王慶偉

（山東卓匯環(huán)?？萍加邢薰荆綎| 濟南 250101）

制革是指將生皮鞣制成皮革的過程，主要工序在轉(zhuǎn)鼓中完成，通過轉(zhuǎn)鼓的機械作用，促進各種化學輔料均勻滲透，從而完成對皮的化學作用[1]。

制革工藝可分為準備、鞣制、整飾三個工段，其中皮革制品在鞣前準備、鞣制和鞣后加工均在水中進行，因此制革工業(yè)濕加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生大量高濃度、成分復雜廢水，含有大量蛋白質(zhì)、鹽類、油脂、氨氮、硫化物、石灰、染料、鉻及毛類、皮渣、泥砂等有毒有害物質(zhì)[1]。準備工段廢水量占比55%～70%，污染負荷占70%左右，是制革廢水主要來源，主要污染物包括pH值、COD、SS、色度、硫化物、動植物油、氨氮等；鞣制工段廢水排放量占比5%～10%，主要污染物包括pH值、COD、氨氮、BOD5、SS、Cr、油脂等，此工段還產(chǎn)生鞣制廢水堿沉淀處理廢渣，含有大量Cr，屬于危險廢物；整飾工段廢水排放量占比20%～35%，主要污染物包括pH值、COD、氨氮、BOD5、SS、Cr、油脂等[1]。

1 制革工業(yè)對地下水產(chǎn)生的影響

制革工業(yè)生產(chǎn)對地下水的影響具體表現(xiàn)為：（1）制革工業(yè)生產(chǎn)需大量新鮮水，水源以地表水和地下水為主，在北方地區(qū)大量開采地下水，導致地下水位降低，進而導致地面沉降、地表生態(tài)系統(tǒng)退化等生態(tài)問題。（2）制革工業(yè)加工采用大量化學藥劑，制革過程中浸灰脫毛工序?qū)κ?、硫化鈉和硫氫化鈉吸收率較低；鉻鞣和復鞣工序使用三價鉻為鞣劑，也會排入廢水中。在轉(zhuǎn)鼓排出廢水中硫化物為3 000 mg/L、COD為十 幾 萬 mg/ L、Cr為1 000 mg/L，色度很高[2]，這些都導致制革廢水處理難度大、成本高。即便企業(yè)廢水環(huán)保投資再高，有時也很難達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）相關排放標準，進而導致企業(yè)存在偷排、漏排現(xiàn)象；企業(yè)在生產(chǎn)中難以避免“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象；以上現(xiàn)象均會對地下水產(chǎn)生嚴重影響。

2 地下水環(huán)境影響評價

2.1 準備階段

搜集國家、省市地下水相關法律法規(guī)、政策規(guī)劃及標準等資料，進行初步工程分析，識別項目對地下水影響途徑；結合現(xiàn)場踏勘判定項目所在地地下水環(huán)境敏感程度，根據(jù)導則（HJ610-2016，以下簡稱“導則”）確定地下水評價工作等級、范圍及評價重點。

根據(jù)導則附錄A可知，“制革、毛皮鞣制”屬“報告書”范疇，在地下水環(huán)境影響評價類別中：“報告書-皮革屬于I類，其余屬于III類”。制革屬I類項目；如項目周圍環(huán)境敏感程度為不敏感，地下水環(huán)境影響評價為二級評價；如項目周圍環(huán)境敏感程度為敏感或較敏感，地下水環(huán)境影響評價為一級評級。

2.2 現(xiàn)狀調(diào)查與評價階段

開展制革工業(yè)項目所在區(qū)域地下水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與監(jiān)測，主要包括評價區(qū)及場地水文地質(zhì)條件調(diào)查、地下水污染源調(diào)查和地下水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測等內(nèi)容，并輔以必要的野外試驗。

