王 帥，肖卓斌，張 公

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，河南 鄭州 450053)

隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展,工業(yè)趨于集中式發(fā)展,形成了越來越多的工業(yè)園區(qū),導(dǎo)致地下水環(huán)境的污染問題日趨嚴重。為使工業(yè)園區(qū)的建設(shè)符合環(huán)保的要求，保持生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

基于此,本文以濟源市虎嶺工業(yè)園區(qū)為例,在對其工業(yè)規(guī)劃和自然環(huán)境等調(diào)研的基礎(chǔ)上,通過2016-2020年4個地下水環(huán)境質(zhì)量評價項目，判識了地下水的潛在污染因子,經(jīng)系統(tǒng)采樣分析,查明了園區(qū)的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀,并據(jù)此提出了工業(yè)園區(qū)的地下水污染防治策略。本研究為園區(qū)開發(fā)與保護的協(xié)調(diào)發(fā)展提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和重要指導(dǎo)。

1 工業(yè)園區(qū)概況

濟源市虎嶺工業(yè)園區(qū)位于濟源市城區(qū)西南部，交通便利，區(qū)位優(yōu)越。園區(qū)規(guī)劃面積18.97 km2，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為裝備制造、精細化工和新材料。依托金馬焦化等大型企業(yè)，重點實施苯加氫、炭黑、丁二酸等項目，配套洛陽石化發(fā)展聚丙烯、塑料制品和化纖產(chǎn)業(yè)，打造煤化工精細化工產(chǎn)業(yè)集群。

虎嶺產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)現(xiàn)狀入駐規(guī)模企業(yè)121家，其中較大規(guī)模企業(yè)有豫港焦化、金馬焦化、富士康、濟源鋼鐵、中原特鋼、力帆新能源汽車等。園區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀用地以村莊和農(nóng)業(yè)用地為主，中間夾雜部分工業(yè)用地；在南部和西部的地形起伏地帶，以自然的丘陵或山體形態(tài)為主，并有一些水庫和河流分布其中，北部土地較為平整。

2 水文地質(zhì)條件

濟源市是濟源盆地內(nèi)地形相對較低部分，堆積了大量的第四系沖積、洪積和坡積物，地層多為粉土、粉質(zhì)粘土、砂和卵石的多層結(jié)構(gòu)，表層以粉土或粉質(zhì)粘土層為主，厚度可達20～200 m，地下水類型為松散巖類孔隙水，其中，砂和卵石磨圓度、分選性較好，導(dǎo)水性能好，貯藏豐富的孔隙水。但由于沉積時代先后不一，上下壓密程度不同，因而從上到下孔隙率變小，富水性變?nèi)?。其中，粉土和粉質(zhì)粘土透水性能差，不利于地下水的運移和開采，但它們孔隙率較大，從而有利于地下水的儲存，在一定條件下可補充砂卵石孔隙水，起著存儲作用；表層的粉土和粉質(zhì)粘土直接接受大氣降水滲入補給，但受地形、地貌影響，富水性不均，故地下水在濟源市段莊-楊莊-大峪新村-小衛(wèi)莊一帶北部出現(xiàn)了以粗粒相為主的多層結(jié)構(gòu)含水層，南部則以表層粉土和粉質(zhì)粘土為主的潛水含水層。

根據(jù)地下水埋藏深度，可將園區(qū)分為淺層和中深層地下水，本次評價的主要是淺層地下水，井深一般30～60 m，含水層巖性主要為中、上更新統(tǒng)粉土、粉質(zhì)粘土，局部夾薄層粉細砂，總厚度小于30 m。

2.1 淺層地下水富水性分區(qū)

園區(qū)內(nèi)淺層地下水普遍分布，井深一般30～60 m。富水性按5 m降深統(tǒng)一換算，可分為水量豐富區(qū)、水量中等區(qū)和水量貧乏區(qū)。

2.1.1 水量豐富區(qū)(單井涌水量在1 000～3 000 m3/d)

