付林平，王 云

(1.河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，河北 石家莊 050021；2.河北省唐山市唐山方達(dá)地質(zhì)評估有限公司，河北 唐山 063000)

1 工廠附近地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

化工廠地處低山丘陵區(qū)，地形向南微傾，地表起伏不平。北部基巖裸露，地表采石坑遍布；南部地勢較低，分布有小煤窯及塌陷坑(圖1)。

圖1 唐山市開平化工廠附近地形地質(zhì)圖

1.1 地層及地下水的賦存條件

工廠附近出露地層主要為石炭系砂頁巖、奧陶系灰?guī)r。地下水類型主要為巖溶裂隙水，奧陶系灰?guī)r巖溶、溶隙、裂隙發(fā)育，地下水的賦存條件良好，特別是中統(tǒng)馬家溝組，水量豐富，單位涌水量5～100 m3/h·m，水位埋深8～60 m不等，水化學(xué)類型為HCO3—Ca·Mg型水，礦化度小于0.5 g/L。水質(zhì)良好，是唐山市區(qū)居民生活及工業(yè)用水的重要取水層位。

1.2 地下水的補給、徑流及排泄條件

本區(qū)奧陶系分布區(qū)都是地下水的補給區(qū)，大氣降水與地表積水則是地下水的補給來源。地下水的基本流向由東北流向西南，水力坡度較大；當(dāng)蓄存地表水時，地下水則由地表水體垂直或側(cè)向徑流流向外圍，很快與地下水位聯(lián)通?；S區(qū)內(nèi)地下水的主要排泄方式為人工開采，其次是以水平運動的方式向下游徑流。

1.3 地下水流場

調(diào)查區(qū)內(nèi)奧陶系巖溶水總的趨勢是由東北流向西南，由后屯石礦向馬家溝村方向流動。地下水位標(biāo)高一般-18～-41 m之間，只有鐵塔廠井為1.05 m，高出外圍水位，說明該井在正常補給的條件下，另有新的補給來源，這個新補給源很可能是附近的集水坑中化工廠排放的廢水。調(diào)查發(fā)現(xiàn)3號采石坑中積水較多，坑中積水沿地層裂隙下滲與地下水聯(lián)通，致使該處地下水位抬高并向四周滲透。(見圖2、圖3及表1)

表1 地下水位埋深及標(biāo)高統(tǒng)計表 m

圖2 奧陶系巖溶水水位標(biāo)高等值線圖

2 地下水污染源

2.1 分布現(xiàn)狀

化工廠附近共分布采石坑、排污坑6個，垃圾填埋場2個，馬家溝礦排污溝1條，分布位置見圖1。兩個垃圾填埋廠地處石炭系地層分布區(qū)，地表積水及污染物質(zhì)滲入地下只能進(jìn)入煤系地層，而煤系地層中的水受開采疏干的影響，水位很深，不補給巖溶水。同時附近也未見積水，從水文地質(zhì)條件分析，兩個垃圾場與巖溶地下水污染關(guān)系較小。5號采石坑為新采石坑，坑內(nèi)無地表積水及固體廢物堆存，可排除其污染地下水的可能。

(1)1號坑為朝陽化工廠新井抽水的后期排水坑，坑內(nèi)巖石裸露，破碎嚴(yán)重，從遠(yuǎn)處便可見裂隙發(fā)育，是致使馬家溝礦、馬家溝村井水污染的策源地。

(2)2號坑為朝陽化工廠的廢水排放坑，也是新井抽取污染地下水初期的蓄水坑，目前大部已被填埋，未見基巖裸露和坑內(nèi)積水，從開挖剖面分析，底部為較厚的紅色粘土，起隔水作用，坑底有厚約0.2 m厚的黑色淤泥紅色粘土未變色，即尚未污染。

(3)3號坑為鐵塔廠排污坑。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)目前該廠還在向坑內(nèi)排放污水，污水水質(zhì)多項指標(biāo)超標(biāo)(詳見表3)，由于坑底積水、結(jié)冰，只能從坑邊取樣，坑底的固體堆存物難以查明，存在污染源的可能性較大。

2.2 土樣的測試

據(jù)土樣測試結(jié)果，排污坑內(nèi)及排污口土樣中污染物質(zhì)含量遠(yuǎn)高于坑邊地表土樣的含量，H2S含量地表土樣為0.034 mg/kg，3號坑南口地下0.5 m處污泥為0.785 mg/kg，高出地表土層22倍；3號坑北出口NO2-含量為21.53 mg/kg，高出地表土樣含量73倍；鐵塔廠污水口污泥NH4+含量為68.75 mg/kg，高出地表土含量49倍，酚含量1.90 mg/kg，高出地表土樣82倍；3號坑北出口污泥錳含量2 456 mg/kg，高出地表土樣含量9倍(見表2)。這表明3號坑是重要污染源之一。

