馬占琪MA Zhan-qi
(廣州市藍翌環(huán)保 科技有限公司,廣州 510000)
工業(yè)發(fā)展已成為我國經(jīng)濟的重要組成部分,每個大城市都不可避免的有一個工業(yè)區(qū);由此不可避免的帶來日益嚴重的土壤污染和地下水污染[1]。土壤污染容易導(dǎo)致土地資源流失浪費。地下水不僅是淡水的主要來源,也是復(fù)雜生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的敏感組成部分,地下水具有隱蔽性高、不可逆轉(zhuǎn)、構(gòu)成復(fù)雜等特點,導(dǎo)致其一旦被污染,就很難再次恢復(fù),造成不可估量的損失,兩者間容易互相影響[2]。
本文選擇佛山某典型工業(yè)園區(qū)作為分析對象,對園區(qū)土壤和地下水常規(guī)指標與特征指標進行調(diào)查分析和監(jiān)測評價,評價地塊內(nèi)的土壤和地下水質(zhì)量、污染評價以及風(fēng)險評估。
1.1企業(yè)歷史概況 地塊位于順德南某工業(yè)區(qū),占地227772m2,土地使用權(quán)人為屬地土地發(fā)展中心,該地塊土地用途為工業(yè)用地。本地塊企業(yè)2018年停產(chǎn),2019年10月拆除完畢,主要產(chǎn)業(yè)類型為家具生產(chǎn)、物流倉儲等產(chǎn)業(yè)。本項目地塊原用作工業(yè)廠區(qū),現(xiàn)所有廠區(qū)已拆除空置。歷史園區(qū)布局散亂,產(chǎn)能落后,形態(tài)破舊,安全隱患較多。
1.2工程水文地質(zhì)概況 本場區(qū)勘察深度范圍內(nèi),土主要有:人工填土層(Qml)、第四系沖洪積層(Qal+pl)、第四系殘積土(Qel)、侏羅系下統(tǒng)基巖(J)自上而下分為4個基本層。該區(qū)域地下水埋深大約為0.50~3.00m,在地塊內(nèi),主要賦存于第四系坡洪積層中的孔隙水和震旦系強、中風(fēng)化基巖中的裂隙水,接受大氣降水補給為主,以蒸發(fā)和向下滲流的方式排泄,水位受季節(jié)影響[3],總體來說,該區(qū)域含水層較厚,地下水較豐富。
2.1第一階段調(diào)查 第一階段土壤污染狀況調(diào)查是以資料收集、現(xiàn)場踏勘和人員訪談為主的污染識別階段。
地塊周邊除了位于地塊東南側(cè)的工業(yè)區(qū)歷史上存在工業(yè)企業(yè)之外,其余方位至今都未涉及到企業(yè)的生產(chǎn),對地塊內(nèi)土壤環(huán)境影響很小,工業(yè)區(qū)2006年及以前,為荒地未被開發(fā)利用,2008年之后園區(qū)內(nèi)陸續(xù)修建廠房,主要企業(yè)類型為家具廠。目前該地塊企業(yè)仍持續(xù)經(jīng)營。
涉及到的企業(yè)包括噴漆工藝家具廠及不含噴漆工藝的木材廠。企業(yè)類型及生產(chǎn)工藝與調(diào)查地塊一致,污染物類型一致,主要涉及污染物VOCs、SVOCs、石油烴。
調(diào)查地塊內(nèi)廢氣主要包括打磨木材產(chǎn)生粉塵廢氣,噴漆產(chǎn)生有機廢氣,企業(yè)經(jīng)處理后進行排放。廢水主要產(chǎn)生生活污水,通過園區(qū)內(nèi)的水溝進行排放到河涌;歷史電鍍廠產(chǎn)生電鍍廢水經(jīng)處理達標后排放到石斗涌。根據(jù)資料分析、現(xiàn)場踏勘、人員訪談及以往地塊調(diào)查經(jīng)驗得知,地塊內(nèi)主要為揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、多氯聯(lián)苯、擬除蟲菊酯類、石油烴、重金屬、氰化物。涉及污染區(qū)域主要為電鍍廠、噴漆家具廠、塑料廠、機械廠和蚊香廠。因此根據(jù)前述分析,初步確定本地塊土壤、地下水應(yīng)關(guān)注的潛在污染區(qū)域及污染物種類。
