某化工區(qū)新建水質(zhì)監(jiān)測井及其基礎(chǔ)環(huán)境污染評價(jià)

吳燁

摘 要：為了解某化工區(qū)地下水基礎(chǔ)環(huán)境質(zhì)量狀況，在其周邊區(qū)域范圍內(nèi)新建水質(zhì)監(jiān)測井，開展污染評價(jià)工作。針對不同巖性的目的含水層，采取螺紋鉆頭或魚尾鉆頭兩種方式進(jìn)行擴(kuò)孔成井。水樣檢測結(jié)果表明，化工區(qū)17口地下水質(zhì)監(jiān)測井綜合指標(biāo)評價(jià)結(jié)果均為Ⅴ類，說明該園區(qū)潛水地下水受到了一定程度的工業(yè)污染和生活污染。

關(guān)鍵詞：化工區(qū);水質(zhì)監(jiān)測井;基礎(chǔ)環(huán)境;污染評價(jià)

中圖分類號：X824? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）08-0099-04

1前言

采集某化工區(qū)的水樣進(jìn)行測試分析，開展地下水基礎(chǔ)環(huán)境污染評價(jià)，不僅有助于掌握地下水污染狀況、控制地下水污染源的影響并遏制地下水水質(zhì)惡化趨勢，而且也為淺部水土環(huán)境的污染監(jiān)測、污染評價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)評估、水土環(huán)境的修復(fù)治理奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2監(jiān)測井建設(shè)

2.1點(diǎn)位布設(shè)

化工區(qū)呈斜長型分布，本次新建17口水質(zhì)監(jiān)測井，位置分布圖詳見圖1。

2.2監(jiān)測井建設(shè)

選用GXY-1型巖心鉆機(jī)及相關(guān)附件設(shè)備進(jìn)行施工。

2.2.1地質(zhì)鉆探

（1）鉆進(jìn)。埋設(shè)護(hù)孔管，管底落在有一定強(qiáng)度的土層上，管外用粘土填實(shí)，管口不高出地面。采用鉆機(jī)設(shè)備泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)，且全孔取心鉆進(jìn)至終孔。

（2）取心（樣）。取心率要求：粘性土不小于90%，砂層不小于70%。砂層中使用無泵干鉆、粘土層采用小泵量回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)取心方法。

（3）地質(zhì)編錄。取心后及時(shí)編錄描述并拍照，繪制鉆孔柱狀圖，作為成井結(jié)構(gòu)的地質(zhì)依據(jù)。

2.2.2監(jiān)測井施工

（1）封孔（底）。若監(jiān)測井的成井深度與取心深度不同時(shí)，則采用粘土球封底。

（2）擴(kuò)掃孔。選用螺紋和魚尾鉆頭兩種鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔成井，使用條件及擴(kuò)孔方法見下表1。

鉆頭 控制鉆速，保證鉆屑順利排出;從上到下反復(fù)擴(kuò)掃孔，清除擴(kuò)孔時(shí)自行造漿產(chǎn)生的泥皮。 目的層以粉質(zhì)粘土、粘土為主，或者粉性土夾較多粘性土。 優(yōu)點(diǎn)是不泥漿，縮短洗井時(shí)間，環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)低;缺點(diǎn)是對粉細(xì)砂清孔效果不佳。

魚尾

鉆頭 泥漿鉆進(jìn);一次清孔為主二次清孔為輔，最后采用大泵量沖孔，清除孔內(nèi)沉渣。 目的層為砂質(zhì)粉土、粉細(xì)砂，或夾較少粘土或不夾粘性土。 優(yōu)點(diǎn)是粉砂隨泥漿帶出孔外，清孔效果好;缺點(diǎn)是泥漿易堵塞水路，洗井時(shí)間較長，環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)較高。

（3）下管。采用Φ219mm無縫鋼管，濾水管為與井管同徑的鋼管骨架纏銅絲結(jié)構(gòu)。

（4）二次調(diào)漿清孔（僅適用魚尾鉆頭擴(kuò)孔）。下入帶活塞的鉆桿至濾水管底部以上1m處，泵送清水進(jìn)行二次清孔。

（5）投礫、止水。根據(jù)含水層砂顆粒級配情況，采用5#天然石英砂作為回填材料。選用直徑Φ3～5cm的粘土球止水，粘土球則是由膨潤土制作并風(fēng)干。止水段以上至地表，必須全部采用粘土球封填，井口周圍地面應(yīng)固結(jié)密實(shí)。

（6）洗井。泵入清水洗井，同時(shí)用通水活塞在濾水管部位上下反復(fù)抽拉，疏通水路，返水變清后換干活塞繼續(xù)洗井，最后用微型自吸泵洗井，直至水清砂凈、水路暢通。

2.2.3抽水試驗(yàn)

