化工項目地下水環境影響評價研究與建議
——以某化工企業技改項目為例

＊焦敘來 張傳奇

（1.海油環境科技（北京）有限公司 北京 100027 2.遼寧綠管家環?？萍加邢薰?遼寧 110170）

近年來，在地下水環境污染日趨嚴重的背景下，生態環境主管部門為進一步預防及控制地下水環境污染頒布了一系列政策法規、技術規范[1-2]。其中，《環境影響評價技術導則地下水環境》（HJ610-2016）的發布為科學開展地下水環境影響評價工作提供了依據。化工企業生產工藝復雜，生產過程多涉及有毒有害物質，有毒有害物質下滲至地下水環境易導致地下水環境污染現象發生[3-4]。本文以某典型化工企業技改項目為例，開展地下水環境影響預測與分析，提出相應防護措施及管理要求，并在此基礎上提出地下水環境影響評價相關建議，為化工項目地下水環境影響評價工作提供了案例參考。

1.化工項目特點

由于行業特點所致，化工企業多被列入當地土壤和地下水重點監管單位名錄中。一方面是由于歷史原因，部分化工企業選址存在問題，坐落在工業園區之外，部分企業周邊分布有分散式水源等敏感目標，環境敏感性較高。另一方面是化工行業屬于“高污染高排放”行業，污染物的排放量較大，原輔料及產品多涉及有毒有害物質，地下水環境風險較為突出。最后，部分化工企業隱蔽/半隱蔽工程已不能滿足現行標準要求，且生產過程中跑冒滴漏、隱蔽工程破損的情況尤為常見，地下水環保措施升級改造難度較大，地下水環境污染問題持續存在。

2.項目概況

(1)項目概況

該項目建設單位位于中國北方某重要的石油化工城市，廠區占地面積200多畝。本項目主要建設內容為將現有工程的部分生產工藝進行改造，主要包括溶劑改造、聚合改造、凝聚改造、后處理改造等。項目建成后年產3萬噸異戊橡膠和1萬噸改性異戊橡膠。

(2)水文地質條件

項目所在地區主要分布第四系孔隙潛水、風化裂隙水、構造裂隙水。其中第四系含水層主要分布在河谷兩岸的一級階地上，雙層結構明顯，上層為亞黏土，下層為中砂含礫，富水性較好，是本工作區第四紀主要含水層，單井出水量 300～500m3/d。風化裂隙水主要分布在工作區東部、南部及西南地段，含水層（段）主要為太古代的黑云角閃斜長片麻巖風化殼，裂隙發育不均，富水性差，但一般自然流量均小于0.1L/s。構造裂隙水區內構造裂隙水分布特點是北西向斷裂構造，富水性較差。

3.地下水環境影響評價

(1)評價等級及范圍

本項目屬于石化、化工行業中的基本化學原料制造除單純混合和分裝之外的項目，屬于I類建設項目。通過對周邊區域的調研走訪，本項目位于該地區高新技術產業開發區內核心地段，區內無開發利用地下水的水源地及保護區，用水均由市政管網供水，判定本項目的地下水敏感程度為不敏感。根據以上確定的項目類別及地下水敏感程度判定地下水環境影響評價等級為二級。

(2)評價范圍

根據HJ610-2016關于二級評價項目評價范圍的要求，本項目西側以河流為邊界，東側大致以分水嶺為邊界，南北側外擴1km左右，形成面積約6.2km2的多邊形區域。地下水評價范圍見圖1。

圖1 地下水評價范圍

(3)地下水環境質量現狀評價

根據HJ610-2016地下水環境現狀調查相關要求，本次評價布設5個水質監測點，其中1個水質監測點引用其他項目數據，其余4個水質監測點為本次監測。監測因子主要為“八大離子”、常規基本因子和項目特征因子，綜合確定為：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、碳酸氫根、碳酸根、氯離子、硫酸根、pH、耗氧量、氨氮、揮發性酚、硫化物、氰化物、氟化物、石油類，計16個水質因子。監測點位布設見圖2。

圖2 地下水質監測點位

針對地下水環境監測數據，采用單因子標準指數法進行地下水環境質量評價，地下水水質指標統計結果見表1。

表1 地下水標準指數數據統計

由表1可知，高新水務監測點中硫酸鹽和氯化物和千戶村監測點中硫酸鹽超過《地下水環境質量標準》（GB/T14848-2017）Ⅲ類標準，其他水質因子的標準指數均小于1，滿足相應標準要求。經分析，硫酸鹽和氯化物超標屬于背景超標，本項目不排放同類污染物。

(4)地下水環境影響分析

①預測情景設置。建設單位已對事故水池等污染源按照化工類項目設計規范要求設置了防滲措施，按照HJ610-2016關于預測情景設置的要求，可僅開展非正常狀況的情景預測。非正常狀況下主要考慮由于年久失修或某些不可抗力因素可能造成的事故池池底部破裂，發生事故時，事故廢水進入事故池中，通過破裂地帶包氣帶進入到地下水的潛水面，造成地下水污染。

