廣東省徐聞縣垃圾場地下水基礎(chǔ)環(huán)境分析

蘇 越

(廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，廣東 湛江 524049)

廣東省徐聞縣垃圾場地下水基礎(chǔ)環(huán)境分析

蘇 越

(廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，廣東 湛江 524049)

徐聞縣垃圾場是湛江市地下水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)的一環(huán)。采用水文地質(zhì)學(xué)及地下水動力學(xué)的理論與方法分析徐聞縣垃圾場水文地質(zhì)特征，對垃圾填埋場及周邊地下水污染以及土壤污染進(jìn)行分析評估。對地下水環(huán)境問題及成因進(jìn)行分析探討，明確了該地區(qū)包氣帶介質(zhì)透水性良好，中淺層地下水水質(zhì)量均以Ⅳ類為主，周邊的土壤類別為Ⅲ類土。建議對該地區(qū)進(jìn)行持續(xù)的地下水監(jiān)測工作，建立動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)及規(guī)范垃圾場管理。

垃圾場；地下水污染；中淺層地下水

地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況評估，是《全國地下水污染防治規(guī)劃(2011-2020年)》中優(yōu)先實施的重要項目，是地下水環(huán)境監(jiān)管的重要基礎(chǔ)性工作[1]。在充分收集利用已有地下水監(jiān)測資料基礎(chǔ)上，將廣東省湛江市目前區(qū)域地下水環(huán)境地質(zhì)監(jiān)測和污染調(diào)查評價等已有成果和本次調(diào)查獲得的地下水環(huán)境監(jiān)測點進(jìn)行有機(jī)集成，建立起湛江市地下水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)，動態(tài)、全面掌握地下水環(huán)境狀況，為有效監(jiān)管地下水污染源、監(jiān)控地下水環(huán)境質(zhì)量、建立地下水污染全防全控體系提供有效支撐。

1 地下水環(huán)境概況

1.1 自然地理

徐聞縣垃圾填埋場位于徐聞縣南山鎮(zhèn)西南側(cè)北草嶺。地貌類型有火山地貌(玄武巖臺地)，地形平緩，地表巖性以玄武巖風(fēng)化坡殘積粉質(zhì)粘土、粘土等為主，植被發(fā)育一般。中心地理坐標(biāo)為E110°07′43″，N20°16′50″，場區(qū)面積106 968 m2。其中填埋區(qū)面積60 310 m2，滲瀝液調(diào)節(jié)池面積5 133 m2。此外還有污水處理區(qū)、機(jī)修車間和辦公管理區(qū)組成(見圖1)。填埋庫邊坡坡度比為1∶1.5，填埋場底部及邊坡均采用多層人工合成材料防滲層結(jié)構(gòu)。填埋場深度4.76～6.50 m。設(shè)計滲濾液產(chǎn)生量60 t/d。

1.2 氣象水文

徐聞縣垃圾場位于北回歸線以南的低緯度地帶，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。主要受熱帶海洋性暖濕氣流活動制約，氣候特征表現(xiàn)為風(fēng)害多，雷暴頻，雨量集中，夏長冬短而溫和，偶有霜凍。年平均氣溫在21.9℃～23.2℃之間，多年平均氣溫23.9℃，7月份最熱，平均氣溫29.0℃。多年平均降雨量為1 154.1～1 556.9 mm。一年中雨量季節(jié)分布不均勻，年內(nèi)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。在沒有臺風(fēng)登陸的年份，降雨量大幅減少，易造成秋旱，甚至出現(xiàn)秋冬春連旱、連年干旱的極端氣候。

圖1 功能分區(qū)圖

1.3 地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造

垃圾場分布地層主要有第三系長流組(Ech)、流沙港組(El)、潿洲組(Ew)、下洋組(Nx)、第四系湛江組(Qz)、石茆嶺組(Qs)、徐聞組(Qxw)、曲界組(Qq)等。地表出露地層有第四系石茆嶺組、徐聞組、和曲界組。垃圾場內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，僅分布有基底斷裂，地表未見構(gòu)造形跡。

1.4 區(qū)域水文地質(zhì)條件

1.4.1 地下水系統(tǒng)及含水層結(jié)構(gòu)

