化工園區地下水環境狀況調查評估

杜宏順(龍巖市上杭生態環境局，福建 龍巖 364000)

0 引言

隨著我國經濟社會的發展，地下水環境壓力逐漸增大，與此同時，化工園區內企業聚集程度加劇，而部分企業生產歷史較為悠久，地下水污染防治措施不夠完善，導致地下水問題尤為突出[1]。地下水的污染源污染組分復雜、危害大，且具有分散性和隱蔽性的特點[2-3]。并且我國地下水環境管理工作起步相對較晚，基礎比較薄弱，地下水基礎環境狀況底數不夠清晰，環境監管體系不夠健全，這在一定程度上制約了經濟社會發展，同時也影響飲水安全。因此，當前情況下有必要對化工園區地下水基礎情況做好調查，識別并查明污染源和污染途徑，掌握化工園區及其周邊地下水污染情況，為后續地下水污染的防治工作開展提供依據。本文以S化工園區為例子，介紹該園區地下水環境狀況調查評估相關工作流程，主要依照資料收集、現場踏勘(含人員訪談)、地球物理測線探測、布點采樣監測等開展園區及周邊土壤和地下水環境質量狀況的調查評估，掌握工業園區土壤及地下水中的主要污染物的污染程度及空間分布。在土壤及地下水環境協同調查的基礎上，開展健康風險評估，為后續開展地下水環境管理工作提供依據。

1 園區總體情況

1.1 園區簡介

該園區為省級化工園區，規劃總面積63.26 km2，分為3個工業片區，分別為a區、b區和c區，工業用地面積分別為 11.61 km2、0.55 km2和 0.49 km2，其中a區主要發展銅冶煉、硫磷氟化工、新能源新材料、建筑材料等產業，b區主要發展農產品及農產品加工等產業，c區主要發展機械及銅加工等產業。園區內現有在產企業39家，在建企業6家，停產企業6家，建有2.8×104m3和3.2×104m3 的環境應急池2個，危廢填埋場、一般工業固廢暫存場與污水處理廠各 1座。

1.2 園區地下水污染源識別與特征污染物

基于化工園區的資料收集與現場踏勘，判斷園區的潛在污染源，篩選出園區內重污染行業企業12家。根據企業生產原輔材料、產品、工藝流程及“三廢”污染物產生情況分析，最終獲得各企業的特征污染物，綜合各企業情況，園區內特征污染物為：銅、砷、鋅、鎳、銻、鉛、汞、鉻、鎘、鈷、錳、釩、硒、總石油烴、氟化物、硫化物、氰化物、苯并[a]芘、氨氮、四氯乙烯、甲苯、總磷。

1.3 園區水文地質情況

1.3.1 地下水類型

結合園區企業的水文地質勘察報告，園區內主要分布兩種類型的地下水。

(1)第四系松散巖類孔隙水：主要賦存于殘積礫質粘性土和殘積粘性土中，接受大氣降水及地表水的補給，富水性較弱。

(2)基巖裂隙水：主要賦存于基巖風化帶的風化裂隙中，含水層厚度較薄，主要含水層為強風化花崗巖和強風化閃長巖，接受大氣降水補給，富水性較弱。

兩層地下水具有水力聯系，并具有相同的水位標高。地下水水位埋深受地形因素和地層巖性、巖石的風化程度影響，園區地下水位埋深2.50～24.60 m，水位標高為608.60～629.30 m。

1.3.2 地下水補給、徑流、排泄情況

地形是地下水補給、徑流、排泄的主要影響因素。地下水補給來源主要是大氣降水，地下水徑流方向受地形影響大，總體由南、北兩側山坡向谷底滲流，地下水坡度與地形坡度大致一致；匯集后以泉的形式在谷底地勢低洼處等有利部位呈分散狀排出地表，形成地表溝流，其流量自溝谷上游至下游逐漸增加。

2 地下水調查方案

2.1 技術路線

如圖1所示，調查要先通過前期現場初步了解，確定調查范圍，更新“雙源”清單；進場后通過資料收集、現場踏勘及人員訪談等過程整理基礎資料，識別出調查區域污染物；而后通過地球物理探測手段反演區域內地層情況及地下構筑物情況；再通過地下水監測井建設，采集區域內土壤、地下水及地表水，并對檢測結果進行評價；最后對地下水污染情況進行風險評估和污染模擬預測，編制形成地下水環境狀況調查評估報告。

圖1 技術路線圖

2.2 水文地質調查

2.2.1 地球物理探測

本項目采用高密度電阻率法作為探測調查區污染物的地球物理調查方法。運用地球物理原理和相應的儀器設備，測定地質體、地下人工埋設物或污染物的物理性質，探明重點調查評估區域的地下巖層情況和地質構造。

由于工業園區面積較大，為了達到節約工程量、成本的目的，本項目將優先利用地球物理探測技術進行地下水污染調查，輔助獲取地質體空間分布、地下構筑物或埋沒物、潛水水位等相關信息，并在此基礎上為后續的初步調查及詳細調查點位布設提供依據。

