城市垃圾地下填埋场对水环境污染控制对策研究

摘要:针对城市垃圾填埋场渗滤液对地下水环境的污染影响，重点阐述了对渗滤液污染控制工程的设计基本原则，以及在平原型和山谷型城市垃圾填埋场地下岩土防渗工程中主要采用的防渗技术和防渗材料。结合山东省威海市艾山垃圾填埋场工程实例，介绍了地下水平、垂直渗漏控制技术和水泥化学复合防渗灌浆材料在山谷型滨海城市垃圾填埋场环保工程建设中的应用。
关键词：垃圾填埋场、地下水、环境污染、防渗控制。
一、前言
进入21世纪，环境保护越来越引起各国政府的重视，对环保技术的研究也成为当今科学研究的重要前沿课题。随着我国城市经济的发展，城市环境保护中对垃圾的无害化处置成为了一项非常紧迫的任务。在我国目前主要方法是建造垃圾填埋场。为防止生活垃圾填埋处置对地下水环境造成的二次污染，由国家环境保护局制定了生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889-2008），此标准已于2008年7月1日起实施[1]。标准要求生活垃圾填埋场工程环境保护设计必须包含对场区垃圾渗滤液的防渗处理工程。本文将重点阐述城市垃圾填埋场为防止渗滤液对地下水环境污染进行地下岩土防渗处理工程设计的基本原则和思路，通过介绍垃圾填埋场防渗工程实例，说明岩土防渗技术及防渗材料在此类工程中的应用前景。
二、垃圾填埋场的岩土防渗工程
2.1渗滤液的控制
在城市生活垃圾填埋污染控制标准中规定：生活垃圾填埋场环境保护工程设计应包含渗滤液防渗工程，垃圾渗滤液输导、收集和处理系统等。垃圾填埋场的地下岩土防渗工程中一个主要方面就是对垃圾渗滤液在岩土层中的渗漏控制，这是垃圾填埋场环境保护工程设计的一项主要内容。了解渗滤液在地下岩土层中的扩散导致对地下水源的污染是垃圾填埋场对环境污染的一个主要方面，因此对地下岩土层中垃圾渗滤液污染控制的研究是垃圾填埋场环境污染控制的重要内容，同时也是确定垃圾填埋场地下岩土防渗工程规模的重要依据。
垃圾填埋场进行地下岩土防渗处理的目的一方面在于防止渗滤液渗入地下，从根本上控制垃圾渗滤液对周围地下水环境的影响；另一方面是防止其它形式的水流侵入填埋场，导致对地表水的污染。因为大气降水会在场区内顺沟谷形成地表水流，在径流过程中会侵入填埋区，并对地下水进行补给，从而造成渗滤液水量大幅度上升，引起渗滤液外溢污染环境。因此，垃圾填埋场的防渗工程建设必须根据场址的岩土工程地质和水文情况，采用相应的岩土防渗技术和防渗材料，对填埋场进行地下岩土防渗处理。
2.2地下岩土防渗技术
城市生活垃圾填埋场地下防渗系统的建设目前在岩土工程上多采用填埋场区底部人工合成防渗材料、粘土层进行水平防渗，以及以截洪沟、填埋区下游垃圾坝、截污坝、截渗墙、防渗帷幕等设施的垂直防渗系统相结合的岩土防渗体系。在城市生活垃圾填埋污染控制标准中同时规定垃圾填埋场场区岩土防渗层渗透系数K≤10-7cm/s。通常场区底部的水平防渗可以利用天然不透水层，如较完整的不透水岩层或粘土、淤泥层(要求防渗层渗透系数K≤1×10-7cm/s)。在地质条件不理想的地区，岩土水平防渗主要通过铺设由高密度聚乙烯等材料制成的不透水人工织布、高分子防渗卷材或其它防渗材料（如经过加工的粘土）等建成人工不透水层来实现；或着将两者相结合封闭整个场区底部及边坡。
对于垃圾填埋场防渗体系中的另一重要环节—地下岩土垂直防渗，其防渗工艺则需要根据场区工程地质条件来选择。对于山沟式填埋场，为截留填埋区上游山区地表径流和部分潜水需要设置截洪沟。由于截洪沟的深度有限，部分来自填埋场上游的地下潜水将进入填埋场，可能会形成大量的渗滤液，应引起足够重视。对此可以采取引流措施减少进入填埋场的潜水量。在渗滤液下游可采用建筑砼截污坝、粘土心墙垃圾坝与截渗墙和地下帷幕灌浆相结合等方法建立垂直岩土防渗系统。此外，在地势平坦的平原地区，可以修建粘土心墙垃圾坝与铺设人工不透水土工防渗卷材相结合的防渗工艺建立防渗系统。
2.3防渗材料
在垃圾填埋场防渗系统工程中所采用的防渗材料，其接触对象主要是垃圾渗滤液。对防渗材料主要性能的要求受渗滤液化学侵蚀的影响。研究表明填埋场渗滤液水质受垃圾成分的影响很大，化学组分复杂，且与垃圾成分、填埋场的土壤组分和填埋场使用年限有关。有资料表明，国内填埋场垃圾渗滤液中COD，BOD一般在数千mg/L到数万mg/L之间变化，主要污染物是有机污染物、氨氮、磷、重金属等，pH值一般在6.5～7.8间。可见，垃圾渗滤液是一种具有较强腐蚀性、高污染的水体。通常垃圾填埋场的设计使用寿命通常为数十年。尤其是近年来我国对环境保护的要求越来越高，因此在垃圾填埋场防渗工程中使用的此类防渗材料必须具有很高的抗渗性能（渗透系数K≤1×10-7cm/s）、良好的抗化学侵蚀能力和耐久性能，才能满足此类工程防渗的需要。