化工集中區地下水污染成因分析與對策

袁 勝，梁 奔

（江西省地質環境調查研究院有限公司，江西 南昌 330096）

水是人類日常生活和生產發展不可或缺的重要資源，也是國民經濟和社會發展的重要基礎。本研究開發區位于龍南市城區的南部和東部，全區遠期規劃控制面積為175 km2，已建成20.07 km2，園區內擁有電子信息、稀土及新材料、現代輕工及食品藥品四大主導產業，涉及稀土、化工、電子、再生資源、建材、醫藥、包裝印刷、家具、紙制品多個行業。2021 年3 月，生態環境部辦公廳印發了《化工園區地下水環境狀況調查評估工作方案》（環辦便函〔2021〕100 號），要求2021 年底完成國家級化工園區地下水環境狀況調查評估工作。根據《化工園區地下水環境狀況調查評估工作方案》以及《江西省化工園區地下水環境狀況調查評估工作方案》有關要求，為明確園區內化工集中區地下水污染情況，我公司實施了化工集中區地下水環境狀況調查評估項目。

1 化工集中區地下水監測布點和檢測指標

1.1 地下水監測點布點原則

1）監測井應能反映調查評價范圍內地下水總體水質狀況。對同一個水文地質單元，可根據地下水的補徑排條件布設控制性監測點，化工園區的上下游、垂直于地下水流方向兩側、內部以及周邊主要敏感點均應布設監測點。

2）本次調查布點范圍以園區化工集中區已建成區為重點，兼顧化工集中區規劃范圍。根據現場調查污染識別的結果，對潛在污染源企業下游布設監測井。

3）本次調查范圍內地下水類型以紅層裂隙孔隙水和風化帶網狀裂隙水為主，結合污染源分布區域內地下水流向，布設地下水監測井點位位置及孔深。

1.2 布點位置與數量

開發區化工集中區地下水環境調查評估的布點類型主要有4 種，即園區上游對照點、污染擴散監測點、園區內部點和下游敏感目標監測點。根據收集的資料和現場踏勘，污染識別的結果，并結合園區地下水類型、園區面積、園區化工企業布局等布設了化工集中區地下水環境監測點。本次共布設地下水監測點19 個，其中，化工園區上游對照點1 個；污染擴散點6 個；化工集中區內部監測點7 個；下游敏感目標監測點5 個。詳細布點信息見表1。

表1 化工園區地下水環境狀況調查點位統計表

1.3 地下水檢測項目指標

本次化工園區地下水檢測指標共97 項，其中基本指標35 項，特征指標62 項，地下水監測項目指標如下表2。

表2 地下水樣品檢測指標表

2 化工集中區地下水質量與污染評價

開發區化工集中區地下水樣品測試分析指標共97 個，其中基本指標35 個，特征指標62 個。依據地下水質量標準（GB/T 14848—2017）地下水質量檢測指標推薦分析方法和DZ/T 0064—1993《地下水質檢驗方法》以及其他最新有效的國家標準或者行業標準進行水質檢驗，通過對地下水質量綜合評價[1]，根據上述方法，針對地下水水質評價超標的指標開展地下水污染評價，得出評價結果?；ぜ袇^地下水污染檢測質量見表3。

表3 化工集中區地下水污染指標統計表

由地下水地下水污染指標統計表3 可知，本次調查的地下水指標中：GW02 超標指標有10 個（其中常規指標8 個，特征指標2 個），污染指數2.23～539.91，最大為氨氮，污染指數為539.91，最小為氟化物度，污染指數為2.23；GW04 超標指標有1 個，為濁度（常規指標），污染指數為9.87；GW06 超標指標有3 個（其中常規指標3 個），污染指數1.43～6.29，最大為硝酸鹽，污染指數為6.29，最小為總硬度，污染指數為6.29；GW08 超標指標有9 個（其中常規指標8 個，特征指標1 個），污染指數3.88～643.33，最大為鐵，污染指數為643.33，最小為鋁，污染指數為3.88；GW13超標指標有1 個，為氨氮（常規指標），污染指數為5.27；GW16 超標指標有1 個，為甲醛（特征指標），污染指數為1.13。

