工業(yè)園區(qū)地下水風(fēng)險(xiǎn)管控模式探索

徐俊杰，曾瑞新，胡越

（浙江環(huán)科環(huán)境研究院有限公司，杭州 311121）

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)地下水修復(fù)治理起步較晚，管理體系仍需要完善。自《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）發(fā)布實(shí)施以來，我國(guó)淺層地下水水質(zhì)情況依然不容樂觀，這也在客觀上促使我國(guó)對(duì)地下水污染防治的重視度不斷提高。隨著《中華人民共和國(guó)土壤污染防治法》和《地下水管理?xiàng)l例》的頒布，土壤污染重點(diǎn)監(jiān)管單位土壤和地下水污染防治的責(zé)任與義務(wù)得到明確，土壤和地下水的風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)治理也有了法律保障。本文以某工業(yè)園區(qū)為例，探索了園區(qū)管理部門與土地使用權(quán)人協(xié)同開展地下水污染風(fēng)險(xiǎn)管控的模式，以推進(jìn)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)管控，為工業(yè)園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

1 工業(yè)園區(qū)地下水環(huán)境現(xiàn)狀

隨著近幾年中央環(huán)保督察工作的不斷深入，工業(yè)園區(qū)尤其是化工園區(qū)的環(huán)境污染已成為共性問題。早期工業(yè)園區(qū)因?yàn)榄h(huán)保管理能力不足、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善，生態(tài)環(huán)境隱患不斷，尤其是地下水污染，其具有隱蔽性和滯后性，不易被人發(fā)現(xiàn)。宋易南等[1]對(duì)京津冀地區(qū)的地下水污染研究表明，企業(yè)關(guān)停并轉(zhuǎn)、廢水違規(guī)排放、環(huán)境污染事件突發(fā)、老化設(shè)備跑冒滴漏等是地下水污染的主因，這同樣也是全國(guó)工業(yè)園區(qū)的真實(shí)寫照。2018—2020年，我國(guó)淺層地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1 所示。2020年，我國(guó)有33.7%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，43.6%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)達(dá)到Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)[2]。超標(biāo)污染物中錳、鐵、鋁、氟化物、硫酸鹽等可能與水文地質(zhì)化學(xué)背景有關(guān)，其他污染物則更多地與人為活動(dòng)有關(guān)。

表1 2018—2020 年我國(guó)淺層地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

2 工業(yè)園區(qū)地下水環(huán)境調(diào)查

2.1 園區(qū)水文地質(zhì)勘查

根據(jù)園區(qū)巖土和水文地質(zhì)勘查結(jié)果，粉質(zhì)黏土和含礫粉質(zhì)黏土分布不均勻，厚度變化大，是本場(chǎng)地主要淺部隔水層；卵石主要分布于河道邊；強(qiáng)風(fēng)化泥巖是本場(chǎng)地主要的淺部地下水含水層；中風(fēng)化泥灰?guī)r是本場(chǎng)地深部地下水隔水層。

勘查區(qū)地下水可分為上層滯水、松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。中風(fēng)化基巖埋深大，垂直滲透和側(cè)向徑流較弱，巖體較完整，地下水總體補(bǔ)給能力弱，主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給，深層基巖裂隙承壓水不發(fā)育，基本可視作隔水頂板層。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，地下水徑流條件比較簡(jiǎn)單，松散巖類孔隙水及基巖裂隙水一般以潛水形式存在，排泄區(qū)受侵蝕基準(zhǔn)面控制。整體來看，園區(qū)地下水從東、南、西三側(cè)山坡向溪溝匯集，而后集中往北側(cè)河道排泄，如圖1 所示。圖1中，字母和數(shù)字編號(hào)代表不同區(qū)域的地下水井，例如，WA-1 表示園區(qū)A 區(qū)域1 號(hào)水井。

