城市垃圾填埋場地下水污染的風險評價與防治

戴思遠，高 曦，張宗文，盛月慧

（蘇州中晟環境修復有限公司，江蘇 蘇州 215100）

0 引言

地下水污染是城市垃圾填埋場污染的主要情況，因此提高對于地下水污染的防治能力，對其進行污染風險評價，對于填埋場的運行、管理具有重要的意義。在進行風險評價時一般采用權重分析的辦法，其中對于權重分析主要有主觀賦權法如AHP 法、客觀賦權法如熵權法，主觀賦權法受主觀因素影響較大，客觀賦權法缺乏總結出的經驗運用，因此為提高風險評價的精準度，需對風險評價的方法進行優化改進，并且需要采取相應的措施，對地下水污染進行防治。

1 風險評價方法

1.1 方法構建

1.1.1 AHP 法

AHP 法計算權重需通過對風險指標因素建立遞階層次結構，并對其進行重要性標度，并根據標度對同一層次的風險指標因素構建對比矩陣[1]，矩陣構建如式（1）：

式中：aij為i 要素與j 要素的比較結果，其中i，j∈n。且，從而計算得到各指標的權重αj。

對每個矩陣的權重計算結果進行一致性檢驗，其中一致性指標的計算公式如式（2）：

式中：IC為一致性指標CI 之值，α 為最大特征根。

通過一致性比率計算、對比，判讀指標權重的正確性，其中一致性比率的計算公式如式（3）：

式中：RC為一致性比率CR 之值，IR為自由度指標修正值。

1.1.2 熵權法

熵權法則是通過將風險指標進行數據處理，形成標準化矩陣，再通過計算各指標之間的信息熵，從而獲取各指標的權重[2]。標準化矩陣構建方式如式（4）：

信息熵計算公式如式（5）：

則指標權重的計算公示如式（6）：

1.1.3 AHP-熵權法綜合賦權法

AHP-熵權法綜合賦權法進行指標的權重處理，首先需構建AHP 權重與熵權法權重的距離函數，并計算各權重的分布系數，從而通過權重組含得到綜合權重，距離函數的計算公式如式（7）：

式中：αj為AHP 法計算的權重，βj為熵權法計算的權重，n 為評價指標。

綜合權重的計算公式如式（8）：

式中：x、y 為αj、βj的分布系數，其中x、y 應滿足式（9）條件：

利用綜合指數法，計算地下水污染風險的綜合指數R，計算公式如式（10）：

式中：Ri為各評價指標的分值；Wi為各評價指標的權重，在本文中為αj、βj、ωj。

1.2 對比分析

在對比中通過將綜合指數和污染指數進行線性擬合的方法，進行適用性的判斷，污染指數法利用場地地下水中苯的濃度進行構建[3]，其構建方式如式（11）：

式中：ci為某個填埋場地下水苯濃度為所有填埋場地下水苯濃度均值，σ 為苯濃度標差。

本次方法對比選取37 座城市垃圾填埋場作為數據支持，通過對地下水污染風險原因的分析，確定風險評價指標見表1。

表1 地下水污染風險評價指標

通過AHP 法、熵權法、AHP-熵權綜合賦權法，進行指標權重計算，并計算每個填埋場地下水污染風險綜合指數，并與苯污染指數進行擬合處理，由于篇幅有限，具體計算過程及數據不再闡述，3 種計算方法與苯污染指數擬合結果如圖1—圖3 所示。

圖1 AHP 層次分析法擬合結果圖

圖2 熵權法擬合結果圖

圖3 AHP-熵權法綜合賦權法擬合結果圖

由圖1—圖3 可知，通過對比分析AHP-熵權綜合賦權法的擬合效果最好為0.8，因此在進行城市垃圾填埋場地下水污染的風險評價時，選用本文提出的AHP-熵權綜合賦權法進行權重計算，可以保證風險評價的精準度與準確性。

