徐州市固廢填埋場地下水環(huán)境質(zhì)量分析研究

馬 超

(江蘇省徐州環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 徐州 221018)

伴隨我國社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展，固體廢物產(chǎn)生量和存儲量大幅提升。2015年，徐州市危險廢物產(chǎn)生量為2.46萬噸，填埋處置率約91.2%；生活垃圾產(chǎn)生量79.78萬噸，填埋處置率約54.5%，固廢處置方式以填埋為主[1]。由于固廢填埋場服務(wù)周期長、防滲措施不徹底、管理不到位等問題，垃圾滲濾液等二次污染物滲透、遷移嚴(yán)重威脅所在區(qū)域地下水安全。今在徐州市范圍內(nèi)選取1個危險廢物填埋場、4個生活垃圾填埋場，依托企業(yè)現(xiàn)有監(jiān)測井開展地下水水質(zhì)監(jiān)測，并采用單項目污染指數(shù)法、綜合指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法等方式對監(jiān)測結(jié)果開展評價，分析固廢填埋場地下水水質(zhì)現(xiàn)狀，為綜合監(jiān)管提供技術(shù)支持。

1 研究方式

1.1 研究對象概況

在徐州市范圍內(nèi)選取在用生活垃圾填埋場4座，分別位于銅山區(qū)(A場)、睢寧縣(B場)、邳州市(C場)、新沂市(D場)，危險廢物填埋場一座(W場)，位于新沂市。填埋場地下水保護措施見表1。各填埋場分別沿地下水流方向布設(shè)3個監(jiān)測井，分別為上游監(jiān)測井(S1)、擴散監(jiān)控井(S2)和下游控制井(S3)。S1位于污染源所在地下水水系上游；S2擴散監(jiān)控井位于地下水流向一側(cè)，反映污染源區(qū)域地下水水質(zhì)現(xiàn)狀；S3下游控制井位于區(qū)域地下水流向下游。監(jiān)測井布置詳見圖1，填埋場監(jiān)測井含水層類型見表2。

表1 填埋場地下水保護設(shè)施情況統(tǒng)計表

表2 填埋場地下水監(jiān)測井含水層類型統(tǒng)計表

圖1 監(jiān)測井分布示意圖

1.2 監(jiān)測項目及頻次

豐水期(8月)和枯水期(5月)各開展1次試點監(jiān)測。監(jiān)測項目包括《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)表1中除“總α放射性” “總β放射性” “菌落總數(shù)”和“總大腸菌群”外的35項指標(biāo)(以下統(tǒng)稱“基礎(chǔ)項目”)，并結(jié)合《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》《危險廢物填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》增測鎳、鈷、銻、鉈、鈹、鉬6種特征指標(biāo)(以下統(tǒng)稱“特征項目”)，共計41項。各監(jiān)測指標(biāo)均采用標(biāo)準(zhǔn)中的監(jiān)測方法。

1.3 評價方法

所有監(jiān)測井項目參照執(zhí)行《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。采用單因子指數(shù)法(公式1)評價地下水單指標(biāo)污染程度，同時計算出累計污染負荷比(公式2、3)，RI>70%確定為主要污染物[2-5]。

(1)

其中，Si為單項污染指數(shù)，Ci為i指標(biāo)監(jiān)測濃度，C參為i項參照標(biāo)準(zhǔn)。

(2)

(3)

采用內(nèi)梅羅指數(shù)法(公式4)對區(qū)域地下水質(zhì)量現(xiàn)狀進行評價。F值按照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》推薦方法劃分地下水質(zhì)量級別，劃分情況見表3和表4。

表3 單項組分評價表

表4 綜合評價表

(4)

2 結(jié)果與討論

2.1 地下水水質(zhì)總體情況

15口監(jiān)測井，均為淺層水，水井深度平均26 m，最深51 m，最淺13 m。依據(jù)監(jiān)測結(jié)果，參照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)，水質(zhì)類別介于Ⅲ類～Ⅴ類，其中，Ⅲ類占比66.7%，Ⅳ類占比30.0%，Ⅴ類占比3.3%，地下水水質(zhì)總體良好。監(jiān)測定類分布情況見圖2。

圖2 固廢填埋場地下水水質(zhì)狀況

從水質(zhì)方面分析，承壓水水井水位較深，受地表遷移污染影響較小，水質(zhì)優(yōu)于潛水水井。豐水期時，15口監(jiān)測井水質(zhì)在Ⅲ類～Ⅳ類之間，且Ⅲ類占比80%；枯水期時，水質(zhì)在Ⅲ類～Ⅴ類之間，Ⅲ類占比53%，Ⅳ類占比40%，Ⅴ類占比7%，豐水期水質(zhì)優(yōu)于枯水期(圖3)。這可能是由于枯水期時，徑流補給不足，地下水質(zhì)交換緩慢，井水長期淤滯，造成枯水期水質(zhì)較差。

圖3 豐、枯水期地下水水質(zhì)情況

2.2 地下水質(zhì)量評價

2.2.1 地下水質(zhì)量現(xiàn)狀評價結(jié)果

地下水水質(zhì)評價結(jié)果見表5。地下水沿線地下水水質(zhì)未表現(xiàn)出明顯差別，區(qū)域地下水水質(zhì)相對均衡。填埋場的地下水水質(zhì)F值在2.13～5.65之間，水質(zhì)在良好與較差之間，較好比例為60%，5個固廢填埋場中，水質(zhì)由優(yōu)到劣分別為D場、B場、W場、A場和C場。