3 地下水初步污染成因分析

通過對存在超標情況的地下水進行污染成因分析，調查區地下水污染的成因主要有：

3.1 地質背景（原生組分）導致的指標異常

根據分析，由于地質背景導致異常的指標主要為鐵、錳和濁度。根據收集的資料，調查區巖石和土壤中鐵、錳等元素富集，根據現場鉆孔情況，巖芯中含有較豐富的鐵、錳質成分。由于含水層普遍具有二元結構，大氣降水垂直滲入補給較弱，缺氧并富含有機質，形成還原環境，使Eh 值降低，介質中有較穩定的高價鐵、錳氧化合物（Fe2O3、MnO2），還原成低價的鐵、錳的易溶鹽并離解出大量的Fe2+、Mn2+，使地下水中的Fe2+和Mn2+含量增高，從而形成較高背景值。調查區水質類型主要為HCO3-Ca、HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca、SO4·HCO3-Ca·Mg 型，礦化度為0.042 9～0.220 0 g/L。Ca、Mg 等礦物質含量較豐富，地下水中含有較多的礦物質，導致地下水渾濁度較高[2]。

3.2 稀土開采及冶煉造成的指標超標

由于稀土開采及冶煉造成的可能的超標指標有pH 值、嗅和味、氨氮、硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物、氟化物、鉈等。經現場調查，龍南經開區化工集中區區域內之前有過稀土開采活動，原地浸礦導致酸性廢液在山體在留存，隨著降雨沖刷，將山體內留存的酸性廢棄沖刷排入地表水，地表水入滲補給地下水，降低地下水的pH 值。調查采集的地表水和地下水pH 值整體偏酸性，地表水的入滲影響了地下水。根據調查，地下水氨氮超標的點位附近均有稀土冶煉企業。其中GW02和GW07 東面及GW13 西面均有稀土冶煉企業。

稀土冶煉過程中產生了大量的“三廢”，其中氨氮廢水是稀土生產過程中產生的最主要廢水，稀土冶煉氨氮廢水主要來源于稀土冶煉過程中的氨法中和、稀土碳酸氫氨沉淀和稀土萃取分離工藝有機萃取劑皂化，主要是指稀土生產中的稀土精礦焙燒尾氣噴淋產生的酸性廢水、碳酸稀土生產產生的硫銨廢水和稀土分離產生的氯化銨廢水，其廢水量占稀土濕法生產企業廢水的60%～70%。如不經處理排放或處理不到位，會嚴重污染周邊環境。由此可見，調查區地下水氨氮超標點位主要是受到稀土企業冶煉的影響。鉈等重金屬元素主要是由于稀土冶煉過程中造成的指標富集和超標。

3.3 企業生產中的原輔材料造成的特征指標超標

本次調查中部分取樣點位存在鎳、鈷、鎘、鉈、甲醛等特征指標超標。根據化工企業原輔材料及生產工序分析，特征指標超標可能是由于企業原材料堆積和生產過程中的廢水排放等造成的。如GW02 點位的鉈特征指標超標，可能是某冶煉企業冶煉過程中的廢水排放造成；GW02 點位鎳特征指標超標和GW08 鈷超標，可能是某電源生產過程中的廢水排放造成；GW16點位甲醛特征指標超標，可能是某紙業生產過程中，使用甲醛作為原材料，生產過程中的廢水排放等造成的[3]。

4 化工集中區地下水污染建議措施

1）建議針對園區中GW02、GW08、GW16 等點位范圍一帶開展地下水環境狀況詳細調查工作，以詳細弄清這些區域及周邊地下水污染源、水土污染狀況等，以便為政府管理部門加強地下水管理，指導企業進行生產活動等提供相關依據。

2）對于污染范圍超過園區邊界的，應開展應急處置，及時阻斷污染源和暴露途徑，實施風險管控或修復工程。

3）建立地下水污染防控體系，加強園區及周邊地下水環境質量日常監測工作。充分利用本次建立的地下水監測井開展地下水環境日常監測工作；在園區邊界布設地下水監測點，開展長期監測，以便及時掌握園區及周邊地下水環境狀況。

4）規范管理工業園的生產廢水處理工作，由于生產廢水中含有污染成分，如若處置不當，可能造成地下水污染。應嚴格加強管理，最大限度避免事故發生。

5）排查污染源，查明污染原因，采取措施防治新增污染。優先完善工業及其他防控區現有污水處理設施的配套管網，加快防滲設施建設步伐，提高氨氮以及有毒重金屬污染物去除效果和防滲率，加強對污水處理廠及防滲設施的環境監管，確保設施安全穩定運行。

5 結語

本次調查工作以全面掌握化工園區及其周邊淺層地下水環境質量狀況為目標，統籌考慮化工園區企業分布、地下水脆弱性及周邊環境敏感點分布情況，以淺層地下水及其環境系統為主要對象，在區內以往水文地質、工程地質、環境地質工作的基礎上，全面地開展了工作區淺層地下水質和污染狀況調查評價。并根據工作區淺層地下水污染現狀，提出了地下水資源保護和可持續開發利用的對策建議，期望大型企業在建設與生產的同時要注重環保意識，加強污染治理措施。