化工集中區(qū)地下水污染成因分析與對策

袁 勝，梁 奔

（江西省地質(zhì)環(huán)境調(diào)查研究院有限公司，江西 南昌 330096）

水是人類日常生活和生產(chǎn)發(fā)展不可或缺的重要資源，也是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。本研究開發(fā)區(qū)位于龍南市城區(qū)的南部和東部，全區(qū)遠(yuǎn)期規(guī)劃控制面積為175 km2，已建成20.07 km2，園區(qū)內(nèi)擁有電子信息、稀土及新材料、現(xiàn)代輕工及食品藥品四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，涉及稀土、化工、電子、再生資源、建材、醫(yī)藥、包裝印刷、家具、紙制品多個(gè)行業(yè)。2021 年3 月，生態(tài)環(huán)境部辦公廳印發(fā)了《化工園區(qū)地下水環(huán)境狀況調(diào)查評估工作方案》（環(huán)辦便函〔2021〕100 號），要求2021 年底完成國家級化工園區(qū)地下水環(huán)境狀況調(diào)查評估工作。根據(jù)《化工園區(qū)地下水環(huán)境狀況調(diào)查評估工作方案》以及《江西省化工園區(qū)地下水環(huán)境狀況調(diào)查評估工作方案》有關(guān)要求，為明確園區(qū)內(nèi)化工集中區(qū)地下水污染情況，我公司實(shí)施了化工集中區(qū)地下水環(huán)境狀況調(diào)查評估項(xiàng)目。

1 化工集中區(qū)地下水監(jiān)測布點(diǎn)和檢測指標(biāo)

1.1 地下水監(jiān)測點(diǎn)布點(diǎn)原則

1）監(jiān)測井應(yīng)能反映調(diào)查評價(jià)范圍內(nèi)地下水總體水質(zhì)狀況。對同一個(gè)水文地質(zhì)單元，可根據(jù)地下水的補(bǔ)徑排條件布設(shè)控制性監(jiān)測點(diǎn)，化工園區(qū)的上下游、垂直于地下水流方向兩側(cè)、內(nèi)部以及周邊主要敏感點(diǎn)均應(yīng)布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)。

2）本次調(diào)查布點(diǎn)范圍以園區(qū)化工集中區(qū)已建成區(qū)為重點(diǎn)，兼顧化工集中區(qū)規(guī)劃范圍。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查污染識(shí)別的結(jié)果，對潛在污染源企業(yè)下游布設(shè)監(jiān)測井。

3）本次調(diào)查范圍內(nèi)地下水類型以紅層裂隙孔隙水和風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水為主，結(jié)合污染源分布區(qū)域內(nèi)地下水流向，布設(shè)地下水監(jiān)測井點(diǎn)位位置及孔深。

1.2 布點(diǎn)位置與數(shù)量

開發(fā)區(qū)化工集中區(qū)地下水環(huán)境調(diào)查評估的布點(diǎn)類型主要有4 種，即園區(qū)上游對照點(diǎn)、污染擴(kuò)散監(jiān)測點(diǎn)、園區(qū)內(nèi)部點(diǎn)和下游敏感目標(biāo)監(jiān)測點(diǎn)。根據(jù)收集的資料和現(xiàn)場踏勘，污染識(shí)別的結(jié)果，并結(jié)合園區(qū)地下水類型、園區(qū)面積、園區(qū)化工企業(yè)布局等布設(shè)了化工集中區(qū)地下水環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)。本次共布設(shè)地下水監(jiān)測點(diǎn)19 個(gè)，其中，化工園區(qū)上游對照點(diǎn)1 個(gè)；污染擴(kuò)散點(diǎn)6 個(gè)；化工集中區(qū)內(nèi)部監(jiān)測點(diǎn)7 個(gè)；下游敏感目標(biāo)監(jiān)測點(diǎn)5 個(gè)。詳細(xì)布點(diǎn)信息見表1。

表1 化工園區(qū)地下水環(huán)境狀況調(diào)查點(diǎn)位統(tǒng)計(jì)表

1.3 地下水檢測項(xiàng)目指標(biāo)

本次化工園區(qū)地下水檢測指標(biāo)共97 項(xiàng)，其中基本指標(biāo)35 項(xiàng)，特征指標(biāo)62 項(xiàng)，地下水監(jiān)測項(xiàng)目指標(biāo)如下表2。

表2 地下水樣品檢測指標(biāo)表

2 化工集中區(qū)地下水質(zhì)量與污染評價(jià)

