论文部分内容阅读
人口的增加，城市化进程的加速和工业发展，导致城市垃圾产量越来越大。垃圾的不合理堆放，对周边环境产生了严重的污染，对人类的生产生活造成严重危害。垃圾填埋场被人们称为地球上的“毒瘤”，由此可见垃圾填埋场给人类和社会带来的巨大的安全隐患。
嘉兴垃圾填埋场是一个运行了十几年的简单堆放场，从1996年开始运行至2008年停止使用，整个运行期间没有采取任何的污染防护措施。目前该垃圾填埋已经封场，根据市政规划，将建成一个公园，美化环境，而该垃圾填埋场的封场工程也仅仅是简单的四周围堰和表层土工膜覆盖并覆土种树。因而该垃圾填埋场即便是封场以后，垃圾填埋场内部继续产生的垃圾渗滤液和由垃圾降解产生的废气仍然有污染环境和危害周围居民身体健康的可能性。
本文以嘉兴垃圾填埋场为研究对象，在分析研究区的自然地理、水文地质条件的基础上，通过野外采样分析和室内试验相结合的方法，研究垃圾渗滤液在地下水中的迁移转化规律。从2007年1月到2008年9月，按照丰水期和枯水期五次共采集水样71组(其中地下水49组，地表水17组，垃圾渗滤液5组)经过检测分析，发现有以下规律：
(1)无机离子浓度变化规律
①从氯离子监测结果看，垃圾渗滤液中氯离子浓度变化大，封场后垃圾渗滤液中氯离子的含量明显降低。
②在地下水的稀释作用、土壤吸附作用和植物吸收作用下，垃圾渗滤液中的钾离子对当地地下水水质不足以产生不良影响。
③垃圾渗滤液对水岩相互作用有明显的影响，研究区地下水中较高浓度的锰离子主要来源于岩层的释出而不是垃圾渗滤液。垃圾渗滤液对岩层中的锰离子的释放起到了巨大的促进作用，垃圾渗滤液浓度高的地方离子交换作用显著，岩层中的大量锰离子被释出，进入地下水。
④研究区地下水中铁离子浓度变化受pH值影响较大。pH值降低时，地下水中的铁离子浓度明显升高。随着该区地下水pH值的逐渐降低，垃圾渗滤液中重金属污染物的扩展范围将逐步扩大。
⑤在水岩相互作用下，大量的钙镁离子从岩土中释出进入地下水中，导致地下水中的钙镁离子浓度升高。
⑥硫酸根浓度变化显示，该区受垃圾渗滤液影响较重的地下水中，存在着强烈的生物化学作用，大量硫酸根离子发生脱硫反应。
⑦从铵根离子的浓度分布特点看，在垃圾填埋场内部，绝大多数铵根离子通过化学反应转化为硝酸根或氮气，因此受渗滤液污染的地下水中铵根离子浓度较低。
(2)有机污染物浓度变化规律
整个研究区检出率较高的有六中有机污染物，包括二氯甲烷、氯仿、1.2-二氯乙烷、苯、1.2-二氯丙烷及甲苯，但浓度均较低。主要分布于垃圾填埋场及其外围区域，影响范围较小，其原因主要是：
①土壤对有机物的吸附作用，迟滞了有机污染物的迁移，降低了地下水中有机物的浓度。
②该区地下水埋深较浅(0.3-3m)，特别是垃圾填埋场附近(少于0.5m)，利于地下水中的有机物挥发。地下水位埋深浅，使大气中的氧气可以较容易补给到地下水中，为好氧微生物降解反应提供能量保障。
③该区地下水流动速度较慢，有利于微生物的生长，同时也为微生物降解有机物提供了时间保障。
④垃圾渗滤液中含有较高浓度的电子接受体，如SO42-、NO3-、Fe3+等，在厌氧条件下，为微生物降解反应提供了能量保障。
另一方面，本文通过淋滤实验，在人为控制的条件下分析了垃圾渗滤液中的主要无机离子在岩层中的吸附解吸规律，主要得出以下结论：
(1)氯离子在不同的岩层中的保守性具有一定的差异，其中在粉沙土中存在着吸附解吸现象，而在细沙与壤土中则基本保守。
(2)粉沙土对硫酸根的吸附能力较强，壤土对硫酸根具有一定的吸附能力，细沙对硫酸根没有吸附能力。当垃圾渗滤液在潜水含水层中扩散时，由于含水介质的吸附作用，硫酸根离子的迁移速度被大大减缓。
(3)粉沙对F-的吸附能力较强，壤土和细沙对F-也有一定的吸附能力。虽然F-在垃圾渗滤液中的浓度较高，但由于含水层吸附作用影响，其对地下水的影响范围有限。
(4)实验表明，当垃圾渗滤液通过该区的主要含水层(粉沙土层)时，在垃圾渗滤液-水-岩土的相互作用下，原本吸附于岩层内的硝酸根离子被解吸出来，导致地下水中硝酸根离子浓度升高。
(5)细沙对铁离子基本没有吸附作用，壤土及粉沙土对铁离子的吸附作用较强。
(6)碱金属钠钾的吸附解吸作用比较相似。开始阶段粉沙土和壤土吸附部分渗滤液中的钠钾离子，吸附饱和后，钠钾离子的水岩相互作用达到平衡状态。壤土对钾离子的吸附能力要大于对钠离子的吸附能力。
从嘉兴垃圾填埋场的现场调查，取样分析和室内实验研究得出的以上结果可以看出，由垃圾填埋场引发的一系列的环境问题跟垃圾填埋场的选址，防渗防漏等基础设计以及垃圾填埋场在运行的过程中是否操作规范有着密切的关系。科学选址，合理设计，规范施工是可以将垃圾场造成的污染控制在一定范围之类。如何在经济发展的同时避免污染环境，是实践给科学工作者们提出的又一难题。本文对该地区的后续研究或类似地区的相关研究具有参考和借鉴的意义。