重金属污染场地水文地质勘察技术研究

环境科学与管理

ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ

Ｖｏｌ􀆰４３Ｎｏ􀆰９Ｓｅｐ.２０１８

文章编号:１６７４－６１３９(２０１８)０９－００６７－０５

重金属污染场地水文地质勘察技术研究

崔义文ꎬ文相正

(青海省第一地质矿产勘查院ꎬ青海海东８１０６９９)

摘　要:为改善当前重金属污染场地水文地质勘察流程ꎬ针对勘察中的难点与重点ꎬ对污染场地水文地质勘察评估和勘察技术两方面进行改进ꎮ评估改进体现在制定有效且详细的重金属污染场地水文地质勘察计划、设置合理的监测点ꎬ勘察技术改进体现在污染场地水文地质的采样和重金属污染场地检测ꎮ对于水文地质勘察过程中造成的其他生态环境破坏情况ꎬ提出加强当地群众与勘察人员生态环境保护思想ꎬ加大环境保护资金的投入ꎬ完善环境防治标准和规范等建议ꎮ

关键词:重金属污染ꎻ水文地质勘察ꎻ生态环境ꎻ技术水平中图分类号:Ｘ５２

文献标志码:Ａ

ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＨｅａｖｙＭｅｔａｌＣｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄＳｉｔｅｓ

(ＱｉｎｇｈａｉＦｉｒｓｔＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＭｉｎｅｒａｌＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＨａｉｄｏｎｇ８１０６９９ꎬＣｈｉｎａ)

ＳｔｕｄｙｏｎＨｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ

ＣｕｉＹｉｗｅｎꎬＷｅｎＸｉａｎｇｚｈｅｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｉｔｅｓꎬｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｎｄｋｅｙｐｏｉｎｔｓｉｎｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ.Ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｕｒｖｅｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｓｕｒｖｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｉｔｅｓｉｓｒｅｆｌｅｃｔｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｄｅｔａｉｌｅｄｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｐｌａｎｓｆｏｒｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎ￣ｔａｍｉｎａｔｅｄｓｉｔｅｓꎬｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｒｅａｓｏｎａｂｌｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔｓꎬａｎｄｔｈｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ.Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｓｒｅｆｌｅｃｔｅｄｉｎｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｏｆｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｉｔｅｓｂｙｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ.Ｆｏｒｏｔｈｅｒｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄａｍａｇｅｃａｕｓｅｄｂｙｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｕｒｖｅｙꎬｔｈｅｉｄｅａｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｌｏｃａｌｐｅｏｐｌｅａｎｄｓｕｒ￣ｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｎｏｒｍｓａｎｄｏｔｈｅｒｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ.

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎꎻｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｕｒｖｅｙꎻｅｃｏｓｙｓｔｅｍꎻｔｅｃｈｉｎｑｕｅｌｅｖｅｌ

前言

环境污染相关问题在全世界范围内比较普遍ꎬ对人类社会的发展起到一种牵制性作用ꎮ工业化与城市化日益发展ꎬ生态问题一直得不到合适地解决ꎮ其中重金属污染场地水文地质勘察技

术ꎬ在重金属污染场地的预防与治理方面占据着十分重要的地位[１]ꎮ与污染场地水文地质勘察发展状况相结合ꎬ对有关研究成果进行总结ꎬ得知重金属污染场地水文地质勘察的重要性体现在以下几个方面:利用水文地质勘察能够确定污染程度ꎬ为污染治理提供基础ꎻ有助于改善当前环境ꎬ保障可持续发展ꎻ可高效避免重金属污染场地给大众

收稿日期:２０１８－０６－２５

作者简介:崔义文(１９６８－)ꎬ男ꎬ水工环工程师ꎬ研究方向:水工环

地质ꎮ

身体健康带来的危害ꎻ可推动相关地区的建设与发展进程ꎮ

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崔义文等􀅰重金属污染场地水文地质勘察技术研究

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水文地质勘察作为重金属污染场地防治的关键内容ꎬ是为缓解污染状况和改善土地再利用状况的重要措施ꎮ高度重视重金属污染场地水文地质勘察显得十分必要[２]ꎮ在勘察重金属污染场地水文地质时ꎬ改进勘察技术对勘察结果的真实性和勘察速度有着非常重要的影响[３]ꎮ由此ꎬ对重金属污染场地水文地质勘察技术进行研究ꎬ成为了当前亟待解决的问题ꎮ