2 地下水污染防治措施

城市垃圾填埋場對于地下水產生污染的主要污染源為垃圾滲濾液，因此預防地下水污染事故的發生，應從滲濾液的產生、收集儲存等方面入手。

2.1 減少滲濾液的產生

填埋區的垃圾量、垃圾的含水率以及填埋區降雨是影響滲濾液產生的主要的因素，在保證填埋場滿足一定的使用要求的情況下，有效控制滲濾液產生的方式之一為控制因填埋區降水導致地表徑流進入廠區，因此首先需在填埋場區周圍設置泄洪溝，防止在強降水的情況下，在地表徑流的影響下產生大量的滲濾液，提高地下水污染的風險；其次是做好垃圾填埋場的封場覆土工作，在垃圾填埋場封場后，滲濾率的主要來源為垃圾堆體上的表面雨水，傳統的土壤覆蓋處理，難以有效防止表面雨水的下滲，因此建議在垃圾堆體表面設置防滲膜，通過防滲膜對垃圾堆體進行覆蓋，然后再通過對防滲膜上覆土處理，選取適合的植物，進行植被恢復，從而有效減少垃圾滲濾液的產生，減少地下水污染風險[4]。垃圾滲濾液對于地下水污染的主要原因是污染物濃度過高，因此通過加強填埋垃圾的管理和分選工作，提高可回收廢品的回收率，減少填埋垃圾的量，可以有效減少垃圾滲濾液中有毒有害物質的濃度，從而消減滲濾液中污染物濃度，降低滲濾液的地下水污染風險。

2.2 完善滲濾液的收集儲存

在滲濾液的處理過程中，需對填埋場中產生的滲濾液進行收集，然后輸送至后期處理設備、設施中，因此保證滲濾液儲存、收集時的防滲可有效減少滲濾液的泄露、滲透風險。在進行防滲處理時，需要保證場底的平整度，防止場底凹凸不平對防滲襯層造成損傷，并且需要對場地進行壓實，防止填埋區的基礎沉降等問題損傷防滲襯層。

在防滲襯層選擇時，應盡量選用復合襯里保證防滲效果，復合襯里由3 部分組成，分別為膜上保護層、防滲膜以及膜下防滲保護層，膜下防滲保護層主要作用是保護防滲膜并輔助防滲，現階段具有較好使用效果為GCL 材料即鈉基膨潤土墊。防滲膜設置在GCL材料上，起到主要的防滲效果，防滲膜需選擇防滲能力較強的材料，例如HDPE 材料即高密度聚乙烯復合土工膜，可以保證防滲效果。膜上保護層主要起到對防滲膜的保護作用，由于防滲襯層應用于垃圾與場底、側壁之間，在垃圾填埋時，垃圾存在摩擦、撞擊、擠壓等行為，因此在膜上保護層的選擇上，應考慮材料的耐磨、防刺穿能力等，建議使用土工布等材料，可以起到良好的防護作用。減少滲濾液的泄露、滲透問題，可以有效減輕水污染風險。

由于滲濾液在填埋場中長期、大量的儲存會對防滲襯層產生一定的壓力，具有較高的地下水污染風險，因此需要將填埋場內產生的滲濾液及時排出，設立滲濾液的導排系統，具有良好導排效果的系統可以有效降低地下水污染風險。為保證導排系統的作用，可通過在防滲襯層與垃圾之間鋪設卵礫石層，選取一定粒徑的卵礫石，形成具有一定厚度的導流層，并在場底部四方向設置導流盲溝，通過滲濾管進行匯總、排出，滲濾管應選用具有一定防滲能力的材料，例如聚乙烯材料，在鋪設防滲管時，需要設置防護措施，例如在管外纏繞土工布保證滲濾導流管結構的穩定性。通過保證滲濾液的導排效果、導排的穩定性，有效減少滲濾液的聚集，進而削減地下水污染風險。

綜上，除在從滲濾液的產生、收集儲存方面進行預防外，還需建立實時地下水監測系統，通過在設置本底井、污染擴散井、污染監視井等多眼監測井，按照要求的頻次，提高對于地下水水質監測效果，通過地下水水質的實時監測效果，當出現水質異常變化時，可以及時發現滲濾液污染的風險并可以為整修提供滲漏點信息等，有效預防地下水污染。

3 結語

在風險評價時采用AHP-熵權綜合賦權法可以有效提升評估的精準性，并且從滲濾液的產生、收集儲存等方面采取合理的地下水污染防治措施后，可以有效降低地下水污染風險，保證城市垃圾填埋場運營及封場后不會對環境產生污染。