圖1 地下水流向圖

2.2 園區(qū)污染情況

該工業(yè)園區(qū)歷史悠久，生態(tài)環(huán)境部門和園區(qū)管委會(huì)共同負(fù)責(zé)整個(gè)園區(qū)的運(yùn)維。盡管可能早已存在污染，但園區(qū)一直缺乏土壤和地下水的污染底數(shù)支撐。為了摸清園區(qū)整體污染特征，調(diào)查評(píng)估工作分為園區(qū)和企業(yè)兩個(gè)層級(jí)。政府部門主導(dǎo)完成對(duì)園區(qū)整體污染分布和擴(kuò)散情況的摸排。同時(shí)，壓實(shí)園區(qū)內(nèi)重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)責(zé)任，要求其同步開展土壤和地下水污染狀況調(diào)查評(píng)估。從園區(qū)面到企業(yè)點(diǎn)，從園區(qū)運(yùn)維到污染地塊管理，由淺入深，政府部門與地塊責(zé)任人協(xié)同開展地下水污染的溯源斷源和風(fēng)險(xiǎn)管控工作。

2.2.1 園區(qū)層面

政府部門首先開展園區(qū)土壤和地下水初步調(diào)查、地下水污染擴(kuò)散排查，以初步掌握基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，大致了解污染分布特征。上述工作共采集80 多個(gè)土壤點(diǎn)位的近300 個(gè)樣品、50 多個(gè)地下水點(diǎn)位的60 多個(gè)樣品，同時(shí)采集地表水和底泥樣品。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，對(duì)照第二類建設(shè)用地篩選值和Ⅳ類地下水標(biāo)準(zhǔn)限值，發(fā)現(xiàn)園區(qū)土壤和地下水污染物存在一定程度的超標(biāo)，超標(biāo)污染物主要是氟化物、氯代烴等，集中在園區(qū)地下水排泄區(qū)，已向下游擴(kuò)散。對(duì)于園區(qū)內(nèi)已收儲(chǔ)的關(guān)閉搬遷企業(yè)地塊，統(tǒng)一由政府部門開展場(chǎng)地調(diào)查。調(diào)查結(jié)果表明，已收儲(chǔ)地塊均存在不同程度的污染，超標(biāo)污染物與園區(qū)整體調(diào)查結(jié)果基本一致，主要涉及氟化物，砷、鎳等重金屬，氯仿、氯苯、硝基氯苯等氯代烴。經(jīng)過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，該工業(yè)園區(qū)制定了土壤和地下水污染物管控目標(biāo)值。

2.2.2 企業(yè)層面

對(duì)于重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)地塊，政府部門以《中華人民共和國(guó)土壤污染防治法》為抓手，壓實(shí)土地使用權(quán)人責(zé)任，要求其同步開展污染排查。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，所有重點(diǎn)監(jiān)管單位地塊土壤及地下水均存在比園區(qū)層面更重的污染。經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，各企業(yè)地塊對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)均不可接受。

2.2.3 園區(qū)整體污染特征

園區(qū)和企業(yè)調(diào)查評(píng)估結(jié)果表明，園區(qū)地下水污染物超標(biāo)比較嚴(yán)重，超標(biāo)污染物與現(xiàn)狀和歷史企業(yè)的特征污染物類型一致，且地下水污染物已向下游擴(kuò)散，地下水污染防治刻不容緩?；陲L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，園區(qū)和企業(yè)聯(lián)合開展了地下水污染風(fēng)險(xiǎn)管控。

3 工業(yè)園區(qū)地下水風(fēng)險(xiǎn)管控

針對(duì)地下水的風(fēng)險(xiǎn)管控，國(guó)內(nèi)外已有很多研究。一是制度控制，有劃定風(fēng)險(xiǎn)管理區(qū)、限制地下水利用等；二是工程控制，有水平覆蓋、垂直阻隔等；三是主動(dòng)修復(fù)，有物理化學(xué)修復(fù)、熱處理修復(fù)等[3]。2022 年5月，生態(tài)環(huán)境部制定并發(fā)布了《地下水污染可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)指南（試行）》和《污染地下水抽出-處理技術(shù)指南（試行）》，進(jìn)一步指導(dǎo)和規(guī)范了地下水風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)的應(yīng)用。