在分析重金属污染成分与成因的基础上ꎬ综合现代污染场地水文地质勘察技术发展情况ꎬ提出改进技术ꎬ改善当前污染场地水文地质勘察情况ꎬ为环境污染的治理提供科学依据ꎮ

１　重金属污染成分与成因分析

表１　重金属污染成分与成因

重金属名称

污染成因

镉工业生产、有色金属开采、

含镉肥料的使用等

汞工业生产与工业冶炼、农作物施肥等锰经雨水冲刷ꎬ水库内铁锰超标流入水体

铅

燃煤、农药、汽油等融入水体

　　分析表１可知:近几年国内经济迅猛发展ꎬ工业生产导致地下水中的镉元素含量不断增加ꎮ其中ꎬ有色金属的无节制开采排放中废水与废气等物质ꎬ含镉化肥使用过程中镉元素都会渗透至地下水ꎬ造成生态环境的破坏[４]ꎮ汞是工业生产中的主要原料ꎬ但在该过程中会生成汞废水和废渣ꎬ

冶炼时也会释放海量含汞的气体ꎬ这些废水和废气、渣等会自然地排放至地下水ꎬ造成生态污染ꎮ锰和铅会通过雨水冲刷和燃煤等渠道进入水体ꎬ造成环境破坏ꎮ图１为汽油融入水体和工业生产排水造成的重金属污染ꎮ

２　重金属污染场地水文地质勘察技术与创新

２.１　当前重金属污染场地水文地质勘察技术综合表１中重金属污染成分与成因分析内容ꎬ

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图１　不同因素造成的重金属污染

针对重金属污染猖獗的情况ꎬ对该场地水文地质进行勘察ꎮ当前重金属污染场地水文地质勘察详细流程如图２所示ꎮ

从图２可看出ꎬ当前重金属污染场地水文地质勘察主要流程分为两方面ꎬ一是对勘察内容进行确认ꎬ该方面主要的工作内容为:初步考察重金属污染场地ꎬ利用当前有关资料实现总体分析ꎬ然后实地考量ꎬ确定勘察范围ꎬ了解并掌握重金属污染场地大致污染面积与类型ꎬ为后续治理工作提供依据ꎮ另一方面是详尽勘察ꎬ该方面内容隶属污染场地的水文地质勘察实质性阶段ꎬ需要做好以下工作:

(１)详细了解与掌握污染场地地质与水质情况ꎻ

(２)针对污染场地历史情况完成调查分析ꎬ获取污染源分布状况ꎻ

(３)研究与分析重金属污染场地水文条件ꎬ关键是水体的分布和流向等内容ꎻ

(４)以上工作完成后ꎬ评估研究场地存在的生

态环境风险ꎬ并提出有效措施ꎮ

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崔义文等􀅰重金属污染场地水文地质勘察技术研究

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图２　当前重金属污染场地水文地质勘察流程

综合上述内容ꎬ当前重金属污染场地水文地质勘察的主要环节为:利用大量资料作为基础ꎬ了解并掌握污染场地基本情况ꎬ依据现场勘察和取样分析ꎬ得出环境风险评价结果和治理对策ꎮ

２.２　重金属污染场地水文地质勘察技术改进

以当前重金属污染场地水文地质勘察技术为基

础ꎬ加入创新性技术与理论ꎬ实现污染场地水文地质勘察技术的改进ꎮ

在重金属污染场地水文地质勘察过程中ꎬ重点和难点问题为评估水文地质勘察结果、勘察所用技术和方法[５]ꎮ下面对这两方面内容进行详细分析与改进ꎬ为重金属污染场地水文地质勘察奠定基础ꎮ

