地下水環(huán)境調(diào)查影響因素分析

劉萌斐，陸效磊

1.南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份公司；2.江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院

一、前言

地下水資源廣泛賦存在巖土中并進(jìn)行運(yùn)移，由于具有水量穩(wěn)定、分布廣泛等特點(diǎn)，已逐步成為人類生產(chǎn)、生活不可或缺的供水水源。部分地區(qū)地下水中富集的溴、碘、鍶、鋇等元素被用于工業(yè)原料提取，還有的地區(qū)蘊(yùn)藏著的豐富的地?zé)崮鼙婚_發(fā)用于發(fā)電、取暖和其他國民經(jīng)濟(jì)部門使用。由于地下水的種種優(yōu)勢，人們對地下水的依賴日漸增多，目前我國地下水供應(yīng)了約三分之一的總供水需求，為全國約70%的人口提供生活用水。伴隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各地城市化和工業(yè)化程度逐步提高，地下水開采利用也越來越多，部分地區(qū)出現(xiàn)不同程度的破壞，如地下水水位下降、污染加劇等。地下水受污染后，可能對人體造成致癌或非致癌健康影響，對地下機(jī)械設(shè)備和管道造成腐蝕，降低工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，導(dǎo)致農(nóng)用地土壤惡化、降低農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量等。因此必須對地下水污染足夠重視。

根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《2020中國生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》，自然資源部門共設(shè)置了10171個(gè)地下水水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)，其中平原盆地地下水監(jiān)測點(diǎn)7923個(gè)，巖溶山區(qū)地下水監(jiān)測點(diǎn)910個(gè)，丘陵山區(qū)基巖地下水監(jiān)測點(diǎn)1338個(gè)，其中I～I(xiàn)II類、IV類、V類水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)分別占總數(shù)的13.6%、68.8%和17.6%。此外，水利部門共設(shè)置10242個(gè)地下水水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)，以淺層地下水為主，其中I～I(xiàn)II類、IV類和V類水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)分別占22.7%、33.7%和43.6%，水質(zhì)評價(jià)結(jié)果有所好轉(zhuǎn)但仍不容樂觀，主要超標(biāo)指標(biāo)為錳、總硬度和溶解性總固體。2020年共監(jiān)測了304個(gè)地下水型在用集中式生活飲用水水源點(diǎn)，其中268個(gè)全年均達(dá)標(biāo)，其余超標(biāo)點(diǎn)位的主要超標(biāo)指標(biāo)為錳、鐵和氨氮。由此可見，目前我國淺層地下水污染狀況總體上較為普遍。

目前我國建設(shè)用地和農(nóng)用地土壤環(huán)境調(diào)查技術(shù)規(guī)范和管理要求相對成熟，能夠有效地指導(dǎo)我國土壤環(huán)境管理工作的有序開展。相比之下，雖然我國和部分省份制定了地下水環(huán)境狀況調(diào)查評價(jià)相關(guān)工作指南、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范等文件，對地下水環(huán)境調(diào)查的一般程序和方法進(jìn)行了規(guī)定，但由于地下地層結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、隱蔽，地下水污染具有流動性、長期性、廣泛性、難恢復(fù)性等特征，一旦遭到污染，即使徹底清理了污染源，需要更長的時(shí)間恢復(fù)水質(zhì)和地下水功能，因此在實(shí)際調(diào)查過程中有很多環(huán)節(jié)都會影響調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性，甚至影響結(jié)果的判斷方向。如對污染源的歷史情況調(diào)查不夠充分，地下水污染物的特性以及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律考慮不足，導(dǎo)致采樣點(diǎn)位不合理、采樣深度不科學(xué)、檢測因子不具代表性、超標(biāo)原因分析不徹底、土壤和地下水污染關(guān)聯(lián)性差等，最終調(diào)查出的結(jié)果可能與實(shí)際情況存在很大的出入，不僅造成大量的人力、物力和財(cái)力浪費(fèi)，也不利于后續(xù)的地塊土壤和地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估、修復(fù)或風(fēng)險(xiǎn)管控措施的制定，甚至適得其反。

基于我國地下水環(huán)境調(diào)查過程中存在的問題，筆者根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合地下水污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，對地下水環(huán)境調(diào)查中的關(guān)鍵影響因素進(jìn)行分析。

二、主要影響因素分析

從污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律角度來看，地下水環(huán)境調(diào)查的影響因素主要包括污染源分布、自然形態(tài)下的水文地質(zhì)條件、人類活動對水文地質(zhì)條件的影響以及地下水環(huán)境建井采樣技術(shù)等。