垃圾場地下水系統(tǒng)可劃分為火山巖孔洞裂隙水系統(tǒng)、松散巖類中層承壓孔隙水系統(tǒng)和松散巖類深層承壓孔隙水系統(tǒng)。

垃圾場地下水含水層以第三系的下洋組、第四系湛江組為主，局部為石茆嶺組、徐聞組等。含水層巖性主要為中砂、細(xì)砂、粗砂、礫砂及氣孔狀玄武巖等(見圖2)。各含水層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征詳見表1。

1.4.2 地下水類型及富水性

垃圾場地下水類型有松散巖類孔隙水和火山巖孔洞裂隙水兩大類。據(jù)本次監(jiān)測孔抽水試驗資料?；鹕綆r孔洞裂隙水鉆孔單井出水量一般101～236 m3/d，泉流量一般為0.155～0.912 L/s；地下徑流模數(shù)0.481～7.662 L/(s·km2)，水量中等；中層松散巖類孔隙水單井出水量269～977 m3/d，水量中等；深層松散巖類孔隙水單井或井組出水量10 447～13 917 m3/d，水量豐富。

圖2 水文地質(zhì)剖面圖

1.4.3 地下水補(bǔ)徑排特征

按地下水含水層的分布、埋藏條件，地下水的主要補(bǔ)給方式有：降雨、地表水滲入補(bǔ)給和越流補(bǔ)給及側(cè)向補(bǔ)給三種。其中，降雨、地表水滲入補(bǔ)給為玄武巖孔洞裂隙水的主要補(bǔ)給方式；越流補(bǔ)給為中和深層承壓水的主要補(bǔ)給方式；松散巖類孔隙水還接受玄武巖孔洞裂隙水及基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給。場地內(nèi)主要是從東北向南西方向徑流。由于附近以開采地下水灌溉為主，因此，場內(nèi)地下水主要以開采的形式排泄。

表1 地下水含水層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征表

2 地下水環(huán)境狀況調(diào)查

2.1 調(diào)查范圍劃定

調(diào)查評估范圍確定為：北部為徐聞縣垃圾填埋場上游區(qū)，以距離垃圾填埋區(qū)1 km處為界；垃圾填埋場東、西兩側(cè)同時也為垃圾填埋場內(nèi)地表水和地下水徑流區(qū)的兩側(cè)，以距離垃圾填埋區(qū)1～1.5 km處為界；南側(cè)為垃圾填埋場內(nèi)地表水和地下水徑流匯集區(qū)，根據(jù)地形地貌特征及地表水系分布情況，以地形最低處的地表水系為界。調(diào)查區(qū)面積約4.54 km2。

2.2 監(jiān)測點布設(shè)

在本次工作中，為垃圾場的地下水監(jiān)測工作共施工9眼監(jiān)測井，組成完整的動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)。其中，場地背景監(jiān)測井1眼(XLK1)，設(shè)在地下水流向上游30 m處；污染擴(kuò)散監(jiān)測井8眼，分別設(shè)在垂直填埋場地下水走向距填埋場邊界兩側(cè)20 m處(XLK2、XLK4)，地下水流向下游距填埋場邊界30 m與50 m處各一眼(XLK3、XLK9)，在地下水流向下游距離填埋場下邊界約50 m處4眼(XLK5、XLK6、XLK7、XLK8)，如圖3。

圖3 鉆孔布置圖

3 地下水質(zhì)量分析評價

3.1 地下水污染評價方法

評價方法采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-93)中的單項組分評價和綜合評價法。對于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-93)之外的指標(biāo)，微量有機(jī)污染物組分采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中“集中式生活飲用水地表水源地特定項目標(biāo)準(zhǔn)限值”的內(nèi)容進(jìn)行評價，計算超標(biāo)因子與超標(biāo)倍數(shù)。

3.2 地下水污染現(xiàn)狀評價

地下水污染現(xiàn)狀評價反映了地下水受人類活動影響的污染程度。評價過程中，在除去背景值的前提下，以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》為對照，能直觀反映人為影響，同時反映水化學(xué)指標(biāo)超過國際公認(rèn)危害標(biāo)準(zhǔn)的程度。采用污染指數(shù)法進(jìn)行地下水污染評價[2][3]。

