滹沱河石家庄段两侧垃圾处置的地下水污染风险评价

如题所述

第1个回答  2020-01-14

一、地理与地质基本情况

(一)地理情况

研究区属北温带半干旱大陆性季风气候区,夏季较炎热,冬季较寒冷。大气降水年内、年际变化悬殊。多年平均降水量549.4mm,年内70%~80%的降雨集中在6~8月。区内蒸发作用强烈,蒸发量为900~1200mm。

滹沱河石家庄段河谷宽阔,河漫滩发育。1959年以前,滹沱河河道常年有水,自黄壁庄水库拦蓄后,河川径流由水库调节。一般在汛期放水时有水,平常河床干涸,近几年几乎连年干涸。

(二)地质条件

从总体上看,评价区内的土地利用现状比较简单,基本上是以耕地、绿化带为主要的用途。地质、水文地质条件虽然比较复杂,主要是粘土、粉土、砂等岩性组成,其复杂性主要体现在很小的范围内岩性变化大,且结构复杂。其简单性主要体现在地层岩性的沉积环境类型比较单一,除了评价区西北区的边界为山区冲洪积沉积类型外,评价区内的地层沉积是滹沱河的河流相沉积,且地层、水文地质条件研究程度较高。

包气带地层:地下水含水层水位之上的包气带地层主要由砂土、亚砂土、亚粘土、粉土组成,渗透性低的粘性土类土层累计最大厚度一般小于20m(图10-5)。

图10-5 评价区地质剖面图

地下水含水层:基本上由细砂、中砂、含砾砂层组成,交错层理发育,富水条件好,是石家庄市的主要供水水源地之一(图10-5)。

评价区大部分处在石家庄地下水降落漏斗区域(图10-6),污染物进入地下水含水层将向漏斗中心扩散,污染地下水。

图10-6 石家庄市地下水等水位线图

(三)研究区污染防护能力

根据粘性土对污染物防护性能研究结果(表6-2),结合评价区具体情况,对评价区内的包气带岩性对污染物质的防护能力进行评价分区,分区结果如图10-7。从图中可以看出,防护能力共分四个区:防护能力好区(Ⅰ)、防护能力较好区(Ⅱ)、防护能力一般区(Ⅲ)、防护能力差区(Ⅳ)。各等级区具体情况为:

1.防护能力好

这是污染防护能力最强的区域,包气带地层以粘土、亚粘土为主的岩性地层,累积厚度一般大于18m,主要分布在河道西南部的山前冲洪积扇的前缘和东部河流拐弯处;分布范围如图10-7。

2.防护能力较好

为污染防护能力次好的区域,包气带地层岩性主要为粘土、亚粘土和亚砂土组合,粘土、亚粘土的累积厚度在9.5~18m之间,亚砂土的累积厚度在16~30m之间;分布离河道较远的两侧(图10-7)。

3.防护能力一般

为污染防护能力一般的区域,包气带地层组合为粘土、亚粘土和亚砂土,粘土、亚粘土累积厚度在5~9.5m之间,亚砂土累积厚度8.4~16m之间;分布紧靠河道两侧(图10-7)。

4.防护能力差

为污染防护能力差的区域,包气带为粘土、亚粘土,累积厚度小于5m,亚砂土累积厚度小于8.4m,主要分布在河道带(图10-7)。

二、危害识别

如要对垃圾处置场地质环境风险进行危害识别,就需要对可能出的事故即填埋气体逃逸进入地层、土壤和地下水而污染空气、地表水、地下水,传播疾病及垃圾淋滤液渗漏进入地层、土壤和地下水,污染土壤、地下水、地表水等这些事故进行逐项分析。但是,由于这里只针对处置场对地下水污染风险进行评价,显然,这里的地质环境事故只有垃圾污染地下水一项。

三、危害评估

危害评估,就是对垃圾处置场污染地下水这件事故进行发生的概率分析、计算或评估。如本章第一节阐述的那样,垃圾处置场污染地下水的风险评价,实际上可以分解为“填埋场垃圾淋滤液渗漏风险”和“淋滤液渗漏后可能穿过地层进入地下水的风险”两个大的方面来评价。评价区同时存在按标准建设的正规垃圾填埋场(如叉河垃圾处置场)和相当多的未经正规设计建设的垃圾堆放场。对前者的风险评价包括“淋滤液渗漏风险”和“渗漏的淋滤液污染地下水的风险”两方面,而后者仅对“淋滤液渗漏污染地下水的风险”评价即可。

(一)填埋场垃圾淋滤液渗漏风险概率评估

按照建设部《城市垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》(建标[2001]101号)和《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》(CJJ2001)等标准和规范,建立垃圾卫生填埋场,垃圾淋滤液将被控制在垃圾场内的一定范围,并被收集系统收集。只要设计、施工、运营及封场等均严格按标准进行,这种处置场的淋滤液一般不会渗漏。但是,一般不会并不等于绝对不会,根据本章第二节的讨论,正规垃圾填埋场垃圾淋滤液渗漏的概率为3.9%。