主要分布于園區(qū)北部的南蟒河沖洪積傾斜地，含水層巖性主要為上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)南蟒河沖洪積砂、砂卵石和卵石層。整體含水巖組呈東西向長軸半橢圓”盆狀”分布，盆底中心在濟源市附近。含水層向南向北變薄漸變?yōu)榉弁痢⒎圪|(zhì)粘土等弱透水層，由西向東，強透水含水層顆粒漸細，層數(shù)增多，單層厚度變薄，透水性漸差。在濟源城區(qū)附近，含水層組總厚度15～30 m左右。降深5 m的單井涌水量亦呈現(xiàn)出沿軸線向兩側(cè)和從西向東由大變小的規(guī)律：即由>3 000 m3/d逐漸過渡到<1 000 m3/d；滲透系數(shù)由200 m/d逐漸變?yōu)?0 m/d左右；水位埋深由>20 m到<10 m。水化學(xué)類型以HCO3-Ca型和HCO3-Ca·Mg型水為主。據(jù)收集鉆孔資料，井深46.0 m，含水層巖性為砂卵石，厚度約14.7 m，降深3.07 m單井涌水量2195.3 m3/d,換算為5 m降深涌水量2 801.5 m3/d，水量豐富。

2.1.2 水量中等區(qū)(單井涌水量在100～1 000 m3/d)

主要分布于園區(qū)內(nèi)坡積緩傾斜地，含水層巖性主要為中、上更新統(tǒng)粉土、粉質(zhì)粘土，局部夾薄層粉細砂，總厚度小于30 m。該含水巖組屬南蟒河支流堆積物，物質(zhì)來源為南部基巖丘陵區(qū)的古近系砂、頁巖風(fēng)化物，相對強透水層為支流河道帶透鏡狀粉細砂，厚度一般小于10 m。水化學(xué)類型以HCO3·SO4-Ca型水、HCO3-Ca型水為主。據(jù)收集鉆孔資料，井深35.0 m，含水層巖性為粉質(zhì)粘土，厚度約7.7 m，降深9.0 m單井涌水量600 m3/d,換算為5 m降深涌水量447.2 m3/d，水量中等。

2.1.3 水量貧乏區(qū)(單井涌水量在10～100 m3/d)

主要分布于園區(qū)南部坡積傾斜地，含水層巖性主要為中、上更新統(tǒng)粉土、粉質(zhì)粘土，總厚度小于20 m。該含水巖組屬坡積物，物質(zhì)來源為南部基巖丘陵區(qū)的古近系砂、頁巖風(fēng)化物，受地形影響，由南到北逐漸變厚。水化學(xué)類型以HCO3·SO4-Ca型水為主。據(jù)JY3井抽水試驗成果，該井井深20.0 m，含水層巖性為粉質(zhì)粘土，厚度約15.5 m，降深9.5 m單井涌水量32.6 m3/d,換算為5 m降深涌水量17.16 m3/d，水量貧乏。

2.2 淺層地下水補徑排條件

調(diào)查區(qū)內(nèi)淺層地下水主要接受大氣降水補給、灌溉回滲補給和南蟒河側(cè)滲補給。根據(jù)地下水等水位線可知，區(qū)內(nèi)淺層地下水徑流方向與地形基本一致，由西南向東北徑流，至蟒河沖洪積扇軸部由西向東徑流出區(qū)外。排泄方式主要為人工開采和徑流排泄。

2.3 淺層流場特征

根據(jù)2016-2020年水文地質(zhì)測繪資料，園區(qū)淺層地下水流向與地形傾向基本一致，即坡洪積傾斜地淺層地下水自西南向東北方向徑流，水力坡度0.30‰～26.5‰，至蟒河沖洪積為傾斜地，淺層地下水沿盆地軸部由西向東徑流，水力坡度0.18‰～0.29‰?？菟跍\層地下水埋深4.63～11.98 m，水位標高136.2～193.7 m。豐水期淺層地下水埋深4.5～11.6 m，水位標高137.1～197.1 m。

