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基于土壤污染状况调查的污染区域识别及布点方案设计

【作    者】 王科以
【出    处】 《中国资源综合利用》2024年第05期
【标    签】 土壤学  污染防治 
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基于土壤污染状况调查的污染区域识别及布点方案设计

王科以

(中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队,沈阳 110004)

摘要:随着我国经济的发展和产业的转型升级,生态环保观念逐步深入人心,土壤环境越来越受到重视。污染土壤的调查与评估应采用科学、合理的方法,调查点位布设直接影响调查结果的真实性。在场地调查过程中,选择合理的点位布设方法尤为重要。对某化工企业地块疑似污染区域进行识别,筛选布点区域,探究布点方法,制定布点方案,可为土壤污染调查人员准确、合理布设土壤监测点位提供参考。

关键词:土壤污染;污染区域识别;调查;布点

中图分类号:X53   文献标识码:A   文章编号:1008-9500(2024)05-0156-03

收稿日期:2024-03-28

作者简介:王科以(1986—),男,辽宁盖州人。研究方向:边坡稳定性分析、生态修复和水土环境污染。

某化工企业地块面积为10000.00 m2,重点区域面积为2148.23 m2。其中,生产区面积为1461.18 m2,储存区面积为646.53 m2,固废存储区面积为40.52 m2,无废水治理区。研究区地貌单元为山间河谷,地下水为第四系松散岩类孔隙水。从上至下,地层岩性依次为杂填土、粉质黏土和角砾。杂填土呈杂色,稍湿,松散,成分为碎石、黏性土等,粗颗粒占比约为20%。该层最大厚度为2.50m,最小厚度为1.10 m,平均厚度为1.88 m。层顶高程为100.00 m,分布于全场区。粉质黏土呈黄色,潮湿,可塑,干强度及韧性中等,无摇振反应,主要成分为粉粒及黏粒。角砾与砂含量约为20%,刀切面粗糙。该层最大厚度为2.80m,最小厚度为0.90m,平均厚度为1.84m。层顶高程为97.70~98.90 m,平均高程为98.24 m。角砾呈黄褐色,饱和,稍密,含量超过50%,粒径为2~20 mm,碎石含量为30%。它的成分多为石灰岩、砂岩等,呈亚圆形次棱角状。分选差,级配不好,由砂及黏性土充填。该层最大揭露深度为4.60 m,层顶高程为95.40~97.60 m,平均高程为96.58 m,分布于全场区,钻探末穿透该层。

勘察期间见地下水,地下水类型属上层滞水,主要赋存于杂填土层,来源为大气降水补给,通过地下径流排泄于低处。地下水稳定水位埋深在1.6~2.0 m,稳定水位标高在98.0~98.4 m。渗透系数经验值为8 cm/d。经水质分析及土的易溶盐分析,判定地下水、土对混凝土有微腐蚀性,对混凝土中的钢筋有微腐蚀性。在干湿交替情况下,地下水对混凝土中的钢筋有微腐蚀性,地下水、土的pH均为6.9。地下水由西北流向东南。项目施工期为丰水期,地下水水位按1.6 m考虑。

1 生产工艺流程

该化工企业主要产品为苯甲酸钠,生产工艺为苯甲酸与氢氧化钠经过中和、过滤、干燥和粉碎后制成产品。主要污染物有3类,分别采取相应的污染防治措施。一是废气。燃煤锅炉烟气主要污染物为烟尘、SO2和氮氧化物(NOx)。另外,粉碎工序产生大量粉尘,干燥工序产生少量工艺废气。二是废水。生产过程无生产废水排放。三是固废。主要固废为过滤工序产生的活性炭废渣、粉碎工序的落地料屑以及锅炉灰渣。

2 污染区域识别

疑似污染区域识别参考《重点行业企业用地调查疑似污染地块布点技术规定(试行)》,重点关注污染物排放点及污染防治设施区域[1-3],包括生产废水排放点、废液收集和处理系统、废水处理设施、固体废物堆放区域等。调查结果显示,本地块有3个重点区域(7个区块),分别是生产区、储存区和固废存储区,确定生产区、储存区和固废存储区为疑似污染区域。生产区、储存区和固废存储区均在厂房内。生产区有两处,一处位于厂区东北部,另一处位于厂区中部偏南;储存区位于厂区中部;固废存储区位于厂区西南部。其他区域有办公楼、蓄水池,不列为疑似污染区域。

2.1 生产区

一车间加工工艺为苯甲酸与氢氧化钠的中和、过滤。过滤工序产生的活性炭废渣送危废库暂存,定期送有危废处理资质的单位集中处理。锅炉灰渣用于铺路。车间及厂区地面已硬化,无生产废水排放,固废送往固废和危废储存间,但存在少量物料散落、烟粉尘无组织排放以及输送管道泄漏危险,对土壤和地下水会产生影响。一车间列入疑似污染区域,编号为A。

二车间加工工艺为苯甲酸钠半成品的干燥、粉碎以及称重包装。干燥工序产生的废气污染物为非甲烷总烃,产生量为微量,对环境不构成危害。粉碎工艺产生的粉尘均为原材料,回收后返回生产工序。粉碎工序的落地料屑收集后返回生产工序继续使用。车间及厂区地面已硬化,无生产废水和固废排放,但落地物料可能对土壤和地下水产生影响。二车间列入疑似污染区域,编号为B。

