某化工區(qū)新建水質(zhì)監(jiān)測井及其基礎(chǔ)環(huán)境污染評價

吳燁

摘 要：為了解某化工區(qū)地下水基礎(chǔ)環(huán)境質(zhì)量狀況，在其周邊區(qū)域范圍內(nèi)新建水質(zhì)監(jiān)測井，開展污染評價工作。針對不同巖性的目的含水層，采取螺紋鉆頭或魚尾鉆頭兩種方式進行擴孔成井。水樣檢測結(jié)果表明，化工區(qū)17口地下水質(zhì)監(jiān)測井綜合指標(biāo)評價結(jié)果均為Ⅴ類，說明該園區(qū)潛水地下水受到了一定程度的工業(yè)污染和生活污染。

關(guān)鍵詞：化工區(qū);水質(zhì)監(jiān)測井;基礎(chǔ)環(huán)境;污染評價

中圖分類號：X824? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）08-0099-04

1前言

采集某化工區(qū)的水樣進行測試分析，開展地下水基礎(chǔ)環(huán)境污染評價，不僅有助于掌握地下水污染狀況、控制地下水污染源的影響并遏制地下水水質(zhì)惡化趨勢，而且也為淺部水土環(huán)境的污染監(jiān)測、污染評價與風(fēng)險評估、水土環(huán)境的修復(fù)治理奠定堅實的基礎(chǔ)。

2監(jiān)測井建設(shè)

2.1點位布設(shè)

化工區(qū)呈斜長型分布，本次新建17口水質(zhì)監(jiān)測井，位置分布圖詳見圖1。

2.2監(jiān)測井建設(shè)

選用GXY-1型巖心鉆機及相關(guān)附件設(shè)備進行施工。

2.2.1地質(zhì)鉆探

（1）鉆進。埋設(shè)護孔管，管底落在有一定強度的土層上，管外用粘土填實，管口不高出地面。采用鉆機設(shè)備泥漿護壁鉆進，且全孔取心鉆進至終孔。

（2）取心（樣）。取心率要求：粘性土不小于90%，砂層不小于70%。砂層中使用無泵干鉆、粘土層采用小泵量回轉(zhuǎn)鉆進取心方法。

（3）地質(zhì)編錄。取心后及時編錄描述并拍照，繪制鉆孔柱狀圖，作為成井結(jié)構(gòu)的地質(zhì)依據(jù)。

2.2.2監(jiān)測井施工

（1）封孔（底）。若監(jiān)測井的成井深度與取心深度不同時，則采用粘土球封底。

（2）擴掃孔。選用螺紋和魚尾鉆頭兩種鉆頭進行擴孔成井，使用條件及擴孔方法見下表1。

鉆頭 控制鉆速，保證鉆屑順利排出;從上到下反復(fù)擴掃孔，清除擴孔時自行造漿產(chǎn)生的泥皮。 目的層以粉質(zhì)粘土、粘土為主，或者粉性土夾較多粘性土。 優(yōu)點是不泥漿，縮短洗井時間，環(huán)境污染風(fēng)險低;缺點是對粉細砂清孔效果不佳。

魚尾

鉆頭 泥漿鉆進;一次清孔為主二次清孔為輔，最后采用大泵量沖孔，清除孔內(nèi)沉渣。 目的層為砂質(zhì)粉土、粉細砂，或夾較少粘土或不夾粘性土。 優(yōu)點是粉砂隨泥漿帶出孔外，清孔效果好;缺點是泥漿易堵塞水路，洗井時間較長，環(huán)境污染風(fēng)險較高。

（3）下管。采用Φ219mm無縫鋼管，濾水管為與井管同徑的鋼管骨架纏銅絲結(jié)構(gòu)。

（4）二次調(diào)漿清孔（僅適用魚尾鉆頭擴孔）。下入帶活塞的鉆桿至濾水管底部以上1m處，泵送清水進行二次清孔。

（5）投礫、止水。根據(jù)含水層砂顆粒級配情況，采用5#天然石英砂作為回填材料。選用直徑Φ3～5cm的粘土球止水，粘土球則是由膨潤土制作并風(fēng)干。止水段以上至地表，必須全部采用粘土球封填，井口周圍地面應(yīng)固結(jié)密實。

（6）洗井。泵入清水洗井，同時用通水活塞在濾水管部位上下反復(fù)抽拉，疏通水路，返水變清后換干活塞繼續(xù)洗井，最后用微型自吸泵洗井，直至水清砂凈、水路暢通。

