污染場(chǎng)地是工業(yè)化進(jìn)程的副產(chǎn)物,隨著(zhù)城市化,工業(yè)化的不斷發(fā)展,可以預見(jiàn)將會(huì )有更多的污染場(chǎng)地需要修復治理。要修復和治理污染場(chǎng)地,首先要對其污染狀況進(jìn)行調査,當前的污染場(chǎng)地調査方法主要有系統布點(diǎn)法、分區布點(diǎn)法以及隨機布點(diǎn)法,利用先進(jìn)設備進(jìn)行檢測與分析,但上述三種方法在檢測地質(zhì)水文污染狀況時(shí)具有一定局限性,由于調査區域鈾布局不規則,許多污染場(chǎng)地地質(zhì)結構復雜,影響范圍大,無(wú)法精準布點(diǎn),且存在采樣不均的問(wèn)題,導致調査成本高,調査結果有誤差,這就需要運用水文地質(zhì)勘測的相關(guān)理論和方法。水文地質(zhì)勘測技術(shù)在污染場(chǎng)地治理工程勘察方面,主要是通過(guò)測繪、勘探、土工實(shí)驗與化學(xué)分析以及現場(chǎng)測驗和監測等手段,以獲得污染場(chǎng)地中水、固廢、土壤的數據信息,水文地質(zhì)調査是污染場(chǎng)地調査過(guò)程中的重要環(huán)節,能使調査結果規范化控制,有助于調査場(chǎng)地污染特征的把控。
一、污染場(chǎng)地水文地質(zhì)勘測內容
按照污染場(chǎng)地的存在形式及環(huán)境介質(zhì)的不同,污染場(chǎng)地水文地質(zhì)勘測的內容主要分為水文環(huán)境調査和土壤調査,水文地質(zhì)勘測是污染場(chǎng)地調査的關(guān)鍵環(huán)節,圖1為污染場(chǎng)地調査流程示意。此外,根據污染物物理化學(xué)性質(zhì)的不同需要對污染場(chǎng)地中不同污染物種類(lèi)及其對應的調査方法做進(jìn)一步討論,其他要素作為污染場(chǎng)地水文地址調査的補充內容。
1.1 水文地質(zhì)勘測對污染場(chǎng)地水文環(huán)境的調査
為便于生產(chǎn),許多污染場(chǎng)地周邊存在溪流,殘留的污染物可能會(huì )進(jìn)入河流污染水體進(jìn)而進(jìn)入地下水。因此首先對污染場(chǎng)地周邊水文環(huán)境進(jìn)行調査,編制出對應污染場(chǎng)地的水文數據模型,為后續采樣點(diǎn)及監控井的布設提供依據。表層水體可以布點(diǎn)取樣,通過(guò)實(shí)驗分析采樣點(diǎn)樣品數據推測河流流向進(jìn)而分析可能的污染范圍,但地下水無(wú)法采用該方法,下水流詼査時(shí),地下水件如潛水賦存、微承壓水賦存、賦存土層等都是需要關(guān)注的主要對象。姜光輝等人在驗證地下水流動(dòng)的方向和追溯地下水的 >
即中國方法的主要勘測方法為人工示蹤與系統布點(diǎn)聯(lián)合方法,其中技術(shù)突破要點(diǎn)在于首先構建污染場(chǎng)地的水文數據模型,為后期的勘測點(diǎn)布設提供操作理論,提升布點(diǎn)精度。此外利用人工示蹤法獲取地下水賦存實(shí)時(shí)相關(guān)數據,并及時(shí)更新水文數據模型數據調査結果產(chǎn)生誤差。
1.2 水文地質(zhì)勘測對污染場(chǎng)地土壊的調査
土壤是污染場(chǎng)地的主體,土壤調査是污染場(chǎng)地水文地質(zhì)調査的基礎內容。生產(chǎn)場(chǎng)地在受到污染物的長(cháng)期浸泡之后,污染物會(huì )根據不同場(chǎng)地地質(zhì)狀況的特征發(fā)生遷移、擴散和環(huán)境介質(zhì)吸附。生產(chǎn)車(chē)間、原廢料堆放區、污水須嗷區、廢棄物堆放區等區域都可以與污染物直接接觸,因此這些地方是污染場(chǎng)地水文地質(zhì)實(shí)驗布點(diǎn)調査的重點(diǎn)。污染物在土壤中會(huì )根據不同土壤理化頤的不同在水平或豎直方向上呈梯度分布,因此需要在水平面上布置采樣點(diǎn),利用鉆孔來(lái)抽取樣本,配之以靜力式的觸探性勘測,精準確定場(chǎng)區內各區片的土層結構及土質(zhì)類(lèi)別劃分,每個(gè)采樣點(diǎn)需要采取一定深度的樣品,以調査不同深度斷面上污染物的分布情況,建立相關(guān)模型,為后續處理和修復方案的編制