工業(yè)區(qū)與本次調(diào)查地塊中間有內(nèi)部河涌隔開,且工業(yè)區(qū)位于本次調(diào)查地塊下游,主要易遷移苯系物污染物對本次調(diào)查地塊土壤及地下水影響較小。但由于本地調(diào)查地塊全年多北風(fēng),頻率為13%。10月至次年3月以北風(fēng)為主,4~8月南風(fēng)或東南風(fēng)較多,受季風(fēng)影響污染物會經(jīng)大氣沉降,對本地塊影響。
2.2布點采樣及取樣實驗檢測 第二階段土壤污染狀況調(diào)查是以采樣與分析為主的污染證實階段。
2.2.1 土壤監(jiān)測布點 根據(jù)所收集的本地塊內(nèi)24家企業(yè)相關(guān)環(huán)保資料分析,20家家具廠資料中80%的家具廠是進行簡單的組裝、加工木材工藝,廠區(qū)內(nèi)涉及重點污染區(qū)域極少,且污染物分布相對均勻。結(jié)合地塊內(nèi)污水管網(wǎng)的排污走向,在進行本地塊采樣點分布設(shè)計時,結(jié)合專業(yè)判斷法及系統(tǒng)布點法。對于有廠區(qū)功能分區(qū)資料的企業(yè)的,采用判斷法布點;對缺失資料或污染不明確的地塊則采用系統(tǒng)布點法,至少每個潛在污染區(qū)域原則上不少于1個土壤監(jiān)測點。土壤采樣點具體布設(shè)情況詳見表1。
表1 布點方法及適用條件
土壤采樣調(diào)查點布設(shè),根據(jù)第一階段地塊調(diào)查環(huán)境結(jié)果,每個潛在污染區(qū)域原則上應(yīng)至少布設(shè)1個土壤監(jiān)測點,可根據(jù)布點區(qū)域大小、污染物分布等實際情況進行適當調(diào)整,工業(yè)聚集區(qū)按每1600m2(40m×40m網(wǎng)格)不少于1個監(jiān)測布點。考慮到地塊內(nèi)企業(yè)存在無名廠和部分企業(yè)相關(guān)生產(chǎn)信息較少,根據(jù)系統(tǒng)布點法,地塊內(nèi)共布設(shè)出147個能夠表征該地塊的點位,涵蓋所有類型地塊。
2.2.2 土壤采樣方法 土壤樣品采集前用竹片刮去表層土壤,土壤的樣品采集主要有兩個步驟,第一步采集襯管內(nèi)用于揮發(fā)性有機物和半揮發(fā)有機物的土樣,取土器如圖1所示,第二步是在襯管內(nèi)土樣中再采集其他指標檢測的土樣。采集揮發(fā)性有機物(VOCs)樣品時,竹片刮去表層約1cm厚土壤,采用非擾動采樣器直接迅速將土壤推入已提前稱重的棕色頂空瓶中,檢測VOCs的土壤樣品應(yīng)采集3+1份。用于檢測SVOCs、多氯聯(lián)苯、氰化物、石油烴等指標的土壤樣品,用采樣鏟將土壤轉(zhuǎn)移至250mL具聚四氟乙烯-硅膠襯墊螺旋蓋棕色廣口玻璃瓶內(nèi)并裝滿填實[4]。用于檢測pH、含水率、重金屬等指標的土壤樣品,用采樣鏟將土壤轉(zhuǎn)移至廣口棕色瓶內(nèi)并裝滿填實。
2.2.3 地下水環(huán)境調(diào)查 根據(jù)資料顯示,本地塊地下水流向由東北向西南,本次調(diào)查在地塊內(nèi)布設(shè)地下水監(jiān)測井10口,選取地下水對照點1個,對照點位于地塊西北的1.4公里,中間無山川河流且周邊開發(fā)利用程度低,受周邊影響較小。為了解污染物在土壤和地下水中的遷移情況,將地塊內(nèi)10口地下水監(jiān)測井與土壤采樣點合并,每口井鉆孔深度約6m。
