污染液在地基土體中遷移及控制研究.pdf

1、本文以安徽淮南垃圾填埋場、西溪濕地和富陽中大西郊半島項目三種不同類型污染場地作為研究對象,通過場地勘察、污染物測定得到土體中不同污染物在空間上的分布規(guī)律及遷移特性,對深層土體污染的現(xiàn)狀進行了評價。分別以氯離子、總氮和三甲苯為示蹤污染物,通過理論分析結(jié)果和實測數(shù)據(jù)的比較,得到合理的污染物遷移模擬參數(shù),對污染物在土體中的遷移擴散趨勢進行了預(yù)測,并對不同類型的污染場地控制提出了相應(yīng)的工程控制措施。
　　 (1)用鉆機鉆進的方法在填埋場

2、及工業(yè)污染區(qū)域進行深層取土,填埋場內(nèi)垃圾層或松散土層用套管護壁以防坍孔,取樣過程中用中空巖芯管鉆取通長完整土樣,避免土樣被污染液污染,取樣深度一般須達到不透水層;在河水底泥中深層取樣比陸地困難,本文所用取樣器是課題組擁有發(fā)明專利的新型底泥取樣器,能一次性鉆取2m深底泥樣品,操作方法簡單,所取土樣完整通長,所取底泥樣不會受到河水洗刷的影響,取樣效果很好。
　　 (2)本文對污染液及污染土分析測試的污染物有重金屬、有機物、COD、氨

3、氮、總氮、總磷、氯離子和痕量有機物等;用全消解法測定土體中重金屬全量來評價其質(zhì)量等級,用逐步提取法測定不同深度土體中重金屬各種形態(tài)所占比例,分析比較有機物含量與重金屬形態(tài)的關(guān)系;用蒸餾滴定法測定氨氮、總氮含量評價土體不同深度富營養(yǎng)化程度。
　　 (3)淮南填埋場屬于集中污染源引起的土體污染類型,其底部土層中,重金屬在0.2m深度范圍內(nèi)含量較高,隨著深度增加含量逐漸減小并趨近背景值,填埋場外各勘測點重金屬含量沿深度方向變化幅度較小

4、。填埋場內(nèi)下伏土層中可交換態(tài)重金屬占總量百分比低于1％,絕大部分重金屬主要以殘渣態(tài)、鐵錳結(jié)合態(tài)和有機態(tài)存在,這顯著限制了重金屬隨地下水的運移和擴散。填埋場內(nèi)與滲濾液充分接觸的土層有機態(tài)重金屬所占百分比明顯高于場外背景值,但隨著深度增加,有機態(tài)含量顯著減少并趨于背景值,該分布規(guī)律與土體中有機質(zhì)含量測試結(jié)果類似,說明有機質(zhì)含量高的土層對各重金屬有較強的吸附能力。通過地累積指數(shù)、富集系數(shù)及生態(tài)危害指數(shù)法對不同深度土體重金屬污染評價結(jié)果表明:填

5、埋場內(nèi)1m深度內(nèi)cu、Pb、Cr有部分位置呈中度污染,1m深度以下及填埋場外部土層均為無污染～中度污染。
　　 (4)淮南填埋場堆體內(nèi)外存在近10m水頭差,以氯離子為污染因子進行數(shù)值模擬預(yù)測可知,經(jīng)過30年時間滲濾液中氯離子可以遷移到地下4m深度;50年到達5.5m深度左右,100年則達到6-7m深度,而在水平方向,100年后氯離子向下游遷移距離大約為50m,水頭是影響該填埋場污染物遷移擴散的主要因素,控制該填埋場土體污染的關(guān)鍵

6、是控制填埋場內(nèi)滲濾液的水頭,通過數(shù)值模擬結(jié)果可知,當堆體內(nèi)水體降低到4m時,對污染物遷移深度及水平遷移距離有著較大的影響。
　　 (5)西溪濕地底泥中重金屬、總氮、總磷、有機質(zhì)在底泥中沿深度變化規(guī)律明顯:隨著埋深增加總體呈降低的趨勢,在0.6m深度附近趨于陸域土壤平均值。重金屬含量均未超過國家土壤質(zhì)量二級標準。用地累積指數(shù)和生態(tài)危害指數(shù)法對底泥重金屬污染進行評價:埋深淺于0.6m的底泥污染程度較高,以中度污染為主,埋深大于0.6

7、m的底泥沒有受到重金屬污染或者為輕度污染。底泥有機指數(shù)的差異表明:表層底泥受有機污染(富營養(yǎng)化程度)比較嚴重,0.2～0.6m深度底泥屬于尚清潔,0.6m深度以下的穩(wěn)定層底泥基本未受到有機污染或者為輕度污染,氮、磷在表層底泥孔隙水和上覆水之間存在3～5倍的濃度梯度,在適當條件下,可從底泥孔隙水中向上覆水體釋放。
　　 (6)用總氮為作為底泥中污染物遷移模擬因子,經(jīng)過15年后,底泥孔隙水中總氮可以入滲到1m深度,30年后接近1.5

8、m,60年后將到達2m深度,120年后可以深達2.5m;經(jīng)數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn),不疏浚底泥,只實行上覆水置換,只需要1年半時間,水面0.5m水深處的水體TN含量即達到國家Ⅲ類水標準,5年后該處TN含量達到3.22mg/l,超過了國家Ⅴ類水質(zhì)量標準。因此,對底泥進行疏浚,并對上覆水體進行置換是徹底解決河水富營養(yǎng)化的關(guān)鍵,根據(jù)模擬計算結(jié)果顯示,0.6m深度可作為濕地底泥疏浚的參考依據(jù),當疏浚深度不夠時對控制水體污染影響很大;用底泥覆蓋法具有施工簡單

9、、費用低廉的優(yōu)點,在一定時間內(nèi)對污染底泥控制有著較好的效果,但對應(yīng)用條件有較多的要求。
　　 (7)富陽中大項目污染土為典型的化學工業(yè)污染場地,測試結(jié)果表明,區(qū)域內(nèi)主要污染物為重金屬和化學有機污染物。沿深度方向,重金屬Zn在1.75～6.75m深度范圍內(nèi)含量較高,總體呈上部高下部底的規(guī)律,在部分深度位置有累積現(xiàn)象,從濃度上看部分超過展覽會土壤質(zhì)量標準中A類土標準,但未超過B類標準;有機污染物集中的1.8～5.5m深度范圍內(nèi),但種

10、類繁雜,同一地點不同深度常見不同有機污染物的增加或缺失現(xiàn)象,從平面上看,區(qū)域1和區(qū)域2的污染較重,區(qū)域1中鉆孔11位置的三甲苯超過B級標準近1倍,是該區(qū)域有機污染最嚴重的地方,需要進行控制處理后方能投入開發(fā)使用。
　　 (8)對富陽中大項目污染土用圍堵法進行控制,數(shù)值模擬結(jié)果表明,當?shù)叵率业装宀惶嵘龝r,如果污染物運移以擴散為主,在70年后污染暈將向在防滲墻內(nèi)運移34cm,尚未到達非污染區(qū);如果墻內(nèi)水位長期高出墻外水位1米,則70