中国典型有机污染场地土层岩性和污染物特征分析

目前我国存在大量待修复场地,其分布具有一定的规律性和区域性,场地地层系统结构复杂、渗透性空间异质性显著,污染物种类复杂。总结场地典型土层结构和典型污染物有助于有针对性地开展修复技术的研发。为此,本文收集并整理了全国136处有机污染场地相关资料,对其地域性、地层及污染物特征总结如下:目前我国已经开展调查与修复的有机污染场地主要集中在京津冀和沪宁杭地区;有机污染场地土层基本都含有黏土等低渗透介质,而且都具有非均质性,其中67%场地土层有强非均质性;沪宁杭地区场地土层渗透性总体低于京津冀和辽中南地区,此外我国京津冀和辽中南地区场地调查深度(20.3 m)总体大于沪宁杭地区(12.8 m);我国有机污染场地地下水中最常见的有机污染物种类为氯代溶剂,依次为氯代烷烃类(场地数量占比84%)、氯代苯类(场地数量占比46%)和氯代烯烃类(场地数量占比33%);最常见的3种氯代溶剂依次为二氯乙烷、一氯苯和三氯甲烷。     

论污染场地的几个问题

为了更加科学、规范地开展污染场地调查工作,作者依据多年积累的污染场地调查经验和对国外相关研究成果的跟踪,对污染场地的定义、分类、调查阶段划分及污染调查测试清单的确定进行了探讨。通过分析对比十余个发达国家污染场地的定义,给出了污染场地的定义。借鉴污染物属性与地下水赋存介质分类法思想,提出了污染物种类与场地介质组合的污染场地分类方法。基于场地调查工作的实质,考虑简化性、标志性和可操作性,将污染场地调查划分为资料收集、初步调查、详细调查三个阶段。在归纳总结国内外筛选和确定优先控制污染物研究成果的基础上,结合实际情况和工作经验,提出了确定污染场地调查测试清单的步骤与方法。     

典型制革污染场地地下水盐污染特征

在区域地下水调查的基础上,以某制革污染场地为研究对象,采集场地及其周围地下水样,对地下水中无机组分检出值进行了统计分析,识别了各组分的平面分布特征,最后对地下水盐污染机理以及各组分之间的关系进行了探讨。研究结果表明,制革厂废水排放、废弃物堆放已对地下水造成盐污染,主要污染组分为总硬度、溶解性总固体、Cl-和SO2-4;受污染的地下水环境以微酸性和还原性为特征;沿地下水流向,地下水中总硬度、溶解性总固体、Cl-、SO2-4、三氮由制革区向下游逐渐减小,基本上呈现出以皮革厂为中心的污染区,污染范围大概为0.20km2;制革污染场地地下水中硬度的升高,同时伴随着溶解性总固体、Cl-、SO2-4浓度升高,各组分之间具有明显的相关性,其主要原因是皮革区地表水污水和固体废物淋滤液入渗过程中经历阳离子交换、钙镁易溶盐溶解及难溶盐溶解等作用,导致地下水中Ca2+、Mg2+Cl-和SO2-4含量增加,最终溶解性总固体也升高;铵氮在含水介质中的迁移转化也是地下水硬度升高的一个重要因素。地下水三氮之间转化主要的途径是硝化作用,与地下水的氧化还原条件有关,氧化性相对较强的地下水中NO3-N含量高,而NH3-N和NO2-N含量相对较低。     

地下水污染场地风险管理与修复技术筛选

国际上对于地下水污染场地的控制与修复研究已经取得了许多成果,已有成功的修复实例。我国虽然起步晚,但非常重视地下水污染的防治,开展了全国范围的地下水污染调查,并进行了地下水污染的防治规划。地下水污染的控制与修复已经逐渐进入示范性研究阶段。面对地下水污染场地风险管理的不同方法,以及众多的污染修复技术,如何制定风险管理策略,如何在各种各样的修复技术中筛选合适的技术或技术组合,对于地下水污染场地的防治具有非常重要的意义。笔者分析了发达国家地下水污染风险管理策略,结合在地下水污染场地研究方面的经验,对一些主要的地下水污染修复技术进行了分析论述,提出了考虑污染物特征、场地水文地质条件的地下水污染修复技术的筛选过程和方法。     

