丁素玲
(中材地質工程勘查研究院有限公司,北京 100102)
2016年01月生態環境部發布了HJ 610-2016《環境影響評價技術導則地下水環境》(以下簡稱《導則》),該《導則》規定了地下水環境影響調查與評價的內容和方法。某些地區在環評審批中有特殊要求:要求環評報告中地下水環境影響評價需進行專題評價并單獨成冊,但未對專題的內容和格式進行規定。因此,編制過程中不易把握要點,導致審批困難。本文以已通過審批的天津武清區某污水處理站項目為例,從水文地質勘察方案布設、預測因子及源強確定等方面,結合《導則》要求,對地下水環境影響評價專題的編制要點進行分析、總結,為同類項目的地下水環境影響評價提供參考。
作為一個需單獨成冊的專題報告,其中必須有一定的水文地質勘察工作,勘察工作做到何種深度,要以評價等級而定。根據《導則》要求:一級評價項目的水文地質勘察工作精度應為1∶10000;二級評價項目的水文地質勘察工作精度應為1∶50000;三級評價項目無精度要求。若評價期間收集到的水文地質資料不能滿足此精度要求,需在評價范圍內有針對性的補充水文地質勘察工作,使精度滿足上述要求。此外,水文地質勘察方案的設計還要考慮地下水現狀監測的需要,布點位置兼顧地下水上游、側向和下游,若監測井數量不能滿足相應評價等級的數量要求時,可以把水文地質鉆孔作為現狀監測井和污染監控井。
最終水文地質勘察的成果要包括:評價區地質圖(1∶10000或1∶50000)、水文地質圖(1∶10000或1∶50000)、水文地質剖面圖、含水層和隔水層的分布、巖性、厚度、滲透系數等。
要確定預測因子首先要分析污染物的產生、運輸、儲存、處置等過程,了解特征污染物的物理、化學及其在土—水環境中的行為性質(吸附、降解等)[1]。預測因子既要選擇標準指數最大的污染物,又要能體現項目的污水水質類型。在實際工作中,經常會遇到廢污水中的特征因子包含pH值、COD和BOD5等的情況。pH值為表征酸堿度的指標,COD和BOD5為表征廢水污水中有機污染物數量的綜合性指標,為非持久性因子[2]。上述因子由于其自身特點,不宜作為預測因子進行污染物運移預測。
地下水污染源強是指單位時間內污染源向地下水中排放、排泄或遷移轉化污染物的質量[1],可以用單位時間內污染物進入地下水的質量表示。 目前,地下水環境影響預測中污染源源強的確定是難點,不同類型的項目、不同的污染途徑,有不同的源強計算方法[3-5],主要可以通過三種方法計算:①根據污染源的展布情況,以點強度、線強度、面強度與點、線、面的數量乘積計算;②根據污染源區污水中污染物的濃度與單位時間污水滲入量乘積計算[1];③采用其他標準或者規范中推薦的方法。
實例為某公司新建配套的污水處理站,占地面積為342m2。構筑物主要包括污水調節池、集水池、預沉淀池、調節曝氣池、A級生物處理池(缺氧池)、O級生物處理池(生物接觸氧化池)、深度處理池、泥漿濃縮池、出水收集池等。該污水處理站用于處理生活污水和全部生產廢水,其中,生產廢水以鍍鋅廢水為主。設計處理工藝為“預中和+高效空氣氧化+單級豎流絮凝沉淀+A/O+深度處理”,污水處理設施為地上、地下復合式,設計最大日處理廢水量為400m3。設計進水水質如表1所示。

表1 該項目設計進水水質 (單位:mg/L)(pH值除外)
根據《導則》該項目地下水環境影響評價工作等級為二級,評價范圍為以項目為中心,面積約0.19km2的區域。
評價期間僅收集到評價區內1∶20萬的水文地質資料。因此,需以項目場地為中心補充水文地質勘察工作。
(1) 評價區內地下水流向為自西北向東南,因此,在評價區地下水上游和側向分別布設1個水文地質鉆孔,在下游布設2個水文地質鉆孔,各水文地質鉆孔的深度達到潛水含水層的隔水底板。