(二)渗漏的淋滤液污染地下水的风险概率评估

渗漏后的淋滤液污染地下水的风险概率评估,实际上相当于一般排放的污水污染地下水概率的评估。在本章第三节,描述了使用MC、PE、FO三种方法建立模型评估淋滤液污染地下水风险概率的例子。从此例子了解到,污水污染地下水的风险概率的计算涉及许多地质参数及其他相关参数的求取,这些参数求取实际上很难。好在风险概率的计算方法除MC、PE、FO三种方法外,还有其他许多方法。在工作条件限制,不能求取足够参数的情况下,我们选用前面已经介绍过的主观概率法(头脑风暴分析法)来评估淋滤液污染地下水风险概率。

我们将评价区的地质、水文地质条件、地下水包气带岩性特征、地下水污染防护能力分区情况、垃圾场的可能规模、可能产生的垃圾淋滤液的量、垃圾淋滤液中可能的污染物成分及其浓度等详细信息,分别为8位本领域的专家提供,让他们独立判断在图10-7所示的几个区域内,淋滤液污染地下水风险概率。对这8位专家的判别,进行综合归纳后,得到淋滤液污染地下水风险概率在图10-7 Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区分别为0、37%、63%、100%。

图10-7 不同岩性地层对污染质防护能力分区图

四、后果评估

一般地说,对垃圾场产生的环境污染事故、传播疾病等可能导致的经济损失、健康损失等事故发生的后果评估比较复杂。这里仅对“污染地下水”这一事件可能造成的损失进行评估。

假设垃圾场使用期限是10年(一般要求),计算10年里垃圾污染物进入地下水可能的污染范围和可能污染的地下水量;利用第三章垃圾淋滤液产生量的估算方法,计算出垃圾淋滤液产生量;假设这些垃圾淋滤液都进入地下水,计算污染物在地下水中的浓度;然后用地下水污染的“浓度-价值损失法”[58,59]和自然资源价值评价理论方法[57],计算(计算方法即将以论文发表)得到一个垃圾处置场污染地下水造成的最大经济损失为2327万元。

五、风险评判

(一)垃圾随意堆放产生的风险

上述表明,风险等于风险概率与事故造成的损失,则在评价区的I区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区如进行垃圾随意堆放处置,则分别产生的风险的经济损失指标为:

Ⅰ区:地下水污染造成的经济损失为0;

Ⅱ区:地下水污染造成的经济损失为:0.37×2327=861万元;

Ⅲ区:地下水污染造成的经济损失为:0.63×2327=1466万元;

IV区:地下水污染造成的经济损失为:1×2327=2327万元。

地下水被污染后,污染物通过人畜饮用或使用污染的地下水浇灌农田等,可能进入人的食物链,危害人类健康;也可能通过使用污染的地下水浇灌植物,影响植物或生物种类,甚至影响生物多样性等。这些后果都是严重的,也是难以评估的。

以上评估的仅仅是地下水污染造成的直接后果。事实上,在评价区建设垃圾处置场还将导致空气、土壤、地表水等的污染,恶化生态环境。

(二)建设卫生填埋场产生的风险

在评价区的I区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区如用为建设卫生填埋场处置垃圾,则分别产生的风险的经济损失指标为:

Ⅰ区:地下水污染造成的经济损失为0;

Ⅱ区:地下水污染造成的经济损失为:0.039×0.37×2327=33.6万元;

Ⅲ区:地下水污染造成的经济损失为:0.039×0.63×2327=57.2万元;

IV区:地下水污染造成的经济损失为:0.039×1×2327=90.8万元。

很显然,使用卫生填埋场处置垃圾,比随意堆放处置垃圾污染地下水的风险要低很多。

评价区Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区属于地下水资源保护区、泄洪区、农民居住密集区,农业种植和生态保护区,仅从污染地下水角度评价,在这些区建垃圾处置场(不论是卫生填埋或随意堆放)将造成巨大的经济损失,尤其是在河道带(Ⅳ区);还将导致空气、土壤、地表水等的污染,恶化生态环境。这样的风险后果的直接承受者是当地居民,他们是不能接受的。

另外,相关法律法规也不允许在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区建设垃圾处置场,因此,作为建设垃圾场的机构或企业也不能承受法律风险。

六、风险降减对策

评价区目前有垃圾填埋场1个,而堆放场则有13个。垃圾填埋场地质环境风险较小,应该按标准或规范对已建的垃圾填埋场进行全方位的环境监测,一旦发现问题,及时合适采取措施进行补救。对随意堆放的垃圾场,应按相关规范和技术标准,搬迁到适宜场地,按照相关规范和标准进行卫生填埋处置。

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