地下水污染场地污染的控制与修复

我国存在大量的地下水污染场地,给地下水资源的使用带来了严重威胁。将地下水污染场地划分为4大类,15个亚类,为制定不同地下水污染场地的管理、控制和修复规定提供了依据;对地下水污染防治规划的内容和方法技术进行了论述。提出了建立地下水污染的预警系统,为污染的预防奠定基础;介绍了地下水污染的控制与修复技术,并对地下水污染防控和治理的基本原则进行了探讨。     

典型铬渣污染场地铬污染特征研究

选取西南岩溶区某傍河铬渣堆场为研究对象,对场地不同位置与深度的土壤及地下水样品进行采集,通过数理统计对Cr在场地中的空间分布特征以及场地对地下水的影响进行了分析。结果表明:土壤中总Cr浓度的水平分布具有差异性,表层土壤Cr浓度由上游到下游呈明显降低趋势,变化率为3.59;深层饱水带土壤中总Cr浓度分布受到地下水流场的影响,场地下游土壤铬浓度明显高于上游;杂填土垂向剖面的铬浓度分布不同于坡残积红黏土,杂填土中铬浓度随着深度的增加而增加,浓度与土壤深度的关系可用y=63.88ln（x）-75.221来表示;而在红黏土中剖面中,铬大量聚集在土壤表层,后随着深度的增加铬浓度逐渐降低,接近基岩面有升高趋势;场地地下水中Cr（Ⅵ）的浓度受深层土壤中总Cr浓度的影响,两者呈正相关。      

典型铬渣污染场地铬污染特征研究

本文选取了西南岩溶区某傍河铬渣堆场为研究对象,对场地不同位置与深度的土壤及地下水样品进行了采集,通过数理统计对Cr在场地中的空间分布特征以及场地对地下水的影响进行了分析。结果表明:土壤中总Cr浓度的水平分布具有差异性,表层土壤Cr浓度由上游到下游呈明显降低趋势,变化率为3.59;深层饱水带土壤中总Cr浓度分布受到地下水流场的影响,场地下游土壤铬浓度明显高于上游;杂填土垂向剖面的铬浓度分布不同于坡残积红粘土,杂填土中铬浓度随着深度的增加而增加,浓度与土壤深度的关系可用y=63.88ln(x)-75.221来表示;而在红粘土中剖面中,铬大量聚集在土壤表层,后随着深度的增加铬浓度逐渐降低,接近基岩面有升高趋势;场地地下水中Cr(Ⅵ)的浓度受深层土壤中总Cr浓度的影响,两者呈正相关。     

某石油化工场地土层挥发性有机物的污染特征

在调查华北平原一个污染年限超过35年的石油化工场地时,采用便携式仪器土层测气方法,快速、准确地测定了场地内40多个钻孔不同深度土层中挥发性有机物(VOCs)的浓度。基于对场地地质水文地质条件的认识,以及通过对大量数据的分析对比和应用空间变异分析方法,得出了对场地土层介质中VOCs污染特征的如下认识:(1)土层VOCs浓度的垂向变化可概括为污染源淋滤型、包气带扩散污染型、地下水波动带污染型和混合污染型四种污染类型;(2)在包气带砂土层和粉土层中,VOCs的扩散规律可近似用指数模型描述;(3)包气带土层中VOCs优先积聚在渗透性强的砂性土层中,砂土层中VOCs浓度是粉土层中VOCs浓度的1.5～12倍,平均3.76倍;(4)土层VOCs浓度的水平变异性表现为包气带土层的变异性要比地下水波动带土层大,且水平变异性能在25m尺度内得到充分显示;而土层VOCs浓度的垂向变异性随地而异,变化复杂,很难用统一的一个量化尺度来表征。本文对这一典型污染场地的剖析,有助于从事污染场地调查人员认识我国华北平原石油化工类场地的污染特征,并为调查与治理类似污染场地提供技术依据。     