針對制革工業(yè)地下水現(xiàn)狀調(diào)查與評價，可采取以下步驟：

（1）向當?shù)厮牡刭|(zhì)部門搜集評價區(qū)、場地水文資質(zhì)條件資料；

（2）調(diào)查評價區(qū)內(nèi)與建設項目產(chǎn)生或排放相同特征因子的地下水污染源；

（3）制定監(jiān)測方案。方案包括監(jiān)測布點、監(jiān)測因子、監(jiān)測頻率。

①監(jiān)測點位

制革工業(yè)項目地下水環(huán)境影響評價至少為二級評價，根據(jù)導則要求，地下水水位監(jiān)測點應大于水質(zhì)監(jiān)測點數(shù)2倍；一級、二級評價項目水質(zhì)監(jiān)測點分別不少于5、7個，原則上場地上游、兩側水質(zhì)監(jiān)測點均不得少于1個；一級、二級評價建設項目場地及下游影響區(qū)地下水水質(zhì)監(jiān)測不得少于2個、3個。

②監(jiān)測因子

必測地下水中八大離子（K++Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、Cl-和SO42-）。

地下水水質(zhì)監(jiān)測因子包括基本水質(zhì)因子和特征因子。

考慮制革工業(yè)中的化學輔料使用，引入了可能污染地下水的因子，如酸類、堿類、鹽類、氧化劑、還原劑、酶制劑、表面活性劑、脫脂劑、鉻鞣劑、漂白粉、染料等。

制革工業(yè)項目基本水質(zhì)因子包括pH、總硬度、溶解性總固體、耗氧量、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、揮發(fā)性酚類、氰化物、砷、汞、鉻（六價）、鉛、氟、鎘、總大腸菌群、細菌總數(shù)；特征因子包括苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等由染料引入的污染物。

③監(jiān)測頻率

如有近三年內(nèi)至少一個連續(xù)水文年的枯、平、豐水期地下水水位動態(tài)監(jiān)測資料，一級評價項目至少開展一期水位監(jiān)測，二級評價項目可不再開展；如無上述材料，可按導則表4開展水位、水位監(jiān)測。

（4）地下水環(huán)境現(xiàn)狀評價

采用標準指數(shù)法對地下水環(huán)境現(xiàn)狀進行評價。標準指數(shù) >1，表明該水質(zhì)因子已超標，標準指數(shù)越大，超標越嚴重。評價因子首先應選取GB14848水質(zhì)指標因子，如GB14848無此因子，應參照GB3838、GB5749、DZ/T0290相關因子進行評價?，F(xiàn)狀監(jiān)測結果應給出最值、均值、標準差、檢出率和超標率等統(tǒng)計分析結果。

對于現(xiàn)狀水質(zhì)因子超標，應分析超標原因和預防措施。

2.3 影響預測和評價階段

本文以制革工業(yè)項目所在區(qū)域環(huán)境敏感度為“不敏感”，二級地下水評價為例，采用解析法模型，闡述制革工業(yè)對地下水影響預測和評價，重點講述解析法模型參數(shù)選取部分。

（1）模型概化

模型概化分水文地質(zhì)條件概化、污染源概化兩部分；水文地質(zhì)條件可概化為無限長多孔介質(zhì)和半無限長多孔介質(zhì)；按排放形式將污染源概化為點源、線源、面源，按排放規(guī)律可概化為連續(xù)恒定排放、非連續(xù)恒定排放和瞬時排放。

一般制革工業(yè)項目污染源相對預測時間段內(nèi)污染物遷移距離來講可概化為點源。對于“跑、冒、滴、漏”等正常狀況下，可概化為連續(xù)恒定排放；對于防滲膜失效泄漏等非正常狀況下，因自泄漏、發(fā)現(xiàn)、修復需要一定時間，一般認為10天左右，但對于預測時間節(jié)點（100天、1000天、10年、20年、30年）來講，亦可概化為瞬時排放。

（2）參數(shù)確定

解析法預測模型主要預測參數(shù)：注入示蹤劑質(zhì)量（m）、注入示蹤劑濃度（C0）、含水層厚度（M）、橫截面積（W）、水流速度（u）、有效孔隙度（ne）、縱向彌散系數(shù)（DL）和橫向彌散系數(shù)（DT）等參數(shù)。

①注入示蹤劑質(zhì)量（m）、注入示蹤劑濃度（C0）

注入示蹤劑質(zhì)量（m）對應非正常狀況下瞬時排放，為泄漏廢水中某種污染物的總質(zhì)量；注入示蹤劑濃度（C0）對應正常狀況下連續(xù)恒定排放，在一維半無限長多孔介質(zhì)柱體模型中為廢水中某污染物的濃度；在一維穩(wěn)定流動二維水動力彌散連續(xù)注入示蹤劑模型中為廢水中某種污染物1天的排放質(zhì)量。以上參數(shù)均可在工程分析中獲得。