2.2.4 水樣采集方法①采樣洗井達到要求后,測量并記錄水位,若地下水水位變化小于10cm,則可以立即采樣;若地下水水位變化超過10cm,應(yīng)待地下水位再次穩(wěn)定后采樣,若地下水回補速度較慢,原則上應(yīng)在洗井后2h內(nèi)完成地下水采樣。若洗井過程中發(fā)現(xiàn)水面有浮油類物質(zhì),需要在采樣記錄單里明確注明。②地下水樣品采集應(yīng)先采集用于檢測VOCs的水樣,然后再采集用于檢測其他水質(zhì)指標的水樣。對于未添加保護劑的樣品瓶,地下水采樣前需用待采集水樣潤洗2~3次。
3.1評價標準篩選 基于調(diào)查地塊位于當?shù)氐膶嶋H情況,綜合考慮土壤類型及調(diào)查地塊后續(xù)修復(fù)等工作的可行性,本次調(diào)查評估采用赤紅壤砷背景值60mg/kg作為風(fēng)險篩選值。
本地塊地下水檢測污染物篩選標準為《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-2017)Ⅲ類水標準限值,對于該標準沒有規(guī)定的指標,則參考《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)及地下水水質(zhì)標準(DB/Z0290-2015)中的規(guī)定限值[5]。
3.2土壤調(diào)查結(jié)果評估 地塊內(nèi)共采集了708個土壤樣品,調(diào)查地塊土壤樣品pH值范圍為6.02~7.64,pH值變化不大。總體來看,本地塊土壤以中性土壤為主。
本次初步調(diào)查中,共布設(shè)147個土壤鉆孔點位。其中,各采集重金屬(砷、汞、六價鉻、鉛、鎘、鎳、銅)、揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、多氯聯(lián)苯(總量)、石油烴(C10-C40)708個樣品;各采集了氰化物、鋅85個樣品;采集了擬除蟲菊酯類10個樣品。檢出土壤重金屬中,汞、砷、鎘、鎳、銅、鉛、鋅等7種重金屬均有檢出,但濃度均低于對應(yīng)的篩選值;土壤六價鉻未檢出。
土壤有機物中,丙酮、二硫化碳、二氯甲烷、2-丁酮、鄰二甲苯等40項有檢出,但濃度均低于對應(yīng)的篩選值。二氯二氟甲烷、氯甲烷、氯乙烯、溴甲烷1,2-二溴-3-氯丙烷等38項揮發(fā)性有機物均未檢出,N-亞硝基二甲胺、苯酚、二(2-氯乙基)醚、2-氯苯酚等45項半揮發(fā)性有機物均未檢出。土壤多氯聯(lián)苯中,PCB81、PCB169、PCB77等17項有檢出;其中,PCB126、PCB169、多氯聯(lián)苯(總量)濃度均低于對應(yīng)的篩選值。
3.3地下水調(diào)查結(jié)果評估 本次現(xiàn)場采樣調(diào)查共檢測了地塊內(nèi)10個地下水樣品,檢測結(jié)果可知,常規(guī)指標16項、重金屬12項和VOCs6項均被檢出,根據(jù)本地塊地下水風(fēng)險評價篩選值進行評價,出現(xiàn)超篩選值的指標包括耗氧量、氨氮、總大腸菌群、細菌總數(shù)、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽共7項,超篩選值倍數(shù)范圍為0.37(耗氧量)~109(總大腸菌群),包括對照監(jiān)測井樣品,均出現(xiàn)部分指標不同程度超標,其中,10個點位的總大腸菌群和細菌總數(shù)超篩選值,8個點位的耗氧量和氨氮超篩選值,4個點的總硬度超篩選值,4個點位的溶解性總固體超篩選值,3個點位的硫酸鹽超篩選值。重金屬共檢出12項[6],包括六價鉻、錳、鐵、銅、鎳、鎘、鉛、鈉鋁、硒、砷、汞,未超過本地塊地下水風(fēng)險篩選值。有機物共檢出6項,包括氯仿、甲苯、乙苯、對間二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯,未超過本地塊地下水風(fēng)險篩選值。地下水監(jiān)測對照點所采集的樣品中總大腸菌群、細菌總數(shù)超篩選值,說明本區(qū)域地下水總體質(zhì)量一般。