2.2.2 地下水監測井建設

(1)布點原則

監測點充分利用園區內現有井(含公共區域及企業內部)，布點類型分三種，分別為園區上游對照點、污染擴散監測點及內部監測點[4]。對照監測點布設1個，設置在工業集聚區地下水流向上游邊界處； 污染擴散監測點至少布設5個，垂直于地下水流向呈扇形，布設不少于3個，在集聚區兩側沿地下水流方向各布設1個監測點； 內部監測點要求3～5 個/10 km2，若面積大于100 km2時，每增15 km2監測點至少增加1個；監測點布設在主要污染源附近的地下水下游，同類型污染源布設1個監測點，工業集聚區內監測點布設總數不少于3個。

(2)點位布設情況

根據上述布點原則，該園區共布設地下水監測井28個，如表1所示。

表1 點位布設情況

2.3 地下水調查

2.3.1 地下水的采樣深度

地下水的采樣深度根據監測井的水位埋深來確定，采樣深度應在地下水水位線0.5 m以下。

2.3.2 采樣頻率

本項目地下水監測采樣1次。

2.3.3 測試指標

地下水監測指標參考GB/T 14848—2017《地下水質量標準》，主要選取《地下水環境狀況調查評估工作指南》附錄C中重點工業污染源地下水測定項目中必測常規指標，特征指標內容包括有色金屬冶煉、氟化工、磷化工等特征指標，同時結合《地下水環境監測技術規范(HJ 164—2020代替HJT 164—2004)》中有色金屬冶煉和壓延加工業、基礎化學原料制造(無機)、基礎化學原料制造(無機)、金屬表面處理及熱處理加工相關指標要求，綜合以上篩選并確定初步調查地下水監測指標，詳細指標如表2所示。

表2 園區調查篩選的地下水監測指標

2.4 土壤調查

2.4.1 采樣位置

依據HJ 25.2—2019《建設用地土壤污染風險管控和修復監測技術導則》的要求確定采樣位置，采樣位置確定原則如下：

表層：0.5 m表層采集1個土壤樣品。需要扣除地表非土壤硬化層厚度采集0～0.5 m表層土壤樣品。

深層：自0.5 m至地下水位線，按等間距設置采樣位置(間隔小于2 m)，根據地下水深度劃分采樣間距(2.3 m、4.3 m、6.3 m)，共采集3件土壤樣品。

飽和帶：地下水位線以下0.5 m采集1個土壤樣品。

同時根據孔深進行調整，若孔深不足3 m，則采集該點位采集3個土壤樣品，分別在表層、地下水水位線以上0.5 m處、飽和帶處各采集1個土壤樣品。

2.4.2 監測指標

根據GB 36600—2018《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》中確定的土壤監測基本項目(45項)、土壤理化性質指標以及特征污染物，本次土壤檢測項目如表3所示。

表3 土壤調查監測項目

2.5 地表水調查

2.5.1 采樣位置

由于園區的地下水流向為南、北兩側山坡向谷底滲流，且周邊河流較多，點位設置主要布設在常規監測斷面、河道交界處、河道上游、河道重要企業附近、地下水補給點及排泄點、園區邊界處等。

2.5.2 采樣指標

地表水監測指標選擇《地表水環境質量標準》基本項目21項(除水溫和糞大腸菌群)，并參考地下水檢測指標的常規指標、特征污染物，共涉及31項檢測指標，具體如表4所示。

表4 地表水監測項目

3 地下水評估方案

3.1 地下水污染模擬預測評估

根據《地下水污染模擬預測評估工作指南》(環辦土壤函〔2019〕770號)要求，基于園區水文地質勘察、地下水環境調查評估結果，開展地下水污染概念模型構建、污染現狀模擬、污染趨勢預測等工作，量化地下水污染發生發展的趨勢，評估污染擴散的速率和范圍、污染受體的受影響程度、不同污染防治手段的環境效益等，并提出風險防控、修復治理及長期監管等協同防治對策建議。

3.2 地下水污染健康風險評估

根據《地下水污染健康風險評估工作指南》要求，基于地下水環境調查和污染模擬預測結果，識別出關注污染物(化學類污染物)和健康風險評估區域，開展污染物污染場地地下水人體健康風險評估，確定污染場地地下水風險控制值。

4 質量控制

為提高地下水環境狀況調查評估工作質量，根據有關工作規定，建立地下水調查評估全流程質量控制制度，設立專職質控崗位，對項目實施的各環節實行質量控制及檢查驗收。質量控制的目的是為了保證所產生的環境監測資料具有代表性、準確性、精密性、可比性和完整性。質量控制涉及調查評估的全部過程。在資料收集，點位布設，樣品的采集、保存、運輸、交接等過程均建立完整的管理程序。

5 結語

地下水在我國飲用水總量比重中占了約70%，其質量好壞直接影響全國人民的飲水安全。本文從化工園區地下水污染調查的技術路線、評估方法等方面詳細闡述了地下水調查的流程，明確了化工園區的監測布點方法及監測指標，查清了園區地下水污染狀況，對后期化工園區地下水污染防治工作開展具有重要的現實意義，同時本文介紹的工作方法可為工業園區地下水調查評估提供參考。