李志萍，谢振华，姜其贵，路 明，许苗娟，张 院

(1.北京市水文地质工程地质大队，北京 100195；2.北京市城市规划设计研究院，北京 100045)

北京砂石坑回填物对地下水水质影响分析

李志萍1，谢振华1，姜其贵2，路 明1，许苗娟1，张 院1

(1.北京市水文地质工程地质大队，北京 100195；2.北京市城市规划设计研究院，北京 100045)

本文介绍了北京砂石坑回填现状，分析了回填物的污染组分特征。以北天堂生活垃圾填埋场和老山建筑垃圾填埋场为例，分析了生活垃圾和建筑垃圾对地下水的影响程度。结合回填物的特点，提出相应的处理对策。针对已造成地下水污染的回填地区，提出科学的污染控制和治理方法。

北京；砂石坑；回填物；地下水；污染

0 前言

北京地下水开发利用程度较高，全市供水总量的75%源于地下水，是国际上为数不多的以地下水作为城市主要供水水源的大都市。由于近几年连续干旱，地表水资源严重短缺，作为北京供水安全和生态安全的基石——地下水，其重要性日益显著。然而在北京市面临供水紧张的同时，北京市的水资源特别是地下水资源也在遭受不同程度的污染，部分地区出现“水质性”缺水，由于污染造成的地下水水质恶化严重地威胁了城市水厂的供水安全。

目前北京市的垃圾处理方式以填埋为主，尤其是郊区城镇多利用现有的河道或荒废的砂石坑作为垃圾填埋场地，一般采用露天堆放或简易填埋等方式处理，填埋前砂石坑底部及侧部均未采取任何防护措施，这对地下水环境构成了严重威胁，砂石坑回填物已成为本市地下水的一个重要污染源。因此，开展砂石坑回填物对地下水水质影响的研究是非常必要的。

1 回填物污染组分特征分析

北京市垃圾淋滤液具有污染物浓度变化幅度大；氨氮较高，金属离子含量低；有机污染物含量低、种类多等特点[1]。生活垃圾和建筑垃圾淋滤液的化学成分详见表1和表2。

由表1和表2可看出垃圾场淋滤液的化学特征如下：

表1 北京市生活垃圾淋滤液化学成分（mg/l）

表2 北京市建筑垃圾淋滤液化学成分（mg/l）

(1)淋滤液的化学成分极为复杂，既有有机污染组分，又有无机污染组分，此外还有一些微量重金属污染组分，表现出很强的综合污染特征。

(2)垃圾场的淋滤液成分和浓度受垃圾种类的影响。生活垃圾中COD、Cl-、NH4+、NO3

-－N、TDS含量都极高，比建筑垃圾场地淋滤液中的相应成分的浓度都要高。

(3)两种类型的垃圾淋滤液中，多种指标超过地下水Ⅲ类标准，都会造成地下水污染。在相同处置条件下，生活垃圾对地下水造成的影响远大于建筑垃圾。

2 砂石坑回填物对地下水的影响

目前，垃圾直接回填已成为北京市地下水的主要污染源之一，而且其造成的污染范围之广，程度之重、危害性之大是不容忽视的。

2.1 生活垃圾回填对地下水的影响

北天堂垃圾填埋场是西郊地区垃圾填埋深度最大，填埋量最多的场地。北天堂垃圾填埋场原为采砂石坑，自1989年开始陆续进行填埋，截止2005年已填埋生活垃圾417×104m3。该区含水层岩性以砂砾石为主，透水性好，属防污性能较差区。由于生活垃圾的任意填埋，使北天堂地区地下水受到明显的污染，已对周围环境和饮用水安全构成了严重的威胁。

地下水质监测结果显示，随着时间的推移，各项污染指标均有所增加，2004年地下水中CODMn和Cl-的最高浓度分别为2.3mg/L、287.8mg/L，到2005年最高浓度分别达到25.8mg/L、493.5mg/L；距离垃圾填埋场越近，地下水水质污染越重，垃圾填埋场附近地下水中总硬度为700mg/L，但在垃圾场处地下水中总硬度高达1200mg/L，并沿地下水流向逐渐降低[2]。

23.2 建筑垃圾回填对地下水的影响

老山砂石坑位于永定河冲洪积扇顶部地区，是原北京市建材局开采砂石的场所，经过40年的砂石开采形成的，90年代中期停止开采后，该砂石坑逐渐成为垃圾建筑回填场所。该区含水层结构单一，岩性为砂卵砾石层，透水性良好，为污染物的垂直入渗提供了良好条件。

回填物浸泡试验结果显示，浸泡液中NO2--N浓度高达4.80mg/L，是该区域地下水背景值960倍，NO3

-－N浓度是56.49mg/L，是背景值的15倍，都已达到地下水超Ⅴ类标准。高锰酸盐指数是自来水的4倍，已达到地下水Ⅳ类标准（见表3）。由于废混凝土中含有大量的水合硅酸钙和氢氧化钙，渗滤液呈强碱性，当废混凝土中的水合硅酸钙和氢氧化钙完全溶出后，渗滤液的PH值一般稳定在8.0左右[3]。