②預測模型。依據地下水環評導則HJ610-2016二級評價預測方法的要求，該項目采用解析法進行預測。由于本項目廢水泄漏量較小，不會對影響區域地下水流場特征；此外，該區水文地質條件較為簡單，項目尺度的水文地質參數基本一致，不會發生較為明顯的空間差異。因此，選用解析法是合理的。

本次采用導則HJ610-2016附錄中的一維水流模型二維水質運移模型（即一維穩定流二維水動力彌散問題-連續注入型平面連續點源解析公式）進行計算。公式如下：

式中，t為時間；C為污染源處的污染物濃度；M為含水層的厚度；u為地下水流動速度；n為有效孔隙度；DL和DT分別為縱向彌散系數、橫向彌散系數；K0為第二類零階修正貝塞爾函數。其他參數請參見HJ610-2016。

③預測因子及源強。事故廢水主要以接收泄漏的物料及消防廢水，主要污染物為石油類，預測因子確定為石油類。按照操作要求，發生事故后廢水進入事故池進行暫時存放，完全處理時間按15d計，即按池底破裂泄露15d計算，池底破壞面積按總面積的1‰計算，事故池容積10000m3，底面積約為2666m2，廠區的包氣帶以粉質黏土和凝灰巖、混合巖為主，水平滲透系數約為0.10～0.25m/d之間，垂向滲透系數以1/10計，則垂向滲透系數取保守值為0.025m/d，則滲漏量為：V=2666×1‰×0.025=0.06665m3/d。

④影響預測結果及評價。本次評價針對非正常狀況情景，預測了污染源處及下游廠界處的石油類濃度變化情況。污染濃度預測結果分布見表2和表3。

表2 非正常狀況下石油類運移預測結果

表3 非正常狀況廠界處石油類運移預測結果

由預測結果可知，非正常狀況下，石油類污染物在1000d內會出現超標范圍，且隨著時間增加超標范圍逐漸變大，但此后隨著地下水的稀釋作用，超標現象會逐漸變小，最后消失；3000d以后已經無超標范圍。影響距離和范圍隨著時間變化而發生變化，呈現單峰變化趨勢，從100d～ 1000d，影響距離和范圍由小變大；此后逐漸減小，最后趨于消失。

廠界濃度預測結果顯示，石油類濃度100d時會出現超標現象，超標5.99倍；1000d以后超標現象已經消失，但影響一直會持續到4000d以后。根據廠界濃度變化曲線圖，廠界濃度超標時間區段為0d～831d，且濃度為逐漸降低的趨勢，831d以后無超標現象。

圖3 廠界處石油類濃度變化曲線

綜上分析，本項目非正常狀況會造成局部的石油類超標現象。因此，在事故水池儲水期間，建設單位應增加下游監測點的監測頻次，若發現地下水水質異常，應立即采取措施將事故廢水抽離，以阻斷污染源；此外，運營期間，事故水池應保持無水狀態，并加強巡檢，及時發現水池的腐蝕老化現象。

4.結論和建議

(1)結論

本文選用的化工企業技改項目所在地區地下水環境中除個別點位的硫酸鹽和氯化物超標外，其他因子均可達標，地下水環境質量較好。非正常狀況下石油類影響距離和范圍呈現單峰變化趨勢，并存在一定的超標范圍，1000d后影響逐漸縮小直至消失，廠界濃度呈現單邊衰減模式，超標時段為0d～831d，且濃度呈逐漸降低趨勢。建設單位可通過對事故水池的優化管理及下游地下水的水質監控加強運營期對地下水環境污染的預防與管控。

(2)建議

基于化工項目的地下水環境影響復雜性及地下水環境影響評價的技術專業性，本文對地下水環境影響評價實際工作的開展提出以下工作建議，以供參閱。

①深入分析項目水文地質條件，項目準備階段充分收集評價區水文地質、地質地貌等資料，初步掌握項目所在區域水文地質參數，劃定評價區域，為地下水現狀監測點位的布設提供依據；項目預測階段詳細分析項目及其周邊局部的水文地質資料，確定選取的模型參數具備可行性。

②重視水文地質概念模型構建，結合水文地質條件、地質地貌特征、地下水流場特征，概化水文地質概念模型，確定其邊界條件、初始條件、水文地質參數、源匯項等內容。

③結合項目所在區域的實際情況選擇合適的預測模型，特別對于位于基巖裂隙水、巖溶水分布地區的項目，要著重分析預測模型的適用性。

④注重地下水環境現狀監測中“八大離子”的作用，分析地下水化學類型及水質檢測數據的有效性。

⑤針對改擴建的化工項目要分析現有工程的地下水環保措施的規范符合性及現有地下水污染問題，并提出“以新帶老”對策及整改要求。同時，還需分析現有廠區地下水環境質量現狀，若存在超標現象，可提出開展調查評估的建議，確定其環境風險和下一步管控方案。