广东省地质局第四地质大队(广东省湛江地质灾害应急抢险技术中心) 广东省湛江市 524000
摘要:为解决地下水环境污染严重等问题,提升生态环境保护效果,本文结合雷州市唐家镇榄霜生活垃圾填埋区地下水环境调查工作实际情况,首先对区域水文地质条件做出分析。在此基础上,重点探讨雷州市唐家镇榄霜生活垃圾填埋区地下水环境现状调查与评价,以期为相关人员提供参考。
关键词:生活垃圾填埋区;地下水环境;调查评价
1引言
作为水循环系统中重要的组成部分,地下水对于经济社会发展与生态环境保护有着极为重要的作用。相比较而言,地下水化学成分相对复杂,且受到多种因素的影响[1]。尤其对于生活垃圾填埋区而言,在受到降水、渗滤以及径流等因素的影响下,地下水环境将受到不同程度的污染。为此,当前应积极做好地下水环境调查与评价工作,降低对环境产生的破坏[2]。
2区域水文地质条件
雷州市无害化生活垃圾处理场位于雷州市白沙镇郭宅村宝坑嵌(图1),在本次的调查工作中,主要进行资料搜集,并开展地下水环境现状调查与评价等相关工作。雷州市位于雷琼自流盆地北段,湛江组和下洋组含水层遍布,为一厚大含水岩系,富水性主要受沉积环境、基底构造控制。根据含水岩类的不同,雷州市地下水可以分为两种类型:其一,松散岩类孔隙水;其二,火山岩孔洞裂隙水。雷州市地下水补给主要类型可分为降雨、地表水渗入补给型、越流补给型及侧向补给型三种,其中,降雨、地表水渗入补给型为浅层水和玄武岩孔洞裂隙水的主要补给类型,越流补给型为中、深层承压水的主要补给类型。地下水的径流、排泄与地形地貌、地层岩性、构造等密切相关。
图1 项目所在地
3地下水环境现状调查
3.1调查区水文地质条件
调查区位于雷州市南西25公里处的唐家镇附近,所处地貌类型为北海组冲洪积平原。区内地势总体南高北低、西高东低,地面标高多为30~50m。大部分地区平坦开阔,局部原始地形呈缓坡状起伏,地形坡度一般小于10°。在人类挖坡取土活动影响下,形成多处直立陡坎。调查区地表水体主要有河流、水库及水塘,地表蓄水量相对较少,下图2为调查区地表水体分布图。调查区内的水库和水塘稀少,在调查区零星分布,多数水塘没有被利用,偶尔用于养鱼、养鸭等。其中,位于吴家村和榄霜村之间的唐家水库是三元溪的主要供水源地。
图2 调查区地表水体分布图
本次地下水环境状况调查中,在填埋场外围共施工了7个水文孔,钻孔深度25.00至41.00m,完成工作量为218.20m。根据场地地层分布及地下水埋深情况,场地内天然包气带土层主是为北海组粉质粘土层。重点调查区地下水类型为第四系松散岩类孔隙水,本次钻孔揭露深度范围内的含水层主要为第四系湛江组砂质粉质黏土层。
3.2地下水污染源调查
地下水污染源一般包括生活污染源、农业污染源和工业污染源[3]。其一,农村生活污水和生活垃圾中主要污染物为COD、总磷、总氮、铵态氮等。生活污水是居民生活活动所产生,其数量、成分、污染物浓度与居民的生活习惯、生活水平及水资源的享有状况有关,其排放为不均匀排放,有时是随意的,瞬间变化大[4]。其二,调查区农业主要为种植业和水产品养殖业。农业种植以种水稻、花生为主,种甘蔗、芋头、玉米为辅。长期喷洒农药和施用肥料可能对局部地区地下水造成一定程度的污染,但对整个调查区而言,可认为其污染影响较小。区内无大型水产品养殖场,当地村民主要在零星分布的水塘中养鸭、养鹅、养鱼。因养殖规模小,养殖过程产生的污染对调查区地下水水质影响小。其三,工业污染源。调查区内除北侧有唐家糖厂外无其他工业,唐家糖厂距垃圾填埋场直线距离2km,糖厂属于食品加工工业,属于轻化工业的范畴,其污染源主要是生产废水,废水主要由清净、蒸发和煮糖结晶等工序产生,包括洗罐水、洗滤布水等,主要污染物为化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5 )、悬浮物(SS)、氨氮、总氮和总磷。现在企业所产生的废水均净化处理后才能排放,糖厂产生的污染对调查区地下水水质影响小。
3.3地下水开发利用状况
雷州市地下水可采资源为14.81亿m3/a,补给量为22.49亿m3/a,可开采量占补给量的81.9%,因此,雷州市地下水资源可开采量是有保证的。调查区有榄霜村、吴家村、下碱村等11个自然村,区内生活用水、农业灌溉用水及养殖用水均以开采地下水为主。调查区生活用水开采浅层地下水量为741.30m3/d,即27.06万m3/a。
4地下水水质现状评价
4.1评价方法
在开展水质现状评价工作时,使用的是标准指数法,当标准指数>1时,就说明水质因子(定值/区间值)存在超标问题,并且随着标准指数的增大,超标问题越来越严重[5]。具体计算公式如下:
定值:Pi=Ci/Csi
区间值:当pH≤7时,PPH=(7.0-pH)/(7.0-pHsd
) ;
当pH>7时,PPH=(pH-7.0)/(pHsu-7.0) ;
其中,Pi表征征的是标准指数,Ci表征的是监测浓度值(mg/L),Csi表征的是标准浓度值(mg/L);PPH表征的时标准指数,pHsd、pHsu分别表征的是pH值下限与上限。