表3 回填物浸泡液化验结果表（mg/L）

地下水质监测结果显示，老山砂石坑周围地下水已遭受不同程度污染，且距离老山填埋场越近，地下水水质越差，上游水质好于下游水质。上游500m处地下水中各项指标都符合地下水Ⅲ类标准，下游200m处地下水中总硬度和溶解性总固体指标达到了Ⅳ类水标准。

3 地下水污染防护对策

砂石坑回填物，尤其是生活垃圾，对地下水污染严重。由于地下水污染具有复杂性、隐蔽性和难以恢复的特点，一旦地下水遭受了污染，其恢复和净化的过程是漫 长的，而且处理技术难度大，治理费用昂贵。因此，地下水污染的防护和治理是至关重要的。

3.1 回填物处理对策

（1）生活垃圾填埋规范化

由于生活垃圾渗滤液是一种高浓度的有机废水，其浓度高，流动缓慢，渗漏持续时间长，若处理不当，会对周围地下水、地表水造成严重的污染。因此，生活垃圾处理必须严格按照《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》执行，建设具备合适的水文、地质和环境条件的卫生填埋场，并进行专门的规划、设计，科学的施工和管理。为严格防止环境污染，卫生填埋场必须建有垃圾渗滤液的收集和处理系统、填埋场废气的排除或回收系统、垃圾降解过程中产生的水、气和附近地下水源污染情况的监测系统，还必须满足一定的防洪标准，并便于封场后的生态恢复。

（2）建筑垃圾资源化

目前北京绝大部分建筑垃圾是采用露天堆放或简易填埋的方式进行处理的，还有部分建筑垃圾是混在生活垃圾中被填埋的。由于建筑垃圾与生活垃圾的物理、化学物特性相差很大，混合填埋会可能会造成生活垃圾填埋场渗滤水处理设施不能正常运行，或加剧填埋场表面沉降的非均匀性，降低场地复原再利用的经济效益[4]。建筑垃圾与生活垃圾混合填埋，大大降低了生活垃圾填埋场的自身价值。

建筑垃圾中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后，大多是可以作为再生资源重新利用的，如废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢配件等金属，经分拣、集中、重新回炉后，可以再加工制造成各种规格的钢材；废弃木材则可以用于制造人造木材；砖、石、混凝土等废料经破碎后，可以代砂，用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、打混凝土垫层等，还可以用于制作砌块、铺道砖、花格砖等建材制品。综合利用建筑垃圾是节约资源、保护生态的有效途径。

3.2 填埋场地下水污染控制和治理方法

3.2.1 地下水污染控制措施

对已造成地下水污染的回填场，首先要控制污染的进一步扩散，使垃圾场的污染限制在一定范围内，不会有新的扩展，然后进行治理。污染的控制主要有以下方法。

(1) 流场控制法

利用地下水水动力场来控制污染的扩展，可采用抽水或注水的方法控制地下水流场，使污染限定在一定的范围内。

(2)回填砂石坑顶部防渗屏障法

在回填物顶部设置防渗层，以减小外部水的渗入，从而减少淋滤液的数量，达到控制污染扩展的目的。

(3)不同的截、排工程方案

在垃圾场的下游或上游设计垂向屏障，必要时还可设置抽排工程，控制污染物的运移。

3.2.2 污染地下水的修复技术

在污染源控制的基础上，进行地下水污染修复。目前，修复技术主要包括异位和原位处理两个方面。由于原位处理对环境干扰小，投资低，成为主要的处理方向。主要的原位处理技术有加药法（化学处理法）、曝气法、土壤改性法、可渗透反应墙、生物修复法、泥炭生物屏障修复法等[5]。

[1] 刘长礼.城市垃圾地质环境调查评价方法[M].北京:地质出版社,2006.

[2] 北京市地质矿产开发局.北京市水文地质工程地质大队.北京地下水[M].北京:中国大地出版社,2008.

[3] T G Townsend , Y Jang , L G Thurn .Simulation of construction and demolition waste leachate[J]. Journal of Environmental Engineering, 1999,125(11):1071～1081.

[4] 袁玉玉,王罗春,赵由才.建筑垃圾填埋场的环境效应[J].环境卫生工程,2006,14(1):25～28.

[5] 张桂华,潘伟斌,秦玉洁.垃圾渗沥液污染地下水的控制措施及修复方法[J].环境卫生工程,2004,12(2):109～113.

Impact Analysis of Sandpit Backfill on the Groundwater Environment in Beijing

LI Zhiping1, XIE Zhenhua1, JIANG Qigui2, LU Ming1, XU Miaojuan1, ZHANG Yuan1
(1.Hydrogeology and Engineering Geology team of Beijing, Beijing 100195;2.Beijing Municipal Institute of City Planning & Design, Beijing 100045)

The present situation of the sandpit backfill in Beijing has been introduced,and the pollution characteristics of the backfill material have been analyzed in this paper. The Beitiantang landfill site and Laoshan landfill site have been considered as the typical sites for case study. The impact of solid wastes and construction wastes on the groundwater environment has been analyzed. Combination with the characteristics of backfll material, this paper has put forward detailed measures on disposal of refuse, and provided methods to control and remedy groundwater pollution in order to protect the groundwater in sandpit backfll area where the groundwater has been polluted.

Beijing; sandpit; backfll material; groundwater; pollution

X824

A

1007-1903(2009)03-0022-04