（一）污染源分布

污染源是引起地下水環(huán)境污染的根本所在，由污染物質(zhì)、污染場所、設(shè)備和裝置等共同組成。從人類活動類型看，地下水污染源主要來源于工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、生活污染源和其他污染源。其中工業(yè)污染源主要為石油化工、金屬制品業(yè)、采礦業(yè)、電力燃?xì)獾戎攸c(diǎn)監(jiān)管行業(yè)的產(chǎn)品、副產(chǎn)品、化學(xué)原料使用和“三廢”排放，是造成我國地下水污染的最主要因素。近年來隨著“退二進(jìn)三”戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，我國不少城市陸續(xù)出現(xiàn)了大規(guī)模的工業(yè)企業(yè)搬遷、關(guān)閉。由于這些企業(yè)往往建廠時(shí)間較早，環(huán)境管理手段不到位，環(huán)保設(shè)施尤其是管道、地面防泄漏防滲設(shè)施建設(shè)不完善，企業(yè)關(guān)閉或搬遷后遺留的場地土壤和地下水污染較為嚴(yán)重[1]，對人體健康造成危害甚至引起群體事件，如常州外國語學(xué)校毒地事件等。農(nóng)業(yè)污染源主要為農(nóng)藥、化肥的施用以及水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水、農(nóng)田廢水的排放，具有量大、面廣的特征，可能對人和動物的內(nèi)分泌免疫功能、生殖機(jī)能造成損傷，嚴(yán)重的引起致癌作用甚至導(dǎo)致死亡。生活污染源主要包括化糞池、廁所、排污溝渠等。其他污染源主要包括垃圾填埋場、加油站等。

由于地表水、土壤和地下水污染之間具有相互轉(zhuǎn)化作用，隨著土壤和地表水環(huán)境污染的加劇，受污染的土壤、地表水和底泥也已成為新的污染源。因此，同步開展地塊及鄰近區(qū)域的地下水、土壤、地表水乃至底泥環(huán)境調(diào)查非常有必要，包括地塊當(dāng)前及歷史上曾經(jīng)發(fā)生的污染物的種類、數(shù)量、位置分布、污染發(fā)生方式、遷移擴(kuò)散途徑等。

（二）自然形態(tài)下的水文地質(zhì)條件

目前多數(shù)地下水環(huán)境調(diào)查多引用區(qū)域地質(zhì)勘察報(bào)告、地塊或周邊的工程地質(zhì)勘察報(bào)告，而這類報(bào)告多關(guān)注土層地質(zhì)情況，如土層結(jié)構(gòu)、土層性質(zhì)、地基承載力、場地地震效應(yīng)等，對地塊及周邊的地下水補(bǔ)、徑、排關(guān)系關(guān)注不足。我國尤其是南方地區(qū)，地下水水量豐富，潛水含水層埋藏較淺，弄清楚地塊內(nèi)外地表水和地下水之間的水力聯(lián)系、地下水各含水層之前的水力聯(lián)系等尤為重要。

潛水含水層受氣候變化影響最大，一般情況下，降水時(shí)入滲補(bǔ)給使?jié)撍簧仙?，而下雨過后受蒸發(fā)和徑流排泄作用影響，潛水位逐漸下降。此外，包氣帶厚度及與周邊地表水體的距離等地質(zhì)因素主要影響地下水水位的變化速度和變化幅度，隨著包氣帶厚度的增加，滯留于包氣帶中的水量越多，潛水層水位變化越滯后，同時(shí)與地表水體的距離越近，地下水水位變化越快[2]。因此，在不同的雨期、下雨前后開展調(diào)查都會對調(diào)查結(jié)果產(chǎn)生一定影響。

地下水水位的變化又進(jìn)一步對地下水污染物的擴(kuò)散產(chǎn)生影響。當(dāng)污染源分布在地下水補(bǔ)給區(qū)時(shí)，污染物將順流向排泄區(qū)擴(kuò)散，最終對整個(gè)地下水流動系統(tǒng)造成影響，這種影響將伴隨著污染物在地下水流動系統(tǒng)中的徹底清除；當(dāng)污染源分布在排泄區(qū)時(shí)，地下水污染的影響范圍相對有限，對地下水流動系統(tǒng)的影響時(shí)間較短。此外，受特殊地形地貌、地表水流域和工程設(shè)施分布等的影響，區(qū)域水文地質(zhì)條件和地塊局部水文地質(zhì)可能呈現(xiàn)不同的規(guī)律。這些需要針對具體地塊有針對性進(jìn)行分析。