(2) 在評價區內布設兩條貫穿場區的水文地質剖面。
(3) 為掌握包氣帶和含水層的防污性能、含水層的滲透系數等,在場區進行了一組進行抽水試驗和滲水試驗。
(4) 得到的成果為:評價區1∶50000地質圖、評價區1∶50000水文地質圖、水文地質剖面圖、包氣帶垂向滲透系數和含水層的滲透系數、含水層和隔水層的分布、厚度、巖性等。
廢污水收集后,首先排到廢水調節池內進行均質化和均量化后再進行后續處理,因此,廢水調節池是本項目廢水量最大、污染物濃度最高的區域,也是對地下水污染風險相對較大的區域,本文將廢水調節池作為預測單元。污水處理站處理對象為生活污水和生產廢水,其中,生產廢水以鍍鋅廢水為主,鋅是本項目的特征因子。根據表1可知廢水調節池內主要地下水污染因子為鋅、氨氮和LAS。其中,鋅的標準指數最高,為10。因此,選取鋅作為預測因子。
實例中的評價對象為污水處理站,可能造成地下水污染的主要途徑是:①各池體、管道、閥門發生污水的“跑、冒、滴、漏”,通過混凝土地面裂隙滲入地下,造成地下水污染,但通過此途徑滲入的污水較少;②運營期間,污水處理池底部長期受壓,基礎發生不均勻沉降,混凝土開裂等情況下導致防滲層破損,污水滲入地下,造成地下水污染。此途徑是預測時需考慮的重點,需要確定通過此途徑滲入地下水的源強。
結合前文分析,本文根據GB 50141-2008《給水排水構筑物施工及驗收規范》中的相關要求來確定源強。污水池滲水量按池壁和池底的浸濕總面積計算,鋼筋混凝土水池不得超過2L/m2·d。實例中的調節池尺寸為14m(長)×10m(寬)×2.8m(高),為全地埋式,池內液位深度為2.6m,假設廢水調節池內污水滲漏量是正常允許量的10倍,持續泄漏1周后,才被發現和處理,則:
污染物泄漏質量:mM =P×V×t0×ρ
式中:污染物泄漏面積:P =14×10+14×2.6×2+10×2.6×2=264.8m2;
泄漏速率:V=2L/(m2·d)×10=20L/(m2·d);泄漏時間t0取7d。
污染物濃度ρ根據污水處理站進水水質資料,為10mg/L。
假定滲漏污染物概化為瞬時注入,因此滲漏源強為0.371kg。
綜合天津市武清區區域水文地質資料及本次勘察工作的結果可知,評價區水文地質條件較簡單,含水層為均質、穩定的第四系孔隙潛水含水層,隔水底板為黏土層,地下水位動態穩定[6-7],且地下水評價等級為二級,因此,可以采用解析法進行預測。將鋅泄漏源強和其他參數代入預測模型,便可求出潛水含水層中不同位置、任意時刻鋅的貢獻濃度情況。
將泄露后第100d、1000d、5000d和7300d時地下水中鋅濃度隨距離變化情況繪于圖1。由圖可知,當假設污染物發生瞬時泄露后,鋅對場區地下水的影響范圍不斷擴散,隨時間推移影響距離和影響范圍變大。泄露后第100d地下水中鋅濃度最高為22.7mg/L,超標約22倍,最遠超標距離為9.6m。在地下水的對流和彌散作用下,鋅的濃度逐漸降低。泄露后第1000d地下水中鋅的濃度最大值為2.3mg/L,超標約2倍,最大超標距離為20m。泄露后第5000d地下水中鋅濃度最高值為0.45mg/L,泄露后第7300d地下水中鋅濃度最高值為0.25mg/L,均未超過地下水Ⅲ類標準限值。
本文得出如下結論:①水文地質鉆孔的布設要兼顧水文地質勘察和地下水現狀監測以及污染監控的需要,在地下水上游、下游和側向布設;②地下水預測因子的確定除選擇標準指數最大的污染因子之外,還要考慮到項目的廢水類型,選擇其特征因子;③池體類的污染單元可以采用本文中的方法確定源強。

圖1 泄露后第100d、1000d、5000d和7300d時地下水中鋅濃度隨距離變化情況