——聚焦中国地调局水环中心污染场地调查技术

　　阅读提示

　　环保部与国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报（2005~2013年）》显示，在调查的81块工业废弃地的775 个土壤点位中，超标点位占34.9%，主要污染物为锌、汞、铅、铬、砷和多环芳烃，主要涉及化工业、矿业、冶金业等行业。有业内专家保守估算，我国潜在污染场地数量在50万块以上。

　　科学而详细的调查是解决场地土壤地下水污染问题的基础。一个相关的好消息是，经过多年努力，中国地质调查局已经建立起了具有我国地质特色的污染场地土壤与地下水调查技术方法体系。


　　场地土壤与地下水污染问题，是世界关注的重要环境问题之一，国外发达国家已经建立了较为完善的污染场地调查评价与修复治理技术体系。随着我国对土壤与地下水污染问题的关注度越来越高，正视场地污染问题刻不容缓，急需建立用以规范和指导我国污染场地调查评价与修复治理的技术体系。

　　中国地质调查局水环地调中心实施的《典型污染场地土壤与地下水调查技术与评价研究》项目，立足我国典型污染场地，瞄准世界发达国家污染场地调查与研究的技术前沿，通过4年多努力，建立起具有我国地质特色的污染场地土壤与地下水调查技术方法体系。

　　研发特色污染场地调查技术方法

　　通过收集发达国家的污染场地调查评价技术资料，结合我国典型污染场地调查取得的经验，项目组制定出具有我国地质行业特色的污染场地调查技术要求——在调查程序上，遵循污染识别—污染确认—污染详细调查—污染场地概念模型建立的分阶段工作方法；在调查内容上，突出了土壤与地下水污染一体化调查的思路，由污染源调查、表层土壤污染调查、深部土壤污染调查、地下水污染调查四部分构成；在调查技术方法应用上，除了应用地面调查、物探、钻孔调查等传统地质调查技术方法外，还研发了一系列新的技术方法。

　　其中，便携式仪器土层测气法，将光离子检测仪与一个装有待测土样的密闭容器相连，是一种快速、简单、有效识别土层挥发性污染特征、指导野外取样的调查方法。

　　地下水多级监测井技术，是监测地下水动力场、水化学场、地下水动态，圈定地下水污染羽分布范围，研究含水层自然净化能力的一个关键技术。

　　地质雷达与高密度电法组合物探技术方法，是识别石油类场地、污灌类场地、垃圾类场地地下结构、地下水埋深、污染范围以及污染程度的最佳组合物探方法之一。

　　“四土样”采集法，适用于有机污染场地的样品采集，同时采集挥发性有机物样品、半挥发有机物样品、岩土工程样品和自留样品，是一个可行的取样技术方法。

　　表层土壤系统网格调查法，是调查场地表层土壤污染分布的一种有的放矢的方法。该方法可根据调查精度的要求，按照捕获污染源概率的大小，作为场地调查网格剖分的依据。项目组应用该方法调查某石油类污染场地时，识别出了8个重污染区域。

　　上述这些技术可操作性强，有的在国内属首次应用和示范。

　　建立起石油类污染场地立体监测系统

　　项目组在华北某地区初步建立的石油类污染地下水监测与水文地质试验研究基地，目前已建立了8个多级监测井、2个抽/注井、27个简易观测孔，形成了对石油污染场地及其地下水污染羽的立体监测系统。

　　调查发现，石油类污染场地包气带内存在由植被根系构成的、深达10米的优势通道，加速了污染物向下的迁移速度。场地表层土壤污染物种类主要是单环芳烃和多环芳烃类。有机污染物相对富集在含水量及有机质高的淤泥质土层、干的砂层和位于水位变动带的粉质黏土层。

　　在包气带中，砂土层中挥发性有机物气体的浓度是粉土层中挥发性有机物气体浓度的1.5～12倍，平均3.76倍。研究发现，挥发性有机物气体在砂性土层的衰减梯度小、扩散范围大，而在黏性土中挥发性有机物气体衰减梯度大，扩散范围小，这一特征是石油类污染场地与其他非扩散型污染场地（如重金属污染）的最大区别。

　　通过大量钻孔土层挥发性有机物气体的现场测量，从污染源向外，将挥发性有机物气体随深度的变化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、混合污染型四种污染类型。

　　污染源淋滤型，一般在距地表污染源（如油池、地沟井）边界3米内的地方。挥发性有机物气体浓度总体上呈现由上向下的衰减趋势。当地表污染源强度较小或污染源防渗措施较好时，挥发性有机物气体淋滤至下部包气带的可能性小。值得注意的是，当地表污染源强度较大或污染源防渗措施较差时，挥发性有机物气体将淋滤至下部包气带内，并造成地下水的污染。

　　包气带扩散污染型，一般在距地表污染源边界3～10米处。挥发性有机物气体污染物以污染源为高浓度中心，在浓度梯度的驱动下，向四周扩散，并受不同岩性的约束，包气带砂性土层比黏性土层的渗透能力强，扩散范围大。

　　地下水波动带污染型一般离开地表污染源边界10～20米。主要是污染源区挥发性有机物气体淋滤进入地下水后，可溶性的轻质挥发性有机物气体组分漂浮在地下水面上，并沿地下水流动方向扩散，由于地下水水位的上下波动，致使挥发性有机物气体释放并聚集在含水介质所致。

　　混合污染型，当位于多个污染源之间，土层的污染现象可显示出上述三种基本污染类型的叠加。

　　污灌类污染场地调查取得初步认识

　　对于某地污灌类污染场地，项目组查明了污灌类场地的岩性与结构特征、水文地质结构特征，初步查明了场地表层土壤、包气带土层、地下水的污染特征。

　　调查发现，在污灌类场地，小分子量芳烃不断被降解转化，大分子量芳烃主要沉积于表层土壤和底泥中，中分子量芳烃在包气带中具有较强的迁移能力，甚至能够迁移至地下水中。大量的细菌通过包气带自净后，在地下水中可以达到饮用水标准，而大肠杆菌却仍能检出，超标严重；六六六在包气带中迁移能力很强，而DDT迁移能力相对较差。

　　对污染渠水与地下水的关系的研究，取得了污染渠水对周边土层及地下水影响范围的新认识：污染渠水首先通过垂向淋滤渗透方式补给地下水，然后再在地下水流场的作用下影响周边的土壤和地下水。污水渠垂直影响深度可达20米，水平扩散影响范围至少大于30米。采用地球化学基线法评价场地重金属的污染程度发现，重金属污染主要发生在表层，总体为中度污染。其中，汞属于强污染，锌属于中度污染，镉属于无污染至中度污染之间。