广东省徐闻县垃圾场地下水基础环境分析

2017-08-28苏越

地下水 2017年4期

关键词：全铁浑浊度垃圾场

苏越

(广东省地质局第四地质大队，广东湛江 524049)

广东省徐闻县垃圾场地下水基础环境分析

苏越

(广东省地质局第四地质大队，广东湛江 524049)

徐闻县垃圾场是湛江市地下水环境质量监测网的一环。采用水文地质学及地下水动力学的理论与方法分析徐闻县垃圾场水文地质特征，对垃圾填埋场及周边地下水污染以及土壤污染进行分析评估。对地下水环境问题及成因进行分析探讨，明确了该地区包气带介质透水性良好，中浅层地下水水质量均以Ⅳ类为主，周边的土壤类别为Ⅲ类土。建议对该地区进行持续的地下水监测工作，建立动态监测网络及规范垃圾场管理。

垃圾场；地下水污染；中浅层地下水

地下水基础环境状况评估，是《全国地下水污染防治规划(2011-2020年)》中优先实施的重要项目，是地下水环境监管的重要基础性工作[1]。在充分收集利用已有地下水监测资料基础上，将广东省湛江市目前区域地下水环境地质监测和污染调查评价等已有成果和本次调查获得的地下水环境监测点进行有机集成，建立起湛江市地下水环境质量监测网，动态、全面掌握地下水环境状况，为有效监管地下水污染源、监控地下水环境质量、建立地下水污染全防全控体系提供有效支撑。

1 地下水环境概况

1.1 自然地理

徐闻县垃圾填埋场位于徐闻县南山镇西南侧北草岭。地貌类型有火山地貌(玄武岩台地)，地形平缓，地表岩性以玄武岩风化坡残积粉质粘土、粘土等为主，植被发育一般。中心地理坐标为E110°07′43″，N20°16′50″，场区面积106 968 m2。其中填埋区面积60 310 m2，渗沥液调节池面积5 133 m2。此外还有污水处理区、机修车间和办公管理区组成(见图1)。填埋库边坡坡度比为1∶1.5，填埋场底部及边坡均采用多层人工合成材料防渗层结构。填埋场深度4.76～6.50 m。设计渗滤液产生量60 t/d。

1.2 气象水文

徐闻县垃圾场位于北回归线以南的低纬度地带，属亚热带季风气候。主要受热带海洋性暖湿气流活动制约，气候特征表现为风害多，雷暴频，雨量集中，夏长冬短而温和，偶有霜冻。年平均气温在21.9℃～23.2℃之间，多年平均气温23.9℃，7月份最热，平均气温29.0℃。多年平均降雨量为1 154.1～1 556.9 mm。一年中雨量季节分布不均匀，年内降雨集中在汛期，每年5～10月雨量占全年的85%以上。8月最多，9月次之。在没有台风登陆的年份，降雨量大幅减少，易造成秋旱，甚至出现秋冬春连旱、连年干旱的极端气候。

图1 功能分区图

1.3 地层岩性与地质构造

垃圾场分布地层主要有第三系长流组(Ech)、流沙港组(El)、涠洲组(Ew)、下洋组(Nx)、第四系湛江组(Qz)、石茆岭组(Qs)、徐闻组(Qxw)、曲界组(Qq)等。地表出露地层有第四系石茆岭组、徐闻组、和曲界组。垃圾场内地质构造简单，仅分布有基底断裂，地表未见构造形迹。

1.4 区域水文地质条件

1.4.1 地下水系统及含水层结构

垃圾场地下水系统可划分为火山岩孔洞裂隙水系统、松散岩类中层承压孔隙水系统和松散岩类深层承压孔隙水系统。

垃圾场地下水含水层以第三系的下洋组、第四系湛江组为主，局部为石茆岭组、徐闻组等。含水层岩性主要为中砂、细砂、粗砂、砾砂及气孔状玄武岩等(见图2)。各含水层系统结构特征详见表1。

1.4.2 地下水类型及富水性

垃圾场地下水类型有松散岩类孔隙水和火山岩孔洞裂隙水两大类。据本次监测孔抽水试验资料。火山岩孔洞裂隙水钻孔单井出水量一般101～236 m3/d，泉流量一般为0.155～0.912 L/s；地下径流模数0.481～7.662 L/(s·km2)，水量中等；中层松散岩类孔隙水单井出水量269～977 m3/d，水量中等；深层松散岩类孔隙水单井或井组出水量10 447～13 917 m3/d，水量丰富。

