江苏垃圾填埋场生态地质环境安全性评价及工程治理

摘要：以生态地质环境系统安全为理论框架，以综合指数法和层次分析法为技术支点，构建了垃圾填埋场生态地质环境模型和生态地质环境风险等级的判别方法。选择了南京轿子山生活垃圾填埋场为典型实例，评价该场生态环境安全总体堪忧，且达到I级红色预警状态。从地质分析入手，结合应用工程施工技术方法，参照相关规范，对填埋场进行污染治理方案设计。
关键词：垃圾填埋场；生态环境；安全性评价；工程治理；江苏南京
0引言
江苏全省每天城市生活垃圾的产出量逾3.6万t，被分别集中填埋在58个填埋场。此外，历史上数以千处上亿吨的“无底填埋垃圾”悄然“潜伏”在城市附近地下。日趋增多的生活垃圾不但增加了填埋场现存库容压力，而且大量的渗沥液渗漏和甲烷气体泄漏不断突发滋事，破坏了生态环境，严重影响到城市居民的身心健康。据调查，江苏所有垃圾填埋场（点）均不同程度地存在污染问题，1／3填埋场对环境的污染十分严重，轻者使区域性地表水体产生恶化，重者危及到地下水源地的水质安全。较多的填埋场周边地区水土测试显示，已突破生态承载力的指标，生态后果与环境胁迫因素呈正相关趋同，生态风险评价出现了不安全预警状态，工程治理迫在眉睫。
1垃圾填埋场的污染现状
1.1历史上“垃圾包围城市”的局面造成三大后果
江苏对城市垃圾的处置起步较晚，1993年，仅南京等少数城市开始实行垃圾集中填埋处理，2004年开始重视并对扩建填埋场采用卫生填埋技术实行无害化处理，2008年，全省约70%的市、县扩建或新建填埋场实现卫生填埋。从集中填埋到部分卫生填埋经历了相当长的时间，在这一期间，各城市的垃圾处置基本上是利用城市周边的矿山采石坑或低洼水塘进行分散填埋，形成了“垃圾包围城市”的局面。现在看来，因此带来的后果极为严重，一是这些垃圾填埋场如一颗颗“定时炸弹”，随时有可能引发安全事故。如南京尧化门填埋场因甲烷爆炸引发火灾，溧水美人山填埋场渗沥液泄漏大范围污染了农田。二是重污染填埋场直接影响了周边地区的生态环境，由此产生的诉讼和民事纠纷正在呈现上升势头。如常州二案填埋场的混填垃圾污染引起诉讼纠纷，徐州雁群填埋场周边居民集体上访。三是由于缺乏对地质条件的论证，建场选址不当造成了一系列原生地质环境的改变。如南京轿子山填埋场附近的泉点水质恶化，深层地下水污染离子超标，地下水径流区发生大面积的水质变化。
1.2脆弱环境地质条件下重污染填埋场急待治理
垃圾污染程度主要由填埋量和填埋时间所决定。填埋垃圾产出含有毒有害物质的高浓度渗沥液，快速入渗形成污染区核部的基本形态，随着垃圾量增大，其污染晕前锋不断向前推移，扩大污染范围。调查发现，重污染的垃圾填埋场其区域地质构造、地层分布、水文地质与工程地质条件均相对脆弱，是直接导致水土污染的首要因素。现已基本查明，全省具有不良环境地质问题的填埋场有以下4类。
①断层破碎基底渗漏型：场地处于断层交汇地段，基底地层岩性为富水地层且岩石破碎，节理裂隙发育有利于地下水的循环。渗沥液渗入地下径流系统，造成含水层或地下水源地水质污染。②砂砾石地层扩散污染型：填埋场利用采砂（石）坑来填埋垃圾，下伏地层结构松散、厚度大、透水性强（k＝0.3cm/s），在无任何防渗措施情况下，任其渗沥液向四周和底部扩散运移。③高地冲沟直泻型：填埋场选建在高岗冲沟地形之上，出口坡度较大，每当雨季山洪携带渗沥液顺势而下，形成地表产流，直泻下游地区，地表水、地下水、土壤均遭受灭顶之灾。④低洼沟塘弥散型：场地地面标高低于区域平均标高，多为利用废弃砖瓦厂取土坑或低洼水塘。大量垃圾堆放后抬升了地面，反成了垃圾高地，垃圾污水渗入地下，补给地下水并逐步向四周扩散，形成片状或带状污染区。
对城市生态环境安全来说，这些重污染填埋场都处在未经防护、没有治理的高风险状态，亟待治理。
2垃圾填埋场生态地质环境安全性评价的基本模型
2.1垃圾填埋场生态环境研究范畴
生态地质环境是从环境地质学的观点出发，强调地质环境与自然生态环境、社会经济环境相互关系的作用，把三者的演变机制看作一个动力系统。“生态地质环境”在人类生存环境中起着基础性作用和主导作用，地质环境是生态环境的载体。垃圾填埋场的生态环境研究从根本上要依赖于地质环境的研究，而物质组成、地质结构、动力机制则是时空条件下的决定因素。
2.2垃圾填埋场生态环境安全性评价模型
生态环境安全是从生态环境风险分析发展而来的，两者有着密不可分的联系。从美国环保局提出的《生态风险评价大纲》和美国国家科学院的《生态风险评价问题》的标准来看，生态风险评价可以理解为系统受一个或多个协迫因素影响作用后所引起的不利的生态后果可能性，它表征了系统安全状况受胁迫的程度，即系统受到的胁迫值越大，其发展向不利于健康状态进行的可能性越大，则安全性越小。