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非正规垃圾填埋场已成为地下水的潜在污染源,给城市供水安全带来了极大风险。以北京某非正规垃圾填埋场的3种典型包气带介质为研究对象,以Br为示踪剂,采取土柱实验和数值模拟相结合的方法,通过对场区3种典型包气带介质饱和与非饱和状态下的Br迁移速率的比较,探讨包气带介质对污染物的阻滞能力。结果表明,Br-在不同包气带介质饱和状态下的迁移速率为中砂>细砂>砂质粉土,这可能与不同介质中粉粒和粘粒的含量有关,同时介质的有机质含量也会影响Br-的迁移速率,但前者因素占了主导作用;在Br-迁移过程中,不同包气带介质的含水量是影响其迁移速率的主要因素,若能合理控制场区的地下水位,使得包气带介质长期处于非饱和状态,将会大大延缓垃圾渗滤液中污染物向地下水迁移;针对特定的非正规垃圾填埋场,可采取抽水等措施,控制场区的细砂和砂质粉土层处于非饱和状态,充分利用包气带介质在非饱和状态时较强的污染物阻滞能力,阻隔或延缓垃圾渗滤液中的污染物进入地下水中。
世界上由非正规垃圾填埋场引发的地下水污染事件频频发生。1977年,美国对18500个垃圾填埋场周边的地下水水质监测结果显示,几乎一半以上垃圾填埋场对场区及周边的地下水产生了污染;2005年,北京北天堂垃圾填埋场周围5.51km。左右的地下水受到了污染。可见,非正规垃圾填埋场已成为地下水的潜在污染源,给城市供水安全带来了极大风险。
非正规垃圾填埋场一般不采取防渗措施,垃圾渗滤液在向地下水渗漏过程中,包气带对其具有阻隔和削减作用,是地下水保护的主要天然屏障。因此,开展非正规垃圾填埋场包气带介质对污染物的阻滞能力研究,对区域地下水资源保护具有重要意义。而关于垃圾渗滤液中污染物在包气带介质中的迁移规律,近年来很多研究者采用土柱实验方法,开展了大量研究工作[5],但这些研究工作受到室内实验条件的限制,且大都采取了饱和土柱实验方法,实验结果很难反映出污染物在包气带介质非饱和状态下的真实迁移状况。
笔者选择北京某非正规垃圾填埋场为研究对象,采取土柱实验和数值模拟相结合的研究方法,以Br一为示踪剂,通过对场区3种典型包气带介质饱和与非饱和状态下的Br-迁移速率的比较,确定包气带介质对垃圾渗滤液中污染物的阻滞能力差异,研究成果可为非正规垃圾填埋场地下水污染防治方案的制定提供参考。