3.1 園區(qū)層面風(fēng)險(xiǎn)管控

3.1.1 開展園區(qū)應(yīng)急管控

園區(qū)層面，以阻止主要污染因子（氟化物等）繼續(xù)擴(kuò)散、控制其他特征污染因子濃度在現(xiàn)有水平和保證下游地下水水質(zhì)不再繼續(xù)惡化為目的，設(shè)計(jì)了“可滲透反應(yīng)墻（PRB）+抽出-處理系統(tǒng)”的應(yīng)急管控方案。管控技術(shù)路線如下：園區(qū)下游邊界地下水出水采用PRB 進(jìn)行處理，控制水質(zhì)；園區(qū)西側(cè)溪溝沿線和園區(qū)內(nèi)部設(shè)計(jì)抽出-處理系統(tǒng)，采用抽出-處理技術(shù)形成水力捕獲帶，防止污染物向西側(cè)溪溝擴(kuò)散。

根據(jù)園區(qū)實(shí)際情況，采用漏斗-導(dǎo)水門型PRB系統(tǒng)，如圖2 所示。按地下水流向，依次采用石英砂、零價(jià)鐵/砂石、活性炭/沸石作為反應(yīng)介質(zhì)；PRB 反應(yīng)單元兩側(cè)（阻隔導(dǎo)流單元）采用止水帷幕，主要將園區(qū)北部區(qū)域地下水向PRB 墻體導(dǎo)排；反應(yīng)單元上游采用抽提井作為滲流調(diào)控單元。另外，通過建立園區(qū)地下水?dāng)?shù)值模擬模型和污染物運(yùn)移模型等，設(shè)計(jì)抽出-處理系統(tǒng)。在園區(qū)西側(cè)邊界沿山間溪溝布設(shè)20 多口抽提井，進(jìn)行水力截獲。當(dāng)抽提井群開始抽水后，井周圍地下水疏干，園區(qū)地下水基本受到抽水井群控制，可以捕獲園區(qū)內(nèi)的污染羽。

圖2 可滲透反應(yīng)墻的系統(tǒng)組成

3.1.2 建立健全污染治理體系

在應(yīng)急管控措施上線的同時(shí)，該工業(yè)園區(qū)開始著手建立“源頭+過程+末端”的地下水污染治理體系。管控技術(shù)路線如下：對(duì)土壤及地下水高濃度污染點(diǎn)位開展清挖移除、抽提轉(zhuǎn)移，從源頭削減已有污染物；采取原位化學(xué)氧化還原技術(shù)輔助治理清理后的點(diǎn)位剩余污染及點(diǎn)位周圍污染。

針對(duì)園區(qū)高濃度重非水相液體（DNAPLs）污染的地下水點(diǎn)位，設(shè)立去源DNAPLs 抽提井，采用深層抽提強(qiáng)化水力截獲，同時(shí)輕微減輕下游抽提壓力。結(jié)合園區(qū)土壤污染點(diǎn)位現(xiàn)狀，選擇最小風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估單元（10 m×10 m）開展高污染土壤清挖。

原位化學(xué)氧化是在地下水中注入具有氧化性的藥劑，使得地下水中的污染物被氧化分解成無毒或低毒物質(zhì)，一般采用芬頓試劑、過硫酸鹽、過氧化氫等[4]。本研究使用Fe2+復(fù)合H2O2活化Na2S2O8，在園區(qū)去源處置點(diǎn)位的基礎(chǔ)上，選取重點(diǎn)污染地下水點(diǎn)位作為注藥點(diǎn)位，有效治理地下水污染羽；考慮到園區(qū)須多次注藥，選用注射井注入法。結(jié)合應(yīng)急管控方案，園區(qū)地下水風(fēng)險(xiǎn)管控的整體思路如圖3所示。

