場地土壤污染狀況調查研究

張強，張立奉，徐添華

1.廣州開投生態環境建設有限公司；2.廣東省工程勘察院

一、背景簡介

我國經歷了四十多年的經濟社會快速發展，近年進入了產業結構升級的關鍵時期。這期間產生了大量關閉搬遷的工業企業，這些工業企業搬遷后遺留下來大量污染場地給開發利用過程帶來了巨大的環境風險。為了防范關閉搬遷企業場地帶來的污染風險，2016年國務院頒布的《土壤污染防治行動計劃》（簡稱“土十條”）明確要求針對關閉搬遷企業場地開展土壤污染狀況調查；2019年實施的《中華人民共和國土壤污染防治法》使得我國土壤污染防治步入了法制化的快車道。與之配套的由國家生態環境部頒布了土壤污染狀況調查及修復的系列導則及規范標準，為我國土壤污染調查科學化及規劃化發展提供了堅實保障。

場地土壤污染狀況調查目的是通過科學系統的調查活動明確調查地塊內土壤及地下水是否存在超過標準標準值的污染物，以及污染物的面積及深度，從而為場地修復工程量計算提供數據支撐。土壤是由氣-液-固三相組成的復雜非均相系統，這使得土壤中污染物的遷移轉化過程極其復雜。場地的土壤污染狀況受到地塊工業生產歷史、特征污染物特點以及場地水文地質條件等因素的影響。特別是場地的水文地質條件，是決定土壤中污染物遷移擴散過程的關鍵影響因素。因此水文地質勘查是場地土壤污染狀況調查過程中的重要調查內容，水文地質勘查結果可為場地污染狀況分析提供可靠支撐。

二、場地水文地質勘查內容

場地水文地質勘查內容主要包括：

（一）場地土層分布調查

土層分布調查是場地水文地質勘查的基礎內容。在實際調查過程中，常采用在調查區域進行鉆探孔采集垂直方向上的巖芯樣品，準確劃分調查場地內各區域的土層分布狀況。調查的重點區域包括生產車間、原輔料及成品倉庫、廢水處理區、固廢貯存區域等污染風險較大的區域。在此調查基礎上，可以繪制調查區域內各方向上土層結構剖面圖、分布圖等，為場地污染狀況和污染物擴散狀況進一步分析提供有效的參考依據。

（二）場地地下水流場調查

場地地下水流場調查的主要關注對象是地下水賦存條件，包括潛水賦存、微承壓水賦存、賦存土層分布等。通過對地下水賦存條件的調查可建立調查場地相應的水文地質模型，揭示出場地土層分布規律，為后續土壤污染調查取樣點位布設位置和深度，以及地下水監測井設置布點位置、深度、濾孔設置位置提供依據。利用設置的地下水監測井中水位變化數據，可獲取場地內地下水流向及流速等數據信息，進一步繪制地下水流向和流速圖，從而為場地風險評估及修復實施奠定堅實基礎。

（三）場地土壤關鍵參數測定

場地土壤關鍵參數包括理化系數、滲透系數及彌散系數等，這些關鍵參數的獲取是建立場地污染擴散模型的基礎及依據。

（1）理化系數：根據設計鉆探孔取樣點位及深度，采集土壤樣品進行實驗室分析，獲取不同點位、不同深度的土壤分類層中的理化性質參數，如濕度、密實度、有機質含量、垂直透水系數和橫向透水系數等。

（2）滲透系數：滲透系數是場地調查分析的重要指標，其能實現污染物變化情況的系統掌控。建立被調查場地水文地質模型，選擇有代表性的區域和監測井開展水文地質試驗，包含抽水、注水試驗，獲取場地透水層滲透系數?？梢匝芯课廴疚镌诘叵滤幸苿訒r的濃度變化，判定場地內污染的空間范圍，推測遷移規律。

