基于解析法的化工項目地下水環(huán)境影響評價

摘要：化工項目涉及有毒有害原料及產(chǎn)品，非正常工況下，有毒有害物質(zhì)的泄漏容易造成區(qū)域地下水環(huán)境污染。本研究以某化工項目為例，選取廢水中甲苯作為預(yù)測因子，采用解析法對甲苯泄漏可能造成的地下水污染進(jìn)行預(yù)測，得到甲苯在含水層中的運(yùn)移擴(kuò)散結(jié)果。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，該項目結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求和廠區(qū)平面布置，提出分區(qū)防滲措施，設(shè)置地下水監(jiān)測井，定期開展地下水跟蹤監(jiān)測。在落實地下水污染防控措施后，項目的地下水環(huán)境影響可以接受。

關(guān)鍵詞：化工項目；解析法；地下水；環(huán)境影響

中圖分類號：P641.8；X82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）08-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.08.040

Groundwater Environmental Impact Assessment of Chemical Projects Based on Analytic Method

SUN Dongya

（Hebei Qizheng Environmental Technology Co.， Ltd.， Shijiazhuang 050000， China）

Abstract： Chemical projects involve toxic and harmful raw materials and products， under abnormal working conditions， the leakage of toxic and harmful substances can easily cause regional groundwater environmental pollution. Taking a certain chemical project as an example， this study selects toluene in wastewater as the predictive factor and uses analytical method to predict the potential groundwater pollution caused by toluene leakage， obtaining the migration and diffusion results of toluene in the aquifer. Based on the predicted results， this project proposes zoning anti-seepage measures， sets up groundwater monitoring wells， and regularly conducts groundwater tracking and monitoring in combination with relevant technical specifications and factory layout. After implementing groundwater pollution prevention and control measures， the groundwater environmental impact of the project is acceptable.

Keywords： chemical projects; analytic method; groundwater; environmental impact

化工項目通常涉及有毒有害原料、過程產(chǎn)物及產(chǎn)品，設(shè)置有部分隱蔽/半隱蔽工程，非正常工況下，上述物料會出現(xiàn)滲漏，透過損壞的防滲層進(jìn)入地下水?；ろ椖繉儆凇董h(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 地下水環(huán)境》（HJ 610—2016）規(guī)定的Ⅰ類項目[1]，易造成區(qū)域地下水污染[2-3]。某化工項目選址于滄州臨港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的化工園區(qū)，原料為甲基丙烯酸（純度99.8%）、氫氧化鉀（純度95%）、氯丙基三甲氧基硅烷（純度99.5%）、甲基丙烯酸鈉（純度99.5%）、甲苯（純度99.2%）等，產(chǎn)品為硅烷偶聯(lián)劑（型號SB-570），建設(shè)內(nèi)容包括生產(chǎn)車間、原輔材料庫、危廢庫等。本文以某化工項目為例，開展地下水環(huán)境影響預(yù)測與評價，進(jìn)而提出相應(yīng)防控措施，判斷項目地下水環(huán)境影響是否可以接受。

1 污染源強(qiáng)確定

該項目采用的地下水污染防滲措施設(shè)計符合《石油化工工程防滲技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50934—2013）的要求[4]，因此本研究省略正常工況下的地下水預(yù)測。非正常工況下，生產(chǎn)裝置區(qū)污水管道及防滲層均發(fā)生損壞，污水進(jìn)入地下水，甲苯在地下水中進(jìn)行擴(kuò)散和運(yùn)移。本研究采用解析法進(jìn)行模擬預(yù)測。假設(shè)污水泄漏為持續(xù)泄漏，泄漏量取值為百分之一，即廢水泄漏量為0.012 m3/d。非正常工況下，泄漏時間取跟蹤監(jiān)測頻次間隔時間182 d。選取特征因子甲苯作為預(yù)測因子，甲苯濃度為1 mg/L。解析法模型忽略甲苯在地下水運(yùn)移過程中發(fā)生的吸附和化學(xué)反應(yīng)等可能對其濃度造成的影響，僅考慮在地下水中運(yùn)移的擴(kuò)散過程（對流彌散）。非正常工況下，生產(chǎn)車間污水管線發(fā)生泄漏，特征污染物甲苯源強(qiáng)如表1所示。本研究調(diào)查評價區(qū)面積約為11.08 km2，其具體范圍如圖1所示。

2 區(qū)域水文地質(zhì)

該項目廠址所在區(qū)域?qū)儆谌A北濱海平原，第四系松散巖類孔隙水在區(qū)內(nèi)廣泛分布。區(qū)內(nèi)第四系含水層分為4個，Ⅰ含水組為潛水，Ⅱ含水組、Ⅲ含水組和Ⅳ含水組為承壓水。Ⅱ含水層埋深在125～225 m，Ⅲ含水層埋深在255～425 m，Ⅳ含水層埋深在385～555 m。

2.1 含水層

2.1.1 潛水

潛水埋深為20～30 m，含水層為粉細(xì)砂、粉砂、細(xì)砂，單位涌水量小于5 m3/（h·m），水化學(xué)類型屬于氯化鈉型，礦化度大于10 g/L，水質(zhì)為咸水。區(qū)域潛水水位為1～3 m，它是地下水積極循環(huán)交互層，不具有地下水開發(fā)利用價值，但最易受到污染影響，屬于地下水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。