评估重金属污染场地水文地质勘察结果过程中ꎬ一些细节问题通常会被忽略ꎮ在评估时应先对水文地质评估内容予以考虑[６]ꎮ在一些相对复杂的地区ꎬ因勘察中对于当地水文地质分析不够彻底ꎬ

导致地下水引发多种生态问题ꎬ迫使勘察处境被动ꎮ当前重金属污染场地水文地质勘察技术相对落后ꎬ工作量大且针对性差ꎬ钻探等相关方法比较复杂且成本高ꎮ

针对当前难点与重点问题ꎬ提出改进措施ꎮ２.２.１　重金属污染场地水文地质勘察评估的相关改进

２.２.１.１　针对评估重金属污染场地水文地质勘察结果ꎬ应该将重点放在水体对实体建筑或岩土体的作用ꎬ对可能发展的生态危害进行预测ꎬ并提出相应对策ꎮ

２.２.１.２　污染场地水文地质勘察要紧密结合实际建筑地基类型的需求ꎬ了解水文地质相关问题ꎬ并准备好所需资料ꎮ

２.２.１.３　由工程角度出发ꎬ依据地下水体对工程产生的影响ꎬ评价不同条件下的地质问题ꎮ

一方面ꎬ要制定有效且详细的重金属污染场地水文地质勘察计划ꎮ为进一步加强污染场地分析结果的可靠性ꎬ在污染场地水文地质勘察技术支撑下ꎬ

构建具体勘察技术的使用策略ꎬ尽快提升勘察工作效率[７]ꎮ类似于目前污染环境实际情况和地质条件等内容ꎬ均隶属勘察计划的一部分ꎮ要运用科学的手段和方法ꎬ确保计划实施的可靠性ꎮ另一方面ꎬ需要设置合理的监测点ꎬ监测点的详细结构如图３所示ꎮ

图３　监测点结构

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崔义文等􀅰重金属污染场地水文地质勘察技术研究

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因重金属污染场地各个区域的信息处于不断变化中ꎬ需要在较专业的技术指导下ꎬ针对重金属污染场地设立不同的监测点[８]ꎮ重金属污染场地监测点设立时ꎬ所有监测点应该均匀分布ꎮ为增强监测点合理性ꎬ需注意以下问题:

(１)合理设立监测井的深度ꎮ与水文勘察技术具有的优势相结合ꎬ利用重金属污染场地地质含水层实际情况ꎬ确定合理的监测井深度ꎮ

意分析ＴＰＨ和ＬＮＡＰＬ指标ꎮ

(３)重金属污染场地水文地质勘察过程中的样本采集与存储ꎮ

应用对土壤的物理性质进行分析的样本ꎬ需要满足颗粒物分析需求ꎬ因此在采集样本的过程中ꎬ取土器必须高于虚土ꎮ如果取土器不可采集表层土壤时ꎬ则利用锤击破土的方式得到样本ꎮ另外ꎬ应用重金属污染物分析的土壤样本ꎬ必须要(２)尽量选取比较可靠的监测点设置方式ꎮ采用的加密式布设和网格式布设方式ꎬ均需和重金属污染场地的水文地质条件相融合ꎬ以得到可靠有效的监测结果ꎮ

２.２.２　针对重金属污染场地水文地质勘察的技术方面、提出以下改进措施

２.２.２.１　污染场地水文地质的采样

在重金属污染场地采样时ꎬ要特别注意不同土层中样品的选取ꎮ

(１)针对表层土样的选取ꎬ通常会选取１.５ｃｍ内的土壤当作主要的采集对象ꎮ

(２)表层土壤采样时ꎬ要基于不同地区土壤间的状况适量增加采集深度ꎮ如果某地区隔水层与表层土间存在比较大的距离ꎬ那么就需要添加采样点ꎬ以保障数据真实性ꎮ

(３)对于隔水层的采样ꎬ在该层中进行采样时ꎬ要注意将隔水层表层的土壤当作采集样本ꎮ２.２.２.２　重金属污染场地的检测

在污染场地水文地质勘察的检测以及试点过程中ꎬ需要注意的重点为:

