污染場地環(huán)境水文地質(zhì)勘察分析

肖浩飛， 徐曉璐

(1.長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000； 2.長沙環(huán)境保護職業(yè)技術學院，湖南 長沙 410000)

現(xiàn)代城市發(fā)展過程中，垃圾填埋場、加油站以及原有城市內(nèi)部工業(yè)基地(如：采礦廠、化工廠)的搬遷等等均遺留下了大量的污染場地，如何對這些土地進行重新開發(fā)利用成為一大關鍵性問題。由于此類場地存在較為復雜的環(huán)境問題，若是不開展詳細勘測治理，極易導致一系列嚴重后果，對此必須落實相關勘察技術研究工作，真正實現(xiàn)城市健康可持續(xù)發(fā)展。

1 污染場地環(huán)境水文地質(zhì)勘察的重要性

污染場地，主要是由于生產(chǎn)、經(jīng)營、處理、貯存有毒有害物質(zhì)、危險廢棄物等導致各種污染情況的出現(xiàn)，直接危害生態(tài)環(huán)境與人體健康，其多數(shù)呈黑色、黑褐色、深灰色、棕紅、杏紅色，與正常土存在較大差異。

目前，我國城市中工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出，其不僅會對腐蝕上部建設工程基礎、建筑材料，基于降雨與地下水的作用污染液體還將進一步向地下深處和周邊擴散、蔓延。

基于此，全面落實污染場地環(huán)境水文地質(zhì)勘察工作，通過鉆探、物探以及各種抽水、注水試驗等方法，查明污染源與污染范圍、分析污染土化學與物理力學特性、研究污染物在地下遷移規(guī)律和污染深度等，對我國土地的合理利用和開發(fā)具有重要意義。

2 污染場地環(huán)境水文地質(zhì)勘察技術要點

2.1 污染場地環(huán)境水文地質(zhì)勘察內(nèi)容

此工作可分為兩大階段：

(1)污染確認勘察階段。通過相關資料收集、文獻查閱、相關人員訪談等方式，了解目標場地可能存在的污染種類、污染途徑、污染范圍等；通過現(xiàn)場踏勘，初步劃定重點關注范圍，通過量布點與采樣分析明確場地是否受到污染。

(2)污染詳細勘察階段。采用現(xiàn)場勘探、采樣、室內(nèi)檢測分析等方法，對場地地層巖性、水文地質(zhì)條件進行分析，獲得相關數(shù)據(jù)參數(shù)，為場地環(huán)境風險評價、治理方案制定提供可靠依據(jù)。

2.2 技術方法

2.2.1 鉆探技術

與傳統(tǒng)巖土工程鉆探技術相比，污染場地鉆探存在一定特殊性，(1)要求土樣維持物理原狀性時，污染場地鉆探與傳統(tǒng)巖土工程原狀樣鉆取一致；(2)要求土樣維持化學原狀性時，鉆探技術使用要點如下：①鉆進方法選擇以不使用或少用沖洗液為宜，如：振動、螺旋鉆進和直接推進鉆進；②取樣方法優(yōu)選選用壓入式、貫入式和旋轉(zhuǎn)式三種，取樣器宜選用敞口或是活塞式薄壁取樣器、Denison取樣器和Pitcher取樣器，我國不少取樣裝置均是后兩者Denison、Pitcher取樣器的基礎上改造的。

2.2.2 物探技術

地球物理勘探技術是一種非侵入性檢測方法，在快速檢測、低成本檢測方面均具有一定優(yōu)勢，在污染場地環(huán)境水文地質(zhì)勘察中具有較大的推廣應用價值。

自然界中的土都是三相土，即：土固體顆粒(固相)、土中水(液相)、土中氣(氣相)，通常意義上污染成分的介入致使水中成分增加或是水被其他液體污染物代替，以致于土的特性發(fā)生改變，據(jù)此根據(jù)相關理論與實踐經(jīng)驗總結顯示，電阻率法、地質(zhì)雷達、電磁波法、地震反射折射波法、天然伽馬測井、磁法和電阻率成像法均是有效的污染場地環(huán)境水文地質(zhì)勘察方法。

在上述列舉的幾種物探技術中，電阻率電導率法、電磁法、地質(zhì)雷達等可直接探測出污染物所致的異常情況；其余幾種方法雖然無法直接獲取污染范圍，但是可探測出地下構造情況，以此明確污染物可能存在的位置，為污染范圍的劃定提供可靠依據(jù)。

3 實例分析

3.1 場地概況

本文僅以某工業(yè)廠房粗苯車間場地中選擇1 000 m2為勘察區(qū)域，此場地地形平坦，處于沖積扇中下部，該廠房停產(chǎn)后，原本的粗苯泵房、輸油管道等全部拆除。根據(jù)前期資料收集與分析顯示，此場地特征污染物主要為苯系物、多環(huán)芳烴，現(xiàn)決定開展環(huán)境巖土工程勘察，分析場地地層與地下水分布特征，主要研究苯系物分布規(guī)律，為污染場地治理提供可靠依據(jù)。