3 地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀

本次現(xiàn)狀評價依據(jù)園區(qū)2016-2020年開展的4個地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價項目，每次監(jiān)測7個點，合計監(jiān)測28點，監(jiān)測點均勻分布于產(chǎn)業(yè)園區(qū)。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果表明：所有監(jiān)測因子中，除溶解性總固體和總硬度超標外，其他因子均滿足地下水三類標準限值，且溶解性總固體和總硬度超標為原生地質(zhì)環(huán)境所致，四年數(shù)據(jù)沒有明顯異常變化，地下水水質(zhì)良好，未遭受明顯污染(表1)。

表1 地下水水質(zhì)現(xiàn)狀統(tǒng)計表

4 地下水污染防治措施

4.1 防滲原則

根據(jù)地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果表明，園區(qū)地下水目前水質(zhì)未遭受明顯污染。但是園區(qū)主要為煤化工精細化產(chǎn)業(yè)和新材料企業(yè)，多數(shù)企業(yè)在產(chǎn)品和原輔材料的儲存、生產(chǎn)以及廢水的產(chǎn)生和處理過程中，均有可能發(fā)生污染物泄漏而污染地下水。為防止園區(qū)地下水污染，園區(qū)內(nèi)各項目廢水池、沉淀池和污水輸送管道等均需采取嚴格的防滲措施，杜絕滲漏。在園區(qū)污水輸送管線沿途等處進行防滲、防腐工程，做好地面硬化處理，并設(shè)置防滲層。按照“源頭控制、末端防治、污染監(jiān)控、應(yīng)急響應(yīng)”相結(jié)合的原則，從污染物的產(chǎn)生、入滲、擴散、應(yīng)急響應(yīng)全階段進行控制。

4.2 污染防治分區(qū)

根據(jù)污染物泄漏的途徑和位置特點，園區(qū)可首先劃分為重點污染防治區(qū)、一般污染防治區(qū)和非污染防治區(qū)，根據(jù)不同的污染防治分區(qū)采取相應(yīng)的防滲措施。

重點污染防治區(qū)是指污染物產(chǎn)生泄露后，不易及時被發(fā)現(xiàn)的區(qū)域，一般指園區(qū)內(nèi)各企業(yè)的地下或半地下構(gòu)筑物，包括污水處理池及地下輸水管線等。一般污染防治區(qū)指地面的生產(chǎn)裝置，污染物泄漏后，可及時發(fā)現(xiàn)和處理的區(qū)域或位置，包括地面生產(chǎn)裝置和地面儲罐等。非污染防治區(qū)指沒有污染物泄漏，不會對地下水造成污染的區(qū)域，主要包括辦公區(qū)、廠區(qū)道路等。

4.3 防滲設(shè)計

按《石油化工工程防滲技術(shù)規(guī)范》GB/T50934-2013等相關(guān)規(guī)定，重點污染防治區(qū)防滲層要進行復(fù)合防滲，確保污染物不通過包氣帶下滲至地下含水層，具體可通過鋪設(shè)PE膜、抗?jié)B混凝土等防滲性能較好的材料，滲透系數(shù)必須不低于6.0 m厚滲透系數(shù)為1.0×10-7cm/s的粘土層的防滲性能；一般污染防治區(qū)防滲層的防滲性能應(yīng)不低于1.5 m厚滲透系數(shù)為1.0×10-7cm/s的粘土層的防滲性能；簡單防滲一般做簡單硬化即可。

4.4 監(jiān)控措施

為了及時準確地掌握園區(qū)地下水環(huán)境質(zhì)量狀況和地下水中污染物的動態(tài)變化，應(yīng)建立覆蓋全園區(qū)的地下水長期跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)測井布設(shè)應(yīng)結(jié)合含水層分布和地下水流場特征，同時，還應(yīng)該結(jié)合園區(qū)內(nèi)各企業(yè)重點防滲區(qū)的分布位置，分別在園區(qū)上下游及周邊布設(shè)共享監(jiān)測井，同時在重點污染企業(yè)重點防滲區(qū)下游布設(shè)獨立監(jiān)測井。獨立監(jiān)測井應(yīng)緊鄰監(jiān)控企業(yè)，一旦遭受污染，可確定為本企業(yè)所造成，共享監(jiān)測井監(jiān)測臨近企業(yè)的同時可兼顧園區(qū)內(nèi)地下水的環(huán)境狀況。

