工業園區地下水風險管控模式探索

徐俊杰，曾瑞新，胡越

（浙江環科環境研究院有限公司，杭州 311121）

與發達國家相比，我國地下水修復治理起步較晚，管理體系仍需要完善。自《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）發布實施以來，我國淺層地下水水質情況依然不容樂觀，這也在客觀上促使我國對地下水污染防治的重視度不斷提高。隨著《中華人民共和國土壤污染防治法》和《地下水管理條例》的頒布，土壤污染重點監管單位土壤和地下水污染防治的責任與義務得到明確，土壤和地下水的風險管控和修復治理也有了法律保障。本文以某工業園區為例，探索了園區管理部門與土地使用權人協同開展地下水污染風險管控的模式，以推進地下水污染風險管控，為工業園區的可持續發展提供有力保障。

1 工業園區地下水環境現狀

隨著近幾年中央環保督察工作的不斷深入，工業園區尤其是化工園區的環境污染已成為共性問題。早期工業園區因為環保管理能力不足、基礎設施建設不完善，生態環境隱患不斷，尤其是地下水污染，其具有隱蔽性和滯后性，不易被人發現。宋易南等[1]對京津冀地區的地下水污染研究表明，企業關停并轉、廢水違規排放、環境污染事件突發、老化設備跑冒滴漏等是地下水污染的主因，這同樣也是全國工業園區的真實寫照。2018—2020年，我國淺層地下水水質監測結果如表1 所示。2020年，我國有33.7%的監測點水質達到Ⅳ類水標準，43.6%的監測點水質達到Ⅴ類水標準[2]。超標污染物中錳、鐵、鋁、氟化物、硫酸鹽等可能與水文地質化學背景有關，其他污染物則更多地與人為活動有關。

表1 2018—2020 年我國淺層地下水水質監測結果

2 工業園區地下水環境調查

2.1 園區水文地質勘查

根據園區巖土和水文地質勘查結果，粉質黏土和含礫粉質黏土分布不均勻，厚度變化大，是本場地主要淺部隔水層；卵石主要分布于河道邊；強風化泥巖是本場地主要的淺部地下水含水層；中風化泥灰巖是本場地深部地下水隔水層。

勘查區地下水可分為上層滯水、松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。中風化基巖埋深大，垂直滲透和側向徑流較弱，巖體較完整，地下水總體補給能力弱，主要接受大氣降水入滲補給，深層基巖裂隙承壓水不發育，基本可視作隔水頂板層。地下水主要靠大氣降水補給，地下水徑流條件比較簡單，松散巖類孔隙水及基巖裂隙水一般以潛水形式存在，排泄區受侵蝕基準面控制。整體來看，園區地下水從東、南、西三側山坡向溪溝匯集，而后集中往北側河道排泄，如圖1 所示。圖1中，字母和數字編號代表不同區域的地下水井，例如，WA-1 表示園區A 區域1 號水井。

圖1 地下水流向圖

2.2 園區污染情況

該工業園區歷史悠久，生態環境部門和園區管委會共同負責整個園區的運維。盡管可能早已存在污染，但園區一直缺乏土壤和地下水的污染底數支撐。為了摸清園區整體污染特征，調查評估工作分為園區和企業兩個層級。政府部門主導完成對園區整體污染分布和擴散情況的摸排。同時，壓實園區內重點監管企業責任，要求其同步開展土壤和地下水污染狀況調查評估。從園區面到企業點，從園區運維到污染地塊管理，由淺入深，政府部門與地塊責任人協同開展地下水污染的溯源斷源和風險管控工作。

2.2.1 園區層面

政府部門首先開展園區土壤和地下水初步調查、地下水污染擴散排查，以初步掌握基礎數據，大致了解污染分布特征。上述工作共采集80 多個土壤點位的近300 個樣品、50 多個地下水點位的60 多個樣品，同時采集地表水和底泥樣品。根據調查結果，對照第二類建設用地篩選值和Ⅳ類地下水標準限值，發現園區土壤和地下水污染物存在一定程度的超標，超標污染物主要是氟化物、氯代烴等，集中在園區地下水排泄區，已向下游擴散。對于園區內已收儲的關閉搬遷企業地塊，統一由政府部門開展場地調查。調查結果表明，已收儲地塊均存在不同程度的污染，超標污染物與園區整體調查結果基本一致，主要涉及氟化物，砷、鎳等重金屬，氯仿、氯苯、硝基氯苯等氯代烴。經過風險評估，該工業園區制定了土壤和地下水污染物管控目標值。

2.2.2 企業層面

對于重點監管企業地塊，政府部門以《中華人民共和國土壤污染防治法》為抓手，壓實土地使用權人責任，要求其同步開展污染排查。根據調查結果，所有重點監管單位地塊土壤及地下水均存在比園區層面更重的污染。經風險評估，各企業地塊對人體健康的風險均不可接受。

2.2.3 園區整體污染特征

園區和企業調查評估結果表明，園區地下水污染物超標比較嚴重，超標污染物與現狀和歷史企業的特征污染物類型一致，且地下水污染物已向下游擴散，地下水污染防治刻不容緩。基于風險評估結果，園區和企業聯合開展了地下水污染風險管控。