②含水層厚度（M）

含水層厚度（M）可通過項目場地或周圍1 km范圍內(nèi)其他項目地質(zhì)勘察報告柱狀圖獲得。此處含水層厚度一般指潛水層或者污染物直接進入的含水層。

③橫截面積（W）

污染源污染物進入含水層所達之處的橫截面積。

④有效孔隙度（ne）

孔隙度（n）可通過給水度（μ）或孔隙比（e）參數(shù)獲得。

可通過野外抽水試驗或注水試驗獲取給水度（μ），亦可查閱導則附錄B 表B.2松散巖石給水度參考值獲取?？紫抖龋╪）＝持水度（Sr）+給水度（μ），當殘余在多孔介質(zhì)體系中的流體體積為0時，即持水度為0，孔隙度（n）等于給水度（μ）。

還可通過地質(zhì)勘察報告中的孔隙比（e）參數(shù)計算孔隙度（n），孔隙比（e）和孔隙度（n）轉(zhuǎn)化公式為：n=e/（1+e）。

有效孔隙度為重力水流動的孔隙體積（不包含結合水所占體積）與巖石體積之比。顯然，有效孔隙度（ne）小于孔隙度（n）。

⑤水流速度（u）

根據(jù)達西定律，滲流速度（V）=滲透系數(shù)（K）×水力梯度（I）；地下水實際平均流速（u）=滲流速度（V）÷有效孔隙度（ne）。

滲透系數(shù)（K）可通過雙環(huán)滲水試驗獲得，或查閱導則附錄B 表B.1滲透系數(shù)經(jīng)驗值表獲??；水力梯度（I）可通過評價區(qū)水位井統(tǒng)測，獲取水位井口高程、埋深等參數(shù)，繪制等水位線圖獲取水力梯度（I）。

⑥縱向彌散系數(shù)（DL）、橫向彌散系數(shù)（DT）

水動力彌散包括機械彌散和分子擴散；水動力彌散系數(shù)（D）是表征地下水中溶質(zhì)遷移的重要水文地質(zhì)參數(shù)，可分為縱向彌散系數(shù)（DL）和橫向彌散系數(shù)（DT）。

彌散系數(shù)（D）多采用一維彌散試驗裝置室內(nèi)測得，亦可單井/多井抽水試驗測得；一般實驗室測得彌散系數(shù)、彌散度與實際工作過程中偏小2～4個數(shù)量級，但野外試驗研究成果表明，彌散度隨流動距離增加具有明顯增加趨勢[2]。

縱向彌散系數(shù)（DL）通過縱向彌散度（αL）計算獲得：縱向彌散系數(shù)（DL）=縱向彌散度（αL）×地下水實際平均速度（u）；縱向彌散度（αL）還可通過查詢《水文地質(zhì)手冊》（第二版）、水文地質(zhì)學基礎等書獲得。

Gelhar[3]發(fā)表了關于縱向彌散度（αL）與遷移距離（LS）的關系圖，見圖1。

圖1 縱向彌散度(αL)與實際遷移距離(LS)的關系圖

圖1表明縱向彌散度（αL）野外測量值與實際遷移距離（LS）的關系范圍圖；其中圓圈越大，數(shù)據(jù)越可靠，最大的圓圈代表最可靠的數(shù)據(jù)；而且兩者關系遠比αL=0.1 LS復雜。

Moujin，Xu[4]等人通過實驗并總結前人的研究成果得出縱向彌散度（αL）與野外實際遷移距離（LS）距離的關系式：αL=0.83×（logLs）2.414。

在實際工作中可通過圖1或上述公式確定縱向彌散度（αL），最終結合地下水實際平均速度（u）確定縱向彌散系數(shù)（DL）。一般橫向彌散系數(shù)（DT）為縱向彌散系數(shù)（DL）的0.1倍，即橫向彌散系數(shù)（DT）=0.1×縱向彌散系數(shù)（DL）。

