粵港澳大灣區(qū)某地塊淺層地下水中氯仿污染特征分析

＊聶珊珊 章生衛(wèi) 盧俊安 陳怡君

（廣州市環(huán)境保護科學(xué)研究院 廣東 510620）

三氯甲烷（Trichloromethane，CF）是一種揮發(fā)性有機物，俗稱氯仿，常溫下是無色、透明、易揮發(fā)的液體，屬于重質(zhì)非水相液體（DNAPL），其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在自然界能長期存在，在生產(chǎn)制造加工中常用作溶劑，有致畸、致癌等危害[1]，具有高淋溶遷移性，極易污染地下水[2]。在美國129種優(yōu)先控制污染物（Priorty pollutants）和中國58種環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測和控制的有機物中，三氯甲烷均位于前列。

三氯甲烷并不溶于水、易揮發(fā)，在光照下可被空氣中的氧氣氧化成劇毒的光氣，因而不易進入地下水，三氯甲烷由土壤表面遷移至地下水造成地下水有機污染，土壤作為遷移通道，對有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化起到重要作用[3]，故在淺層地下水位埋藏較深的區(qū)域頻頻檢出三氯甲烷，除了歸結(jié)于包氣帶巖性較粗外，含高濃度三氯甲烷廢水或廢料的隨意排放，應(yīng)該是導(dǎo)致三氯甲烷檢出異常的根源[4]。氯代烴清洗劑因其具有清洗能力強、不燃燒、干燥快、易蒸餾再生的優(yōu)點被大量使用。

基于此，本文以粵港澳大灣區(qū)某地塊為研究區(qū)域，獲取了該地塊的土壤和地下水氯仿污染濃度分布，并采用建設(shè)用地第一類用地風(fēng)險篩選值與《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值進行評價，以期為此氯仿污染地塊的調(diào)查工作和后續(xù)環(huán)境管理提供科學(xué)參考依據(jù)。

1.材料與方法

(1)研究區(qū)域概述

研究對象為粵港澳大灣區(qū)某地塊，面積約15萬m2，在1998年前主要為菜地、稻田；1998年完成土地平整后開始作為長途貨運站用地進行建設(shè)，建成倉庫和地下污水處理池、汽修樓和宿舍等建筑，主要作為電器、五金、洗潔用品、建材等非危險化學(xué)品、易爆易燃品的貨物樞紐站；2020年開始停業(yè)及拆遷。研究區(qū)擬由貨運交通用地轉(zhuǎn)變?yōu)榫幼∮玫兀诘臏\層地下水劃定為應(yīng)急水源區(qū)，地下水功能區(qū)保護目標(biāo)中水質(zhì)類別為Ⅲ類，被列為地下水禁采區(qū)。

通過第一階段污染狀況調(diào)查與分析，研究區(qū)內(nèi)的重點關(guān)注區(qū)域為原汽修廠維修區(qū)域、汽修樓及其外部的零件維修區(qū)域、配電房及各倉庫區(qū)域等，潛在污染途徑為柴油貯存及使用過程和疑似使用氯代烴有機清洗劑對含油污設(shè)備的清洗，柴油跑冒滴漏及清洗過程中廢水不規(guī)范排放造成土壤和地下水的污染，潛在關(guān)注污染物主要為石油烴（C10-C40）、1,2-二氯乙烷、氯仿。

由于研究區(qū)回填的土壤來源調(diào)查不甚清晰，基于HJ 25.1-2019、HJ 25.2-2019等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[5-6]的要求，初步采樣在研究區(qū)內(nèi)采用40m×40m網(wǎng)格系統(tǒng)布點法結(jié)合專業(yè)布點法進行土壤和地下水監(jiān)測點位布設(shè)，共布設(shè)98個土壤點位（同時建設(shè)15口地下水監(jiān)測井）。每個土壤點位采樣至6m，每口水井篩管底部設(shè)置在黏土層，地下埋深約6～8m。每個土壤點位分別在人工填土層（0～0.5m）、初見水位處、含砂層、黏土層和淤泥質(zhì)土層處采集樣品，共采集土樣490個和水樣15個，本次研究的樣品檢測指標(biāo)為氯仿。

