徐州市固废填埋场地下水环境质量分析研究

马 超

(江苏省徐州环境监测中心，江苏 徐州 221018)

伴随我国社会经济迅猛发展，固体废物产生量和存储量大幅提升。2015年，徐州市危险废物产生量为2.46万吨，填埋处置率约91.2%；生活垃圾产生量79.78万吨，填埋处置率约54.5%，固废处置方式以填埋为主[1]。由于固废填埋场服务周期长、防渗措施不彻底、管理不到位等问题，垃圾渗滤液等二次污染物渗透、迁移严重威胁所在区域地下水安全。今在徐州市范围内选取1个危险废物填埋场、4个生活垃圾填埋场，依托企业现有监测井开展地下水水质监测，并采用单项目污染指数法、综合指数法、内梅罗综合污染指数法等方式对监测结果开展评价，分析固废填埋场地下水水质现状，为综合监管提供技术支持。

1 研究方式

1.1 研究对象概况

在徐州市范围内选取在用生活垃圾填埋场4座，分别位于铜山区(A场)、睢宁县(B场)、邳州市(C场)、新沂市(D场)，危险废物填埋场一座(W场)，位于新沂市。填埋场地下水保护措施见表1。各填埋场分别沿地下水流方向布设3个监测井，分别为上游监测井(S1)、扩散监控井(S2)和下游控制井(S3)。S1位于污染源所在地下水水系上游；S2扩散监控井位于地下水流向一侧，反映污染源区域地下水水质现状；S3下游控制井位于区域地下水流向下游。监测井布置详见图1，填埋场监测井含水层类型见表2。

表1 填埋场地下水保护设施情况统计表

表2 填埋场地下水监测井含水层类型统计表

图1 监测井分布示意图

1.2 监测项目及频次

丰水期(8月)和枯水期(5月)各开展1次试点监测。监测项目包括《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)表1中除“总α放射性” “总β放射性” “菌落总数”和“总大肠菌群”外的35项指标(以下统称“基础项目”)，并结合《生活垃圾填埋场污染控制标准》《危险废物填埋场污染控制标准》增测镍、钴、锑、铊、铍、钼6种特征指标(以下统称“特征项目”)，共计41项。各监测指标均采用标准中的监测方法。

1.3 评价方法

所有监测井项目参照执行《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)中Ⅲ类标准。采用单因子指数法(公式1)评价地下水单指标污染程度，同时计算出累计污染负荷比(公式2、3)，RI>70%确定为主要污染物[2-5]。

(1)

其中，Si为单项污染指数，Ci为i指标监测浓度，C参为i项参照标准。

(2)

(3)

采用内梅罗指数法(公式4)对区域地下水质量现状进行评价。F值按照《地下水质量标准》推荐方法划分地下水质量级别，划分情况见表3和表4。

表3 单项组分评价表

表4 综合评价表

(4)

2 结果与讨论

2.1 地下水水质总体情况

15口监测井，均为浅层水，水井深度平均26 m，最深51 m，最浅13 m。依据监测结果，参照《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)，水质类别介于Ⅲ类～Ⅴ类，其中，Ⅲ类占比66.7%，Ⅳ类占比30.0%，Ⅴ类占比3.3%，地下水水质总体良好。监测定类分布情况见图2。

图2 固废填埋场地下水水质状况

从水质方面分析，承压水水井水位较深，受地表迁移污染影响较小，水质优于潜水水井。丰水期时，15口监测井水质在Ⅲ类～Ⅳ类之间，且Ⅲ类占比80%；枯水期时，水质在Ⅲ类～Ⅴ类之间，Ⅲ类占比53%，Ⅳ类占比40%，Ⅴ类占比7%，丰水期水质优于枯水期(图3)。这可能是由于枯水期时，径流补给不足，地下水质交换缓慢，井水长期淤滞，造成枯水期水质较差。

图3 丰、枯水期地下水水质情况

2.2 地下水质量评价

2.2.1 地下水质量现状评价结果

地下水水质评价结果见表5。地下水沿线地下水水质未表现出明显差别，区域地下水水质相对均衡。填埋场的地下水水质F值在2.13～5.65之间，水质在良好与较差之间，较好比例为60%，5个固废填埋场中，水质由优到劣分别为D场、B场、W场、A场和C场。