圖3 工業(yè)園區(qū)地下水風(fēng)險(xiǎn)管控的整體思路

3.1.3 建立地下水長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)機(jī)制

地下水風(fēng)險(xiǎn)管控效果的評(píng)估周期很長(zhǎng)，而園區(qū)地下水污染物涉及氯代烴，1～2 年后很容易出現(xiàn)反彈[5]。為配合后期監(jiān)管監(jiān)控措施，動(dòng)態(tài)了解和跟蹤園區(qū)地下水質(zhì)量變化，為建立健全地下水監(jiān)控與預(yù)警體系打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，該工業(yè)園區(qū)著手建立地下水長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)機(jī)制。值得一提的是，對(duì)園區(qū)特征污染物氯代烴及其他不溶于水的污染物而言，監(jiān)測(cè)自然衰減也是一種未來可以發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)[6]。

3.2 企業(yè)層面風(fēng)險(xiǎn)管控

根據(jù)企業(yè)管控方案，擬采取的土壤和地下水管控措施主要有：對(duì)污染土壤進(jìn)行清挖，對(duì)管控區(qū)域采用高密度聚乙烯膜（HDPE）進(jìn)行水平阻隔，對(duì)地下水污染嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行抽出-處理，強(qiáng)化土壤和地下水隱患排查，開展地下水長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

3.3 風(fēng)險(xiǎn)管控效果

園區(qū)和企業(yè)協(xié)同開展了地下水污染風(fēng)險(xiǎn)管控，外有PRB 和抽出-處理技術(shù)，內(nèi)有注藥和阻隔技術(shù)，通過內(nèi)外結(jié)合的方式取得符合預(yù)期的成果。隨著外部工程的不斷推進(jìn)，園區(qū)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)井的數(shù)據(jù)也逐步向好。更為重要的是，為了自身的更好發(fā)展，園區(qū)內(nèi)的重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)紛紛進(jìn)行內(nèi)部挖潛，對(duì)過去可能存在填埋物的污染區(qū)域進(jìn)行清挖，積極溯源斷源。

除了園區(qū)和企業(yè)層面協(xié)同控制地下水污染之外，該工業(yè)園區(qū)還逐步往數(shù)字化、信息化、智慧化方向轉(zhuǎn)型：清退低效閑置企業(yè)，加快基礎(chǔ)設(shè)施和配套運(yùn)維管理，引進(jìn)環(huán)保管家長(zhǎng)效監(jiān)管，深化污水零直排驗(yàn)收，開發(fā)數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)，強(qiáng)化園區(qū)應(yīng)急響應(yīng)和監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。隨著多方協(xié)同作用，政府部門堅(jiān)持問題導(dǎo)向，突出重點(diǎn)、系統(tǒng)、科學(xué)治理，下定決心徹底解決園區(qū)歷史遺留問題，全面改善園區(qū)生態(tài)環(huán)境。隨著管控工程不斷推進(jìn)，污染物源頭不斷減少，污染物含量不斷降低，污染風(fēng)險(xiǎn)不斷縮小，該工業(yè)園區(qū)正努力將自己打造成環(huán)境治理的示范樣板。

4 結(jié)論

綠色智慧園區(qū)是目前工業(yè)園區(qū)發(fā)展的方向。對(duì)工業(yè)園區(qū)而言，地下水污染也是一個(gè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的契機(jī)。該工業(yè)園區(qū)通過內(nèi)外結(jié)合的方式，在園區(qū)層面做好末端防控，在企業(yè)層面做好溯源斷源，為標(biāo)本兼治地解決園區(qū)地下水污染問題提供了可行參考。需要注意的是，該工業(yè)園區(qū)地下水中超標(biāo)污染物可能會(huì)在未來反彈，未來必須切實(shí)做好長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，建立健全地下水監(jiān)控與預(yù)警體系，以更好地維持園區(qū)地下水風(fēng)險(xiǎn)管控效果。