介绍
垃圾填埋场广泛环境退化的最大潜在可能性是污染地下水的可能性。Petts，1993年，在对垃圾填埋场风险的审查中，有八个与渗滤液有关的风险中有四个，其中三个与地下水有关。据美国环保署估计，美国55000个垃圾填埋场中有75％污染了含水层（Jones-Lee＆Lee，1993年引用）。然而，大量的美国，荷兰，丹麦，冰岛，日本和新西兰的地面条件不容易支持垃圾填埋场。因此，填埋场的类型和性质以及位置和地质会影响所进行的地下水监测的性质和频率。
本文讨论了为什么我们需要监测垃圾填埋场，监测孔的位置和监测频率以及监测的成分所涉及的问题。
垃圾填埋场的类型
在填埋处理方面，有两种废物处理理念; 处置和储存。在这些哲学中，有几种不同的垃圾填埋场类型。这些是Westlake（1995）定义的;
处置
1. 稀释和减弱：基本上以前的非工程垃圾填埋场的实践。
2. 简单的遏制：由ISWA定义，1992年作为垃圾填埋场，其中渗滤液释放到环境中的速度极低，使得污染物种处于可接受的浓度。
3. 受控渗流：接受泄漏将发生并设计垃圾填埋场以安全泄漏（Mulvey，1992，Loxam，1993）。
4. 加速生物反应器：最大限度地减少压实和夜间覆盖，优化水分含量，增加气体产生。
存储
1. 干墓：努力防止水进入和离开废物。
干坟式垃圾填埋场类型在美国实施（Westlake，1995），但幸运的是，这种方法在新西兰似乎没有提出CAE垃圾填埋场指南。新西兰的方法是建立一个受控的生物反应器，其条件可以优化废物的降解并使其对环境有益（CAE Landfill Guidelines，1992）。
在新西兰，现在基本上有三种垃圾填埋场类型：
1. 惰性废物（包括拆除瓦砾），
2. 固体废物（食物垃圾不一定包括在所有固体废物填埋场），和
3. 危险废物。
RMA下的所有三种类型都需要进行地下水监测。本文将主要讨论垃圾填埋场的监测问题，这些问题包含前两种类型的易腐材料。这些原则也适用于危险废物填埋场。
为何要监控？
RMA声称垃圾填埋场受监管规定的约束，这适用于新的，现在的和旧的垃圾填埋场。CAE垃圾填埋场指南和内部区域管理局政策将监测视为必要，以确保填埋活动对地面和地表水没有可测量的影响。然而，需要理解的是 - 所有衬里都会在某个时间失效，可能在关闭后几十年。因此，在设计垃圾填埋场时，废物保留应被视为在污染物处于最集中状态期间保护环境的有效措施，同时允许废物的自然降解。这样，渗滤液将开始逐渐变质，从而能够控制释放到环境中，而不会降低环境质量。
表I显示了在最佳平均和最差情况下通过膜线，压实土壤和复合衬垫的泄漏率。显然，监测是必要的，既可以检测故障并进行纠正，也可以确认受控渗流的行为与预测的一致。
地下水可以定义为“含水层中或含水层中的任何水”，含水层定义为“在普通水力梯度下可以传输大量水的饱和渗透性地质单元”。
· 通过衬垫计算流速。流量以升（公顷/天）计算，（街道之后（1993年），引用Westlake，1995）
术语污染被定义为使污染不纯，而污染则影响用户的舒适性（英国皇家环境污染委员会，1984）。因此，监管当局的环境目标应该是认识到可行性并强调对含水层的保护，同时不忽视水层中地下水的潜在不利影响。这样的目标可能需要基于风险的方法而不是经验方法。这个更合适的目标是拟议监测战略的基础。
监控孔的位置