图2 水文地质剖面图

1.4.3 地下水补径排特征

按地下水含水层的分布、埋藏条件，地下水的主要补给方式有：降雨、地表水渗入补给和越流补给及侧向补给三种。其中，降雨、地表水渗入补给为玄武岩孔洞裂隙水的主要补给方式；越流补给为中和深层承压水的主要补给方式；松散岩类孔隙水还接受玄武岩孔洞裂隙水及基岩裂隙水的侧向补给。场地内主要是从东北向南西方向径流。由于附近以开采地下水灌溉为主，因此，场内地下水主要以开采的形式排泄。

表1 地下水含水层系统结构特征表

2 地下水环境状况调查

2.1 调查范围划定

调查评估范围确定为：北部为徐闻县垃圾填埋场上游区，以距离垃圾填埋区1 km处为界；垃圾填埋场东、西两侧同时也为垃圾填埋场内地表水和地下水径流区的两侧，以距离垃圾填埋区1～1.5 km处为界；南侧为垃圾填埋场内地表水和地下水径流汇集区，根据地形地貌特征及地表水系分布情况，以地形最低处的地表水系为界。调查区面积约4.54 km2。

2.2 监测点布设

在本次工作中，为垃圾场的地下水监测工作共施工9眼监测井，组成完整的动态监测网。其中，场地背景监测井1眼(XLK1)，设在地下水流向上游30 m处；污染扩散监测井8眼，分别设在垂直填埋场地下水走向距填埋场边界两侧20 m处(XLK2、XLK4)，地下水流向下游距填埋场边界30 m与50 m处各一眼(XLK3、XLK9)，在地下水流向下游距离填埋场下边界约50 m处4眼(XLK5、XLK6、XLK7、XLK8)，如图3。

图3 钻孔布置图

3 地下水质量分析评价

3.1 地下水污染评价方法

评价方法采用《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)中的单项组分评价和综合评价法。对于《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)之外的指标，微量有机污染物组分采用《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中“集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值”的内容进行评价，计算超标因子与超标倍数。

3.2 地下水污染现状评价

地下水污染现状评价反映了地下水受人类活动影响的污染程度。评价过程中，在除去背景值的前提下，以《地下水质量标准》、《地表水环境质量标准》为对照，能直观反映人为影响，同时反映水化学指标超过国际公认危害标准的程度。采用污染指数法进行地下水污染评价[2][3]。

(1)

式中：Pki为k水样i指标的污染指数；Cki为k水样i指标的测试结果；C0为代表k水样无机组分i指标的对照值，有机组分等原生地下水中含量微弱的组分背景值按零计算；CⅢ为参照《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)和《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)。

污染指标分级标准为：P≤0，污染级别为I级，污染分级为未污染；0

评价基准使用地下水对照值，对照值选取的主要来源为：背景值监测井结果；地区最早的分析资料或区域中无明显污染源部分补充调查资料的统计结果。优先考虑使用背景值监测井结果。

表2 地下水质量评价表

3.3 综合评价

根据上述水污染评价方法，垃圾填埋场及周边地下水污染综合评价结果见表2。

3.3.1 浅层地下水综合评价

徐闻县垃圾填埋场及周边浅层地下水水化学类型有HCO3-Mg 、HCO3-Mg·Ca 、HCO3·Cl-Mg·Ca 、NO3-Mg 、Cl·HCO3-Na型等。超Ⅲ类限值的项目有：锰、全铁(TFe)、NO2--N、NO3--N和浑浊度，此外还有总大肠菌群和菌落总数。其中，锰为Ⅲ类限值的5.0倍(0.50 mg/L)、全铁(TFe)为Ⅲ类限值的42.1倍(12.63 mg/L)、NH4+4.0倍(0.08 mg/L)、浑浊度31.8倍(95.4NTU)、NO2--N 11.85倍(0.237 g/L)、NO3—N1.69倍(33.86 mg/L)，总大肠菌群超为49.0倍(49 MPN/100ml)、菌落总数超为11.4倍(5 700 CFU/ml)，有机物均未检出。

