武汉市二妃山垃圾场污染地下水的可能性分析

流芳垃圾填埋场是武汉市正在运行的垃圾填埋场之一，主要处理处置武昌区城市生活垃圾，预计该场2003年中旬封场，而后由二妃山垃圾填埋场替代。表4为流芳垃圾场内渗滤液水质状况（后续计算以表内值为基准值），从表中可以看出除PH值外，色度、SS、CODcr、氨氮、总磷超过污水综合排放二级标准的30倍以上，氨氮超过地下水Ⅲ类指标500倍。
表4武汉市流芳垃圾填埋场场内渗滤液水质状况

3.1.2污染物负荷
武汉市二妃山填埋场设计日填埋处理垃圾量720吨，渗滤液250吨，净填埋垃圾320万吨（压缩密度1吨/立方米），使用年限为12年。若以现垃圾成份估算污染物溶出负荷将是巨大的CODcr、总残渣达上万吨（见表5）。
表5武汉市二妃山填埋场污染物溶出负荷估算(吨/万吨)

以沈耀良等人建立的垃圾填埋场污染物溶出负荷经验模式[6]得武汉市二妃山填埋场，垃圾填埋期间COD负荷变化图，表明填埋场污染物溶出负荷随填埋年限的延长而增大。

图2二妃山填埋场COD溶出负荷变化
3.1.3污染强度
以面源强值表示填埋场渗滤液下渗污染强度，其计算公式为：
M=QCi/F
式中M为面源强值mg/d•m2；Q为渗滤液入渗量m3/d；Ci为渗滤液浓度mg/l；F为填埋面积m2。
在不考虑渗滤液下渗时的降解、吸咐、稀释等反应的条件下，假设二妃山填埋场渗滤液日下渗量为日产生量的1%即2.5吨，主要污染物单位渗滤面积上源强值计算结果见表6。
表6武汉市二妃山填埋场污染物单位渗滤面积上源强值

综上所述表明垃圾填埋场是个巨大污染源，处理不妥将对环境产生较大的危害，因此对垃圾填埋场的选址、设计和管理上一定要认真对待。
3.2填埋趋稳年限
预测垃圾填埋场稳定时间对填埋场的设计管理有重大意义，而填埋场稳定的重要标志就是垃圾渗滤液的达标。渗滤液中污染物浓度与填埋时间的关系可以用微生物代谢一级反应速率方程描述[7]～[9]。表7中Ⅰ类为国外James等人建立的垃圾填埋场渗滤液中CODcr、氯化物一级反应方程，Ⅱ类为国内刘疆鹰等人根据对上海市老港垃圾填埋场现场试验建立的CODcr、NH3-N一级反应方程。
表7国内外垃圾填埋场渗滤液中污染物衰减速规律

由表7中公式预测武汉市二妃山填埋场渗滤液趋稳年限。用Ⅰ类方程渗滤液COD衰减至地面水质量标准Ⅴ类标准需60多年（见表8），用Ⅱ类方程渗滤液氨氮衰减至地下水质量分类指标Ⅰ类指标需60年。Ⅰ类方程渗滤液COD衰减至达到地面水质量标准Ⅰ类标准，所需年限是Ⅱ类方程的2.55倍，造成此种情况的原因有：（1）西方发达国家垃圾组分中有机物占60%以上，而我国垃圾组分中有机物仅占30左右；（2）我国有机垃圾近60%是厨渣，而国外有机垃圾主要为包装纸和木质[10][11]。
表8Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类方程预测武汉市二妃山填埋场渗滤液趋稳年限(年)

根据Ⅰ、Ⅱ类方程和有关资料[4][12][13]及我们对武汉市郭茨口垃圾堆放场封场后跟综监测结果，建立二妃山填埋场渗滤液CODcr一级反应方程（Ⅲ）如下：
Ci=C0×10-0.0869t
式中：Ci——封场后至i年渗滤液CODcr浓度（mg/l）；
C0——封场时渗滤液CODcr浓度（mg/l）；
T——封场后至i年年限。
经测算武汉市二妃山垃圾填埋场渗滤液COD衰减至污水综合排放标准一级标准需25.66年，衰减至地面水质量标准Ⅰ类标准约需近36年的时间。表明垃圾渗滤液潜在污染危害年限较长，需引起足够重视。
3.3水力梯度和渗透系数