開發(fā)區(qū)化工集中區(qū)地下水樣品測試分析指標(biāo)共97 個(gè)，其中基本指標(biāo)35 個(gè)，特征指標(biāo)62 個(gè)。依據(jù)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 14848—2017）地下水質(zhì)量檢測指標(biāo)推薦分析方法和DZ/T 0064—1993《地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法》以及其他最新有效的國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)，通過對地下水質(zhì)量綜合評價(jià)[1]，根據(jù)上述方法，針對地下水水質(zhì)評價(jià)超標(biāo)的指標(biāo)開展地下水污染評價(jià)，得出評價(jià)結(jié)果?；ぜ袇^(qū)地下水污染檢測質(zhì)量見表3。

表3 化工集中區(qū)地下水污染指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

由地下水地下水污染指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表3 可知，本次調(diào)查的地下水指標(biāo)中：GW02 超標(biāo)指標(biāo)有10 個(gè)（其中常規(guī)指標(biāo)8 個(gè)，特征指標(biāo)2 個(gè)），污染指數(shù)2.23～539.91，最大為氨氮，污染指數(shù)為539.91，最小為氟化物度，污染指數(shù)為2.23；GW04 超標(biāo)指標(biāo)有1 個(gè)，為濁度（常規(guī)指標(biāo)），污染指數(shù)為9.87；GW06 超標(biāo)指標(biāo)有3 個(gè)（其中常規(guī)指標(biāo)3 個(gè)），污染指數(shù)1.43～6.29，最大為硝酸鹽，污染指數(shù)為6.29，最小為總硬度，污染指數(shù)為6.29；GW08 超標(biāo)指標(biāo)有9 個(gè)（其中常規(guī)指標(biāo)8 個(gè)，特征指標(biāo)1 個(gè)），污染指數(shù)3.88～643.33，最大為鐵，污染指數(shù)為643.33，最小為鋁，污染指數(shù)為3.88；GW13超標(biāo)指標(biāo)有1 個(gè)，為氨氮（常規(guī)指標(biāo)），污染指數(shù)為5.27；GW16 超標(biāo)指標(biāo)有1 個(gè)，為甲醛（特征指標(biāo)），污染指數(shù)為1.13。

3 地下水初步污染成因分析

通過對存在超標(biāo)情況的地下水進(jìn)行污染成因分析，調(diào)查區(qū)地下水污染的成因主要有：

3.1 地質(zhì)背景（原生組分）導(dǎo)致的指標(biāo)異常

根據(jù)分析，由于地質(zhì)背景導(dǎo)致異常的指標(biāo)主要為鐵、錳和濁度。根據(jù)收集的資料，調(diào)查區(qū)巖石和土壤中鐵、錳等元素富集，根據(jù)現(xiàn)場鉆孔情況，巖芯中含有較豐富的鐵、錳質(zhì)成分。由于含水層普遍具有二元結(jié)構(gòu)，大氣降水垂直滲入補(bǔ)給較弱，缺氧并富含有機(jī)質(zhì)，形成還原環(huán)境，使Eh 值降低，介質(zhì)中有較穩(wěn)定的高價(jià)鐵、錳氧化合物（Fe2O3、MnO2），還原成低價(jià)的鐵、錳的易溶鹽并離解出大量的Fe2+、Mn2+，使地下水中的Fe2+和Mn2+含量增高，從而形成較高背景值。調(diào)查區(qū)水質(zhì)類型主要為HCO3-Ca、HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca、SO4·HCO3-Ca·Mg 型，礦化度為0.042 9～0.220 0 g/L。Ca、Mg 等礦物質(zhì)含量較豐富，地下水中含有較多的礦物質(zhì)，導(dǎo)致地下水渾濁度較高[2]。

3.2 稀土開采及冶煉造成的指標(biāo)超標(biāo)

由于稀土開采及冶煉造成的可能的超標(biāo)指標(biāo)有pH 值、嗅和味、氨氮、硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物、氟化物、鉈等。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，龍南經(jīng)開區(qū)化工集中區(qū)區(qū)域內(nèi)之前有過稀土開采活動(dòng)，原地浸礦導(dǎo)致酸性廢液在山體在留存，隨著降雨沖刷，將山體內(nèi)留存的酸性廢棄沖刷排入地表水，地表水入滲補(bǔ)給地下水，降低地下水的pH 值。調(diào)查采集的地表水和地下水pH 值整體偏酸性，地表水的入滲影響了地下水。根據(jù)調(diào)查，地下水氨氮超標(biāo)的點(diǎn)位附近均有稀土冶煉企業(yè)。其中GW02和GW07 東面及GW13 西面均有稀土冶煉企業(yè)。

