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周口北郊垃圾场地下水污染风险评价：基于多因素耦合分析

一、引言

1.1研究背景与意义

随着全球人口的持续增长和城市化进程的加速，城市生活垃圾的产生量也在不断攀升。垃圾填埋作为一种常见且经济的垃圾处理方式，在世界各地被广泛应用。然而，垃圾填埋场若管理不善，极易引发一系列环境问题，其中地下水污染尤为严重。据相关研究显示，全球众多垃圾填埋场周边的地下水都受到了不同程度的污染，其污染范围和程度正逐渐扩大和加深，对生态环境和人类健康构成了巨大威胁。

垃圾填埋场产生的渗滤液是造成地下水污染的主要原因。渗滤液中含有大量的有机物、重金属、氨氮等污染物，成分复杂且浓度高。这些污染物在雨水淋滤、微生物分解等作用下，通过包气带进入含水层，从而导致地下水水质恶化。研究表明，渗滤液中的化学需氧量（COD）质量浓度衰减到规定的生活垃圾填埋污染控制排放质量浓度，往往需要几十年甚至上百年的时间。此外，渗滤液对周围环境的污染还具有流动慢、污染持续时间长等特点，一旦地下水受到污染，治理难度极大，成本高昂。

周口北郊垃圾填埋场位于周口市川汇区许庄村南侧，其地理位置较为特殊，周边人口密集，且存在多个地下水水源地。该垃圾场原为砖瓦厂和取土坑，1998年砖瓦厂废弃后开始堆放城市生活及建筑垃圾，2009年基本停止运行。垃圾填埋厚度在6-9.4m之间，累计垃圾堆放量较大。由于该垃圾填埋场属于非卫生填埋，在长期的运行过程中，已经对周围地下水环境造成了较为严重的污染。

对周口北郊垃圾填埋场地下水污染风险进行评价具有至关重要的意义。准确评估该垃圾场对地下水的污染风险，能够深入了解污染的程度、范围以及潜在的危害，为制定科学合理的污染治理和防控措施提供坚实的依据。这不仅有助于保护当地的地下水资源，保障居民的饮用水安全，减少因地下水污染引发的健康问题，还能为区域的可持续发展提供有力支持，避免因环境污染导致的经济损失和社会不稳定因素。同时，通过对周口北郊垃圾填埋场的研究，也可以为其他类似垃圾填埋场的地下水污染风险评价和治理提供宝贵的经验和参考，推动整个垃圾填埋场环境管理水平的提升。

1.2国内外研究现状

国外对垃圾填埋场地下水污染风险评价的研究起步较早，在20世纪70年代，环境风险评价兴起，标志着环境保护观念从污染后治理向污染前预测和有效管理的转变。此后，国外针对垃圾填埋场地下水污染风险评价开展了大量研究，建立了多种评价模型和方法。

在模型方面，既有以水均衡为基础的确定性模型，如农业管理系统中的化学、径流和侵蚀（CREAMS）模型、垃圾场运行的水文评价（HELP）模型、EPA现行的废物风险评价（3MRA）模型等；也有随机模型和相对风险性分级模型，如LeGrand模型、危险性分级系统（HRS）模型、相对风险评价概念（RelRisk）模型、RCRASubtitleD模型等。从考虑的迁移途径来看，有只考虑污染物单一迁移途径（通常是地下水）的模型，如HELP模型；也有同时考虑多种迁移途径（空气、土壤、地下水、地表水）的模型，如多介质暴露评价（MMSOILS）模型、3MRA模型。在评价终点上，有的模型以人体健康风险为评价终点，如RelRisk模型；有的则以生态风险评价为终点，如3MRA模型。这些模型为垃圾填埋场地下水污染风险评价提供了多样化的工具，能够从不同角度和层面评估污染风险。

国内对垃圾填埋场地下水污染风险评价的研究始于20世纪90年代，初期主要以介绍和应用国外研究成果为主。随着国内垃圾填埋场环境问题的日益突出，国内学者开始结合我国实际情况，开展相关研究。在评价方法上，除了借鉴国外的一些成熟方法，如模糊综合评价法、层次分析法等，还针对我国垃圾填埋场的特点，提出了一些新的评价指标和方法。例如，有研究从垃圾体所处地质环境角度出发，提出了有效隔污厚度M_{eff}和隔污指数P_1等实用性概念，初步建立了非正规垃圾填埋场地下水污染风险评价分级方法和指标体系，为国内非正规垃圾填埋场的风险评价提供了有益的参考。

在对周口北郊垃圾填埋场的研究方面，已有部分成果。宋启龙等人在《周口北郊垃圾填埋场渗滤液的渗漏量及COD变化模拟分析》中，在建立污染物溶出模式的基础上，分析了该非卫生填埋场垃圾渗滤液中化学需氧量（COD）的变化规律，用WHIUnSatSuite软件HELP模块估计了停止填埋后的现状和采用地表防渗措施情况下渗滤液的渗漏量。结果表明，周口北郊垃圾在10a垃圾填埋过程中每年有1000-5000m3渗滤液进入含水层，其COD质量浓度大致为2000mg/L。停止垃圾堆放后，在没有覆盖措施条件下，渗滤液渗漏量平均值为2500m3/a。在垃圾表层铺设防渗措施可有效减少99%的渗漏量，但仍有12m3/a渗