(1)

式中：Pki為k水樣i指標(biāo)的污染指數(shù)；Cki為k水樣i指標(biāo)的測試結(jié)果；C0為代表k水樣無機(jī)組分i指標(biāo)的對照值，有機(jī)組分等原生地下水中含量微弱的組分背景值按零計算；CⅢ為參照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-93)和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)。

污染指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)為：P≤0，污染級別為I級，污染分級為未污染；0

評價基準(zhǔn)使用地下水對照值，對照值選取的主要來源為：背景值監(jiān)測井結(jié)果；地區(qū)最早的分析資料或區(qū)域中無明顯污染源部分補(bǔ)充調(diào)查資料的統(tǒng)計結(jié)果。優(yōu)先考慮使用背景值監(jiān)測井結(jié)果。

表2 地下水質(zhì)量評價表

3.3 綜合評價

根據(jù)上述水污染評價方法，垃圾填埋場及周邊地下水污染綜合評價結(jié)果見表2。

3.3.1 淺層地下水綜合評價

徐聞縣垃圾填埋場及周邊淺層地下水水化學(xué)類型有HCO3-Mg 、HCO3-Mg·Ca 、HCO3·Cl-Mg·Ca 、NO3-Mg 、Cl·HCO3-Na型等。超Ⅲ類限值的項目有：錳、全鐵(TFe)、NO2--N、NO3--N和渾濁度，此外還有總大腸菌群和菌落總數(shù)。其中，錳為Ⅲ類限值的5.0倍(0.50 mg/L)、全鐵(TFe)為Ⅲ類限值的42.1倍(12.63 mg/L)、NH4+4.0倍(0.08 mg/L)、渾濁度31.8倍(95.4NTU)、NO2--N 11.85倍(0.237 g/L)、NO3—N1.69倍(33.86 mg/L)，總大腸菌群超為49.0倍(49 MPN/100ml)、菌落總數(shù)超為11.4倍(5 700 CFU/ml)，有機(jī)物均未檢出。

從表2中XLK1、XLK2、XLK3 、XLK4、XLK6、XLK8、XLK9可知，垃圾填埋場及周邊淺層地下水質(zhì)量為Ⅳ類，超Ⅲ類限值的項目有：錳、全鐵(TFe)、NO2--N、NO3-—N和渾濁度，此外還有總大腸菌群和菌落總數(shù)。水質(zhì)屬較差級，主要由錳、全鐵(TFe)、NO2--N、NO3--N和肉眼可見物所引起。

3.3.2 中層承壓水綜合評價

從表2中XLK5、XLK7可知，垃圾填埋場及周邊中層地下水質(zhì)量以Ⅳ類為主。超Ⅲ類限值的項目有：錳、全鐵(TFe)、渾濁度，此外還有總大腸菌群和菌落總數(shù)。水質(zhì)屬較差級，主要由錳、鉛、全鐵(TFe)、NO3--N和肉眼可見物所引起。

垃圾填埋場及周邊中層地下水水化學(xué)類型有HCO3·Cl--Mg·Ca 、HCO3·Cl--Na等，超Ⅲ類限值的項目有：錳、鉛、全鐵(TFe)、渾濁度，此外還有總大腸菌群和菌落總數(shù)。其中，錳為Ⅲ類限值2.2(0.22 mg/L)、鉛1.2倍(0.06 mg/L)、全鐵(TFe)11.03倍(3.31 mg/L)、渾濁度17.83倍(53.5 NTU)，總大腸菌群超為920倍(920 MPN/100ml)、菌落總數(shù)超為15.2倍(7 600 CFU/ml)，有機(jī)物均未檢出。

