柳樹箐磷石膏渣場(chǎng)地下水水質(zhì)變化跟蹤監(jiān)測(cè)與管理分析

朱浩東，楊云碧，顧正聰

(1.云南三環(huán)化工有限公司，云南 昆明 650000；2.云南湖柏環(huán)保科技有限公司，云南 昆明 650034)

柳樹箐磷石膏渣場(chǎng)地下水水質(zhì)變化跟蹤監(jiān)測(cè)與管理分析

朱浩東1，楊云碧2，顧正聰2

(1.云南三環(huán)化工有限公司，云南 昆明 650000；2.云南湖柏環(huán)保科技有限公司，云南 昆明 650034)

根據(jù)柳樹箐磷石膏渣場(chǎng)區(qū)域的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性及水文地質(zhì)條件，分析地下水監(jiān)測(cè)井布置及監(jiān)測(cè)層位的合理性，提出在渣場(chǎng)南側(cè)鄰谷桃樹箐增設(shè)地下水監(jiān)測(cè)井的建議。通過對(duì)各監(jiān)測(cè)井水質(zhì)變化情況進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，分析渣場(chǎng)區(qū)域地下水受污染范圍和程度，為渣場(chǎng)下游各廠區(qū)及白塔村水井的水質(zhì)安全提供依據(jù)，預(yù)防環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

磷石膏渣場(chǎng)；水文地質(zhì)條件；地下水監(jiān)測(cè)井；跟蹤監(jiān)測(cè)

隨著磷肥行業(yè)的發(fā)展，磷石膏排放量日益增大，須配套建設(shè)磷石膏渣場(chǎng)進(jìn)行堆存，磷石膏在堆存過程中會(huì)產(chǎn)生大量的磷石膏滲濾液，對(duì)地下水產(chǎn)生較大的影響。磷石膏渣場(chǎng)建成運(yùn)營(yíng)后，滲濾液對(duì)地下水環(huán)境的影響不易發(fā)現(xiàn)，存在一定的滯后性，只能對(duì)監(jiān)測(cè)井進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，監(jiān)視地下水水質(zhì)變化情況，為處于渣場(chǎng)下游水井的水質(zhì)安全提供依據(jù)，因此，地下水監(jiān)測(cè)井布置是否合理十分重要。本文就柳樹箐磷石膏渣場(chǎng)地下水監(jiān)測(cè)井布置合理性及跟蹤監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行分析，掌握渣場(chǎng)區(qū)域地下水水質(zhì)變化情況，為渣場(chǎng)下游各廠區(qū)及白塔村水井的水質(zhì)安全提供依據(jù)，預(yù)防環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，保障居民飲用水安全。

1 渣場(chǎng)概況

柳樹箐磷石膏渣場(chǎng)位于昆明海口工業(yè)園區(qū)，渣場(chǎng)東側(cè)為云南三環(huán)中化化肥有限公司、達(dá)子村和螳螂川，北側(cè)為小場(chǎng)村和雙哨村，西側(cè)為柳樹箐村，南側(cè)為桃樹村(圖1)。

磷石膏渣場(chǎng)屬于山谷型尾礦庫，采用上游式筑壩法筑壩，主體工程包括水工壩、初期壩、磷石膏堆場(chǎng)、回水隧道、回水庫等。渣場(chǎng)于2003年開始建設(shè)，2006年1月投入使用，截至2016年5月磷石膏渣已堆存至17級(jí)子壩，堆積高度115m，堆存量約4200萬m3。

2 渣場(chǎng)區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

柳樹箐磷石膏渣場(chǎng)為一大致呈東西走勢(shì)的寬緩溝谷，呈U字型，地勢(shì)西高東低、北高南低。場(chǎng)區(qū)匯水面積約5.70km2，全谷長(zhǎng)約5.0km。谷內(nèi)植被稀少，兩側(cè)谷坡有部分灌木、喬木覆蓋，沖溝內(nèi)有少量坡耕地，谷坡兩側(cè)有數(shù)處個(gè)體采礦點(diǎn)。渣場(chǎng)南側(cè)鄰谷為桃樹箐，兩谷之間山體寬度900～2000m。渣場(chǎng)北側(cè)鄰谷為小麥地，兩谷之間山體寬度1300～1500m。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