2.2.3抽水試驗

（1）抽水試驗要求：①洗井結(jié)束后每小時觀測一次，當(dāng)水位變幅小于2cm，且水位沒有出現(xiàn)持續(xù)上升或下降趨勢達4小時以上時，方可視為靜止水位。②抽水按1、2、3、4、6、8、10、15、20、30、40、50、60、80、100、120分鐘時間間隔各觀測一次動水位。以后每30分鐘觀測一次。每2小時觀測水溫、氣溫。動水位變幅小于5cm，且水位無明顯升降趨勢16小時后結(jié)束抽水。選擇一定體積的盛水容器，記錄盛水容器灌滿所需的時間，反復(fù)進行3次，計算其平均值，平均值可認為該井的出水量。③停抽后，同動水位觀測頻次，至水位穩(wěn)定4小時為止。

（2）抽水試驗及水文地質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果。本次化工區(qū)內(nèi)17口監(jiān)測井井深介于6.00～13.00 m，含水層巖性以灰色粘質(zhì)粉土、灰色砂質(zhì)粉土為主，靜水位埋深1.10～2.90m，水位降深1.94～5.90m，單井出水量為0.010～0.58 m3/h，富水性為0.16～12.01 m3/d，單位涌水量為0.004～0.30 m3/h·m。潛水含水層滲透系數(shù)為0.08～1.51 m/d，影響半徑5～16 m，水溫10～12℃。

2.3監(jiān)測井水樣采集

利用底部進水的定深采樣容器采集水樣，采樣時輕放輕提，不大幅擾動監(jiān)測井內(nèi)的水體。樣瓶至少用采樣水沖洗3次，全分析樣按照測試項目的不同在現(xiàn)場添加不同的化學(xué)穩(wěn)定劑，并貼上記錄標(biāo)簽。

2.4監(jiān)測項目

化工區(qū)17口潛水含水層監(jiān)測井全分析測試項目為46項，包括：PH值、鉀、鈉、鈣、鎂、銨、總鐵、亞鐵、重碳酸鹽、碳酸鹽、氯、硫酸鹽、氟、亞硝酸鹽、硝酸鹽、鋅、錳、鍶、鋰、氰化物、酚類、高錳酸鹽指數(shù)、總?cè)芙夤腆w、溴化物、碘化物、硼、偏硅酸、鋁、總硬度、永久硬度、暫時硬度、負硬度、總堿度、鈷、鎳、砷、硒、汞、鉛、鎘、銀、鈹、總鉻、銅、鉬、鋇。

地下水樣品的檢測依據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準要求進行。

3地下水質(zhì)量評價

3.1地下水質(zhì)量分類

《地下水質(zhì)量標(biāo)準（GB/T14848-2017）》中指出，依據(jù)我國地下水質(zhì)量狀況和人體健康風(fēng)險，參照生活飲用水、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水質(zhì)量要求，依據(jù)各組分含量高低（PH除外），分為五類。

Ⅰ、Ⅱ類：適用于各種用途;Ⅲ類：主要適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水;Ⅳ類：適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水，適當(dāng)處理后可作為生活飲用水;Ⅴ類：不宜作生活飲用水，其他用水可根據(jù)使用目的選用。

3.2地下水質(zhì)量評價方法

依據(jù)地下水質(zhì)量標(biāo)準（GB/T14848-2017），地下水質(zhì)量評價方法分為單指標(biāo)評價和綜合評價兩種。

（1）單指標(biāo)評價。按指標(biāo)值所在的指標(biāo)限制區(qū)間確定地下水質(zhì)量類別，不同地下水質(zhì)量類別的指標(biāo)限值相同時，從優(yōu)不從劣;確定評價結(jié)果時從劣不從優(yōu)，用各指標(biāo)中評價等級最差指標(biāo)的級別作為整個地下水樣品的評價結(jié)果。