2.1.2 承壓水

評價區(qū)Ⅱ含水層、Ⅲ含水層、Ⅳ含水層以細(xì)粉砂為主，滲透系數(shù)小，缺少良好補(bǔ)給源，水的礦化度不高于2 g/L，水化學(xué)類型屬于氯化鈉型。Ⅰ含水層、Ⅱ含水層被黏土層分割，黏土層厚度大于10 m且連續(xù)穩(wěn)定分布，Ⅰ含水層、Ⅱ含水層之間無明顯水力聯(lián)系，Ⅰ含水層為潛水，其下部的Ⅱ含水層、Ⅲ含水層、Ⅳ含水層為承壓水。

2.2 補(bǔ)、徑、排條件

評價區(qū)潛水補(bǔ)給源包括側(cè)向地下水徑流補(bǔ)給、降水入滲補(bǔ)給、地表水滲漏補(bǔ)給，排泄源為地下水徑流排泄、蒸發(fā)排泄、躍層補(bǔ)給深層地下水，水位變幅為1～2 m/a。區(qū)域降水入滲補(bǔ)給量、蒸發(fā)排泄量均較大，加之遭受海潮影響，評價區(qū)內(nèi)大部分潛水的礦化度大于10 g/L，沒有開發(fā)利用意義。

2.3 地下水動態(tài)

評價區(qū)潛水主要受大氣降水和蒸發(fā)影響，地下水位變幅較小，基本為穩(wěn)態(tài)。每年6月以后進(jìn)入雨季，受大氣降水補(bǔ)給影響，地下水位逐漸升高，8月下旬或9月上旬水位抬升到年波峰值。隨后，降雨減少，受蒸發(fā)排泄影響，地下水位逐漸降低，至翌年3月，水位降至年波谷值。

3 概化模型

非正常工況下，概化模型主要考慮泄漏地面清洗水透過破損防滲層直接進(jìn)入潛水時污水中甲苯在潛水中的運(yùn)移彌散。如式（1）所示，建立數(shù)學(xué)模型，確定主要參數(shù)取值。其中，M取20 m，mM取0.002 2 kg，ne取0.18，u取0.001 55 m/d，DL取0.015 5 m2/d，DT取0.001 55 m2/d。

（1）

式中：x、y為計算點處的位置坐標(biāo)；t為時間，d；C（x，y，t）為t時刻x、y處的污染物濃度，g/L；M為含水層厚度，m；mM為長度為M的線源瞬時注入示蹤劑的質(zhì)量，kg；ne為有效孔隙度；u為地下水流速度，m/d；DL為橫向x方向的彌散系數(shù)，m2/d；DT為縱向y方向的彌散系數(shù)，m2/d。

4 預(yù)測結(jié)果

在研究非正常工況下甲苯污染暈運(yùn)移時，本次預(yù)測選取《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值等值線作為污染暈的先鋒[5]，判斷污染暈的運(yùn)移距離及影響范圍。不同時段甲苯污染運(yùn)移情況預(yù)測結(jié)果如表2所示。由預(yù)測結(jié)果可知，污水泄漏對地下水存在一定影響。泄漏發(fā)生100 d時，甲苯最大濃度為0.105 mg/L，運(yùn)移距離為4 m，影響范圍為14 m2；泄漏發(fā)生1 000 d時，甲苯最大濃度為0.26 mg/L，運(yùn)移距離為13 m，影響范圍為157 m2；泄漏發(fā)生7 300 d時，甲苯最大濃度為0.001 7 mg/L，運(yùn)移距離為19 m，影響范圍為73 m2。含水層中，甲苯濃度均低于Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值，其未運(yùn)移出廠區(qū)。

5 污染防控措施

由預(yù)測結(jié)果可知，污水滲漏后，甲苯對區(qū)域地下水會造成一定污染影響。針對可能出現(xiàn)的情景，該項目制定相應(yīng)的分區(qū)防控措施和地下水跟蹤監(jiān)測方案。項目分區(qū)防滲措施如表3所示。地下水主徑流方向廠區(qū)上游布設(shè)背景值監(jiān)控井1眼，用于監(jiān)測區(qū)域背景地下水情況；根據(jù)非正常工況下預(yù)測結(jié)果，發(fā)生泄漏事故后，污染物將向東遷移，在廠區(qū)東邊界設(shè)2眼地下水監(jiān)測井，用于監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的地下水狀況。跟蹤監(jiān)測期間，地下水監(jiān)測井設(shè)置情況如表4所示。JK1井為背景值監(jiān)測井，JK2井和JK3井為地下水環(huán)境影響跟蹤監(jiān)測井。監(jiān)測層位方面，井深設(shè)定為6 m，可利用建筑施工時的降水井。監(jiān)測頻率方面，廠區(qū)上游每年1次，廠區(qū)下游每年2次。監(jiān)測項目為甲苯、石油類。

6 結(jié)論

經(jīng)綜合評價，該化工項目存在造成地下水污染的風(fēng)險，要按照相關(guān)規(guī)范做好防滲，嚴(yán)格開展地下水跟蹤監(jiān)測。在落實防控措施后，該項目的地下水環(huán)境影響可以接受。

參考文獻(xiàn)

1 環(huán)境保護(hù)部.環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 地下水環(huán)境：HJ 610—2016[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2016.

2 郭 昆，?？?qiáng).基于GMS的某化工區(qū)地下水污染物運(yùn)移規(guī)律研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2021（7）：136-137.

3 廖承宗.化工企業(yè)地下水污染防治措施研究[J].中國資源綜合利用，2021（1）：141-143.

4 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.石油化工工程防滲技術(shù)規(guī)范：GB/T 50934—2013[S].北京：中國計劃出版社，2013.

5 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 14848—2017[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.