工業集聚區地下水環境狀況調查評價與污染成因分析

摘要：工業集聚區在逐步形成和擴張過程中，往往由于歷史原因，預先規劃不足，導致空間布局趨于復雜，形成與生活區、商業區等其它功能區用地相連且環境污染風險多元的特征。基于對浙江省某工業集聚區園區內外地下水、土壤、地表水開展的多環境介質調查結果，綜合評價各環境要素的質量狀況，對污染成因和環境風險進行初步分析，為后續集聚區地下水污染防控工作的深入開展提供了基礎。

關鍵詞：工業集聚區；多環境介質調查；污染成因

引言

隨著近年來國家對地下水污染防治工作的大力推進，產園區地下水污染防治逐漸成為地下水污染防治工作的重點和熱點[1][2]。根據《地下水污染防治實施方案》，工業集聚區作為I類重要的地下水污染風險源，是開展地下水污染防治工作的重點對象[3]。而對在產企業以預防為主，不僅能及早發現問題，還能有針對性開展控制措施，對減緩污染物遷移發展、保護地下水資源、保障經濟生產活動具有重要意義[4]。

浙江省某工業集聚區地處浙西南山區，經過近20年的發展，園區規模由初建時約2km2，逐步擴張成為占地8km2，集聚300多家企業的省級工業集聚區，涉及的行業包括金屬制品業、橡膠和塑料制品業、鐵路、船舶、航空航天等運輸設備制品業、家具制造業、電氣機械和器材制造業等多種類型。由于早期產業發展較為粗放，環保措施缺乏標準規范，防滲措施不到位，導致部分區域存在土壤與地下水污染風險，并且園區企業在逐步集聚的過程中已與生活區、商業區等其它功能區相鄰，無明顯邊界，存在一定污染暴露風險。另外，某工業集聚區地處山間河谷，潛水含水層滲透性能好，地下水與地表水水力聯系緊密，地下水污染存在不同環境介質之間遷移的趨勢。

為探索某工業集聚區地下水環境調查工作思路，查明園區地下水環境現狀，識別地下水污染風險源，本文在充分收集、整理、分析某工業集聚區園區企業信息基礎上，以園區及周邊地下水環境為主要調查對象，兼顧土壤和地表水，通過多環境介質聯合采樣監測，結合調查區水文地質調查成果，對“土壤-地下水-地表水”的環境現狀進行綜合評價，并對污染成因進行初步分析，旨在為下一階段開展詳細調查和地下水重點污染源污染防控與環境監管提供基礎信息。

1研究區概況

1.1工業集聚區概況

浙江省某工業集聚區根據建設年代劃分為3個相對集中的區塊，部分與居民區和商業區等環境敏感對象相鄰。根據企業資料分析、現場踏勘及訪談，排查出包括電鍍和酸洗車間、工業污水管網、污水集中處理中心、固廢堆存點、歷史事故泄露點、廢棄工業場地等存在地下水污染風險的重點調查對象。同時，結合地下水水文特征分析，確定包括取水井、地表水體、農田、潛在污染風險源下游徑流和排泄區內的生活空間等園區內外環境敏感對象。調查區范圍以工業集聚區為核心，向周邊關聯地區外擴，確定總調查范圍約8.6㎞2，如圖1所示。

1.2地質及水文地質概況

1.2.1地層巖性分布

調查區大部位于山間河谷沖洪積平原上，呈典型二元相結構。區域地層以侏羅系為主，另有白堊系及第四系地層分布，上部為粉質粘土和粉質細砂等細顆粒沉積物，下部為圓礫在內的粗顆粒沉積物。平原區地層巖性主要以松散沉積層為主，部分區域為粉質黏土或者含粉土礫砂，厚度在5.0～7.5m之間。平原與山地交界帶的地層巖性以風化砂巖為主，淺部呈全風化狀，深度呈中風化、弱風化狀。

1.2.2含水層特征

調查區以周邊低山丘陵及西側的河流為邊界，構成一個較為完整的水文地質單元，地下水流系統相對獨立。淺部地下水屬第四系孔隙潛水及基巖裂隙潛水類型，孔隙水主要賦存于粉質黏土、含粉土礫砂中，含粉土礫砂滲透性好，為調查區的主要含水層；基巖裂隙水賦存于砂巖的風化裂隙及網狀裂隙中，根據風化程度，為中等到弱透水含水層。

1.2.3地下水補徑排關系

調查區地下水主要補給來源為大氣降水，局部有河流入滲補給和山前側向徑流補給。地下水流向受地形控制，整體上由山前向河流方向徑流，局部受山體或溝渠的影響略有變化。大部分地下水以泄流的方式排泄至下游地表水，少量以蒸發或人工取水的方式排泄。