有两种类型的地下水监测装置，用于非饱和区的吸入式渗透仪和用于饱和区的孔。Lysimeters通常用作危险废物填埋场泄漏监测系统的一部分，并放置在衬管下方。它们的使用通常仅限于粘土衬垫，因为将它们安装在人造衬垫下是困难的。
在规划环境地下水调查时，重要的是评估渗透率，梯度，地质介质和地下水流的方向，以帮助确定渗压计的安装细节和位置。可以通过定义航空照片，地质结构绘图和地球物理技术中的线条来建立自然优选路径的区域。当垃圾填埋场成为旧采石场时，大部分信息都可以在填埋之前从采石场获得。需要更多的监控孔，而不是升级。
在垃圾填埋场，界面排水（栖息水位）经常被忽略，通常没有界面排水的表面表达。钻孔应放置在土壤层之间的界面或地形低的天然岩石之间。在长时间降雨或季节性潮湿期间，水只会聚集在这些钻孔中，并且通常可以排放到一些远处渐变的当地水道中。这些界面排水监测孔应在降雨后立即采样。
表2显示了渗滤液在离垃圾填埋场给定距离处到达渗压计所用的时间。垃圾填埋场采用0.8 m压实粘土衬垫和收集系统（0.5 m头），而不是采用各种地质介质的收集系统（10 m头），并假设没有不饱和的追随。当沙子，风化砂岩和渗透性火山含水层直接位于填埋场下方时，需要复合衬砌系统，监测孔应位于填埋场5米范围内，距离填埋场约50米。没有位于风化页岩，粉砂岩和裂缝粘土中的渗滤液收集系统的垃圾填埋场显然不应靠近含水层，监测孔理想地位于距离填埋场边缘约10和50米处。
· 渗滤液流动各种距离所需的时间
笔记）：
1. 1988年Fetter的渗透性，AGC，1984，Fetter的孔隙度。
2. 假设条件对于间隔是静态的。
在没有优选通道的情况下，填埋场位于压实的粘土或致密泥岩/粉砂岩的厚矿床上或上方，需要距离填埋场边缘1米范围内的压力计。由于这种近距离钻井可能会导致裂缝路径，对于螺旋钻或核心钻井平台最接近3米，对于空气旋转冲击钻机最近为5米。除非位于首选的地下水通道，否则超过5米的钻孔将浪费金钱进行早期检测。在低渗透性地面中，正响应通常是由于地表水或界面排水沿着孔的环空流动。必须在测试区域和表面上方使用膨润土密封件。在这种情况下，羽流的所有成分立即到达，而不是由于衰减。
采样间隔
在新西兰，没有一套标准的指导方针规定了采样间隔，成分和技术，正如在澳大利亚某些州发现的其他国家一样。该方法由通常设计特定场地方法的各区域当局监管。对新的，现有的和旧的垃圾填埋场的监测要求的发展对于新西兰监管机构来说是一个相对较新的过程，并且过去是在试验和错误的基础上进行的，并且得到了美国环保署文件的大量参与。通过参考表2，不同地质条件的采样时间可以显着变化。位于沙子，风化砂岩和渗透性火山含水层上方的垃圾填埋场基本上需要半连续监测设备，
连续监测探针基本上仅限于电解电导率（EC），当地下水中的总溶解固体低于2 500 mg / L时，它才真正有用，但它永远不会成为渗滤液的有用指标。
如果不能进行半连续监测，则应每周或每两周在田间测量pH，氧化还原电位（pe），EC，气味和颜色，并在理想情况下每月测量适当的成分，最差季度。在除硬质粘土和未风化页岩外的所有其他情况下，应放置内孔的位置以便进行季度监测。内部监测孔的检测应设计为大约3年才能达到下一级孔，因此不经常监测。通过使用季度监测，可以检测到早期突破，并在地下水到达场地边界之前采取适当的策略。
对于风化的沉积岩和坚硬的粘土沉积物，内孔和优选路径上的孔应每季度监测pH，pe，EC，气味和颜色，每月六次或每年监测适当的成分。只应添加外孔用于背景采样或内孔中有响应。渗滤液化学