1.3 水文地質(zhì)勘測對污染場(chǎng)地污染輛分布的調査
根據主要污染物種類(lèi)的不同,中國污染物場(chǎng)地可以分為污染場(chǎng)地、電子廢棄物污染場(chǎng)地、持久性有機污染物污染和幾種污染物共存的復合型污染場(chǎng)地。不同污染物在污染場(chǎng)地中的存在形式和分布特征各不相同,因此采用的調査方法也有所差異。重金屬污染一般存在于揚塵、表層土壤以及水體底泥中。在水體中主要以鰲合其他離子的形式存在,且相對于底泥及河岸土壤含量較低。因此在重金屬污染調査中布點(diǎn)或監測井應設置在河岸周邊土壤中,河流中的重金屬檢測應取底泥分析。有機污染物因流動(dòng)性劇,分布范圍相對較大,在土壤和水體中都廣泛存在。因此對有機污染的調査應該是土壤及水體并重。對于復合型的污染場(chǎng)地應該結的査目的,匹配對應的調查方法或結合多種方法進(jìn)行。
1.4 水文地質(zhì)勘測對污染場(chǎng)地其他要素的調査
在常規勘測前,相關(guān)技術(shù)人員應通過(guò)收集待確定場(chǎng)地資料、人員走訪(fǎng)等方式,對待勘測場(chǎng)地存在的污染物種類(lèi)、污染方式、造成的污染范圍進(jìn)行初步預估以此來(lái)減少工作量,優(yōu)化測量方法,做到精準勘測。在勘測完成后,應隨機取樣對以勘測結果為依據建立的調査模型進(jìn)行驗證,確??睖y結果及水文地質(zhì)模型的準確定性。對土壤調査需要確定的參數有土壤的密實(shí)度、就系數、含水量、有機質(zhì)量等,對水文調査的常規參數有流向、流速、水量和污染物含量等。
二、污染場(chǎng)地水文地質(zhì)勘測的技術(shù)要點(diǎn)
水文地質(zhì)勘察工作的主要技術(shù)有水文地質(zhì)測繪林、地球物理勘探技術(shù)、鉆探技術(shù)、鉆井抽水技術(shù)和動(dòng)態(tài)監測技術(shù),水文地質(zhì)勘測中常用勘測方法如表1。這些技術(shù)應用于整個(gè)勘察過(guò)程中,包括勘察點(diǎn)的設置、采樣、分析與檢測等。
2.1 勘察點(diǎn)設置
在污染場(chǎng)地勘察檢中,為了提高勘測結果的有效性和可靠性,合理的設置勘測點(diǎn)是非常重要的。在環(huán)境污染區域,污染信息和地點(diǎn)也是不斷變化的,應該根據不同時(shí)段不同地點(diǎn)來(lái)確定勘察點(diǎn),并且需要特定的技術(shù)支撐相關(guān)的標準??辈禳c(diǎn)的選擇要根據勘察的目的而設置,一般來(lái)說(shuō),勘察點(diǎn)需要分散布置在不同污染的區域,并且建立在全部的污染點(diǎn)上,而且方圓半米之內需要設置2~5個(gè)勘察點(diǎn),這種方法操作簡(jiǎn)單,而且應用范圍廣,在水體勘察和土壤勘察中效啊比較高。此外,潛在污染區融該砸的勘察點(diǎn)不少于三個(gè),如果在大規模污染區域,應設置更多的勘察點(diǎn)來(lái)確??辈煊行?,以反映污染場(chǎng)地的真實(shí)污染水平。水環(huán)境檢測首先考慮含水層是否受限,如果不受限限制就要監測含水層的深度,如果第一個(gè)含水層測定沒(méi)有問(wèn)題,就要對第二個(gè)含水層進(jìn)行監測采樣。在地下施工中,土壤取樣深度要小于五米,并且要考慮地下水的深度,對檢測井進(jìn)行科學(xué)設置。無(wú)論勘察點(diǎn)如何設置,都要結合勘察的地質(zhì)條件和勘測目的,充分發(fā)揮勘察點(diǎn)選擇的均勻性、有效性和科學(xué)性,才能質(zhì)量可靠,結果有說(shuō)服力