从表2中XLK1、XLK2、XLK3 、XLK4、XLK6、XLK8、XLK9可知，垃圾填埋场及周边浅层地下水质量为Ⅳ类，超Ⅲ类限值的项目有：锰、全铁(TFe)、NO2--N、NO3-—N和浑浊度，此外还有总大肠菌群和菌落总数。水质属较差级，主要由锰、全铁(TFe)、NO2--N、NO3--N和肉眼可见物所引起。

3.3.2 中层承压水综合评价

从表2中XLK5、XLK7可知，垃圾填埋场及周边中层地下水质量以Ⅳ类为主。超Ⅲ类限值的项目有：锰、全铁(TFe)、浑浊度，此外还有总大肠菌群和菌落总数。水质属较差级，主要由锰、铅、全铁(TFe)、NO3--N和肉眼可见物所引起。

垃圾填埋场及周边中层地下水水化学类型有HCO3·Cl--Mg·Ca 、HCO3·Cl--Na等，超Ⅲ类限值的项目有：锰、铅、全铁(TFe)、浑浊度，此外还有总大肠菌群和菌落总数。其中，锰为Ⅲ类限值2.2(0.22 mg/L)、铅1.2倍(0.06 mg/L)、全铁(TFe)11.03倍(3.31 mg/L)、浑浊度17.83倍(53.5 NTU)，总大肠菌群超为920倍(920 MPN/100ml)、菌落总数超为15.2倍(7 600 CFU/ml)，有机物均未检出。

3.3.3 垃圾填埋场及周边土壤污染评价

垃圾填埋场及周边土壤检测项目中有机物除三氯甲烷、三氯乙烯、苯、甲苯、乙苯、二甲苯外，余均未检出，检出部分以重金属微量元素为主。其中，镍最大检出值为260 mg/kg、锌最大检出值为271 mg/kg、总铬最大检出值为303 mg/kg、铅最大检出值为42.2 mg/kg、钡最大检出值为414 mg/kg、镉最大检出值为0.301 mg/kg、汞最大检出值为0.22 mg/kg、铜最大检出值为143 mg/kg、砷最大检出值为4.98 mg/kg。按《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)土壤分级划分标准。垃圾填埋场周边的土壤类别为Ⅲ类土，土壤可能受轻度污染，土壤适用于林地，不宜用蔬菜种植，土壤质量基本对植物和环境不造成危害和污染[4]。

4 地下水环境问题及成因分析

4.1 污染特征

垃圾填埋场周边浅地下水超Ⅲ类限值的项目有：锰、全铁(TFe)、NO2--N、NO3-N、浑浊度、总大肠菌群和细菌总数。中层地下水超Ⅲ类限值的项目有：锰、铅、全铁(TFe)、浑浊度、总大肠菌群和细菌总数。土壤样分析检测出三氯甲烷、四氯化碳、1,1,1-三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和部分重金属微量元素。其中铁、锰多为地质背景值，NO2--N、NO3-N、总大肠菌群和细菌总数为人为因素所引起。说明垃圾填埋场及周边地下水污染以生活垃圾污染物污染为主。

4.2 成因分析

4.2.1 包气带介质透水性良好

垃圾填埋场地包气带介质以石茆岭组玄武岩和火山角砾岩风化坡残积砂质粘性土、粘土质砂、粉土、粉砂等为主，一般呈松散或半固结状态。玄武岩和火山角砾岩风化坡残积砂质粘性土垂直裂隙发育，具有良好的透水性。有利于降水的垂直渗入[5]。

据降雨入渗试验，石茆岭组风化坡残积砂质粘性土降雨入渗系数为0.394。该类介质极有利于降雨及地表水下渗。当地表水体被污染、废水及各种固体污染物不合理排(堆)放时，极易引起地下水污染。由此可见，包气带介质透水性良好是导致该污染源及周边地下水污染重要原因之一。

4.2.2 垃圾场管理未按规范执行

垃圾场管理未按规范要求执行，管理松散，周边有较多垃圾零散堆放在填埋池外，而且未作任何防护，在降雨作用下，垃圾溶出物会慢慢渗入地下，污染地下蓄水层。