(2)樣品采集與分析

土壤樣品使用無擾動采樣器采集，并轉(zhuǎn)移至帶PTFE內(nèi)襯40ml棕色玻璃瓶中，瓶中預(yù)先放有攪拌子，密封0～4℃冷藏避光保存，采用HJ 605-2011方法[7]測定氯仿。地下水樣品采用內(nèi)含鹽酸保存劑的40mL棕色玻璃瓶收集并密封0～4℃冷藏避光保存，采用HJ 639-2012[8]測定氯仿。

(3)數(shù)據(jù)處理及評價

本研究中采用GB 36600-2018[9]中第一類用地風(fēng)險篩選值（0.3mg/kg）、GB/T 14848-2017[10]Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值（60μg/L）評價土壤和地下水中氯仿的環(huán)境質(zhì)量。

2.調(diào)查結(jié)果與討論

(1)研究區(qū)初查土壤和地下水中氯仿監(jiān)測結(jié)果評價

將研究區(qū)內(nèi)土壤和地下水樣品中氯仿檢測數(shù)據(jù)進行頻率統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見表1和表2，其中土樣中氯仿檢出率為0.61%，最大濃度為0.02mg/kg，未超篩選值（0.3mg/kg），最大濃度占標(biāo)比為6.67%；水樣中氯仿檢出率為6.67%，最大濃度為297μg/L，超標(biāo)（60μg/L）3.95倍；土壤和地下水中氯仿變異系數(shù)大于1，屬于強變異，說明研究區(qū)土壤和地下水中氯仿濃度受到外界的影響較大。匯總各類型土壤中氯仿監(jiān)測結(jié)果（統(tǒng)計結(jié)果見表3），黏砂土和壤土均檢出氯仿，砂土和黏土均未檢出；氯仿檢出的土壤點位和超標(biāo)地下水井不為同一位置，且相距230m。分析氯仿超標(biāo)井位置的土壤類型自上而下依次為砂土、壤土、粉質(zhì)黏土和黏砂土，初見水位在砂土層。

表1 土壤中氯仿監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計

表2 地下水中氯仿監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計

表3 各類型土壤中氯仿監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計

(2)研究區(qū)詳查土壤和地下水中氯仿監(jiān)測結(jié)果評價

為查明地下水中氯仿的來源和受污染的成因，第一批詳細(xì)采樣按照密度不大于40m×40m的網(wǎng)格在原初查未超標(biāo)地下水井處補充布設(shè)兩個地下水井，在采集的水樣中氯仿未檢出。

為精準(zhǔn)確定氯仿污染范圍，第二批詳細(xì)采樣在原初查超標(biāo)水井不大于5m內(nèi)、20m范圍內(nèi)依次布設(shè)3個和兩個土壤及地下水合并點位，建井過程同期采集5個土樣（采至6m），篩管底部設(shè)置在黏土層。在新建水井采樣期間，同期采集原初查超標(biāo)水井的水樣。本批次采集的25組土樣和6組水樣中僅原初查超標(biāo)水井中檢出氯仿，檢出濃度為128μg/L。

為進一步考察氯仿是否在淺層含水層存在水平擴散運動，第三批詳細(xì)采樣對加密的5個淺層水井及原初查超標(biāo)水井進行水樣采集，采集的6組水樣中氯仿均未檢出。