(１)经过土壤采样ꎬ土壤的试验核心即为对比重金属污染前后土壤的物理性质ꎬ并分析对比结果ꎬ进而对污染场地的污染状况进行科学评价ꎮ

(２)重金属污染物的分析ꎬ因地域和污染程度存在差异ꎬ导致污染分析指标也存在一定的差异ꎮ例如ꎬ某地区石油泄漏ꎬ这就需要特别注意评估可能被污染的水文地质区域污染程度ꎬ特别需要注􀅰７０􀅰

保障样品的包装具有密封性ꎬ样本进行采集时ꎬ要尽可能减少土壤中包含的其他杂质ꎬ通常是采用瓶装完成样本的存储ꎮ重金属污染场地水文样本的采集最重要的是采集地下水ꎬ但需要格外注意的是采集的时间与采集样本的数目要作出合理性安排ꎬ必须遵循一井一管的采样原则ꎬ且最佳的采集时间是监测井进行洗井之后的两个小时ꎬ监测井沉淀管自身长度必须超过５０ｍꎮ如果是在夏季进行样本的采集ꎬ则能够利用干冰袋存储样本ꎮ

与一些发达国家相比ꎬ中国在重金属污染场地水文地质勘察方面的工作速度比较慢ꎬ又伴随着重金属污染场地的水文地质勘察系统且复杂ꎬ导致勘察难度非常大ꎬ勘察的结果准确性得不到很好地保障ꎮ以上研究环境均制约着国内重金属污染场地水文地质勘察研究工作的持续发展ꎮ

近几年重金属污染场地的生态环境问题受到社会各界的关注越来越多ꎬ中国的有关部门针对此类问题也有了新的认识和高度重视ꎮ有关部门和科研机构将持续增加对重金属污染场地的管理ꎬ在未来该领域的发展中将成为一种趋势ꎬ会对重金属污染场地的治理起到引导性作用ꎮ科技作为水文地质勘察的关键推动力ꎬ在以后的各种污染场地水文地质勘察工作中ꎬ各有关部门对于该方面的技术投入和资金投入也会不断提升ꎮ以当前水文地质勘察技术为基础ꎬ加强污染场地水文地质勘察相关技术的不断创新ꎬ将理论与实践进行结合ꎬ提升重金属污染场地水文地质勘察效果ꎮ

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对重金属污染场地水文地质进行勘察的过程中ꎬ难免会造成其他的生态污染ꎬ针对这种情况ꎬ对污染场地水文地质勘察工作的开展提出以下建议:

(１)加强当地群众与勘察人员生态环境保护思想ꎬ加大环境保护资金的投入ꎮ要使勘察场地生态环境改善ꎬ首先要在认识上有所提升ꎬ从思想上意识到环境保护的重要性ꎮ针对勘察工作开展能会出现的环境污染等相关问题ꎬ提出相应建议ꎬ为中国环境治理提供支撑ꎬ确保勘查所在地的生态环境能够得以保护ꎮ

参考文献:

[１]夏威夷ꎬ杜延军ꎬ冯亚松ꎬ等.重金属污染场地原位固化稳定化修复试验研究[Ｊ].岩石力学与工程学报ꎬ２０１７ꎬ３６(１１):２８３９－２８４９.

过程中存在的环境问题ꎬ要加大资金的投入ꎬ使环境保护能够持续发展ꎮ合理安排勘察工作ꎬ利用污染清理仪器缓解当地污染情况ꎮ

(２)完善环境防治标准和规范ꎮ在勘察工作的开展中ꎬ每个工作环节均需遵循环境防治标准和规范ꎬ严格执行相关环境保护ꎮ在满足勘察工作顺利完成的前提下ꎬ改善生态环境ꎬ确保可持续发展理念的正常运行ꎬ为中国生态环境的保护做出贡献ꎮ

３　结论

鉴于重金属污染场地水文地质勘察的重要性ꎬ以重金属污染成分与成因分析为基础ꎬ针对当前重金属污染场地水文地质勘察技术与方法中存在的问题ꎬ提出一些改进理念与方法ꎮ其中包含重金属污染场地水文地质勘察过程中的难点与重点问题ꎬ即勘察评估与勘察技术ꎮ对于勘察时可

[２]王晓燕ꎬ安永会ꎬ邵新民ꎬ等.封隔震荡洗井新技术

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