（1）抽水試驗(yàn)要求：①洗井結(jié)束后每小時(shí)觀測一次，當(dāng)水位變幅小于2cm，且水位沒有出現(xiàn)持續(xù)上升或下降趨勢達(dá)4小時(shí)以上時(shí)，方可視為靜止水位。②抽水按1、2、3、4、6、8、10、15、20、30、40、50、60、80、100、120分鐘時(shí)間間隔各觀測一次動水位。以后每30分鐘觀測一次。每2小時(shí)觀測水溫、氣溫。動水位變幅小于5cm，且水位無明顯升降趨勢16小時(shí)后結(jié)束抽水。選擇一定體積的盛水容器，記錄盛水容器灌滿所需的時(shí)間，反復(fù)進(jìn)行3次，計(jì)算其平均值，平均值可認(rèn)為該井的出水量。③停抽后，同動水位觀測頻次，至水位穩(wěn)定4小時(shí)為止。

（2）抽水試驗(yàn)及水文地質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。本次化工區(qū)內(nèi)17口監(jiān)測井井深介于6.00～13.00 m，含水層巖性以灰色粘質(zhì)粉土、灰色砂質(zhì)粉土為主，靜水位埋深1.10～2.90m，水位降深1.94～5.90m，單井出水量為0.010～0.58 m3/h，富水性為0.16～12.01 m3/d，單位涌水量為0.004～0.30 m3/h·m。潛水含水層滲透系數(shù)為0.08～1.51 m/d，影響半徑5～16 m，水溫10～12℃。

2.3監(jiān)測井水樣采集

利用底部進(jìn)水的定深采樣容器采集水樣，采樣時(shí)輕放輕提，不大幅擾動監(jiān)測井內(nèi)的水體。樣瓶至少用采樣水沖洗3次，全分析樣按照測試項(xiàng)目的不同在現(xiàn)場添加不同的化學(xué)穩(wěn)定劑，并貼上記錄標(biāo)簽。

2.4監(jiān)測項(xiàng)目

化工區(qū)17口潛水含水層監(jiān)測井全分析測試項(xiàng)目為46項(xiàng)，包括：PH值、鉀、鈉、鈣、鎂、銨、總鐵、亞鐵、重碳酸鹽、碳酸鹽、氯、硫酸鹽、氟、亞硝酸鹽、硝酸鹽、鋅、錳、鍶、鋰、氰化物、酚類、高錳酸鹽指數(shù)、總?cè)芙夤腆w、溴化物、碘化物、硼、偏硅酸、鋁、總硬度、永久硬度、暫時(shí)硬度、負(fù)硬度、總堿度、鈷、鎳、砷、硒、汞、鉛、鎘、銀、鈹、總鉻、銅、鉬、鋇。

地下水樣品的檢測依據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。

3地下水質(zhì)量評價(jià)

3.1地下水質(zhì)量分類

《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14848-2017）》中指出，依據(jù)我國地下水質(zhì)量狀況和人體健康風(fēng)險(xiǎn)，參照生活飲用水、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水質(zhì)量要求，依據(jù)各組分含量高低（PH除外），分為五類。

Ⅰ、Ⅱ類：適用于各種用途;Ⅲ類：主要適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水;Ⅳ類：適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水，適當(dāng)處理后可作為生活飲用水;Ⅴ類：不宜作生活飲用水，其他用水可根據(jù)使用目的選用。

3.2地下水質(zhì)量評價(jià)方法

依據(jù)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14848-2017），地下水質(zhì)量評價(jià)方法分為單指標(biāo)評價(jià)和綜合評價(jià)兩種。

（1）單指標(biāo)評價(jià)。按指標(biāo)值所在的指標(biāo)限制區(qū)間確定地下水質(zhì)量類別，不同地下水質(zhì)量類別的指標(biāo)限值相同時(shí)，從優(yōu)不從劣;確定評價(jià)結(jié)果時(shí)從劣不從優(yōu)，用各指標(biāo)中評價(jià)等級最差指標(biāo)的級別作為整個(gè)地下水樣品的評價(jià)結(jié)果。

（2）綜合評價(jià)。按單指標(biāo)評價(jià)結(jié)果的最高類別確定，并指出最高類別的指標(biāo)。

3.3評價(jià)結(jié)果

地下水中Ⅴ類水影響因子有總鐵、鈉、氯、溶解性總固體、總硬度、銨、硫酸鹽、亞硝酸鹽、錳和碘這10項(xiàng)組分，前五位占比分別為15.5%、14.5%、13.6%、11.8%和10.9%;Ⅳ類水的影響因子有高錳酸鹽指數(shù)、錳、碘、溶解性總固體、銨、氯、氟、亞硝酸鹽、總硬度和鈉等10項(xiàng)組分，前四位占比達(dá)79.3%，分別為30.2%、20.8%、20.8%和7.5%;Ⅲ類水的影響因子有硼、鋇、碘、氟、銨、砷、硫酸鹽、總硬度、鉛、亞硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)、鉬這12項(xiàng)組分;Ⅱ類水的主要影響因子有鋁、汞、鎘、鉬、氟、鋇、鎳、硫酸鹽、亞硝酸根和總硬度這10項(xiàng)組分;除上述組分外，硝酸鹽、鈷、鋅、氰化物、酚、硒、銀、鈹、總鉻、銅和PH值均為Ⅰ類水。