（三）人類活動對水文地質(zhì)條件的影響

隨著土壤和地下水污染認(rèn)知水平的不斷提高，地面硬化、平整、抽水、基坑降水、地下管道和溝渠修建、臨近區(qū)域土地開發(fā)利用等人類活動對地塊水文地質(zhì)條件和污染狀況的影響也越來越受到地下水環(huán)境管理和技術(shù)人員的重視。一般情況下，在地塊及周邊區(qū)域，當(dāng)存在人為地抽取或補(bǔ)充地下水行為時(shí)，原來的地下水排泄區(qū)、補(bǔ)給區(qū)可能發(fā)生轉(zhuǎn)變。此外，地面硬化、平整或土地開發(fā)利用形式變化，也會改變地下水流動。如項(xiàng)目場地平整后，原有含水層結(jié)構(gòu)往往遭受破壞，導(dǎo)致含水層的頂?shù)装鍢?biāo)高發(fā)生改變，松散的堆積物也會改變含水層滲透系數(shù)；場地用地性質(zhì)發(fā)生變化，如由農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)用地時(shí)，由于地基夯實(shí)、地面硬化層的鋪設(shè)等措施，造成降雨入滲量、潛水蒸發(fā)量、地下水與地表水間的補(bǔ)排量均有不同程度的減少，進(jìn)而影響地下水流場和污染物的濃度分布[3]。

（四）地下水建井采樣技術(shù)

地下水環(huán)境調(diào)查建井質(zhì)量和采樣水平的好壞直接影響水文地質(zhì)參數(shù)和地下水污染物的含量。建井質(zhì)量的主要影響因素又包括建井施工人員的風(fēng)險(xiǎn)意識和技術(shù)水平、建井方式、采樣設(shè)備維護(hù)和清洗、開篩位置、止水密封程度，采樣質(zhì)量的主要影響因素包括洗井效果、取樣位置、固定劑的添加、現(xiàn)場質(zhì)量控制、樣品的保存與運(yùn)輸?shù)?。其中建井和采樣人員的風(fēng)險(xiǎn)意識、職業(yè)技能的熟練程度以及責(zé)任心的高低最為關(guān)鍵，直接影響地下水采樣結(jié)果的準(zhǔn)確性[4]。而目前在實(shí)際采樣過程中，受時(shí)間、資金、人力物力成本等因素影響，部分地下水環(huán)境調(diào)查的建井施工人員和采樣人員專業(yè)水平和經(jīng)驗(yàn)不高，施工時(shí)采樣位置或深度出現(xiàn)偏差，現(xiàn)場對土層性質(zhì)的判定、描述不夠嚴(yán)謹(jǐn)甚至錯(cuò)誤，如污染集中在土壤表層、但開篩位置在下層或者貫穿上、下層，難以有效建立土壤和地下水污染之間的聯(lián)系；發(fā)現(xiàn)下層污染卻未做出繼續(xù)鉆探的判斷，未及時(shí)對鉆探土孔進(jìn)行封孔或者封孔不徹底、導(dǎo)致下雨時(shí)表層污染物隨孔壁下注進(jìn)而污染下層土壤、地下水，造成污染范圍或程度的擴(kuò)大等。由于對地下水建井施工及采樣過程的風(fēng)險(xiǎn)管控意識不夠突出，面對此類突發(fā)問題的解決能力不強(qiáng)，最終影響到地下水環(huán)境調(diào)查項(xiàng)目的質(zhì)量和進(jìn)度。

三、結(jié)束語

地下水環(huán)境調(diào)查是污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控與修復(fù)工作的基礎(chǔ)，實(shí)際調(diào)查過程普遍存在對地下水污染物遷移擴(kuò)散考慮不充分的情況，導(dǎo)致調(diào)查結(jié)果與實(shí)際情況出現(xiàn)偏差，造成大量的人力、物力和精力浪費(fèi)，也不利于后續(xù)的地塊土壤和地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估、水修復(fù)或風(fēng)險(xiǎn)管控措施的制定，甚至適得其反。建議進(jìn)一步加強(qiáng)地下水建井施工、采樣的從業(yè)單位和人員規(guī)范化管理，加強(qiáng)對建井施工、采樣人員的崗前培訓(xùn)和技術(shù)考核，提高從業(yè)人員職業(yè)道德和專業(yè)素質(zhì)，建立一支責(zé)任心強(qiáng)、技術(shù)過硬的地下水環(huán)境調(diào)查專業(yè)隊(duì)伍；進(jìn)一步關(guān)注土壤污染、地下水污染和地表水污染的協(xié)同調(diào)查和水文地質(zhì)勘察，細(xì)化地下水建井、采樣調(diào)查程序和質(zhì)控要求，為我國地下水環(huán)境管理的規(guī)范有序開展保駕護(hù)航。