4.2评价结果
本次采集的地下水样品,共涉及7个钻孔,检测pH值、溶解性总固体、硝酸盐、亚硝酸盐、总硬度、氨氮(以N计)、氯化物、氟化物、硫酸盐、挥发性酚类(以苯酚计)、氰化物、铬(六价)、汞、砷、铁、锰、铜、锌、镉、铅、细菌总数、总大肠菌群因子。总体上,在7组(钻孔)样品中超过地下水质量Ⅲ类水标准的项目有:①铅超标有2组样品,②铁超标有4组样品,③锰超标有5组,④总大肠菌群超标有2组样品,⑤细菌总数超标有2组样品,⑥PH值超标有4组样品;超过地下水质量Ⅳ类水标准的项目有:①PH值超标有1组样品,②总大肠菌群超标有2组样品;②细菌总数超标有4组样品。地下水质量综合类别具体表现为,Ⅴ类指标有SW1、SW2、SW3、SW4、SW7;Ⅳ类指标有SW5、SW6;Ⅲ类、Ⅱ类和Ⅰ类未发现。
4.3地下水环境影响预测与评价
垃圾渗滤液中最主要的表征污染因子为CODMn、氨氮、铬,选取CODMn、氨氮、铬作为地下水预测因子。预测污染物CODMn渗漏第365天,最高浓度值为17.87mg/L,超过《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)三类水限值(3.0mg/L)的面积302平方米,最大迁移距离为12米;渗漏第10年,最高值为39.97mg/L,超过《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)三类水限值(3.0mg/L)的面积2442平方米,最大迁移距离为67米。渗漏第20年后,最高值为42.72mg/L,超过《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)三类水限值(3.0mg/L)的面积5017平方米,最大迁移距离为127米。预测污染物氨氮渗漏第365天,最高浓度值为17.02mg/L,超过《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)三类水限值(0.50mg/L)的面积673平方米,最大迁移距离为20米;渗漏第10年,最高值为38.07mg/L,超过《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)三类水限值(0.50mg/L)的面积5029平方米,最大迁移距离为102米;渗漏第20年后,最高值为40.68mg/L,超过《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)三类水限值(0.50mg/L)的面积11450平方米,最大迁移距离为202米。预测污染物铬渗漏第365天,最高浓度值为0.014mg/L,最高浓度未超过《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)三类水限值(0.05mg/L);渗漏第10年,铬浓度最高值为0.031mg/L,未超过《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)三类水限值(0.05mg/L);渗漏第20年后最高值为0.034mg/L,未超过《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)三类水限值(0.05mg/L)。下表1为本次地下水环境具体评价结果及参数。
表1 地下水环境评价结果及参数
监测点编号 监测项目 | 标准指数Pi | 限值 | 最大值 | 最小值 | 均值 | 标准差 | 检出率 | 超标率 | ||||||
SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | SW6 | SW7 | 单位:mg/L(除注明外) | % | % | |||||
pH值(无量纲) | 0.20 | 3.00 | 2.60 | 3.60 | 2.00 | 2.40 | 1.20 | 6.5-8.5 | 7.6 | 5.3 | 6.0 | 0.77 | 100 | 85.71 |
溶解性总固体 | 0.155 | 0.153 | 0.109 | 0.086 | 0.044 | 0.075 | 0.165 | ≤1000 | 165 | 44 | 112.43 | 46.58 | 100 | 0 |
硝酸盐 | 0.0002 | 0.089 | 0.0059 | 0.17 | 0.0043 | 0.0002 | 0.0002 | ≤20.0 | 3.34 | 0.004 | 0.76 | 1.31 | 100 | 0 |
亚硝酸盐 | 0.06 | 0.03 | 0 | 0.18 | 0.03 | 0.06 | 0 | ≤1 | 0.018 | 0 | 0.0051 | 0.0062 | 71.43 | 0 |
总硬度 | 0.18 | 0.044 | 0.029 | 0.033 | 0.0069 | 0.048 | 0.098 | ≤450 | 78.8 | 3.1 | 27.9 | 25.72 | 100 | 0 |