本文采用單指標聯(lián)合內(nèi)梅羅指數(shù)綜合評價法,采用ArcGIS中的插值分析方法對水質(zhì)特征在園區(qū)內(nèi)的分布進行數(shù)值模擬,將各個點位的水質(zhì)特質(zhì)與整體園區(qū)的水質(zhì)特點進行連續(xù)性的描述,突出重點污染區(qū)域,還原地下水特征。
根據(jù)各個點位的地下水質(zhì)量F值計算結(jié)算,利用ArcGIS中的反距離權(quán)重法,對整個園區(qū)的地下水質(zhì)量進行數(shù)值模擬。得到結(jié)果如圖2所示。
根據(jù)圖2可以看出,在工業(yè)地塊范圍內(nèi),上游水質(zhì)質(zhì)量優(yōu)良,進入園區(qū)后,地下水質(zhì)量迅速下降;受東南側(cè)到廠區(qū)化學(xué)污染的影響,導(dǎo)致整個園區(qū)附近水質(zhì)質(zhì)量均為Ⅳ類或Ⅴ類,不宜飲用;在下游區(qū)域,水質(zhì)則更加差。觀察內(nèi)部點位,可以看到周邊水質(zhì)變化趨勢由中心向四周擴散,說明地下水污染物同樣會對上游水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響,不過影響相對緩慢。
利用插值分析,將園區(qū)內(nèi)各點位的風(fēng)險評估轉(zhuǎn)化為連續(xù)性的區(qū)域風(fēng)向評估,整體分析區(qū)域風(fēng)險情況,具體結(jié)果如圖3。
通過圖3,可以很明顯的看出,園區(qū)內(nèi)的地下水健康風(fēng)險成中心風(fēng)險高,呈現(xiàn)向四周擴散的趨勢,總的來說對周邊區(qū)域影響較小,但同時針對個別風(fēng)險較高的點位,需要引起關(guān)注,及時采取相應(yīng)的治理措施,避免風(fēng)險外溢[7]。
地下水中耗氧量、氨氮、總大腸菌群、細菌總數(shù)、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽屬于生活類污染物,且在佛山市地下水環(huán)境出現(xiàn)超篩選值情況較常見,因此不作為風(fēng)險評估的關(guān)注污染物。因調(diào)查地塊所在區(qū)域不使用地下水作為飲用水,且超篩選值的污染物耗氧量、氨氮、總大腸菌群、細菌總數(shù)、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽為非氣態(tài)污染物,不存在影響人體健康的暴露途徑。因此,本地塊無需做風(fēng)險專項評估。
由于地塊內(nèi)地下水中耗氧量、氨氮、總大腸菌群、細菌總數(shù)、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽指標不同程度地超出相應(yīng)的地下水風(fēng)險評價篩選值,建議不對地塊內(nèi)的地下水進行開發(fā)利用,尤其是以飲用水源為用途的開發(fā)。
由于地塊內(nèi)部存在變電房,在拆除過程當中會產(chǎn)生廢舊變壓器、廢鉛酸蓄電池、變電站配套設(shè)施及舊桿塔等廢舊材料,為防止對環(huán)境造成污染,因此需進行妥善處置。
對于地塊內(nèi)電鍍廠所在地塊單元的棄土,在施工過程中應(yīng)該集中堆存,回填過程中應(yīng)將棄土全部回填至原地塊,防止棄土外運對其他地塊的土壤造成污染。