APP下载

粤港澳大湾区某地块浅层地下水中氯仿污染特征分析

2022-12-11聂珊珊章生卫卢俊安陈怡君

当代化工研究 2022年21期
关键词:三氯甲烷砂土水井

*聂珊珊 章生卫 卢俊安 陈怡君

(广州市环境保护科学研究院 广东 510620)

三氯甲烷(Trichloromethane,CF)是一种挥发性有机物,俗称氯仿,常温下是无色、透明、易挥发的液体,属于重质非水相液体(DNAPL),其化学性质比较稳定,在自然界能长期存在,在生产制造加工中常用作溶剂,有致畸、致癌等危害[1],具有高淋溶迁移性,极易污染地下水[2]。在美国129种优先控制污染物(Priorty pollutants)和中国58种环境优先监测和控制的有机物中,三氯甲烷均位于前列。

三氯甲烷并不溶于水、易挥发,在光照下可被空气中的氧气氧化成剧毒的光气,因而不易进入地下水,三氯甲烷由土壤表面迁移至地下水造成地下水有机污染,土壤作为迁移通道,对有机污染物的迁移转化起到重要作用[3],故在浅层地下水位埋藏较深的区域频频检出三氯甲烷,除了归结于包气带岩性较粗外,含高浓度三氯甲烷废水或废料的随意排放,应该是导致三氯甲烷检出异常的根源[4]。氯代烃清洗剂因其具有清洗能力强、不燃烧、干燥快、易蒸馏再生的优点被大量使用。

基于此,本文以粤港澳大湾区某地块为研究区域,获取了该地块的土壤和地下水氯仿污染浓度分布,并采用建设用地第一类用地风险筛选值与《地下水质量标准》Ⅲ类标准限值进行评价,以期为此氯仿污染地块的调查工作和后续环境管理提供科学参考依据。

1.材料与方法

(1)研究区域概述

研究对象为粤港澳大湾区某地块,面积约15万m2,在1998年前主要为菜地、稻田;1998年完成土地平整后开始作为长途货运站用地进行建设,建成仓库和地下污水处理池、汽修楼和宿舍等建筑,主要作为电器、五金、洗洁用品、建材等非危险化学品、易爆易燃品的货物枢纽站;2020年开始停业及拆迁。研究区拟由货运交通用地转变为居住用地,所在的浅层地下水划定为应急水源区,地下水功能区保护目标中水质类别为Ⅲ类,被列为地下水禁采区。

通过第一阶段污染状况调查与分析,研究区内的重点关注区域为原汽修厂维修区域、汽修楼及其外部的零件维修区域、配电房及各仓库区域等,潜在污染途径为柴油贮存及使用过程和疑似使用氯代烃有机清洗剂对含油污设备的清洗,柴油跑冒滴漏及清洗过程中废水不规范排放造成土壤和地下水的污染,潜在关注污染物主要为石油烃(C10-C40)、1,2-二氯乙烷、氯仿。

由于研究区回填的土壤来源调查不甚清晰,基于HJ 25.1-2019、HJ 25.2-2019等标准规范[5-6]的要求,初步采样在研究区内采用40m×40m网格系统布点法结合专业布点法进行土壤和地下水监测点位布设,共布设98个土壤点位(同时建设15口地下水监测井)。每个土壤点位采样至6m,每口水井筛管底部设置在黏土层,地下埋深约6~8m。每个土壤点位分别在人工填土层(0~0.5m)、初见水位处、含砂层、黏土层和淤泥质土层处采集样品,共采集土样490个和水样15个,本次研究的样品检测指标为氯仿。

(2)样品采集与分析

土壤样品使用无扰动采样器采集,并转移至带PTFE内衬40ml棕色玻璃瓶中,瓶中预先放有搅拌子,密封0~4℃冷藏避光保存,采用HJ 605-2011方法[7]测定氯仿。地下水样品采用内含盐酸保存剂的40mL棕色玻璃瓶收集并密封0~4℃冷藏避光保存,采用HJ 639-2012[8]测定氯仿。

(3)数据处理及评价

本研究中采用GB 36600-2018[9]中第一类用地风险筛选值(0.3mg/kg)、GB/T 14848-2017[10]Ⅲ类标准限值(60μg/L)评价土壤和地下水中氯仿的环境质量。

2.调查结果与讨论

(1)研究区初查土壤和地下水中氯仿监测结果评价

将研究区内土壤和地下水样品中氯仿检测数据进行频率统计,统计结果见表1和表2,其中土样中氯仿检出率为0.61%,最大浓度为0.02mg/kg,未超筛选值(0.3mg/kg),最大浓度占标比为6.67%;水样中氯仿检出率为6.67%,最大浓度为297μg/L,超标(60μg/L)3.95倍;土壤和地下水中氯仿变异系数大于1,属于强变异,说明研究区土壤和地下水中氯仿浓度受到外界的影响较大。汇总各类型土壤中氯仿监测结果(统计结果见表3),黏砂土和壤土均检出氯仿,砂土和黏土均未检出;氯仿检出的土壤点位和超标地下水井不为同一位置,且相距230m。分析氯仿超标井位置的土壤类型自上而下依次为砂土、壤土、粉质黏土和黏砂土,初见水位在砂土层。