以上參數(shù)還可通過查閱資料獲得，如當?shù)厮牡刭|(zhì)資料、已批復的環(huán)境影響報告書相關內(nèi)容。

（3）預測情形及時間設定

正常狀況選取污水處理站存在“跑、冒、滴、漏”情形；非正常狀況選取污水處理站因防滲層出現(xiàn)較大裂縫導致污水泄漏情形。預測時間階段選取污染發(fā)生后100天、1 000天、30年（服務期限），同時關注10年和20年等時間節(jié)點。

（4）預測因子選定

制革工業(yè)項目地下水預測因子選取COD、氨氮和Cr作為預測因子，因廢水中為CODCr，GB14848-2017中水質(zhì)指標為耗氧量（高錳酸鉀法）即CODMn。根據(jù)評價指標標準及監(jiān)測方法，可將廢水中三分之一CODCr折合CODMn作為污染源源強，本文中其他評價因子無須折算。

（5）模型選取及預測內(nèi)容

正常狀況下選取“連續(xù)注入示蹤劑-平面連續(xù)點源預測模型”、非正常狀況選取“瞬時注入示蹤劑-平面瞬時點源預測模型”。

預測內(nèi)容主要為①預測不同情形，廢水中評價因子在不同時間節(jié)點污染物遷移超過質(zhì)量標準濃度（考慮背景值）、超過檢出限濃度的四至范圍及超標/影響面積；②預測不同情形，廢水中各評價因子在廠界處影響范圍、超標范圍及對應的時間節(jié)點；③預測不同情形，廢水中各評價因子對地下水下游敏感目標的影響。

基于以上預測，根據(jù)國家和當?shù)氐叵滤h(huán)境法律、法規(guī)和標準，評價建設項目直接影響地下水環(huán)境。

2.4 結論階段

主要結合前述分析，提出地下水環(huán)境保護措施與防控措施，制定跟蹤監(jiān)測計劃等，為地下水環(huán)境影響評價根本落腳點。

按照“源頭控制、分區(qū)防治、污染監(jiān)控、應急響應”原則，采取以下措施：①對制革工業(yè)項目生產(chǎn)車間轉(zhuǎn)鼓設備、管道、污水處理站等，經(jīng)常巡視、加強管理，從源頭防止廢水污染物進入地下水中；②對于轉(zhuǎn)鼓設備處、含鉻廢水處理設備、污水處理站、事故水池及相應管線、危廢暫存間進行重點防滲、對于車間其他區(qū)域、循環(huán)水池等進行一般防滲；對于辦公區(qū)、廠區(qū)道路等為簡單防滲，做一般硬化處理便可；③建立完善地下水監(jiān)測系統(tǒng)，加強地下水水質(zhì)監(jiān)測，設置跟蹤監(jiān)測井，定期監(jiān)測水質(zhì)因子；④制定地下水風險事故應急預案，一旦工藝監(jiān)測參數(shù)異常、監(jiān)測井異常，立即啟動應急預案采取相應措施，確保地下水污染將至最小影響范圍內(nèi)。

3 與相關法律相銜接

為進一步貫徹《水污染防治行動計劃》、《土壤污染防治行動計劃》有關工作部署，待制革工業(yè)項目運行一段時間后，可按照《關于印發(fā)<地下水環(huán)境質(zhì)量狀況調(diào)查評價工作指南>等4項技術文件的通知》（環(huán)辦土壤函[2019]770號）之要求，適時啟動地下水環(huán)境狀況調(diào)查工作，進一步掌握制革工業(yè)項目運行后廠址周圍地下水環(huán)境質(zhì)量變化情況。

4 結論

綜上所述，社會經(jīng)濟快速發(fā)展背景下，我國全面推進科學發(fā)展觀，積極構建環(huán)境友好型與資源節(jié)約型企業(yè)，這是工業(yè)化發(fā)展的必然趨勢。對于習慣了粗放型經(jīng)營的制革企業(yè)來說，環(huán)保將是企業(yè)未來發(fā)展的生命線[5]。此種情況下，制革行業(yè)為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，應落實好環(huán)境影響評價制度、做到持證排污，嚴格落實環(huán)境影響評價中提出的相關措施，同時還應加快工藝革新，降低能耗及“三廢”產(chǎn)生量，進一步降低制革工業(yè)對地下水的影響。同時做好跟蹤監(jiān)測工作，適時啟動地下水環(huán)境質(zhì)量調(diào)查工作，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。