石油类污染场地土壤与地下水污染调查实例分析

以冀中平原某石油类污染场地为例,从污染源分布勘察、场地水文地质模型建立、土壤及地下水的现场调查入手,采用物探、坑探、钻探综合调查技术和定深取样等一些取样方法,对不同深度土壤及地下水的有机污染进行调查和样品分析。结果表明:整个场地的土壤和地下水受到不同程度的污染,30m深度内包气带和饱水带已被污染,50m深度的地下水中有有机污染物检出,石油类场地的污染特征主要表现为土壤及其地下水中含有高浓度单环芳烃和卤代烃。且单环芳烃在土壤与地下水中的浓度高于其它有机污染物。     

直接推进技术在有机污染场地调查中的应用研究

近年来,直接推进技术以其快速精确、经济高效、可装备先进探测器等优点,在国外污染场地调查中得到广泛推广与应用。文章在总结国内外相关研究成果基础上,对直接推进技术中的膜界面探测和连续钻进取样技术在污染场地调查中的功能和应用进行了论述,并在某有机污染场地调查中进行了试验研究。结果表明,利用膜界面探测技术首先半定量获取场地污染物的分布特征及范围,然后以此为指导采用直推式钻机钻进获取代表性样品,并进行实验室测试分析,可以快速、精确地刻画有机污染场地的污染物种类、浓度与分布范围,为后期采样计划和调查提供重要依据。     

污染场地健康风险评价的理论和方法

综合国外研究进展介绍了污染场地健康风险评价的基础理论和评价方法,基础理论主要从人体摄取污染物质的方式和机制以及污染物摄取剂量和人体健康效应的关系两方面开展讨论。评价方法从数据收集、暴露评估、毒性评估和风险表征4方面进行探讨。在此基础上,对评价方法进行了探讨,提出了“叠加风险”和“多暴露途径同种污染物累计健康风险”的概念和计算方法,分析了中国开展污染场地健康风险评价的相关问题,指出构建中国污染场地健康风险评价体系应从制定法律入手,以典型污染场地风险评价为试点,逐渐建立和完善风险评价指南和技术细则,最终完成包括法律法规、评价指南和技术细则等在内的污染场地健康风险评价体系的建立。     

某石油化工污染场地地下水中挥发性有机物污染特征及成因分析

为了解典型污染场地浅层地下水微量有机污染特征,对西北某省会城市石油化工场地地下水中的挥发性有机污染物（VOCs）污染情况进行了调查。结果表明,污染场地地下水样品中挥发性有机污染物检出率为100%;检出率较高的是氯代烃和苯系物,检出率分别为60%和40%。超标组分为苯和1,2-二氯丙烷,苯超标率为30%,1,2-二氯丙烷超标率10%,苯最大检出浓度达1515μg/L。场地内的原油储存罐、污水隔油池的渗漏以及石油冶炼、机械加工过程工业废水不合理排放均为该场地地下水VOCs的重要来源;VOCs的理化性质以及污染场地地下水防污性能差是影响该场地地下水环境中VOCs归宿的主要因素。     

某地下水有机污染场地污染源识别及自然降解研究

有机污染场地常受到多种污染源共同作用。如何快速、准确的识别这些污染源及其污染贡献程度,从而达到对污染治理有的放矢,是修复中需要解决的问题。文章以某化工厂排污渗坑为研究对象,运用多元统计分析方法,对研究区地下水样进行分析。依据分析结果判断,初步识别出研究区污染源分为石油污染、环境面源污染及渗坑污染源污染三种。结合典型电子受体空间分布信息,初步判断研究区发生以锰、铁、硫酸根还原为主的氧化还原自然衰减作用。     

污染场地土壤风险基准值构建与评价方法研究

基于对国内外土壤风险基准值和风险评价模型的调查，采用多介质暴露评价模型（MMSOILS），分析不同国家和地区土壤风险基准值的差异性和污染场地风险评价的关键要素。选择砷和苯作为评价的目标污染物，利用最不利的场地条件，进行风险值的量化评价，分析风险值随地下水使用点到污染场地距离的远近而发生的变化。利用线性回归，建立土壤风险基准值与健康风险值的量化关系，确立土壤浓度值14．74mg／kg和1．00mg／kg作为砷和苯的土壤风险基准值。     