4.5 地下水污染應(yīng)急措施

4.5.1 應(yīng)急治理程序

根據(jù)應(yīng)急工作需要，園區(qū)應(yīng)當(dāng)建立應(yīng)急管理體系，以便及時應(yīng)對突發(fā)的地下水環(huán)境污染事件，并結(jié)合地下水污染治理的技術(shù)特點，制定地下水污染應(yīng)急治理程序，見圖1。

4.5.2 地下水污染治理措施

1)治理措施

根據(jù)園區(qū)地下水埋深較淺的特點，園區(qū)內(nèi)應(yīng)當(dāng)加強防滲措施，同時加強各項目和園區(qū)的聯(lián)動監(jiān)測作用，從整體上采取防止地下水污染的控制措施。園區(qū)孔隙淺層含水層巖性以粉細砂為主，其富水性和導(dǎo)水性能相對強。一旦發(fā)生地下水污染時，污染物的運移速度相對較快，污染范圍可能較大，因此應(yīng)及時采取污染治理措施。主要包括：(1)查明原因并及時切斷污染源。(2)進行地下水質(zhì)量調(diào)查，判斷污染程度及范圍。(3)根據(jù)園區(qū)的水文地質(zhì)特征，設(shè)計抽水方案，抽取污染水體。(4)跟蹤監(jiān)測地下水水質(zhì)，達標之后進行土壤修復(fù)。

2)注意問題

地下水污染的治理相對來說更加復(fù)雜，在進行具體的治理時，還需要考慮多重因素：一般先使用物理法或水動力控制法將污染區(qū)封閉，然后盡量收集污染物，最后使用抽出處理法或原位法進行治理。在進行地下水污染治理之前，還應(yīng)該委托有資質(zhì)的專業(yè)技術(shù)隊伍，進行水文地質(zhì)調(diào)查，摸清園區(qū)水文地質(zhì)條件，掌握園區(qū)地下水化學(xué)特征之后采用更加切實可行的治理措施。另外，地下水治理的同時還應(yīng)該注意土壤的修復(fù)，土壤和地下水是相互影響的，如果忽略土壤的修復(fù)，可能會使地下水再次遭受污染。

圖1 地下水污染應(yīng)急治理程序框圖

5 結(jié)語

(1)根據(jù)園區(qū)2016-2020年的地下水質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，除溶解性總固體和總硬度超標外，其他因子均滿足，其余指標均滿足地下水三類標準限值，且溶解性總固體和總硬度超標為原生地質(zhì)環(huán)境所致，四年數(shù)據(jù)沒有明顯異常變化，地下水水質(zhì)良好，未遭受明顯污染。

(2)根據(jù)園區(qū)的水文地質(zhì)特征，對園區(qū)污水處理廠、沉淀池、污水管線等重點防滲區(qū)設(shè)置獨立監(jiān)測井。根據(jù)園區(qū)地下水流場特征，園區(qū)內(nèi)均勻布設(shè)共享監(jiān)測井，定期監(jiān)測水質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)異常及時排查原因，并結(jié)合污染程度采用相應(yīng)的治理措施。

(3)地下水污染一項具有隱蔽性且專業(yè)性很強的工作，一旦發(fā)生污染事故將產(chǎn)生重大社會影響。因此，園區(qū)應(yīng)針對可能發(fā)生的地下水污染，按照“源頭控制、末端防治、污染監(jiān)控、應(yīng)急響應(yīng)”相結(jié)合的原則，從污染物的產(chǎn)生、入滲、擴散、應(yīng)急響應(yīng)全階段進行控制。