17口地下水質(zhì)監(jiān)測井綜合指標(biāo)評價(jià)結(jié)果均為Ⅴ類。

4地下水污染評價(jià)

通過評價(jià)，可確定地下水污染范圍和程度，找出主要污染因子，尋找污染源，查明污染原因，從而為制訂地下水污染防治規(guī)劃與控制污染的措施提供科學(xué)依據(jù)。

4.1地下水污染評價(jià)方法

地下水污染評價(jià)反映地下水受人類活動影響的污染程度，污染指數(shù)法是當(dāng)前在地下水污染評價(jià)中最常用的評價(jià)方法。

式中：——k 水樣第i個(gè)指標(biāo)的污染指數(shù);——k 水樣第i個(gè)指標(biāo)的實(shí)際測試結(jié)果;——k 水樣第i個(gè)指標(biāo)的背景值，無背景值的，則以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅲ類指標(biāo)限值作為參照值;——k 水樣第i個(gè)指標(biāo)在《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅲ類指標(biāo)限值。

利用上式分別計(jì)算各水樣點(diǎn)污染指數(shù)，并根據(jù)污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)對照劃分污染等級，得出各水樣污染等級劃分結(jié)果。如表2所示。

對單個(gè)指標(biāo)污染評價(jià)完成并依次劃分好等級后，各水樣單個(gè)指標(biāo)污染等級做比對，將其中污染等級最高的等級劃分結(jié)果作為該水樣的地下水污染綜合評價(jià)結(jié)果。

4.2評價(jià)結(jié)果

化工區(qū)地下水無機(jī)組分單個(gè)指標(biāo)污染指數(shù)評價(jià)詳見表3和圖2。

極重污染的影響因子有總鐵、鈉、氯、總?cè)芙夤腆w、銨、亞硝酸鹽、錳、硫酸鹽、總硬度、碘化物和鈹這11項(xiàng)組分，前五項(xiàng)占比分別為13.9%、13.9%、13.1%、12.3%和9.8%;嚴(yán)重污染的影響因子有高錳酸鹽指數(shù)、總硬度、總?cè)芙夤腆w、碘化物和氯這5項(xiàng)組分，該五項(xiàng)占比分別為42.9%、21.4%、14.3%、14.3% 和7.1%;較重污染的影響因子有高錳酸鹽指數(shù)、碘化物、亞硝酸鹽和硫酸鹽這4項(xiàng)組分，該4位占比分別為54.5%、27.3%、9.1%和9.1%;中污染的影響因子有碘化物、硫酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)、總硬度和鈹這5項(xiàng)組分，占比分別為33.3%、22.2%、22.2%、11.1%和11.1%;輕污染的影響因子有銨、硫酸鹽和高錳酸鹽指數(shù)這3項(xiàng)組分，其占比分別為33.3%、33.3%和33.3%。

除上述組分外，PH、硝酸鹽、氟、氰化物、酚類、鈷、鎳、鋅、硼酸、鋁、砷、硒、汞、鉛、鎘、銀、總鉻、銅、鉬、鋇和鋰均為未污染。

5結(jié)語

（1）化工區(qū)17口潛水地下水質(zhì)監(jiān)測井綜合指標(biāo)評價(jià)結(jié)果均為Ⅴ類，說明該園區(qū)潛水地下水受到了一定程度的工業(yè)污染和生活污染。

（2）針對地下水受到的工業(yè)污染和生活污染，應(yīng)在重點(diǎn)地區(qū)增加地下水監(jiān)測點(diǎn)位，結(jié)合污染源調(diào)查確定地下水污染來源和污染面積，切斷污染源進(jìn)入地下水的途徑，防止地下水進(jìn)一步受到污染。

（3）化工區(qū)地下水污染治理也應(yīng)與區(qū)域水環(huán)境治理相結(jié)合，逐步改善基礎(chǔ)環(huán)境質(zhì)量狀況。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布. GB/T14848-2017，地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].2018.

[2]中華人民共和國衛(wèi)生部中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB5749-2006，生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].2007.

[3]國家環(huán)境保護(hù)總局國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布.GB3838-2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].2002.

[4]張磊，展漫軍，杭靜，王勇.典型化工園區(qū)地下水環(huán)境調(diào)查及評價(jià)[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào).2015，21（18）：87-89.

[5]國家環(huán)境保護(hù)部.HJ25.3-2014，污染場地風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)導(dǎo)則[S].2014.

[6]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中華人民共和國建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布.GB50027-2001，供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范[S].2001.