3.3.3 垃圾填埋場及周邊土壤污染評價

垃圾填埋場及周邊土壤檢測項目中有機(jī)物除三氯甲烷、三氯乙烯、苯、甲苯、乙苯、二甲苯外，余均未檢出，檢出部分以重金屬微量元素為主。其中，鎳最大檢出值為260 mg/kg、鋅最大檢出值為271 mg/kg、總鉻最大檢出值為303 mg/kg、鉛最大檢出值為42.2 mg/kg、鋇最大檢出值為414 mg/kg、鎘最大檢出值為0.301 mg/kg、汞最大檢出值為0.22 mg/kg、銅最大檢出值為143 mg/kg、砷最大檢出值為4.98 mg/kg。按《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)土壤分級劃分標(biāo)準(zhǔn)。垃圾填埋場周邊的土壤類別為Ⅲ類土，土壤可能受輕度污染，土壤適用于林地，不宜用蔬菜種植，土壤質(zhì)量基本對植物和環(huán)境不造成危害和污染[4]。

4 地下水環(huán)境問題及成因分析

4.1 污染特征

垃圾填埋場周邊淺地下水超Ⅲ類限值的項目有：錳、全鐵(TFe)、NO2--N、NO3-N、渾濁度、總大腸菌群和細(xì)菌總數(shù)。中層地下水超Ⅲ類限值的項目有：錳、鉛、全鐵(TFe)、渾濁度、總大腸菌群和細(xì)菌總數(shù)。土壤樣分析檢測出三氯甲烷、四氯化碳、1,1,1-三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和部分重金屬微量元素。其中鐵、錳多為地質(zhì)背景值，NO2--N、NO3-N、總大腸菌群和細(xì)菌總數(shù)為人為因素所引起。說明垃圾填埋場及周邊地下水污染以生活垃圾污染物污染為主。

4.2 成因分析

4.2.1 包氣帶介質(zhì)透水性良好

垃圾填埋場地包氣帶介質(zhì)以石茆嶺組玄武巖和火山角礫巖風(fēng)化坡殘積砂質(zhì)粘性土、粘土質(zhì)砂、粉土、粉砂等為主，一般呈松散或半固結(jié)狀態(tài)。玄武巖和火山角礫巖風(fēng)化坡殘積砂質(zhì)粘性土垂直裂隙發(fā)育，具有良好的透水性。有利于降水的垂直滲入[5]。

據(jù)降雨入滲試驗，石茆嶺組風(fēng)化坡殘積砂質(zhì)粘性土降雨入滲系數(shù)為0.394。該類介質(zhì)極有利于降雨及地表水下滲。當(dāng)?shù)乇硭w被污染、廢水及各種固體污染物不合理排(堆)放時，極易引起地下水污染。由此可見，包氣帶介質(zhì)透水性良好是導(dǎo)致該污染源及周邊地下水污染重要原因之一。

4.2.2 垃圾場管理未按規(guī)范執(zhí)行

垃圾場管理未按規(guī)范要求執(zhí)行，管理松散，周邊有較多垃圾零散堆放在填埋池外，而且未作任何防護(hù)，在降雨作用下，垃圾溶出物會慢慢滲入地下，污染地下蓄水層。

5 結(jié)語

生活垃圾填埋場地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況評估作為《全國地下水污染防治規(guī)劃(2011-2020年)》的一個重要課題，為了解填埋場地下水污染程度，科學(xué)制定地下水環(huán)境保護(hù)策略，提供了技術(shù)支持。

徐聞垃圾填埋場及周邊淺層地下水與中層地下水水質(zhì)量均以Ⅳ類為主，局部為Ⅴ類，地下水污染途徑以間歇入滲型為主，其次為連續(xù)入滲型、徑流型。地下水基礎(chǔ)環(huán)境是動態(tài)的過程，影響久遠(yuǎn)。對其管理和調(diào)查研究也必須是長期和動態(tài)的，因此必須抓好地下水監(jiān)測工作，監(jiān)測項目應(yīng)保證其連續(xù)性，并按規(guī)范建立監(jiān)測井和取樣檢測。

[1]中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部. 全國地下水污染防治規(guī)劃(2011-2020年)[Z]. 北京:2011.

[2]GB/T 14848-93.地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]GB 3838-2002.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]GB15618-1995.土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5]梁靖.湛江馮村垃圾場對中深層承壓水污染的可能性及其防治[J].水資源保護(hù).2010.26(3): 30-31.

2017-03-16

蘇越(1988-)，男，廣東信宜人，助理工程師，主要從事環(huán)境影響評價、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)方面工作。

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1004-1184(2017)04-0220-04