾场外钻孔深度应满足能初步查明所在区域地层条件并揭露第一层地下水埋藏深度的要求，并初步查明该深度（一般不小于场内钻孔的深度）范围内地层分布条件，如地下水埋藏较深，钻孔深度至少应钻至第一个可能的含水层位，对于碎石类土，一般不超过１０ｍ；对于砂土、黏性土，钻孔深度一般不超过２０ｍ。（２）取样垃圾场内勘探孔设计每２ｍ取１个垃圾样，如见渗滤液取渗滤液１份；垃圾场外勘探孔每１ｍ取１个原状样，变层加取，见地下水取地下水样１份。２２３　检测与试验要求检测与试验包括垃圾危害性、土层物理性质和地下水污染状况试验，以室内检测为主，辅以现场垃圾气体（沼气）含量检测（书书书表１）。２３　风险评价分级技术指标体系研究风险评价［６］的总体技术路线是根据非正规垃圾填埋场垃圾危害特性和所在场地水文地质条件特征，利用层次分析法对垃圾危害因子和地下水污染风险因子进行分层研究，最终得出综合评价指标体系（书书书图２）。２３１　垃圾危害性风险评价非正规垃圾填埋场对地下水环境的危害主要是