表5 填埋场地下水质量状况

从水期上分析，C场地下水质与水期呈现出相关性，丰水期(F=2.13)水质明显优于枯水期(F=5.20)，C场地下水为承压裂隙水，监测井井深均在40m以上，埋深较深，枯水期时，受填埋场渗滤液等下渗影响的同时径流补给不足，地下水质交换缓慢，造成枯水期水质较差，其他填埋场地下水水质未体现出明显的水期变化，相对稳定。

从各监测井综合评价指标分析，各监测井水质综合指数介于2.12～7.10之间，C场沿地下水流方向，水质呈现持续下降态势，下游控制井(S3)F值为7.10，水质最差，填埋场所在地下水已呈现一定的污染特点。

2.2.2 地下水主要污染物评价

部分污染物评价结果详见表6。监测项目中共有氰化物、苯、甲苯、镉、镍等10项未检出，均以0计。单项污染负荷计算中，铁、锰、铜、铝、氰化物、三氯甲烷等22项单项污染指数占比在0～4%之间，大部分毒性金属、生物累积性有机物检出率总体较低，钴、钼均有检出，但单项污染指数占比较小，总体水质良好。

表6 部分监测指标污染指标评价

各填埋场主要污染物污染负荷比见图4。由图可知，总硬度、可溶性总固体挥发性酚类和氟化物污染负荷占比较高，为主要影响指标。徐州地区以松散岩类孔隙水为主，总硬度、可溶性总固体、氟化物本底高，袁涛等[6]研究表明，徐州市地下水水质脆弱，总硬度浓度在600 mg/L以上，氟化物、溶解性总固体含量普遍偏高。A场、B场和C场氨氮污染负荷占比较高，均在10%以上。A场的砷元素污染负荷占比12.81%，A场S1、S2监测井丰水期、枯水期2次监测中，砷元素含量均超过地下水Ⅲ类标准0.2～0.6倍；W场铅元素污染负荷占比4.03%，该填埋场S2监测井地下水，铅元素含量超过地下水Ⅲ类标准0.13倍。A场和W场地下水污染类型与填埋物呈现一定的相关性，砷元素主要来自生活中工业加工产品及副产物，主要为合金、电子、塑料、油漆、颜料、纸类、食品添加剂等生活制品废弃物，与生活垃圾填埋场填埋对象一致，而铅元素主要来源于垃圾焚烧灰渣、废合金制品、电缆、铅蓄电池等有害废弃物[7]，与W场危废填埋特点一致。

图4 各填埋场主要污染物污染负荷比

2.3 意见及建议

(1)加强填埋场规范化管理，徐州市填埋场服务时间均在十年以上，部分填埋场工程构筑简单，防渗措施不足，存在渗滤液下渗风险，污染土壤及地下水质，建议加强填埋场日常监管和运营管理，强化填埋区防渗措施，切实做到雨污分流，防止污染地下水体。

(2)基于规划的完整性和系统性，结合徐州市市情与经济发展趋势，规划内容既要全面展现地下水污染调查评价、监测网络体系等建设内容，也要重点构建徐州市地下水环境安全保障体系，确保地下水质量改善，实现生态环境的良性循环。

3 结论

(1)通过对徐州市4座生活垃圾填埋场和1座危险废物填埋场的地下水水质分析，丰水期水质优于枯水期。这可能是由于水井埋深总体偏低，枯水期时，径流补给不足，地下水质交换缓慢，长期淤滞。

(2)根据地下水水质现状评价结果，水质在良好与较差之间，较好比例为60%。水质由优到劣分别为D场、B场、W场、A场和C场。其中，C场下游控制井(S3)F值为7.10，水质最差。

(3)根据主要污染物评价结果，大部分毒性金属、生物累积性有机物检出率总体较低。由于区域地下水本底影响，各场总硬度、可溶性总固体、挥发性酚类和氟化物污染负荷占比较高。A场砷元素、W场铅元素超过地下水Ⅲ类水，具有一定的污染特征。