3 工業園區地下水風險管控

針對地下水的風險管控，國內外已有很多研究。一是制度控制，有劃定風險管理區、限制地下水利用等；二是工程控制，有水平覆蓋、垂直阻隔等；三是主動修復，有物理化學修復、熱處理修復等[3]。2022 年5月，生態環境部制定并發布了《地下水污染可滲透反應格柵技術指南（試行）》和《污染地下水抽出-處理技術指南（試行）》，進一步指導和規范了地下水風險管控技術的應用。

3.1 園區層面風險管控

3.1.1 開展園區應急管控

園區層面，以阻止主要污染因子（氟化物等）繼續擴散、控制其他特征污染因子濃度在現有水平和保證下游地下水水質不再繼續惡化為目的，設計了“可滲透反應墻（PRB）+抽出-處理系統”的應急管控方案。管控技術路線如下：園區下游邊界地下水出水采用PRB 進行處理，控制水質；園區西側溪溝沿線和園區內部設計抽出-處理系統，采用抽出-處理技術形成水力捕獲帶，防止污染物向西側溪溝擴散。

根據園區實際情況，采用漏斗-導水門型PRB系統，如圖2 所示。按地下水流向，依次采用石英砂、零價鐵/砂石、活性炭/沸石作為反應介質；PRB 反應單元兩側（阻隔導流單元）采用止水帷幕，主要將園區北部區域地下水向PRB 墻體導排；反應單元上游采用抽提井作為滲流調控單元。另外，通過建立園區地下水數值模擬模型和污染物運移模型等，設計抽出-處理系統。在園區西側邊界沿山間溪溝布設20 多口抽提井，進行水力截獲。當抽提井群開始抽水后，井周圍地下水疏干，園區地下水基本受到抽水井群控制，可以捕獲園區內的污染羽。

圖2 可滲透反應墻的系統組成

3.1.2 建立健全污染治理體系

在應急管控措施上線的同時，該工業園區開始著手建立“源頭+過程+末端”的地下水污染治理體系。管控技術路線如下：對土壤及地下水高濃度污染點位開展清挖移除、抽提轉移，從源頭削減已有污染物；采取原位化學氧化還原技術輔助治理清理后的點位剩余污染及點位周圍污染。

針對園區高濃度重非水相液體（DNAPLs）污染的地下水點位，設立去源DNAPLs 抽提井，采用深層抽提強化水力截獲，同時輕微減輕下游抽提壓力。結合園區土壤污染點位現狀，選擇最小風險評估單元（10 m×10 m）開展高污染土壤清挖。

原位化學氧化是在地下水中注入具有氧化性的藥劑，使得地下水中的污染物被氧化分解成無毒或低毒物質，一般采用芬頓試劑、過硫酸鹽、過氧化氫等[4]。本研究使用Fe2+復合H2O2活化Na2S2O8，在園區去源處置點位的基礎上，選取重點污染地下水點位作為注藥點位，有效治理地下水污染羽；考慮到園區須多次注藥，選用注射井注入法。結合應急管控方案，園區地下水風險管控的整體思路如圖3所示。

圖3 工業園區地下水風險管控的整體思路

3.1.3 建立地下水長期監測機制

地下水風險管控效果的評估周期很長，而園區地下水污染物涉及氯代烴，1～2 年后很容易出現反彈[5]。為配合后期監管監控措施，動態了解和跟蹤園區地下水質量變化，為建立健全地下水監控與預警體系打下堅實基礎，該工業園區著手建立地下水長期監測機制。值得一提的是，對園區特征污染物氯代烴及其他不溶于水的污染物而言，監測自然衰減也是一種未來可以發展的風險管控技術[6]。

3.2 企業層面風險管控

根據企業管控方案，擬采取的土壤和地下水管控措施主要有：對污染土壤進行清挖，對管控區域采用高密度聚乙烯膜（HDPE）進行水平阻隔，對地下水污染嚴重區域進行抽出-處理，強化土壤和地下水隱患排查，開展地下水長期監測。

3.3 風險管控效果

園區和企業協同開展了地下水污染風險管控，外有PRB 和抽出-處理技術，內有注藥和阻隔技術，通過內外結合的方式取得符合預期的成果。隨著外部工程的不斷推進，園區長期監測井的數據也逐步向好。更為重要的是，為了自身的更好發展，園區內的重點監管企業紛紛進行內部挖潛，對過去可能存在填埋物的污染區域進行清挖，積極溯源斷源。

除了園區和企業層面協同控制地下水污染之外，該工業園區還逐步往數字化、信息化、智慧化方向轉型：清退低效閑置企業，加快基礎設施和配套運維管理，引進環保管家長效監管，深化污水零直排驗收，開發數字化應用平臺，強化園區應急響應和監測預警能力。隨著多方協同作用，政府部門堅持問題導向，突出重點、系統、科學治理，下定決心徹底解決園區歷史遺留問題，全面改善園區生態環境。隨著管控工程不斷推進，污染物源頭不斷減少，污染物含量不斷降低，污染風險不斷縮小，該工業園區正努力將自己打造成環境治理的示范樣板。

4 結論

綠色智慧園區是目前工業園區發展的方向。對工業園區而言，地下水污染也是一個轉型升級的契機。該工業園區通過內外結合的方式，在園區層面做好末端防控，在企業層面做好溯源斷源，為標本兼治地解決園區地下水污染問題提供了可行參考。需要注意的是，該工業園區地下水中超標污染物可能會在未來反彈，未來必須切實做好長期監測，建立健全地下水監控與預警體系，以更好地維持園區地下水風險管控效果。