3.2 環(huán)境水文地質(zhì)工程勘察

根據(jù)前期調(diào)查顯示，場地存在污染源，初步推斷污染范圍較廣且深度深，具體勘察情況如下。

3.2.1 勘察布點

(1)水平向布點：按照5 m×5 m網(wǎng)格布點，選取9個點位進行勘察取樣，其中土壤取樣點5個、監(jiān)測井4個。

(2)垂直向布點：各鉆孔每米取一個苯系物檢測樣品，每個土層取一個土壤物理性質(zhì)檢測樣品，黏性土/粉土、砂類土分別取原狀土樣、擾動土樣。

3.2.2 勘察檢測要點

(1)鉆探前，所有設備清理干凈，確保無污染；(2)現(xiàn)場勘察期間，詳細記錄各參數(shù)，包括取樣點位、土壤顏色與味道、斷面狀態(tài)等；(3)土壤樣品(用于苯系物檢測)裝入加有甲醇的40 mL棕色玻璃瓶，瓶蓋內(nèi)設特弗倫襯膜，使用聚四氟乙烯膠帶密封后放入裝有干冰的樣品箱內(nèi)，冷藏溫度控制在4±2 ℃，送至檢測單位進行氣相色譜法質(zhì)譜法檢測；(4)土壤樣品(用于土壤物理性質(zhì)檢測)送至檢測單位檢測。

3.3 勘察結果分析

3.3.1 地質(zhì)與水文特征

(1)污染土壤野外鑒別。土壤顏色呈現(xiàn)為黑色、黑褐色、深灰色，處于軟塑或流塑狀態(tài)，可聞及刺激性味道，部分土壤含有油狀物。

(2)地層巖性。根據(jù)現(xiàn)場勘探與室內(nèi)試驗，繪制地層剖面圖如圖1所示。

圖1 地層剖面圖(自西向東)

由上至下，場地下18 m左右地層劃分如下：

第①層：人工堆積層，以黏質(zhì)粉土填土、房渣土為主，厚約2.4 m；

第②～④層為第四系沉積層：埋深2.4 m以下為第②大層，分布有粉砂、細砂和砂質(zhì)粉土，厚約5.3 m；埋深7.7 m以下為第③大層，分布有粉質(zhì)黏土，厚約1.1 m；埋深8.90 m以下為第④大層，分布有細砂、粉砂。

(3)水文地質(zhì)特征。根據(jù)勘察結果顯示，場地下約20 m深度內(nèi)分布有地下水，賦存于砂土④大層，靜止水位埋深約13 m，補給方式為側向徑流、越流和"天窗"滲漏，水位年變幅1.00～3.00 m；豐水季節(jié)或年份，第③大層和第②大層也會賦存地下水，補給方式為大氣降水、管道滲漏和側向徑流。

3.3.2 苯系物分布規(guī)律分析

根據(jù)勘察與實驗室分析結果，構建了苯系物分布模型，總結可得苯系物(包括：苯、甲苯、二甲苯、間&對二甲苯)在地層中分布規(guī)律如下：

(1)深度相同時，不同鉆孔中各種苯系物濃度比例關系一致，苯濃度最高；

(2)同一鉆孔內(nèi)，各種苯系物濃度變化趨勢一致；(3)勘察區(qū)內(nèi)，各種苯系物存在3個濃度高峰區(qū)，埋深分別為4.5、8、12 m。

根據(jù)苯系物自身理化性質(zhì)，結合場地內(nèi)原廠房設備、管道分布情況等，對苯系物富集原因分析可得：

(1)所有苯系物中，苯溶解度最大，相同地質(zhì)條件下遷移速度最快，因此樣品中苯濃度最高；(2)濃度>1 000 mg/kg的苯系物主要集中分布在場地東南位置，此處原本分布有輸油管道、地下酚水泵房、苯槽、油槽、貧油冷卻器等；(3)所有苯系物均是揮發(fā)性有機物，因此表層苯系物濃度較低；(4)苯系物濃度高峰區(qū)的產(chǎn)生與地下水、毛細帶分布情況有關。

4 結語

綜上，污染場地環(huán)境水文地質(zhì)勘察具有一定的特殊性，必須要綜合考慮場地環(huán)境、勘察要求等因素，合理選用相應的勘察技術，以全面準確地反應當時當?shù)氐乃燎闆r，并據(jù)此分析確定場地污染情況，以科學開展后期的污染治理、場地修復工作，確保城市建設的穩(wěn)步落實。