表1 土壤中氯仿监测结果统计

表2 地下水中氯仿监测结果统计

表3 各类型土壤中氯仿监测结果统计

(2)研究区详查土壤和地下水中氯仿监测结果评价

为查明地下水中氯仿的来源和受污染的成因,第一批详细采样按照密度不大于40m×40m的网格在原初查未超标地下水井处补充布设两个地下水井,在采集的水样中氯仿未检出。

为精准确定氯仿污染范围,第二批详细采样在原初查超标水井不大于5m内、20m范围内依次布设3个和两个土壤及地下水合并点位,建井过程同期采集5个土样(采至6m),筛管底部设置在黏土层。在新建水井采样期间,同期采集原初查超标水井的水样。本批次采集的25组土样和6组水样中仅原初查超标水井中检出氯仿,检出浓度为128μg/L。

为进一步考察氯仿是否在浅层含水层存在水平扩散运动,第三批详细采样对加密的5个浅层水井及原初查超标水井进行水样采集,采集的6组水样中氯仿均未检出。

图1 研究区内地下水中氯仿超标区加密调查监测井分布图

为防止原初查超标井中氯仿浓度反弹,在后期分别间隔1个月依次开展两批次采样(即第四、五批详细采样),采集的两批次水样中氯仿均未检出。

同一时间内对研究区氯仿污染区浅层地下水井中量测的静止地下水水位标高绘制等值线图(见图2)可知,该区域地下水流向大致为西北至东南流向。梳理五批次采样中原超标井中氯仿浓度并绘制趋势线(见图3)可知,原初查超标水井中氯仿浓度逐渐递减至未检出。

图2 研究区内地下水中氯仿超标区水位标高等值线图

图3 研究区地下水中氯仿超标点位各批次检测浓度趋势线

梳理五批次详细采样中原初查超标监测井水样中氯仿检测数据并绘制趋势线(见图4),由图4可知,原初查超标水监测井中氯仿浓度逐渐递减至未检出。

(3)研究区氯仿污染成因分析

研究区仅用于仓储、物流,地下水氯仿超标区域可能曾放置过油罐,并离清洗池较近,故氯仿的污染可能来源于使用氯代烃有机清洗剂对含油污设备的清洗,清洗过程中废水不规范排放,渗入地下造成土壤和地下水的氯仿污染。总体上研究区的土壤和地下水均受到含氯仿清洗废水的影响,尤其地下水更为显著。

(4)研究区氯仿污染成因及地下水中浓度递减原因分析

①由于研究区整体硬化较好且主要作为货物枢纽站,清洗含油污设备非主要的生产工艺,氯仿泄漏进入土壤、地下水,其中的污染量较小。在常温下,氯仿的溶解度为7920mg/L,溶解度较低;污染区氯仿浓度仍远低于其溶解度,易被溶解在水中。

②研究区土壤主要为砂土、黏砂土和壤土为主,有机质含量较低,不利于氯仿的吸附,浅层地下水中污染物泄露量较小,氯仿在进入含砂层后,被下部的粉质黏土弱透水层阻隔,向弱透水层下方缓慢渗透,并沿含砂层或优势通道水平扩散运移,氯仿易受水位变动、地下水径流影响;地下水污染井位于含砂层和非含砂层交界处即含砂层尖灭处,由于上层滞水水量较小,水中氯仿易受抽水影响被去除,而受各批次调查的洗井抽水影响,氯仿被扰动抽出,使水中氯仿浓度呈下降趋势。

3.结论与建议

研究区仅作为货物枢纽站,由于早期管理相对粗放,部分区域存在使用氯代烃有机清洗剂对含油污设备的清洗情形,导致土壤和地下水均受到含氯仿清洗废水的影响,尤其地下水更为显著。

研究区的土壤中氯仿虽未超过筛选值,地下水中氯仿虽受人工抽水扰动及自然扩散迁移等作用逐渐降低至未检出,但由于氯代烃污染的复杂性,且曾有过超标情况,可能长期存在氯仿浓度的反弹情形,建议开展长期监测。如地下水中氯仿浓度呈现稳态或者下降趋势,则可停止监测;若地下水中氯仿浓度出现超标,应采取应急措施阻止污染扩散,同时采取适当的管控或消除措施,防止其扩散,并尽可能恢复地下水水质。

猜你喜欢

三氯甲烷砂土水井
山西发现一口2000余年前的大型木构水井
顶空气相色谱法测定水中三氯甲烷含量的稳定性研究
饱和砂土地层输水管道施工降水方案设计
指甲油致癌?符合标准的产品可放心用
水井的自述
三氯甲烷市场价格持续走高
龙之中华 龙之砂土——《蟠龙壶》创作谈
凡水井处皆听单田芳
乌龟与水井
城市浅埋隧道穿越饱和砂土复合地层时适宜的施工工法