渣場(chǎng)區(qū)在區(qū)域上屬于“康滇臺(tái)背斜”與“滇東臺(tái)褶皺帶”交界區(qū)，發(fā)育有普渡河～西山斷裂、云龍村斷裂和香條村背斜等，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造綱要圖見圖2。

普渡河～西山斷裂(編號(hào)13)：斷層北段，兆古龍村南斷層面傾向東，傾角70～80°，東盤奧陶系逆沖于西盤二疊系之上，破碎帶寬約400m，由寬度0.2～1.0cm的碎裂巖組成，斷層壁上可見“X”型張扭節(jié)理。斷層南段，斷層面傾向東，傾角較陡，具正斷層性質(zhì)。昆明西山一帶，斷層西盤古生代地層呈南北走向，其間縱裂3～4條沖斷層，斷層傾向東，傾角60～80°。

云龍村斷層(編號(hào)84)：走向NW，長(zhǎng)度>22km，斷層帶寬約7～50m。斷層面傾向NE，傾角較大，約48～60°。該斷層具有轉(zhuǎn)換性質(zhì)，北西端上盤逆沖，南東盤上盤下降。

香條村背斜(編號(hào)44)：走向EW，軸長(zhǎng)約10.4km，影響寬度達(dá)5.0km。其北西近直立，軸部Pt2hs、Zbd、Zbdn；兩翼Zny1～∈1y1-5。背斜向東傾伏，西部仰起端被云龍村斷層破壞，其核部寬度3.75km。

2.3 地層巖性

渣場(chǎng)區(qū)地層從上到下依次為第四系人工填土、耕植土、粉質(zhì)粘土，寒武系漁戶村組砂巖和白云巖。人工填土分布于溝谷兩側(cè)采礦點(diǎn)附近，成分不均，為松散堆積體；耕植土含植物根系，結(jié)構(gòu)松散，分布于溝谷兩側(cè)及谷底；粉質(zhì)粘土呈褐黃色，分布于整個(gè)場(chǎng)地，厚1.8～7.9m；砂巖呈灰黃、灰綠色，砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，強(qiáng)～中風(fēng)化，節(jié)理不發(fā)育；白云巖呈淺灰色，細(xì)晶結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，微～中風(fēng)化，節(jié)理裂隙不發(fā)育。

3 渣場(chǎng)區(qū)水文地質(zhì)條件

渣場(chǎng)處于柳樹箐水文地質(zhì)單元(編號(hào)Ⅰ1)內(nèi)，該單元為一較完整的水文地質(zhì)單元。阻水邊界為北面耳目村、花壩、云龍大村一線(云龍村斷層(阻水?dāng)鄬?、∈1q碎屑巖)，西部小尖山、杉松園頂一線(Zby1碎屑巖)，南部東山頂一線(Zby1泥砂巖)，東部小場(chǎng)、鳳凰山、鞍山一線(∈1q碎屑巖)，透水邊界為螳螂川。渣場(chǎng)區(qū)地下水類型主要為巖溶水，含水層為漁戶村組(∈1y)白云巖，覆蓋層厚10～20m。該區(qū)地形坡度相對(duì)較緩，地下水補(bǔ)給條件較好，總體上由西向東徑流，在北東部受筇竹寺組(∈1q)泥頁巖阻擋，改為由北西向南東徑流，在花椒箐、白塔村一帶富集和排泄，形成白塔村地下水富水塊段。

4 渣場(chǎng)磷石膏屬性

依據(jù)危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)對(duì)柳樹箐渣場(chǎng)堆存的磷石膏進(jìn)行浸出毒性鑒別和腐蝕性鑒別(表1)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明磷石膏浸出毒性低于《GB5085.3-2007危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值，其pH值不在《GB5085.1-2007危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-腐蝕性鑒別》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，因此磷石膏不屬于危險(xiǎn)廢物，屬于第II類一般工業(yè)固體廢物。

表1 磷石膏浸出毒性鑒別和腐蝕性鑒別結(jié)果表 (mg/L)

