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(chǎng)、西溪濕地和富陽(yáng)中大西郊半島項(xiàng)目三種不同類型污染場(chǎng)地作為研究對(duì)象,通過(guò)場(chǎng)地勘察、污染物測(cè)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(duì)深層土體污染的現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)價(jià)。分別以氯離子、總氮和三甲苯為示蹤污染物,通過(guò)理論分析結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的比較,得到合理的污染物遷移模擬參數(shù),對(duì)污染物在土體中的遷移擴(kuò)散趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè),并對(duì)不同類型的污染場(chǎng)地控制提出了相應(yīng)的工程控制措施。
　　 (1)用鉆機(jī)鉆進(jìn)的方法在填埋場(chǎng)

2、及工業(yè)污染區(qū)域進(jìn)行深層取土,填埋場(chǎng)內(nèi)垃圾層或松散土層用套管護(hù)壁以防坍孔,取樣過(guò)程中用中空巖芯管鉆取通長(zhǎng)完整土樣,避免土樣被污染液污染,取樣深度一般須達(dá)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(jiǎn)單,所取土樣完整通長(zhǎng),所取底泥樣不會(huì)受到河水洗刷的影響,取樣效果很好。
　　 (2)本文對(duì)污染液及污染土分析測(cè)試的污染物有重金屬、有機(jī)物、COD、氨

3、氮、總氮、總磷、氯離子和痕量有機(jī)物等;用全消解法測(cè)定土體中重金屬全量來(lái)評(píng)價(jià)其質(zhì)量等級(jí),用逐步提取法測(cè)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(jī)物含量與重金屬形態(tài)的關(guān)系;用蒸餾滴定法測(cè)定氨氮、總氮含量評(píng)價(jià)土體不同深度富營(yíng)養(yǎng)化程度。
　　 (3)淮南填埋場(chǎng)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(chǎng)外各勘測(cè)點(diǎn)重金屬含量沿深度方向變化幅度較小

4、。填埋場(chǎng)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?jiān)鼞B(tài)、鐵錳結(jié)合態(tài)和有機(jī)態(tài)存在,這顯著限制了重金屬隨地下水的運(yùn)移和擴(kuò)散。填埋場(chǎng)內(nèi)與滲濾液充分接觸的土層有機(jī)態(tài)重金屬所占百分比明顯高于場(chǎng)外背景值,但隨著深度增加,有機(jī)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(jī)質(zhì)含量測(cè)試結(jié)果類似,說(shuō)明有機(jī)質(zhì)含量高的土層對(duì)各重金屬有較強(qiáng)的吸附能力。通過(guò)地累積指數(shù)、富集系數(shù)及生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)不同深度土體重金屬污染評(píng)價(jià)結(jié)果表明:填

5、埋場(chǎng)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(chǎng)外部土層均為無(wú)污染～中度污染。
　　 (4)淮南填埋場(chǎng)堆體內(nèi)外存在近10m水頭差,以氯離子為污染因子進(jìn)行數(shù)值模擬預(yù)測(cè)可知,經(jīng)過(guò)30年時(shí)間滲濾液中氯離子可以遷移到地下4m深度;50年到達(dá)5.5m深度左右,100年則達(dá)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(chǎng)污染物遷移擴(kuò)散的主要因素,控制該填埋場(chǎng)土體污染的關(guān)鍵

6、是控制填埋場(chǎng)內(nèi)滲濾液的水頭,通過(guò)數(shù)值模擬結(jié)果可知,當(dāng)堆體內(nèi)水體降低到4m時(shí),對(duì)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(jī)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(shì),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(guò)國(guó)家土壤質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。用地累積指數(shù)和生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)底泥重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià):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(méi)有受到重金屬污染或者為輕度污染。底泥有機(jī)指數(shù)的差異表明:表層底泥受有機(jī)污染(富營(yíng)養(yǎng)化程度)比較嚴(yán)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(jī)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(dāng)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(guò)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(dá)2m深度,120年后可以深達(dá)2.5m;經(jīng)數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn),不疏浚底泥,只實(shí)行上覆水置換,只需要1年半時(shí)間,水面0.5m水深處的水體TN含量即達(dá)到國(guó)家Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),5年后該處TN含量達(dá)到3.22mg/l,超過(guò)了國(guó)家Ⅴ類水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此,對(duì)底泥進(jìn)行疏浚,并對(duì)上覆水體進(jìn)行置換是徹底解決河水富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵,根據(jù)模擬計(jì)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(dāng)疏浚深度不夠時(shí)對(duì)控制水體污染影響很大;用底泥覆蓋法具有施工簡(jiǎn)單

9、、費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn),在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)污染底泥控制有著較好的效果,但對(duì)應(yīng)用條件有較多的要求。
　　 (7)富陽(yáng)中大項(xiàng)目污染土為典型的化學(xué)工業(yè)污染場(chǎng)地,測(cè)試結(jié)果表明,區(qū)域內(nèi)主要污染物為重金屬和化學(xué)有機(jī)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(guò)展覽會(huì)土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中A類土標(biāo)準(zhǔn),但未超過(guò)B類標(biāo)準(zhǔn);有機(jī)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(diǎn)不同深度常見(jiàn)不同有機(jī)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(guò)B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)近1倍,是該區(qū)域有機(jī)污染最嚴(yán)重的地方,需要進(jìn)行控制處理后方能投入開發(fā)使用。
　　 (8)對(duì)富陽(yáng)中大項(xiàng)目污染土用圍堵法進(jìn)行控制,數(shù)值模擬結(jié)果表明,當(dāng)?shù)叵率业装宀惶嵘龝r(shí),如果污染物運(yùn)移以擴(kuò)散為主,在70年后污染暈將向在防滲墻內(nèi)運(yùn)移34cm,尚未到達(dá)非污染區(qū);如果墻內(nèi)水位長(zhǎng)期高出墻外水位1米,則70