垃圾填埋场中反应的性质以及易腐烂材料的类型部分决定了垃圾渗滤液的成分。典型的生活垃圾含有50％至70％的碳水化合物，这些碳水化合物很容易降解。垃圾填埋生物反应器的副产物与夜间覆盖物和土壤/岩石下划线的相互作用也对渗滤液的性质具有显着影响。
垃圾渗滤液经历三个分解阶段;
1. 湿沉降后立即开始腐烂（垃圾填埋场的严重压实与夜间覆盖仅延迟腐烂的开始）。好氧微生物在称为呼吸的过程中使用氧气将纤维素和糖转化为能量，水和二氧化碳。通过另一种途径，也容易产生有机酸如草酸。这产生了初始渗滤液，其中富含有机酸，中间富里酸和腐殖质化合物以及溶解的二氧化碳，其也被称为碳酸。这些有机酸和未分离的碳酸的存在将pH降低到4至5之间。浸出液中的氯化钠和硫酸钾含量也很高。
2. 初始阶段通常非常短暂，并且所有可用的氧气在产生热量时迅速消耗。这样就形成了一个发酵桶，使废物中和了酸度，所有好氧细菌都会死亡。这个阶段将易分解的物质（食物，绿色废物和纸张）转化为有机酸，二氧化碳和水。
3. 厌氧发酵接管转化有机化合物，最终产生甲烷和水。
虽然这是一个过于简化的解释，但这个过程的每个阶段都是由微生物催化的，通常是细菌。
在发酵过程（阶段2）期间，所有化学结合的氧被消耗，首先来自可溶性离子，例如硝酸盐和硫酸盐，然后来自矿物质或含有硝酸盐，硫酸盐，铁和锰矿物的固体，特别是针铁矿（锈）。这些矿物质可以来自垃圾或用作夜间覆盖物的土壤。当化学结合的氧被消耗时，产生增加量的甲烷（CH4）; 和铵，铁和锰在渗滤液中以离子的形式出现，代价是有机酸（它们含有有机结合的氧）。在铵，甲烷，碳酸氢盐和硫化氢的形成中，通过消耗氢来增加pH。在铁和重金属存在下不会形成硫化氢，铁和重金属以硫化物形式沉淀，产生99。
快速发酵的垃圾填埋场将最大限度地提高天然气产量，减少渗滤液中的有机酸和生物需求。然而，铵和碳酸氢盐会增加。因此，在填埋场监测计划中识别这些阶段非常重要。
渗滤液成分
综上所述;
1. 早期渗滤液以钠，钾，氯化硫酸盐，硝酸盐和有机酸为主。它具有低pH（4.5至6.0）并且具有高的生物需氧量。1. 后期渗滤液以氯化钠和碳酸氢钠为主，硫酸盐和铵为共显性或次优势，pH为中性。铁和锰是次要成分。
2. 两种情况下，重金属，石油有机物和卤化有机物占渗滤液成分的比例不到1％。地下水中污染物的理论运动
如果没有衰减的物理和化学机制，渗滤液将到达最大浓度（活塞流）的任何点，但是各种机制导致渗滤液浓度降低。
垃圾渗滤液通常含有高浓度的离子，并排放到含有较低离子浓度的地下水或地表水中。最初，当渗滤液排放量低于接收水的排放量时，发生稀释。这导致离子浓度的降低，这通常对地下水中离子的比较优势（即它们彼此的比率）几乎没有影响。与稀释一样，分散导致浓度降低，通常不改变离子比。离子比的改变是与其他离子相比优先去除一个离子或新离子出现的结果。离子通过沉淀，共沉淀，离子取代和离子交换降低浓度。后两者也会引起新离子的出现，
当渗滤液穿过粘土衬垫，非饱和土壤并进入周围的饱和区（岩石或未固结的沉积物）时，在垃圾填埋场内开始的细菌腐烂仍在继续。基本上，他们继续在垃圾填埋场开始有机酸的降解过程。由于它们的活性，碳酸氢盐浓度增加（在中性pH下）并且硫酸盐和硝酸盐减少继续。如果还没有，水的氧化还原活性就会降低（即pe是负的）。
分析数据
对监测数据的分析需要关注对渗滤液如何演变和降解的理解。应设计监测方案，以识别渗滤液羽流的退化程度及其对地面和地表水的已知和潜在影响。