（2）綜合評價。按單指標(biāo)評價結(jié)果的最高類別確定，并指出最高類別的指標(biāo)。

3.3評價結(jié)果

地下水中Ⅴ類水影響因子有總鐵、鈉、氯、溶解性總固體、總硬度、銨、硫酸鹽、亞硝酸鹽、錳和碘這10項組分，前五位占比分別為15.5%、14.5%、13.6%、11.8%和10.9%;Ⅳ類水的影響因子有高錳酸鹽指數(shù)、錳、碘、溶解性總固體、銨、氯、氟、亞硝酸鹽、總硬度和鈉等10項組分，前四位占比達79.3%，分別為30.2%、20.8%、20.8%和7.5%;Ⅲ類水的影響因子有硼、鋇、碘、氟、銨、砷、硫酸鹽、總硬度、鉛、亞硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)、鉬這12項組分;Ⅱ類水的主要影響因子有鋁、汞、鎘、鉬、氟、鋇、鎳、硫酸鹽、亞硝酸根和總硬度這10項組分;除上述組分外，硝酸鹽、鈷、鋅、氰化物、酚、硒、銀、鈹、總鉻、銅和PH值均為Ⅰ類水。

17口地下水質(zhì)監(jiān)測井綜合指標(biāo)評價結(jié)果均為Ⅴ類。

4地下水污染評價

通過評價，可確定地下水污染范圍和程度，找出主要污染因子，尋找污染源，查明污染原因，從而為制訂地下水污染防治規(guī)劃與控制污染的措施提供科學(xué)依據(jù)。

4.1地下水污染評價方法

地下水污染評價反映地下水受人類活動影響的污染程度，污染指數(shù)法是當(dāng)前在地下水污染評價中最常用的評價方法。

式中：——k 水樣第i個指標(biāo)的污染指數(shù);——k 水樣第i個指標(biāo)的實際測試結(jié)果;——k 水樣第i個指標(biāo)的背景值，無背景值的，則以《地下水質(zhì)量標(biāo)準》中的Ⅲ類指標(biāo)限值作為參照值;——k 水樣第i個指標(biāo)在《地下水質(zhì)量標(biāo)準》中的Ⅲ類指標(biāo)限值。

利用上式分別計算各水樣點污染指數(shù)，并根據(jù)污染指數(shù)分級標(biāo)準對照劃分污染等級，得出各水樣污染等級劃分結(jié)果。如表2所示。

對單個指標(biāo)污染評價完成并依次劃分好等級后，各水樣單個指標(biāo)污染等級做比對，將其中污染等級最高的等級劃分結(jié)果作為該水樣的地下水污染綜合評價結(jié)果。

4.2評價結(jié)果

化工區(qū)地下水無機組分單個指標(biāo)污染指數(shù)評價詳見表3和圖2。

極重污染的影響因子有總鐵、鈉、氯、總?cè)芙夤腆w、銨、亞硝酸鹽、錳、硫酸鹽、總硬度、碘化物和鈹這11項組分，前五項占比分別為13.9%、13.9%、13.1%、12.3%和9.8%;嚴重污染的影響因子有高錳酸鹽指數(shù)、總硬度、總?cè)芙夤腆w、碘化物和氯這5項組分，該五項占比分別為42.9%、21.4%、14.3%、14.3% 和7.1%;較重污染的影響因子有高錳酸鹽指數(shù)、碘化物、亞硝酸鹽和硫酸鹽這4項組分，該4位占比分別為54.5%、27.3%、9.1%和9.1%;中污染的影響因子有碘化物、硫酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)、總硬度和鈹這5項組分，占比分別為33.3%、22.2%、22.2%、11.1%和11.1%;輕污染的影響因子有銨、硫酸鹽和高錳酸鹽指數(shù)這3項組分，其占比分別為33.3%、33.3%和33.3%。

除上述組分外，PH、硝酸鹽、氟、氰化物、酚類、鈷、鎳、鋅、硼酸、鋁、砷、硒、汞、鉛、鎘、銀、總鉻、銅、鉬、鋇和鋰均為未污染。

5結(jié)語

（1）化工區(qū)17口潛水地下水質(zhì)監(jiān)測井綜合指標(biāo)評價結(jié)果均為Ⅴ類，說明該園區(qū)潛水地下水受到了一定程度的工業(yè)污染和生活污染。

（2）針對地下水受到的工業(yè)污染和生活污染，應(yīng)在重點地區(qū)增加地下水監(jiān)測點位，結(jié)合污染源調(diào)查確定地下水污染來源和污染面積，切斷污染源進入地下水的途徑，防止地下水進一步受到污染。

（3）化工區(qū)地下水污染治理也應(yīng)與區(qū)域水環(huán)境治理相結(jié)合，逐步改善基礎(chǔ)環(huán)境質(zhì)量狀況。

參考文獻：

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