垃圾填埋场渗漏液性质
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发布时间：2022-04-23 20:14
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时间：2023-10-08 20:28
垃圾填埋场渗出液组分复杂，对土壤和地下水的危害严重。表8.3.1列出了部分国家垃圾填埋场渗出液中的污染组分数据，各指标数据范围广泛。表8.3.2是垃圾填埋场渗出液中的污染组分随时间的变化，与我国饮用水的卫生标准相对照，好多指标在经历几十年后才能恢复到污染前的水平，说明垃圾填埋场的自然消化时间是很长的。
表8.3.1 部分国家垃圾填埋场渗出液中污染组分数据范围
表8.3.2 垃圾填埋场渗出液中污染组分随时间的变化趋势
8.3.1.1 渗漏液的物理、化学、生物行为
污染物在地下的迁移方式是多种多样的，有机械作用、物理化学作用和生物作用。污染物的转化作用方式更为多样，包括物理化学作用、化学作用和生物化学作用几大方面，迁移和转化经常是交织在一起，使环境中的化学品的种类变得更为多样化，分布更广（表8.3.3、表8.3.4）。迁移和转化的结果是污染物的浓度降低、毒性减弱，例如有机物在微生物的作用下，分解成二氧化碳和水；也有可能使污染物的浓度提高，毒性增强，如含汞废水排入水体后，转化为甲基汞，容易在鱼体内积累，毒性增强（沈德中，2002）。
表8.3.3 污染物的迁移和转化
表8.3.4 污染物的转化
赵（Zhao）等在2000年对上海市的垃圾渗漏液中主要的污染物进行了分析，这些数据取自1995年4月到1998年10月的监测结果。见图8.3.1～图8.3.3。同时通过数学模拟的方法预测了主要污染物达到国家固体废弃物排放标准所需的时间（表8.3.5）。COD（化学需氧量）＜100 mg·L-1和BOD（生物需氧量）＜30 mg·L-1，需15年的自然降解过程。NH3-N（氨态氮）达到15 mg·L-1的排放标准需至少23～26 a甚至更长。Cl-的天然降解速度最慢，达到农业灌溉标准200 mg·Cl-·L-1，至少需58年。预测模型用1989～1993年的数据进行了验证，是可行的，除pH值外，其他指标的变化均符合对流-扩散模型。
图8.3.1 pH值和Cl-浓度随降解时间的变化曲线
图8.3.2 浊度和NH3-N浓度随降解时间的变化曲线
图8.3.3 COD、BOD浓度随降解时间的变化曲线
8.3.1.2 垃圾渗漏液的电化学特征
日本*为对付日益增加的垃圾，缓解本来就非常紧张的土地和地下水资源，提出了一套处理垃圾的有效措施，首先将垃圾进行分类处理，把可燃烧的垃圾和不可燃烧的垃圾分开，可焚烧的垃圾主要是生活废弃物，其化学性质不稳定，随时间变化，许多有毒有害的物质对周围地下水和土壤造成难以弥补的危害。可焚烧的垃圾焚烧后把灰烬固化，再送入填埋场。填埋场建有防渗和污水收集系统，将收集的污水处理达到排放标准，这样管理的垃圾场才能真正称得上是受控填埋场。在这一过程中，对产生出的渗漏液的电化学特征进行监测和研究渗漏液与周围地层的电阻率关系也是非常重要的环节。以Boso Peninsula垃圾场为例，根据两个钻孔A、B的测量结果，渗漏液的氧化还原电位在+50～-50 mV之间，钻孔A中（8～11 m深处）渗漏液温度是30℃，pH值呈中性，电导率3.0～3.5 S/m。B孔渗漏液（7～10 m深处）22℃，偏碱性，电导率0.6～1.0 S/m。由于电阻率还与温度变化有关，温度变化将引起水溶液中离子活动性的变化，电阻率随温度的升高而降低。所以电阻率是归一到25℃的结果，见表8.3.6。
表8.3.5 Cl-、浊度、NH3-N、COD、BOD的数学模拟结果
表8.3.6 钻孔A、B中垃圾渗漏液随时间的降解变化
8.3.1.3 渗漏液电法探测的前提
垃圾渗漏液处理不当会直接污染地下水，含污染物的地下水系统可简单描述为三部分，由上到下依次为：高阻不饱和带（包气带），然后是被污染的低阻含水层，污染物主要聚集在潜水面之上，其次是电阻率中等的潜水层。这种系统是一种动态平衡过程，随季节变化有时存在过渡带。受污染地区地下水和土壤的化学性质和物理特征发生变化（物性差异）是地球物理探测的前提。进入地下水中的绝大部分污染物具有化学活动性。当污染物进入地下水时，与周围介质发生氧化还原反应，从土壤中萃取出部分离子（Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+）以及新形成的CaCO3、MgCO3等盐类，从而改变了地下水的化学和电性特征，为电法勘探（电阻率法、激发极化法）提供了物质基础。其次酸性溶液可将土壤中的石英、长石等矿物侵蚀出来，增加了固体溶解物含量和孔隙度，在水位升降作用的带动下，不断为地下水带入大量的固体物和可溶性颗粒。固体溶解物主要浓集在潜水面附近，形成一个透镜状或层状异常体。总之，在潜水面附近离子浓度、盐类、固体溶解物的浓度增加，对电磁反射的能力增强，为探地雷达（GPR）、浅层地震反射探测提供了物质基础。李金铭（1999）等在实验室对8种无机溶剂（CaSO4、Pb（NO3）2、Al2（SO4）3、ZnSO4、Fe2（SO4）3、CaCl2、CuCl2、NaCl）和4种有机溶剂（对苯二酚、洗涤剂、柠檬酸铁铵、柠檬酸钾）的实验结果表明，对单一的受无机污染的水样，当污染浓度在1～100 mg/L的低浓度段内，污染水的电阻率与洁净水的电阻率差别不大。当污染浓度大于100 mg/L时，各污染物的电阻率差异开始有明显的降低。对于有机、无机混合污染，实验结果已证明情况也基本如此。
美国对2000多个固体垃圾填埋场布置的大量监测孔的水样分析表明，无机污染物超过有机污染物。存在的 44 种无机污染物中，普遍存在 6 种离子（Cl-，Na+，Fe3+，Ca2+，和SO2-）。由此梅尼尔（Menil）提出土壤水电阻率（δW）计算的经验公式
环境地球物理学概论
式中Ci和Ni为第i种离子的含量（g/m3）和离子迁移率（m2/s·V）。土壤体积电导率为
环境地球物理学概论
为电阻率和电磁法探测渗沥液对土壤和地下水的污染提供了依据。
