軟土地區深基坑降水地表重金屬污染對周邊環境的影響研究

李永偉

摘要：軟土地區深基坑施工會涉及大量土方開挖和基坑排水操作，增加了土壤流動性。降水天氣會加快土壤重金屬污染物的釋放和流動速度，污染附近的土壤以及水體。為此，研究軟土地區深基坑降水地表重金屬污染對周邊環境的影響。調查江蘇省深基坑工程施工現狀，采集調研地區的土壤與水樣，確定實驗材料和實驗儀器。實驗表明，通過單園子污染指數、綜合污染指數、內梅羅指數驗證了重金屬污染對周邊環境具有明顯的污染影響，深基坑工程較多的工業區中重金屬Cd、Pb、Cu的含量較高，降水過程會加重該影響，且軟土地區深基坑施工對周邊水體的影響較大。

關鍵詞：深基坑工程；環境質量標準；綜合污染指數；土壤污染等級；水體污染狀況

中圖分類號：X53 文獻標志碼：B

前言

在軟土地區進行基坑工程時，由于土壤的特性和地下水的存在，可能會產生深基坑地表重金屬污染。這種污染源主要來自于土壤中存在的或通過建筑物、車輛等活動引入的重金屬物質，如鉛、汞、鎘等。降水對于這種環境問題具有重要影響。深基境地表重金屬污染對周邊環境的影響背景中，降水起到了至關重要的作用。首先，降水可以引發土壤侵蝕和顆粒物懸浮，從而造成重金屬的遷移和擴散。因此，通過深入了解降水條件下的地表重金屬污染行為，可以為環境保護和工程設計提供科學依據，減輕周邊環境的污染風險。

針對以上背景，國內眾多科研學者對此展開大量研究。楊小康等人根據深基坑工程概況，結合環境因素與施工因素，采用理正深基坑軟件模擬分析重金屬對周邊環境的影響。但是，該方法沒有考慮有機質對環境的影響。奚家米等人采用FLAC軟件模擬深基坑鄰近建筑地表數據中的重金屬含量，并將數值計算結果與現場監測數據對比，得到重金屬污染對周邊環境的影響。但是，該方法沒有考慮水體中放射性元素對環境的影響。

基于以上方法存在的問題，為了治理重金屬污染問題，需要研究軟土地區深基坑降水地表重金屬污染對周邊環境的影響。

1深基坑工程步驟設置

江蘇省作為中國輕工業和高科技產業的重點地區，基礎設施建設和房地產項目較為活躍。為保證經濟技術的可持續發展，該省在軟土地區大力開發深基坑工程。在軟土地區，滲水率高、孔隙比大，降水和地下水更容易通過土體的孔隙傳輸和遷移，導致地表重金屬污染物的擴散，從而增加了周邊環境受污染的潛在風險。由于江蘇省軟土地區具有滲水率高、孔隙比大、滲透性弱等特點，因此，選擇江蘇省作為研究對象更具代表性。

針對以上研究區域的工程概況，深基坑工程主要分為以下幾個步驟：

1.1方案設計

（1）開挖方案。結合江蘇省軟土地區的地質條件、深基坑尺寸與施工條件等因素確定開挖方案。

（2）支護方案。支護方案大多采用混凝土一開挖一頂板結構支護方法，不僅可以承受自重和挖掘載荷，還可支撐深基坑的側壁。

（3）節點設置。采用鋼筋混凝土樁的節點設置形式，保證基坑的穩固性。

1.2施工過程

（1）地面準備。搭建施工區域的臨時支撐體系。

（2）挖掘開挖基坑。為了確保施工過程安全，采用公差建模isi算法，并采用鋼筋混凝土樁的形式固定。

（3）安裝模板與澆筑混凝土。基坑挖成后，根據基坑的尺寸選定模板，然后將配制好的混凝土鋪筑到模板中。

（4）頂板加固。針對深基坑的水平與垂直載荷，采用適當的材料加固頂板。

2實驗設計

樣品采集與實驗流程如下。為了了解不同區域的環境背景和環境容量，以提供關于不同地區的土地利用、產生污染物的量以及處理能力，按照城市功能區將江蘇省區域劃分為工業區（包含大多數深基坑工程）、休閑區、交通區、居民區與學校區，使用天氣雷達、衛星數據工具來監測和分析目標區域的云層情況和云性質，根據云層溫度、濕度和云內液態水含量信息，選擇適合人工降雨的時間段，對該區域的深基坑施工區域完成一次人工降雨，模擬降水過程。

樣品采集：采樣時間集中在2023年3月中旬，采集各功能區的土壤與水樣。水樣采集時設立8個采樣點，其中1號-4號采樣點處于交通區與休閑區；5號-8號采樣點集中在深基坑工程附近。

在采集的水樣中加入硝酸完成硝化處理，并依次用濾紙和濾膜過濾，提取15 ml過濾液，采用電感耦合等離子儀檢測水樣中的放射性與重金屬元素含量。

量取1 000 mg土壤放人加熱器皿，投入15 mL濃硝酸，放置電熱板上恒溫加熱，當器皿中物體呈現凝結物狀態時，投入10 mL鉿，最后投入5 mL高氯酸，當白煙停止時結束加熱。冷卻后，定容至100 ml。