2調查與監測

2.1 水文地質調查

為掌握調查區地下水流場特征及含水層屬性，以便更好地分析潛在污染物分布和遷移特征，在調查區內開展場地水文地質調查，確定含水層類型，并選擇4個代表性區域布設水文孔，開展水文地質試驗。同時，結合鉆探采樣工作，采集土工樣品，開展鉆孔編錄，進一步分析地層巖性，研判地層滲透性。調查結果顯示，調查區內地下水埋深較淺，平均為2.24m，地下水位動態變幅主要受季節性大氣降水影響；抽水試驗測得滲透系數為4.74×10-2 cm/s；調查區地層均質程度較高，但在局部有優先通道。

2.2 監測方案

2.2.1布點方案

在前期風險源和敏感區識別基礎上，結合地下水流場特征，以明確污染源和保護敏感對象為目標，布設背景點、風險源、擴散點3類監測點位。首先，在園區不同方位上的山前區域，選擇人類活動干擾程度相對低的空間布設背景點；其次，在前期識別的風險源中心位置或下游布設風險源監測點；最后，在潛在污染擴散的下游空間（地下水、地表水）及確定的環境敏感對象上游布設擴散監測點。

根據布點原則，地下水共布設17個監測點，同時在新建井鉆探時的16個土壤采樣點采集土壤樣品；地表水共布設5個監測點位，同時采集地表水和底泥樣品，其中2個點分別位于流經工業集聚區的主干河流的上游和下游區，另有3個布設在集聚區內部的支流上。調查區綜合布點方案如圖1所示。

2.2.2監測指標

地下水與地表水監測指標一致，根據《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017），本項工作選取了總大腸桿菌、菌落總數、總α放射性、總β放射性除外的常規指標35項，以及包括苯系物、氯代烴、多環芳烴、苯胺等的特征指標41項，共計76項指標。土壤監測指標包括pH值、《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600-2018）規定的45項基本項目和石油烴（C10～C40）、鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯和氰化物3項場地特征污染物指標，共計49項指標。與地表水樣品同時采集的底泥樣品采用與土壤樣品相同的監測指標。

2.2.3樣品采集與分析

選擇平水期開展地下水樣品采集，采樣過程嚴格參照《地下水環境監測技術規范》（HJ/T 164-2004），并根據現場條件，選用快采樣和慢速采樣方式進行取樣。樣品保存于專用樣品瓶中，低溫運送至專業實驗室進行測定。土壤樣品在開展鉆探工作時按深度采集，即表層采樣點（深度一般為0.5m以內）、地下水位線附近、含水層淺部的土壤樣品。地表水和底泥樣品同時采集，參照《水質采樣技術導則》（HJ 494-2009），同時通過空白樣品和平行樣品確保樣品分析過程中的質量控制。

3調查結果評價與分析

3.1 評價依據及方法

調查區開展了水樣、土樣及底泥樣品檢測結果的質量評價[5]。由于調查區地下水不作為飲用水源，因而功能劃分為工業用水，地下水質量評價標準參照GB/T 14848-2017中的IV類標準，對于此標準未包含的指標參照《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）和《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）進行評價。評價方法參考《地下水環境狀況調查評價工作指南》，采用單因子污染指數法按式（1）計算。

式中 Pki — k水樣i指標的污染指數；Cki — k水樣i指標的測試結果；C0 —某評價因子的標準值。

根據單因子污染指數將地下水污染程度分為無污染、輕度污染、中度污染、重度污染4級，詳見表1。土壤評價標準采用GB 36600-2018第二類用地篩選值。地表水評價標準根據當地地表水功能定位，首先采用GB 3838-2002中的III類標準，個別不在此標準的指標采用GB/T 14848-2017中的III類標準。對于超過所選標準限值的指標，計算其超標倍數、超標率。

3.2 評價結果

3.2.1地下水

對17個地下水監測點位76項監測指標進行評價[6]，結果顯示總氮（以氮計）、氨氮（以氮計）、錳、鋁、揮發酚（以苯酚計）5項指標超標樣品數量較多，超標較為普遍，超標率為58.82%～11.76%，最大超標倍數為337.0～5.4倍，具體情況統計見表2。對總氮（以氮計）、氨氮（以氮計）、錳、鋁、揮發酚（以苯酚計）超標指標，采用表1所示的地下水污染程度分級方法進行評價，結合表2的統計結果，表明大部分點位為無污染和輕度污染，少部分點位為中度污染和重度污染。

3.2.2土壤

16個土壤采樣點共采集48個土壤樣品，檢測結果表明土壤樣品中pH的范圍為5.38～12.28，差異較大。除pH外，土壤樣品中共檢出包括重金屬6種（鎘、鉛、汞、砷、銅、鎳）、揮發性有機物4種（甲苯、1-2二氯苯、1，4-二氯苯、氯苯）、半揮發性有機物4種（茚并（1，2，3-cd）芘、萘、苯胺、石油烴（C10～C40））的14種因子。但所有檢出指標均未超過GB 36600-2018中的第二類用地篩選值。

