長三角地區(qū)環(huán)境水文地質(zhì)特征及其對重金屬污染物遷移的影響

摘 要：基于大量勘察資料和文獻調(diào)研，對長三角典型水文地質(zhì)特征及地層分布特征進行了分析，在此基礎(chǔ)上對長三角土壤—地下水系統(tǒng)典型地層組合進行歸納總結(jié)，并分析其對重金屬污染遷移的影響。研究結(jié)果表明：長三角的環(huán)境水文地質(zhì)分區(qū)以平原區(qū)為主，面積占比達49.2%，地下水類型以孔隙水為主，其次為以基巖裂隙水為主的低山—丘陵區(qū)，面積占比為36.2%，而以孔隙裂隙水及孔隙巖溶水為主的丘陵平原區(qū)的面積占比為14.6%。典型地層組合可概化為4 類，其中：組合A 中飽和帶以高滲透性土層為主，對流彌散作用強，土壤吸附能力弱，重金屬易隨地下水流動遷移；組合B 中飽和帶高/ 低滲透性土層交互，重金屬易在高滲透性土層中遷移，不易在低滲透性土層中遷移；組合C 中飽和帶以低滲透性土層為主，對流彌散作用較弱，重金屬易被土壤吸附，不易遷移；組合D 中飽和帶以破碎基巖為主，且基巖埋藏較淺，重金屬遷移與包氣帶厚度及介質(zhì)類型和基巖巖性及破碎程度等因素有關(guān)。研究結(jié)果可為長三角土壤重金屬污染防治提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：長三角地區(qū)；重金屬污染土；環(huán)境水文地質(zhì)分區(qū)；地層組合；污染遷移

中圖分類號：P641.69 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1329（2024）02-0048-05

長江三角洲地區(qū)（簡稱長三角），地處江海交匯中心，包括上海市、江蘇省、浙江省及安徽省區(qū)域內(nèi)的41 個城市，區(qū)域面積為35.8 萬km2。2014 年全國土壤污染狀況調(diào)查公報及相關(guān)研究表明，長三角污染源類型多、分布廣，涉及工業(yè)、采礦、農(nóng)業(yè)等[1]，其中電鍍、重有色金屬冶煉、蓄電池制造、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造、皮革及其制品制造等工業(yè)領(lǐng)域?qū)е碌耐寥兰暗叵滤亟饘伲ㄈ绻?、銅、鎘、鉻、鉛、砷、鎳等）污染問題愈發(fā)突出。比如，徐豐冰和黃海峰[2] 研究得到上海某區(qū)域低效工業(yè)用地土壤因人類活動導(dǎo)致出現(xiàn)重金屬富集現(xiàn)象，其中Hg 和Cd 為中高等風(fēng)險水平；黃波濤[3] 針對上海市6 家危廢處置企業(yè)周邊表層土壤的研究表明，土壤中Cu、Pb 和Cd 等重金屬存在不同程度的累積，整體上處于輕度污染水平。

掌握污染物的遷移規(guī)律是場地土壤污染防治首要解決的關(guān)鍵問題之一。研究表明，重金屬在土壤—地下水系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化與其所處介質(zhì)的土壤及地下水類型、地形地貌等自然因素有關(guān)[4-5]。目前，結(jié)合上海地區(qū)淺層土壤環(huán)境水文地質(zhì)條件，陸續(xù)開展了重金屬污染物遷移規(guī)律的相關(guān)研究，比如葛佳和陳敏[6] 分析了在土壤中污染物的運移及污染羽形成特征；李韜[7] 通過數(shù)值模擬分析了上海地區(qū)環(huán)境水文地質(zhì)條件對污染物遷移分布的影響，構(gòu)建了相應(yīng)分析概化模型；沈婷婷[8] 通過FEFLOW軟件模擬，分析了上海崇明地區(qū)復(fù)墾地塊不同環(huán)境水文地質(zhì)分區(qū)對污染物遷移規(guī)律的影響。但是，針對長三角工業(yè)源引起的重金屬污染物在土壤—地下水系統(tǒng)中的遷移賦存規(guī)律及其與介質(zhì)組成關(guān)系尚不清楚，缺乏相關(guān)區(qū)域性研究。

本文通過分析長三角環(huán)境水文地質(zhì)特征，歸納總結(jié)土壤地下水系統(tǒng)典型地層組合概化剖面，并進一步探討典型地層組合對重金屬污染遷移分布的影響，以期更好地為長三角工業(yè)地塊重金屬污染物遷移及風(fēng)險管控提供理論參考。

1 長三角環(huán)境水文地質(zhì)條件

1.1 地下水類型

長三角地下水類型以第四系—新近系松散巖類孔隙水為主，局部地段分布有基巖裂隙水和碳酸鹽巖類巖溶裂隙水[9]。具體分布情況如表1 所示。