表2 土樣測試結(jié)果統(tǒng)計表 mg/kg

3 地下水污染現(xiàn)狀

經(jīng)調(diào)查及對10眼井水取樣測試，后屯石礦井、自來水公司一瓷井、馬磚供水井水質(zhì)較好，無超標(biāo)項目；其余各井均有不同程度的超標(biāo)，主要超標(biāo)項目有色、臭、味、透明度等物理感官指標(biāo)和鐵、錳、氯、總硬度、亞硝酸鹽氮、酚、pH值、硫酸根離子、礦化度等化學(xué)指標(biāo)。各超標(biāo)井中，以鐵塔廠井污染最重，其中錳超標(biāo)125.6倍，耗氧量超標(biāo)8.9倍，總硬度超標(biāo)2.7倍，鐵超標(biāo)9.3倍，溶解性總固體超標(biāo)1.9倍，氯離子超標(biāo)50倍，其它如色、渾濁度等也不符合地下水三類水標(biāo)準(zhǔn)，該井水pH值6.81，成為唐山市很少出現(xiàn)的酸性水(表3、表4)。這些污染物含量均以鐵塔廠為中心，向外逐漸減小，至馬磚井、后屯礦井而達(dá)標(biāo)，污染范圍以錳離子最大，達(dá)1.4 km2左右(見圖4)。

4 地下水污染途徑

開平化工廠坐落在低山丘陵的地貌類型內(nèi)，地勢較高，屬地下水的補給區(qū)，地下水含水層為奧陶系灰?guī)r，灰?guī)r質(zhì)純、層厚，地下巖溶發(fā)育，溶洞、溶隙，成網(wǎng)絡(luò)狀分布，地下水連通性好，地下水逕流速度快，附近地下水聯(lián)通試驗結(jié)果：地下水流速為57.1 m/h(圖5)，地下水污染屬逕流型直接污染，從地下水流場圖可看出，由于3號采石坑儲存了原開平化工廠及鐵塔廠排放的工業(yè)廢水，高出附近地下水埋深，首先補給鐵塔廠水井，使該井水位升高，在靜水壓力下，以3號采石坑為補給源向周圍地下水逕流補給，污染附近地下水，使附近開采奧陶系灰?guī)r巖溶水的井水同樣受到污染(圖2)。

表3 鐵塔廠井水與排污水水質(zhì)監(jiān)測對比表 mg/L(pH值除外)

表4 地下水及排污水超標(biāo)項目評價表 mg/L(pH值除外)

5 預(yù)防及治理措施

5.1 落實水源地保護(hù)規(guī)劃，確保水源地主要補給區(qū)不受污染

《唐山市生活飲用水源地保護(hù)區(qū)的劃分》將本區(qū)的奧陶系灰?guī)r分布區(qū)劃為北郊水廠水源地的準(zhǔn)保護(hù)區(qū)。準(zhǔn)保護(hù)區(qū)為地下水源的主要補給區(qū)。根據(jù)《飲用水水源保護(hù)區(qū)污染防治管理規(guī)定》的第十八條，飲用水地下水源各級保護(hù)區(qū)及準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi)均必須遵守下列規(guī)定：

(1)禁止利用滲坑、滲井、裂隙、溶洞等排放污水和其它有害廢棄物。

(2)禁止利用廢水層孔隙、裂隙、溶洞及廢棄礦坑儲存石油、天然氣、放射性物質(zhì)、有毒有害化工原料、農(nóng)藥等。

(3)實行人工回灌地下水時不得污染當(dāng)?shù)厮础?/p>

圖3 B-B′水文地質(zhì)剖面圖

圖4 唐山市開平化工廠及附近地下水污染鐵、錳含量等值線圖

5.2 切斷污染源、防止地下水繼續(xù)污染

調(diào)查區(qū)內(nèi)主要污染源為奧陶系地層出露區(qū)內(nèi)采石坑所排放的污水及廢棄堆積物(與南部石炭系地層分布區(qū)的塌陷坑、垃圾填埋場無關(guān))。由于上部無第四系覆蓋，奧陶系地層的納污能力很弱，在降水和排放污水的作用下，廢棄堆積物內(nèi)所含污染物質(zhì)很快下滲補給地下水，只有切斷地表污染源，才能防止地下水繼續(xù)污染。具體措施是清除地表特別是采石坑廢棄堆積物，禁止各廠企排放污水。

清除3號坑污水及底泥，嚴(yán)禁鐵塔廠開平化工廠再向3號坑及4號坑內(nèi)排放污水，徹底切斷污染源。

圖5 開平化工廠附近巖溶水連通試驗Cl含量變化曲線

5.3 抽取被污染的地下水，減少被污染地下水的儲存量

調(diào)查區(qū)內(nèi)地下水污染時間較長，但范圍尚且不大。建議各廠企建設(shè)水處理設(shè)施，抽取已被污染的地下水，處理達(dá)標(biāo)后，用于工業(yè)生產(chǎn)，逐漸減少被污染的地下水儲存量，減小地下水的污染濃度，達(dá)到既可保證工業(yè)生產(chǎn)，又能使地下水源得到置換的目的。

各廠企、村莊要建立垃圾存放點，做好防滲處理，并及時運往垃圾處理場，不得隨意丟棄；廠企生產(chǎn)的廢水要處理后回用，達(dá)到零排放。

[1]董浩新.唐山市開平灤通礦泉水報告.2004.