注：pH標(biāo)準(zhǔn)值指《GB5085.1-2007危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-腐蝕性鑒別》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值；其余標(biāo)準(zhǔn)值指《GB5085.3-2007危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值。

表2 地下水監(jiān)測(cè)井基本情況表

5 地下水污染跟蹤監(jiān)測(cè)分析

5.1 地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置

渣場(chǎng)采取的地下水污染防控措施主要為庫底粘土防滲層、回水隧道、監(jiān)測(cè)井。由于庫底粘土防滲層為隱蔽工程，渣場(chǎng)運(yùn)行期不易察覺和修復(fù)，因此，渣場(chǎng)運(yùn)行期地下水污染防控措施為定期對(duì)監(jiān)測(cè)井水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)控地下水受影響范圍和程度，為渣場(chǎng)運(yùn)行管理提供依據(jù)，渣場(chǎng)地下水監(jiān)測(cè)井布置圖見圖1，監(jiān)測(cè)井基本情況見表2。

渣場(chǎng)區(qū)地下水總體上由西向東徑流，在北東部受筇竹寺組(∈1q)泥頁巖阻擋，改為由北西向南東徑流，在花椒箐、白塔村一帶富集和排泄，形成白塔村地下水富水塊段。1#監(jiān)測(cè)井位于回水庫正下方，2#和3#監(jiān)測(cè)井位于回水庫側(cè)方向上，4#監(jiān)測(cè)井位于渣場(chǎng)區(qū)地下水主徑流方向上， 1#、2#、3#和4#監(jiān)測(cè)井位于渣場(chǎng)和回水庫下游可能會(huì)出現(xiàn)污染或擴(kuò)散處，監(jiān)測(cè)井點(diǎn)位設(shè)置基本合理。

監(jiān)測(cè)井的監(jiān)測(cè)層位主要設(shè)在巖溶水含水層(∈1y白云巖、D3z白云巖)，巖溶水含水層(∈1y白云巖、D3z白云巖)是柳樹箐渣場(chǎng)區(qū)主要含水層，且?guī)r溶水含水層是渣場(chǎng)區(qū)下游各水井的主要開采層，因此，監(jiān)測(cè)巖溶水受污染情況可為水質(zhì)安全提供依據(jù)，其監(jiān)測(cè)井井深及監(jiān)測(cè)層位設(shè)置合理。

5.2 地下水污染監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

每月對(duì)1#、2#、3#和4#監(jiān)測(cè)井進(jìn)行取樣監(jiān)測(cè)，每半年送昆明市疾病預(yù)防控制中心檢測(cè)，其各監(jiān)測(cè)井地下水pH值變化曲線見圖3，氟化物濃度變化曲線見圖4，砷濃度變化曲線見圖5。

從圖3中可看出，1#、2#和3#監(jiān)測(cè)井地下水中pH值隨時(shí)間的變化平穩(wěn)，且各監(jiān)測(cè)井地下水的pH值變化趨勢(shì)基本相同，未超出《GB/T14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值(pH值6.5～8.5)。4#監(jiān)測(cè)井地下水中pH值隨時(shí)間的變化較大，出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，呈酸性趨勢(shì)發(fā)展，說明4#監(jiān)測(cè)井中地下水受渣場(chǎng)及周邊企業(yè)的影響較大。

從圖4中可看出，1#、2#、3#和4#監(jiān)測(cè)井地下水中氟化物的變化趨勢(shì)基本相同，最大值均出現(xiàn)在2011年12月和2013年6月左右，但均未超出《GB/T14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值(氟化物≤1.0mg/L)。

從圖5中可看出，1#、2#和3#監(jiān)測(cè)井地下水中砷濃度隨時(shí)間的變化平穩(wěn)，4#監(jiān)測(cè)井地下水中砷濃度變化紊亂，但濃度均較低，遠(yuǎn)低于《GB/T14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值(砷≤0.05mg/L)。