渗滤液羽流
羽流的浓度和衰减方式的性质取决于初始浓度和当地地面条件。因此，不同的地质介质产生不同的羽流。
具有粘土矿物质和低渗透性的粘土质土壤或岩石会使羽流衰减并破碎，从而产生广泛分离的不同阶段。非反应性多孔介质会导致羽流衰减不足 - 羽流到达时没有明显的相，基本上是稀释的渗滤液。钻孔中的阳性检测可能不是由于认为要监测的地下水。如果衰减环境中的羽流作为脉冲到达而不是在不同的相位中或者相位仅略微分离，则可能是从界面排水或地表径流向下泄漏孔的原因。通常在这样的孔中，站立水位显示出比其他孔更大的变化。
确定渗滤液的突破
表III列出了位于沙质粘土基层的一般填埋场（无家庭或生活垃圾）的地下水监测结果，其中含有盐水地下水。在垃圾填埋场运营阶段和之后对地下水进行了监测。
· BH1是垃圾填埋场封顶后的渗滤液样品。
· BH7最初是在污染羽流的第一阶段之后和实际关闭垃圾填埋场之前采样的。钻孔位于垃圾填埋场边缘10米范围内。
· BH13是一个背景孔，位于距外部填埋边缘25米的梯度上，结果代表了背景水质。
监测在垃圾填埋场关闭前五个月开始。
渗滤液的盐度低于天然水，但主要是铵，钠和钾，而天然水则以钠，钙和镁为主。为了突出被取代的天然阳离子和渗滤液突破的突破，已经得出了称为L / N比的特殊比率。
L / N比定义为渗滤液中主要阳离子的加入除以地下水中主要阳离子的加成乘以一个因子。当阳离子在两种水域中占优势或共显性时，它仅包含在除数中。通常，渗滤液和地下水的L / N比差异至少为两个数量级。
等式1 * L / N =（K + NH 4）/（Mg + Ca + Na）× 100
表3中的结果表明污染物浓度处于或略低于背景，因此仅通过使用比率可以定义羽流的特征。不幸的是，随着渗滤液羽流的初始阶段开始进行监测，然而，与升级的背景孔BH13相比，BH7具有经典的突破特征。
渗滤液突破签名被认可;
1. 第一阶段碳酸氢盐和硫酸盐（氯化物）相对增加，硝酸盐减少，钙+镁+钠（天然阳离子，N）相对于钾+铵（浸出液阳离子，L）增加，表明本土阳离子发生在主阵线之前。
2. 第二阶段在下一次采样中很明显，BOD急剧上升，铵和铁开始上升，相对于氯化物，硫酸盐减少，钾+铵相对于钙+镁+钠上升。
· 非家庭垃圾填埋场和工业垃圾填埋场的水监测数据
用于封闭，季节性影响或两个不同脉冲而不是单个连续源的土方工程是可能影响监测数据并解释渗滤液羽流的可变行为的其他变化。
结论
应进行垃圾填埋场监测，以确认渗滤液的受控渗漏情况与预测的一致，并且对天然地表和地表水几乎没有或没有可测量的影响。地下水监测，钻孔位置和监测频率取决于填埋场所在的周围土壤或岩石的性质。监测的位置和频率不应随意或统一应用，而应根据当地的现场条件进行调整。应该推导出一个简单的局部概念模型，以突出监测要求。一般来说，新西兰的地方当局似乎采取这种方法。
在解释监测数据时，重点应放在识别渗滤液突破前沿的阶段和性质上。一般来说，最初的突破前沿将看到L \ N比率的变化，以及氯化物，碳酸氢盐和硫酸盐的增加。通常接着是生物需氧量高的第二个前沿，氯化物，碳酸氢盐，铵和钾，硝酸盐和硫酸盐含量较低。通常随后增加铁和锰。因此，监测的成分应该是田间的pH，电导率和氧化还原电位以及实验室中分析的氯化物，碳酸氢盐，硫酸盐，BOD，铵，硝酸盐，钙，锰，钠和钾。只有在第二道锋通过后才能监测重金属。比率，特别是L / N阳离子比率，