圖1 研究區(qū)內(nèi)地下水中氯仿超標(biāo)區(qū)加密調(diào)查監(jiān)測井分布圖

為防止原初查超標(biāo)井中氯仿濃度反彈，在后期分別間隔1個月依次開展兩批次采樣（即第四、五批詳細(xì)采樣），采集的兩批次水樣中氯仿均未檢出。

同一時間內(nèi)對研究區(qū)氯仿污染區(qū)淺層地下水井中量測的靜止地下水水位標(biāo)高繪制等值線圖（見圖2）可知，該區(qū)域地下水流向大致為西北至東南流向。梳理五批次采樣中原超標(biāo)井中氯仿濃度并繪制趨勢線（見圖3）可知，原初查超標(biāo)水井中氯仿濃度逐漸遞減至未檢出。

圖2 研究區(qū)內(nèi)地下水中氯仿超標(biāo)區(qū)水位標(biāo)高等值線圖

圖3 研究區(qū)地下水中氯仿超標(biāo)點位各批次檢測濃度趨勢線

梳理五批次詳細(xì)采樣中原初查超標(biāo)監(jiān)測井水樣中氯仿檢測數(shù)據(jù)并繪制趨勢線（見圖4），由圖4可知，原初查超標(biāo)水監(jiān)測井中氯仿濃度逐漸遞減至未檢出。

(3)研究區(qū)氯仿污染成因分析

研究區(qū)僅用于倉儲、物流，地下水氯仿超標(biāo)區(qū)域可能曾放置過油罐，并離清洗池較近，故氯仿的污染可能來源于使用氯代烴有機清洗劑對含油污設(shè)備的清洗，清洗過程中廢水不規(guī)范排放，滲入地下造成土壤和地下水的氯仿污染?？傮w上研究區(qū)的土壤和地下水均受到含氯仿清洗廢水的影響，尤其地下水更為顯著。

(4)研究區(qū)氯仿污染成因及地下水中濃度遞減原因分析

①由于研究區(qū)整體硬化較好且主要作為貨物樞紐站，清洗含油污設(shè)備非主要的生產(chǎn)工藝，氯仿泄漏進入土壤、地下水，其中的污染量較小。在常溫下，氯仿的溶解度為7920mg/L，溶解度較低；污染區(qū)氯仿濃度仍遠(yuǎn)低于其溶解度，易被溶解在水中。

②研究區(qū)土壤主要為砂土、黏砂土和壤土為主，有機質(zhì)含量較低，不利于氯仿的吸附，淺層地下水中污染物泄露量較小，氯仿在進入含砂層后，被下部的粉質(zhì)黏土弱透水層阻隔，向弱透水層下方緩慢滲透，并沿含砂層或優(yōu)勢通道水平擴散運移，氯仿易受水位變動、地下水徑流影響；地下水污染井位于含砂層和非含砂層交界處即含砂層尖滅處，由于上層滯水水量較小，水中氯仿易受抽水影響被去除，而受各批次調(diào)查的洗井抽水影響，氯仿被擾動抽出，使水中氯仿濃度呈下降趨勢。

3.結(jié)論與建議

研究區(qū)僅作為貨物樞紐站，由于早期管理相對粗放，部分區(qū)域存在使用氯代烴有機清洗劑對含油污設(shè)備的清洗情形，導(dǎo)致土壤和地下水均受到含氯仿清洗廢水的影響，尤其地下水更為顯著。

研究區(qū)的土壤中氯仿雖未超過篩選值，地下水中氯仿雖受人工抽水?dāng)_動及自然擴散遷移等作用逐漸降低至未檢出，但由于氯代烴污染的復(fù)雜性，且曾有過超標(biāo)情況，可能長期存在氯仿濃度的反彈情形，建議開展長期監(jiān)測。如地下水中氯仿濃度呈現(xiàn)穩(wěn)態(tài)或者下降趨勢，則可停止監(jiān)測；若地下水中氯仿濃度出現(xiàn)超標(biāo)，應(yīng)采取應(yīng)急措施阻止污染擴散，同時采取適當(dāng)?shù)墓芸鼗蛳胧乐蛊鋽U散，并盡可能恢復(fù)地下水水質(zhì)。