基于电阻率综合测试的污染场地快速诊断方法研究

通过地球物理探测方法测试土层电阻率,利用电阻率的异常判别筛查场地污染分布范围,是国内环境岩土工程领域关注的热点问题。本文基于现场试验与工程应用,探讨高密度电法、电阻率CT、电阻率静力触探(RCPT)对污染土诊断的适用性。结果表明,电阻率测试可快速诊断场地潜在污染区域,操作简单、结果可靠、成本较低,在污染场地初步调查中有较高的应用价值与优势。     

论场地土壤和地下水污染调查与风险评价的程序和内容

通过分析、对比发达国家场地污染调查与风险评价技术流程的大量信息,结合工作实践,充分考虑我国的实际情况,视土壤和地下水为相互联系的一个整体,提出了我国现阶段场地尺度土壤和地下水污染调查与风险评价的技术程序和工作内容。     

中部某典型铜矿区土壤重金属污染特点与生态危害评价研究

为了解典型铜矿区土壤重金属污染特点与生态危害程度,通过对我国中部某典型铜矿区四周的土壤进行采样监测,采用改进的Nemerow指数法、Lars Hakanson指数法评价土壤重金属污染特点及生态危害风险评价。研究结果表明:土壤重金属含量随采样深度变化无明显规律,这与矿区经过多年生产建设有关;矿区土壤已遭受Cu、As、Cd污染,矿区各重金属生态危害系数排序为CdCuAsHgPbCr,矿区东侧土壤综合潜在生态危害程度为强,南侧、西侧、北侧土壤综合潜在生态危害程度为轻度;应控制和消除土壤污染源,启动污染场地调查与修复工作,并及时跟踪矿区人体健康状况,为同类矿区污染防治措施及人群健康防护措施提供理论依据。     

RBCA和CLEA模型在某污染场地健康风险评价中的对比研究

以某有机污染场地为例,对比分析了RBCA和CLEA模型评价原理和方法,并通过毒理学方法分析了评价结果与污染场地实际情况的符合程度。研究表明,两种模型在评价方法、适用范围方面存在差异,RBCA模型适合需要综合考虑污染物在水、土、气中迁移转化的污染场地健康风险评价;CLEA模型适合以摄入污染场地种植植物为主要暴露途径的健康风险评价。     

应用于污染场地原位修复的旋喷工艺研究

从原位修复需求、旋喷技术特点等方面分析高压旋喷注浆技术在污染场地原位修复中的应用前景。根据污染场地原位修复需要,有针对性地对传统二重管法旋喷工艺参数进行改进设计,以提高旋喷技术在污染场地原位修复中的适用性,并开展现场试验研究以验证参数设计合理性,为后续此类工程推广应用提供技术借鉴。     

考虑污染物扩散风险的场地地下水污染多层次风险评估方法

地下水中污染物具有迁移性和扩散性,会对下游敏感受体造成威胁,目前场地地下水风险评估主要关注人体健康风险,还未能综合考虑地下水污染的整体风险,尤其是忽视了污染物迁移引起的对下游敏感受体的风险。本研究基于“源-径-汇”模型构建了考虑污染物扩散风险的场地地下水污染风险评估的指标体系与风险评估模式。在指标体系构建方面,重点考虑场地地下水的污染源、迁移路径和敏感受体3个方面。在风险评估模式方面,根据场地不同地下水污染状态开展3个层次的风险评估。基于假想的铬污染场地开展了案例分析,设置了地下水污染状态的4种情景,利用Wexler溶质运移模型计算了地下水污染羽的时空变化,并针对地下水污染的不同层次开展了风险评估。结果表明,在场地地下水污染羽未到达场地边界的2种情形中,场地地下水的风险评分分别为4.0,6.2,分别属于低风险与中风险。在场地地下水污染羽到达或超出场地边界的2种情形中,场地地下水的风险评分分别为7.0,8.8,分别属于中风险与高风险。综合而言,本研究构建的方法能够用来对场地地下水进行系统全面的评估和对比,能够根据风险结果对污染场地进行有效的分级管控,为污染场地的风险管控提供技术支撑。