（3）彌散系數。通過彌散試驗模擬污染物在各土體、含水層水平方向和垂直方向污染，建立數學模型，采用近似解析解、數值解求得阻滯系數和彌散度，再轉換成彌散系數[1]。

三、場地水文地質勘查流程及技術要點

（一）場地水文地質勘查流程

場地水文地質勘查一般與地塊土壤污染狀況調查同步開展。（1）在進場調查之前，應當對場地的實際利用歷史、生產情況、平面布局及區域地質等資料進行全面的分析，編制有針對性的土壤及地下水采樣方案；（2）在進場鉆探采樣調查時，在根據相關規范進行土壤及地下水采樣的同時，重點選取具有代表性區域的土壤巖心樣品進行相應的水文地質參數的檢測、分析和研究，全面的掌握場地水文地質特征；（3）結合上述樣品檢測結果，建立相應的地塊污染模型，確定污染物的擴散邊界，從而科學的制定相對應的治理方案。具體調查流程圖如圖1所示[2]。

圖1 場地土壤污染狀況調查及水文地地質勘查流程圖

（二）場地水文地質勘查技術要點

（1）選擇合適的勘查點。作為水文地質勘查的核心，勘查點的選擇十分關鍵，它決定水文地質勘查數據的準確性與否，因此應特別注意以下要點：①應對所勘查的場地進行全面的規劃，并結合場地實際生產利用情況確定勘查位置，且在調查范圍內的勘查點數量應大于3個；②在進行地下水監測井設置過程中，應選擇靠近地下水資源的區域，便于對地下水資源的污染情況進行精準的監測；③不同的場地情況，選取的勘查點數量也不盡相同，在實際工作當中，應全面了解場地可能的污染成因，以及相關歷史數據，合理的增加勘查點的數量，確?？梢愿尤娴墨@得污染場地的水文地質勘查結果。

（2）污染場地水文地質勘查采樣。①進行表層土取樣過程中，一般選擇經過回填處理之后的土壤，且土壤的深度應控制在1.5米以內。不同的場地情況，選取的表層土也不盡相同，實際工作中還應當結合場地實際情況，選擇適宜的樣品，從而提高勘查結果的準確性。②進行水文取樣過程中，一般會選擇第一層含水層的水樣，然后根據不同污染場地的實際情況，在確定是否進行第二層含水層的取樣工作。③進行隔水層采樣時，應注意樣本盡量選擇隔水層的表層土。

（3）場地水文地質參數檢測與試驗。①土壤污染分析：主要是對場地污染前后的土壤顆粒大小、有機物含量以及單位重度變化進行對比分析，從而對其污染程度進行評估；②污染物分析：結合污染場地形成的原因和歷史數據，對具體的污染物進行分析，并評估相關的污染質指標[3]。

四、場地水文地質勘查實施案例

某化工廠位于廣東省東部，場地占地面積約4萬平方米，該地塊進行高錳酸鉀及高錳酸鈉生產超過30年，因區域產業結構升級及規劃調整關停搬遷后進行場地土壤污染狀況調查。根據前期資料分析，初步調查階段共計在地塊內布設土壤點位24個，具體如圖2所示。根據土壤鉆探點位巖心樣品的分層狀況，將場地內不同方向的點位土壤分層情況連接起來可以獲得不同方向上的土壤地質剖面圖（如圖3）。根據土壤檢測數據，點位ZK18、ZK17、ZK16、ZK6以及ZK8點位均有污染物超過篩選值，其中ZK18、ZK17、ZK16以及ZK8點位主要為表層重金屬錳超篩選值，ZK6錳的超標深度達到了6米。從這幾個點的地質剖面可以進一步分析原因，ZK6點位往下缺乏滲透系數較小的粉質黏土層，造成錳污染物的下滲，從而引起深層土壤的污染，其他點位下均有粉質黏土層可以對污染物向下擴散起到一定的截留作用。

圖2 調查地塊布點圖及水文地地質勘查剖面分布

圖3 調查地塊3-3’地質剖面圖

五、主要結論

水文地質勘查在場地土壤污染狀況調查過程中有著重要作用，其勘察的主要內容包括確定場地土層分布、確定場地地下水流場及測量土壤關鍵參數等。勘察的結果可為判斷調查場地的污染狀況提供科學依據，為后期場地修復提供基礎保障。