表5 填埋場地下水質(zhì)量狀況

從水期上分析，C場地下水質(zhì)與水期呈現(xiàn)出相關(guān)性，豐水期(F=2.13)水質(zhì)明顯優(yōu)于枯水期(F=5.20)，C場地下水為承壓裂隙水，監(jiān)測井井深均在40m以上，埋深較深，枯水期時，受填埋場滲濾液等下滲影響的同時徑流補給不足，地下水質(zhì)交換緩慢，造成枯水期水質(zhì)較差，其他填埋場地下水水質(zhì)未體現(xiàn)出明顯的水期變化，相對穩(wěn)定。

從各監(jiān)測井綜合評價指標(biāo)分析，各監(jiān)測井水質(zhì)綜合指數(shù)介于2.12～7.10之間，C場沿地下水流方向，水質(zhì)呈現(xiàn)持續(xù)下降態(tài)勢，下游控制井(S3)F值為7.10，水質(zhì)最差，填埋場所在地下水已呈現(xiàn)一定的污染特點。

2.2.2 地下水主要污染物評價

部分污染物評價結(jié)果詳見表6。監(jiān)測項目中共有氰化物、苯、甲苯、鎘、鎳等10項未檢出，均以0計。單項污染負荷計算中，鐵、錳、銅、鋁、氰化物、三氯甲烷等22項單項污染指數(shù)占比在0～4%之間，大部分毒性金屬、生物累積性有機物檢出率總體較低，鈷、鉬均有檢出，但單項污染指數(shù)占比較小，總體水質(zhì)良好。

表6 部分監(jiān)測指標(biāo)污染指標(biāo)評價

各填埋場主要污染物污染負荷比見圖4。由圖可知，總硬度、可溶性總固體揮發(fā)性酚類和氟化物污染負荷占比較高，為主要影響指標(biāo)。徐州地區(qū)以松散巖類孔隙水為主，總硬度、可溶性總固體、氟化物本底高，袁濤等[6]研究表明，徐州市地下水水質(zhì)脆弱，總硬度濃度在600 mg/L以上，氟化物、溶解性總固體含量普遍偏高。A場、B場和C場氨氮污染負荷占比較高，均在10%以上。A場的砷元素污染負荷占比12.81%，A場S1、S2監(jiān)測井豐水期、枯水期2次監(jiān)測中，砷元素含量均超過地下水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)0.2～0.6倍；W場鉛元素污染負荷占比4.03%，該填埋場S2監(jiān)測井地下水，鉛元素含量超過地下水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)0.13倍。A場和W場地下水污染類型與填埋物呈現(xiàn)一定的相關(guān)性，砷元素主要來自生活中工業(yè)加工產(chǎn)品及副產(chǎn)物，主要為合金、電子、塑料、油漆、顏料、紙類、食品添加劑等生活制品廢棄物，與生活垃圾填埋場填埋對象一致，而鉛元素主要來源于垃圾焚燒灰渣、廢合金制品、電纜、鉛蓄電池等有害廢棄物[7]，與W場危廢填埋特點一致。

圖4 各填埋場主要污染物污染負荷比

2.3 意見及建議

(1)加強填埋場規(guī)范化管理，徐州市填埋場服務(wù)時間均在十年以上，部分填埋場工程構(gòu)筑簡單，防滲措施不足，存在滲濾液下滲風(fēng)險，污染土壤及地下水質(zhì)，建議加強填埋場日常監(jiān)管和運營管理，強化填埋區(qū)防滲措施，切實做到雨污分流，防止污染地下水體。

(2)基于規(guī)劃的完整性和系統(tǒng)性，結(jié)合徐州市市情與經(jīng)濟發(fā)展趨勢，規(guī)劃內(nèi)容既要全面展現(xiàn)地下水污染調(diào)查評價、監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系等建設(shè)內(nèi)容，也要重點構(gòu)建徐州市地下水環(huán)境安全保障體系，確保地下水質(zhì)量改善，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。

3 結(jié)論

(1)通過對徐州市4座生活垃圾填埋場和1座危險廢物填埋場的地下水水質(zhì)分析，豐水期水質(zhì)優(yōu)于枯水期。這可能是由于水井埋深總體偏低，枯水期時，徑流補給不足，地下水質(zhì)交換緩慢，長期淤滯。

(2)根據(jù)地下水水質(zhì)現(xiàn)狀評價結(jié)果，水質(zhì)在良好與較差之間，較好比例為60%。水質(zhì)由優(yōu)到劣分別為D場、B場、W場、A場和C場。其中，C場下游控制井(S3)F值為7.10，水質(zhì)最差。

(3)根據(jù)主要污染物評價結(jié)果，大部分毒性金屬、生物累積性有機物檢出率總體較低。由于區(qū)域地下水本底影響，各場總硬度、可溶性總固體、揮發(fā)性酚類和氟化物污染負荷占比較高。A場砷元素、W場鉛元素超過地下水Ⅲ類水，具有一定的污染特征。