氨氮(以N计) | 0.598 | 0.278 | 0.400 | 0.604 | 0.272 | 0.596 | 0.558 | ≤0.05 | 0.3 | 0.14 | 0.24 | 0.076 | 100 | 0 |
氯化物 | 0.056 | 0.061 | 0.068 | 0.086 | 0.052 | 0.055 | 0.062 | ≤250 | 21.6 | 13.1 | 15.71 | 2.9 | 100 | 0 |
氟化物 | 0.066 | 0.021 | 0.042 | 0.026 | 0.006 | 0.028 | 0.085 | ≤1.0 | 0.085 | 0.006 | 0.039 | 0.028 | 100 | 0 |
硫酸盐 | 0.04 | 0.044 | 0.044 | 0.036 | 0.032 | 0.068 | 0.06 | ≤250 | 17 | 8 | 11.57 | 3.26 | 100 | 0 |
挥发性酚类(以苯酚计) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ≤0.002 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
氰化物 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ≤0.05 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
铬(六价) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ≤0.05 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
汞 | 0.13 | 0 | 0 | 0.068 | 0.1 | 0.29 | 0.3 | ≤0.001 | 0.000302 | 0 | 0.0001 | 0.0001 | 71.43 | 0 |
砷 | 0.11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ≤0.01 | 0.0011 | 0 | 0.0002 | 0.0004 | 14.29 | 0 |
铁 | 4.80 | 1.70 | 0.53 | 0.04 | 0.70 | 4.57 | 4.93 | ≤0.3 | 1.48 | 0.013 | 0.74 | 0.66 | 100 | 57.14 |
锰 | 2.30 | 1.10 | 1.20 | 3.80 | 0.30 | 7.90 | 2.80 | ≤0.10 | 0.79 | 0.03 | 0.278 | 0.25 | 100 | 85.71 |
铜 | 0.0036 | 0.0012 | 0.0014 | 0.0005 | 0.011 | 0.0038 | 0.37 | ≤1.00 | 0.37 | 0.0005 | 0.056 | 0.14 | 100 | 0 |
锌 | 0.098 | 0.076 | 0.12 | 0.039 | 0.071 | 0.073 | 0.28 | ≤1.00 | 0.28 | 0.039 | 0.11 | 0.08 | 100 | 0 |
镉 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ≤0.005 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
铅 | 1.26 | 0.63 | 0.77 | 0.017 | 0.38 | 0.26 | 2.61 | ≤0.01 | 0.0261 | 0.0002 | 0.0085 | 0.0087 | 100 | 28.57 |
细菌总数 | 14 | 12 | 12 | 6.2 | 7.1 | 0.78 | 11 | ≤100 | 1400 | 78 | 901.14 | 458.29 | 100 | 85.71 |
总大肠菌群 | 3.67 | 1166.7 | 0 | 0 | 1.33 | 0 | 80 | ≤3.0 | 3500 | 0 | 536.43 | 1309.8 | 57.14 | 57.14 |
5结束语
通过开展本次地下水环境质量现状评价,地下水水质监测结果表明,超标项目有PH值、铁、锰、铅、细菌总数、总大肠菌群,调查区地下水质量类别为Ⅳ~Ⅴ类。pH值偏低是雷州半岛背普遍现象,水中溶解较多CO2造成而pH值偏低,致使潜水-微承压水表现除偏酸性特征。铁和锰出现超标与本地区背景值有关,本区铁锰的背景值普较高。铅离子含量超标、细菌总数及总大肠菌群超标与老的垃圾填埋场有较大关联。地下水质量其他组份均未超Ⅲ类水质。
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