稀土冶煉過程中產(chǎn)生了大量的“三廢”，其中氨氮廢水是稀土生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的最主要廢水，稀土冶煉氨氮廢水主要來源于稀土冶煉過程中的氨法中和、稀土碳酸氫氨沉淀和稀土萃取分離工藝有機(jī)萃取劑皂化，主要是指稀土生產(chǎn)中的稀土精礦焙燒尾氣噴淋產(chǎn)生的酸性廢水、碳酸稀土生產(chǎn)產(chǎn)生的硫銨廢水和稀土分離產(chǎn)生的氯化銨廢水，其廢水量占稀土濕法生產(chǎn)企業(yè)廢水的60%～70%。如不經(jīng)處理排放或處理不到位，會(huì)嚴(yán)重污染周邊環(huán)境。由此可見，調(diào)查區(qū)地下水氨氮超標(biāo)點(diǎn)位主要是受到稀土企業(yè)冶煉的影響。鉈等重金屬元素主要是由于稀土冶煉過程中造成的指標(biāo)富集和超標(biāo)。

3.3 企業(yè)生產(chǎn)中的原輔材料造成的特征指標(biāo)超標(biāo)

本次調(diào)查中部分取樣點(diǎn)位存在鎳、鈷、鎘、鉈、甲醛等特征指標(biāo)超標(biāo)。根據(jù)化工企業(yè)原輔材料及生產(chǎn)工序分析，特征指標(biāo)超標(biāo)可能是由于企業(yè)原材料堆積和生產(chǎn)過程中的廢水排放等造成的。如GW02 點(diǎn)位的鉈特征指標(biāo)超標(biāo)，可能是某冶煉企業(yè)冶煉過程中的廢水排放造成；GW02 點(diǎn)位鎳特征指標(biāo)超標(biāo)和GW08 鈷超標(biāo)，可能是某電源生產(chǎn)過程中的廢水排放造成；GW16點(diǎn)位甲醛特征指標(biāo)超標(biāo)，可能是某紙業(yè)生產(chǎn)過程中，使用甲醛作為原材料，生產(chǎn)過程中的廢水排放等造成的[3]。

4 化工集中區(qū)地下水污染建議措施

1）建議針對園區(qū)中GW02、GW08、GW16 等點(diǎn)位范圍一帶開展地下水環(huán)境狀況詳細(xì)調(diào)查工作，以詳細(xì)弄清這些區(qū)域及周邊地下水污染源、水土污染狀況等，以便為政府管理部門加強(qiáng)地下水管理，指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)等提供相關(guān)依據(jù)。

2）對于污染范圍超過園區(qū)邊界的，應(yīng)開展應(yīng)急處置，及時(shí)阻斷污染源和暴露途徑，實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管控或修復(fù)工程。

3）建立地下水污染防控體系，加強(qiáng)園區(qū)及周邊地下水環(huán)境質(zhì)量日常監(jiān)測工作。充分利用本次建立的地下水監(jiān)測井開展地下水環(huán)境日常監(jiān)測工作；在園區(qū)邊界布設(shè)地下水監(jiān)測點(diǎn)，開展長期監(jiān)測，以便及時(shí)掌握園區(qū)及周邊地下水環(huán)境狀況。

4）規(guī)范管理工業(yè)園的生產(chǎn)廢水處理工作，由于生產(chǎn)廢水中含有污染成分，如若處置不當(dāng)，可能造成地下水污染。應(yīng)嚴(yán)格加強(qiáng)管理，最大限度避免事故發(fā)生。

5）排查污染源，查明污染原因，采取措施防治新增污染。優(yōu)先完善工業(yè)及其他防控區(qū)現(xiàn)有污水處理設(shè)施的配套管網(wǎng)，加快防滲設(shè)施建設(shè)步伐，提高氨氮以及有毒重金屬污染物去除效果和防滲率，加強(qiáng)對污水處理廠及防滲設(shè)施的環(huán)境監(jiān)管，確保設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)語

本次調(diào)查工作以全面掌握化工園區(qū)及其周邊淺層地下水環(huán)境質(zhì)量狀況為目標(biāo)，統(tǒng)籌考慮化工園區(qū)企業(yè)分布、地下水脆弱性及周邊環(huán)境敏感點(diǎn)分布情況，以淺層地下水及其環(huán)境系統(tǒng)為主要對象，在區(qū)內(nèi)以往水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，全面地開展了工作區(qū)淺層地下水質(zhì)和污染狀況調(diào)查評價(jià)。并根據(jù)工作區(qū)淺層地下水污染現(xiàn)狀，提出了地下水資源保護(hù)和可持續(xù)開發(fā)利用的對策建議，期望大型企業(yè)在建設(shè)與生產(chǎn)的同時(shí)要注重環(huán)保意識(shí)，加強(qiáng)污染治理措施。