從1#、2#、3#和4#監(jiān)測(cè)井地下水的監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，渣場(chǎng)區(qū)下游各監(jiān)測(cè)井中地下水未受到磷石膏滲濾液的污染，渣場(chǎng)磷石膏滲濾液到目前為止未運(yùn)移到監(jiān)測(cè)井內(nèi)，渣場(chǎng)對(duì)地下水環(huán)境的影響在可控范圍內(nèi)。但4#監(jiān)測(cè)井地下水中pH值呈酸性趨勢(shì)發(fā)展，應(yīng)增加其監(jiān)測(cè)頻率，監(jiān)控地下水受污染情況。

5.3 地下水污染跟蹤監(jiān)測(cè)建議

柳樹箐磷石膏渣場(chǎng)庫尾暫存有大量的磷石膏滲濾液，作為尾水庫使用，滲濾液向渣場(chǎng)南側(cè)鄰谷桃樹箐發(fā)生滲漏污染地下水的可能性較大，因此建議在渣場(chǎng)南側(cè)鄰谷桃樹箐設(shè)置1個(gè)地下水監(jiān)測(cè)井，監(jiān)測(cè)滲濾液向側(cè)方向上的運(yùn)移情況。

6 結(jié)論

1#、2#、3#和4#監(jiān)測(cè)井位于渣場(chǎng)和回水庫下游可能會(huì)出現(xiàn)污染或擴(kuò)散處，監(jiān)測(cè)井點(diǎn)位設(shè)置基本合理。各監(jiān)測(cè)井監(jiān)測(cè)層位為巖溶水含水層(∈1y白云巖、D3z白云巖)，巖溶水含水層是渣場(chǎng)區(qū)下游各水井的主要開采層，監(jiān)測(cè)井井深及監(jiān)測(cè)層位設(shè)置合理。根據(jù)各監(jiān)測(cè)井水質(zhì)跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，1#、2#、3#和4#監(jiān)測(cè)井地下水中pH、氟化物、砷濃度到目前為止未超出《GB/T14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值，渣場(chǎng)區(qū)下游各監(jiān)測(cè)井中地下水未受到磷石膏滲濾液的污染，渣場(chǎng)磷石膏滲濾液到目前為止未運(yùn)移到監(jiān)測(cè)井內(nèi)，渣場(chǎng)對(duì)地下水環(huán)境的影響在可控范圍內(nèi)。

[1]楊濤毅,段先前,楊元麗,佘朝雯.長(zhǎng)空渣場(chǎng)巖溶滲漏污染預(yù)測(cè)[J].貴州地質(zhì),2009,26(4):313-316.

[2] 彭展翔,禇學(xué)偉.擺紀(jì)磷石膏堆場(chǎng)滲漏分析[J].地下水,2012,34(5):14-15.

[3] 段先前,韋俊發(fā),丁堅(jiān)平.貴州某磷石膏堆場(chǎng)滲漏污染評(píng)價(jià)[J].資源與環(huán)境工程，2008,22(2) :218-221.

[4]楊杰,魏浪,邱興春.巖溶地區(qū)磷石膏堆場(chǎng)對(duì)地下水污染研究及防治對(duì)策[C].貴州省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)2011年度學(xué)術(shù)交流論文集.

[5]周仰效,李文鵬.地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2008(1):1-11.

Analysis on Monitoring and Management of Groundwater Quality Change in LiushuqingPhosphogypsum Residual Site

ZHU Hao-dong1, YANG Yun-bi2, GU Zheng-cong2

(1.Yunnan Three Circles Chemical Ltd.Co.，Kunming Yunnan 650034, China)

This paper analyzed the rationality for the position arrangement of groundwater monitoring wells according to the topography, geological structure, lithology of the Stratum and hydrogeological conditions. It was suggested that adding some groundwater monitoring wells in Taoshuqing valley near the southern side of the slag site. By tracking the changes of the groundwater quality in different monitoring wells and analyzing the scope and levels of the polluted groundwater, it provided the security of groundwater quality for the factory and Baita Village around the slag sites, which would prevent the occurrence of environmental risks.

Phosphogypsum slag field；hydrogeological conditions；groundwater monitoring well；tracking monitoring

2016-12-23

X83

A

1673-9655(2017)03-0109-06