2.2 樣品采集
采樣是勘察工作過(guò)程中最重要也是最基礎的環(huán)節。采樣過(guò)程中需要遵守兩個(gè)原則:一是采集的樣品要均勻,二是樣品性質(zhì)的穩定。樣品的均勻性決定了勘察效果是否有效可靠,這是非常重要的。采取的樣品要用特定的手段防止樣品物理化學(xué)性質(zhì)的變化,否則就會(huì )對監測結果產(chǎn)生影響。樣品采集的重點(diǎn)主要是土壤樣品和水文樣品。土壤樣品主要是勘測考察土壤在垂直方向上的變化,也就是根據土壤顔色的變化情況確定采樣位置、深度和數量。污染場(chǎng)地地表水的采集可以利用對角線(xiàn)原則設置取樣點(diǎn),地下水采樣有檢測井時(shí)需要在水表線(xiàn)上設置取樣點(diǎn),沒(méi)井時(shí)應在含水層頂部設置取樣點(diǎn),同時(shí)要避免虛土的摻入,水文樣品一般是洗井后兩小時(shí)采集最隹,并用一管一井方式封存,在地下水采集時(shí),要有足夠長(cháng)的沉淀管以確保良好的沉淀效果。
2.3 樣品保存
采集的樣品如果理化性質(zhì)發(fā)生變化,就會(huì )對樣品的檢測產(chǎn)生很大的影響,因此對采集的樣品應合理儲存,確保后期檢測結果的有效可靠。首先應對采集的樣品做好標注,注明采集的時(shí)間、地點(diǎn)、數量的其他關(guān)鍵信息。水樣品保存時(shí)需要注意密封性,防止其揮發(fā)或外界雜質(zhì)的干擾,提高檢測結果的準確度,土壤樣品也要充分考慮密封性,在兩個(gè)小時(shí)內檢測效果是最好的,可以避免物理性質(zhì)發(fā)生改變。一般來(lái)說(shuō),樣品要在一定的時(shí)間內保存在原有的溫度下,這就需要在短時(shí)間之內將樣品放入恒溫箱或者用干冰袋保存,以免樣品發(fā)生變質(zhì),恒溫箱的溫度要設置恰當,過(guò)高或過(guò)低都有可能改變樣品的理化性質(zhì)。最后,樣品檢測前,要觀(guān)察樣品保存是否得當。
2.4 樣品的分析與檢測
樣品采集完成后需要進(jìn)行實(shí)驗檢測,實(shí)驗檢測是通過(guò)分析樣品中各物質(zhì)組成以及含量,進(jìn)而對樣品有一個(gè)直觀(guān)的呈現。檢測前應査閱資料或人員走訪(fǎng)對污染物的成分及污染范圍做大致確定。以土壤和水樣品為例,土壤實(shí)驗是對采集到的土壤進(jìn)行理化的性質(zhì)分析,通過(guò)測量土壤中的有機物含量、含水量、土壤顆粒物理性質(zhì)以及滲透系數、塑性指數、塑性極限等化學(xué)性質(zhì),水樣主要是分析流向、污染物含量等,通過(guò)這些參數來(lái)確定污染場(chǎng)地的污染情況。污染物的檢測可以根據各污染物的光譜、化學(xué)反應等性質(zhì)確定污染物的成分及其含量,從而確定每個(gè)區域的污染程度及主要污染物。對于特定的污染物,尤其是污染源及主要污染范圍內,對其地下水、土壤等全面的分析是很有必要的。
三、結論
污染場(chǎng)地修復是環(huán)境治理的重點(diǎn),目前污染場(chǎng)地調査監測技術(shù)相對單一,水文地質(zhì)勘測在污染場(chǎng)地調査盡管水、固廢、土壤污染調査方面已經(jīng)有所應用,但仍基本處于起步階段,還需持續推廣和完善。此外還需要發(fā)展新儀器、新設備和新方法例如遙感技術(shù)、核磁技術(shù)等新型地球物理監測技術(shù)和多種技術(shù)的集成,這將是今后一段時(shí)間水文地質(zhì)勘測在污染場(chǎng)地調査應用上的傾趨勢。( >
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