3.2.3地表水

地表水質量調查共在5個監測點采集2次地表水樣品，檢測結果顯示揮發酚（以苯酚計）、總氮、氨氮、總磷、硫化物、高錳酸鹽指數（以O2計）、陰離子表面活性劑、石油類、鋁、錳、鎳、硼、1，2-二氯丙烷這13種因子超標，其中總氮、氨氮、總磷超標較為普遍，揮發酚（以苯酚計）、總磷、總氮、氨氮、石油類超標倍數較高，但樣品量較少。

3.3 污染成因分析

3.3.1地下水污染成因

綜合地下水、土壤和地表水環境狀況評價結果，結合環境介質間的關聯特征，分析某工業集聚區園區內生產廢水信息，得出調查區地下水污染成因。

3.3.1.1生產廢水

資料分析顯示，調查區內在產企業生產廢水中主要污染指標包括總氮、氨氮、總磷、石油類、化學需氧量、氟化物、銅、鎳、總鉻、鐵、錳等，而地下水中主要污染物為總氮（以氮計）、氨氮（以氮計）、總磷（以磷計）、錳、鋁、揮發酚（以苯酚計）等，因此地下水主要污染指標與企業廢水存在較強的相似性和關聯性，特別是園區內集中工業污水處理中心處地下水監測點位超標指標的構成特征，指征廢水泄露可能是地下水污染的主要來源之一[7]。

3.3.1.2受污染土壤

本次調查發現部分點位的土壤樣品和地下水樣品呈現一致污染特征，即本次調查土壤樣品中檢出污染物指標最集中的2個站點，指示該區域歷史上存在土壤污染，且隨著降水入滲過程，土壤中的污染物已經遷移進入地下水，成為地下水的污染源之一。

3.3.1.3人類生活和農業生產

某工業集聚區上游分布有村莊和農田，且這些區域人類生活和農業生產過程中產生的污染物容易形成面源污染，并成為地下水的污染來源，特別是在地勢低、地下水埋深淺、地層滲透性好的區域。本次調查在園區外圍布設的背景井相對園區位置屬于地下水徑流上游區域，但相對村莊和農田屬于地下水徑流的下游區域，在監測井中發現氨氮、化學需氧量等指標有明顯超標，表明農村地區面源污染對地下水也具有負面影響。

3.3.1.4原生地球化學作用

本次調查發現多處地下水監測點的錳、鐵、鋁指標超標顯著，綜合其它指標分析，發現部分與企業特征指標相關，但大多數無關，由此判斷調查區地下水錳、鐵、鋁指標超標原因既與污染物在地層中所發生的的地球化學反應有關，同時也受原生地層條件影響。

3.3.2土壤污染成因

雖然本次調查土壤樣品中檢出的重金屬、揮發性有機物和半揮發性有機物均未超過第二類用地篩選值，但考慮實際采樣時受到在產企業鉆探施工條件所限，大部分點位無法布設于潛在土壤污染的核心區域（如生產空間），因而所獲土壤樣品不能完全代表調查區的土壤污染狀況，故只能作為判斷地下水污染擴散的輔助信息。對于檢出指標相對集中的點位，經過訪談及資料分析確認，上述企業歷史上曾涉及煤氣發生爐工藝，產生了苯系物、多環芳烴等有機物[8]，因此所檢出的污染指標表明了局部空間存在污染泄露或其它對土壤環境形成影響的過程。而采樣點位于企業內部空地，說明該處土壤污染為歷史用地期間發生，具體污染分布的范圍有待進一步調查工作進行確認。

3.3.3地表水污染成因

根據評價結果，將某工業集聚區內河及外部河流地表水中發現的超標因子與企業未處理的廢水監測數據進行比較，發現具有較強的一致性和關聯性，說明地表水污染可能與生產活動關聯較大；河道上、中、下游點位的超標指標差異度不顯著，說明地表水污染與地下水關聯度一般，地表水體的污染負荷主要來源于地表。

結語

根據對某工業集聚區實施多環境介質調查評價及污染成因的初步分析結果，建議該工業集聚區地下水污染防控與環境監管應重點監控集聚區內企業對地表水質的影響，并采取相應的管理政策，以減少企業污染物排放對地表水的影響；對發現土壤和地下水有關聯污染的區域，開展詳細調查，進一步明確污染范圍和污染程度，同時根據詳查結果，開展污染風險管控；結合工業集聚區地下水主要污染物呈現分散分布、未構成連片污染及污染指標與企業生產活動關聯度高的特點，進一步加強源頭管控，開展防滲漏排查，實施風險管理；對重點風險源和敏感對象開展長期監測，做好預防工作。

參考文獻

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作者簡介

樓激揚（1974—），男，漢族，浙江麗水人，本科，高級工程師，研究方向為環境監測和固體廢物管理。