锅炉房为生产提供蒸汽,燃料为煤。污染物主要为二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、汞、砷和苯并[a]芘,对土壤和地下水可能有影响。锅炉房列入疑似污染区域,编号为C。

2.2 储存区

原料库主要储存苯甲酸,库区地面已硬化并进行防渗处理。原材料采用编织袋内衬防渗塑料袋包装,但考虑长时间有物料落地可能,且苯甲酸易溶于水,可能会对土壤和地下水产生影响。原料库列入疑似污染区域,编号为D。

成品库主要储存成品苯甲酸钠,库区地面已硬化。原材料采用编织袋内衬防渗塑料袋包装,但苯甲酸钠有落地物料,可能会对土壤和地下水产生影响。成品库列入疑似污染区域,编号为E。

氢氧化钠储罐区主要储存浓度为30%的氢氧化钠溶液,储罐区已进行三防处理,但罐体已有裂缝。氢氧化钠腐蚀性极强,如发生跑冒滴漏和突发事故,则会对土壤和地下水产生影响。氢氧化钠储罐区列入疑似污染区域,编号为F。

2.3 固废存储区

固废暂存间面积为40.52m2,用于储存废活性炭。危废间内部设有防渗、防雨、防泄漏设施,年存储危险废物2.0 t,可能对区域土壤和地下水产生污染。固废暂存间列入疑似污染区域,编号为G。

3 调查布点方案

3.1 布点数量


地块分为3个布点区域。一车间区域布设1个土壤点位和1个土水复合点位。氢氧化钠储罐区布设1个水土复合点位。氢氧化钠储罐区附近有管线,不利于布点,罐区面积小,下游布设1个点位,可以反映该区域污染状况。固废存储区布设1个土水复合点位。危废间与车间紧邻,无法在下游找到合适点位,为此在能够布点的最近位置布点。共计1个土壤点位和3个土水复合点位。

3.2 布点位置

布点位置分为一车间、氢氧化钠储罐区和固废存储区。一车间布设2个点位。一车间主要工艺为苯甲酸与氢氧化钠的中和、过滤。过滤工序产生活性炭废渣。原料输送管线及釜罐设置较多,存在少量物料散落、烟粉尘无组织排放以及输送管道泄漏风险,使用的物料苯甲酸和氢氧化钠具有腐蚀性,可能对地面造成污染,进而影响土壤和地下水。生产车间下游有利于捕获车间和苯甲酸库的污染风险。特征污染物分别为苯甲酸和氢氧化钠。氢氧化钠储罐区布设1个点位,罐体已有裂缝,处于下游,有利于捕获氢氧化钠储罐泄漏的污染风险。特征污染物为氢氧化钠。固废存储区布设1个点位。为了捕捉危废间对土壤和地下水的影响,应将点位布设在下游。特征污染物为苯甲酸和氢氧化钠。

3.3 钻孔深度

3.3.1 土壤采样孔深度


该地块表层为杂填土,包气带土层性质为黏土,饱和带土层性质为粉砂土,地下水埋深为1.6 m。依据相关技术要求和地块特征,原则上应采集饱和带土壤样品[4-6],土壤采样孔深度为2.6 m。

3.3.2 地下水采样井深度

研究区地下水埋深为1.6 m,考虑低于地下水水位3 m的原则,地下水采样井深度设计为4.6 m,土水复合点位深度与地下水点位一致。

3.4 采样深度

3.4.1 土壤点位采样深度


本地块地下水埋深为1.6 m,埋深低于3 m,依据相关技术规范,土壤检测采集2个不同深度的土壤样品。一是表层土壤样品,距地表0.0~0.5 m处采集1个样品。二是含水层样品。地块存在轻质非水相液体(Light Non-Aqueous Phase Liquid,LNAPL)类污染物,易富集在地下水初见水位附近,因此应重点对初见水位附近的土壤样品进行气味、颜色或光离子气体检测仪(Photo Ionization Detector,PID)筛选,选择污染情况明显(气味、颜色异常或PID读数较大)的位置取样[7-9]。土壤采样深度应综合考虑可能的相关因素合理确定,但最终应结合现场对土壤岩芯的污染识别确定[10-11]

3.4.2 土水复合点位采样深度

设地下水监测井的土水复合点位采集3个不同深度的土壤样品。一是在距地表0.0~0.5 m处采集1个表层土壤样品;二是在水位附近采集1个土壤样品;三是在含水层采集1个土壤样品,具体取样部位应参考非水相液体(Nonaqueous Phase Liquids,NAPLs)种类划定。地下水监测井筛管长度为3.0 m。

4 结论

经污染区域识别,研究区圈定3个重点区域(7个区块),即生产区、储存区和固废存储区,确定生产区、储存区和固废存储区为疑似污染区域。地块分为3个布点区域。一车间区域布设1个土壤点位和1个土水复合点位,氢氧化钠储罐区布设1个土水复合点位,固废存储区布设1个土水复合点位,共计1个土壤点位和3个土水复合点位。

参考文献

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