污染场地环境水文地质勘察分析

肖浩飞， 徐晓璐

(1.长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410000； 2.长沙环境保护职业技术学院，湖南 长沙 410000)

现代城市发展过程中，垃圾填埋场、加油站以及原有城市内部工业基地(如：采矿厂、化工厂)的搬迁等等均遗留下了大量的污染场地，如何对这些土地进行重新开发利用成为一大关键性问题。由于此类场地存在较为复杂的环境问题，若是不开展详细勘测治理，极易导致一系列严重后果，对此必须落实相关勘察技术研究工作，真正实现城市健康可持续发展。

1 污染场地环境水文地质勘察的重要性

污染场地，主要是由于生产、经营、处理、贮存有毒有害物质、危险废弃物等导致各种污染情况的出现，直接危害生态环境与人体健康，其多数呈黑色、黑褐色、深灰色、棕红、杏红色，与正常土存在较大差异。

目前，我国城市中工矿业废弃地土壤环境问题突出，其不仅会对腐蚀上部建设工程基础、建筑材料，基于降雨与地下水的作用污染液体还将进一步向地下深处和周边扩散、蔓延。

基于此，全面落实污染场地环境水文地质勘察工作，通过钻探、物探以及各种抽水、注水试验等方法，查明污染源与污染范围、分析污染土化学与物理力学特性、研究污染物在地下迁移规律和污染深度等，对我国土地的合理利用和开发具有重要意义。

2 污染场地环境水文地质勘察技术要点

2.1 污染场地环境水文地质勘察内容

此工作可分为两大阶段：

(1)污染确认勘察阶段。通过相关资料收集、文献查阅、相关人员访谈等方式，了解目标场地可能存在的污染种类、污染途径、污染范围等；通过现场踏勘，初步划定重点关注范围，通过量布点与采样分析明确场地是否受到污染。

(2)污染详细勘察阶段。采用现场勘探、采样、室内检测分析等方法，对场地地层岩性、水文地质条件进行分析，获得相关数据参数，为场地环境风险评价、治理方案制定提供可靠依据。

2.2 技术方法

2.2.1 钻探技术

与传统岩土工程钻探技术相比，污染场地钻探存在一定特殊性，(1)要求土样维持物理原状性时，污染场地钻探与传统岩土工程原状样钻取一致；(2)要求土样维持化学原状性时，钻探技术使用要点如下：①钻进方法选择以不使用或少用冲洗液为宜，如：振动、螺旋钻进和直接推进钻进；②取样方法优选选用压入式、贯入式和旋转式三种，取样器宜选用敞口或是活塞式薄壁取样器、Denison取样器和Pitcher取样器，我国不少取样装置均是后两者Denison、Pitcher取样器的基础上改造的。

2.2.2 物探技术

地球物理勘探技术是一种非侵入性检测方法，在快速检测、低成本检测方面均具有一定优势，在污染场地环境水文地质勘察中具有较大的推广应用价值。

自然界中的土都是三相土，即：土固体颗粒(固相)、土中水(液相)、土中气(气相)，通常意义上污染成分的介入致使水中成分增加或是水被其他液体污染物代替，以致于土的特性发生改变，据此根据相关理论与实践经验总结显示，电阻率法、地质雷达、电磁波法、地震反射折射波法、天然伽马测井、磁法和电阻率成像法均是有效的污染场地环境水文地质勘察方法。

在上述列举的几种物探技术中，电阻率电导率法、电磁法、地质雷达等可直接探测出污染物所致的异常情况；其余几种方法虽然无法直接获取污染范围，但是可探测出地下构造情况，以此明确污染物可能存在的位置，为污染范围的划定提供可靠依据。

3 实例分析

3.1 场地概况

本文仅以某工业厂房粗苯车间场地中选择1 000 m2为勘察区域，此场地地形平坦，处于冲积扇中下部，该厂房停产后，原本的粗苯泵房、输油管道等全部拆除。根据前期资料收集与分析显示，此场地特征污染物主要为苯系物、多环芳烃，现决定开展环境岩土工程勘察，分析场地地层与地下水分布特征，主要研究苯系物分布规律，为污染场地治理提供可靠依据。

3.2 环境水文地质工程勘察

根据前期调查显示，场地存在污染源，初步推断污染范围较广且深度深，具体勘察情况如下。

3.2.1 勘察布点

(1)水平向布点：按照5 m×5 m网格布点，选取9个点位进行勘察取样，其中土壤取样点5个、监测井4个。

(2)垂直向布点：各钻孔每米取一个苯系物检测样品，每个土层取一个土壤物理性质检测样品，黏性土/粉土、砂类土分别取原状土样、扰动土样。

3.2.2 勘察检测要点

(1)钻探前，所有设备清理干净，确保无污染；(2)现场勘察期间，详细记录各参数，包括取样点位、土壤颜色与味道、断面状态等；(3)土壤样品(用于苯系物检测)装入加有甲醇的40 mL棕色玻璃瓶，瓶盖内设特弗伦衬膜，使用聚四氟乙烯胶带密封后放入装有干冰的样品箱内，冷藏温度控制在4±2 ℃，送至检测单位进行气相色谱法质谱法检测；(4)土壤样品(用于土壤物理性质检测)送至检测单位检测。

3.3 勘察结果分析

3.3.1 地质与水文特征

(1)污染土壤野外鉴别。土壤颜色呈现为黑色、黑褐色、深灰色，处于软塑或流塑状态，可闻及刺激性味道，部分土壤含有油状物。

(2)地层岩性。根据现场勘探与室内试验，绘制地层剖面图如图1所示。

图1 地层剖面图(自西向东)

由上至下，场地下18 m左右地层划分如下：

第①层：人工堆积层，以黏质粉土填土、房渣土为主，厚约2.4 m；

第②～④层为第四系沉积层：埋深2.4 m以下为第②大层，分布有粉砂、细砂和砂质粉土，厚约5.3 m；埋深7.7 m以下为第③大层，分布有粉质黏土，厚约1.1 m；埋深8.90 m以下为第④大层，分布有细砂、粉砂。

(3)水文地质特征。根据勘察结果显示，场地下约20 m深度内分布有地下水，赋存于砂土④大层，静止水位埋深约13 m，补给方式为侧向径流、越流和"天窗"渗漏，水位年变幅1.00～3.00 m；丰水季节或年份，第③大层和第②大层也会赋存地下水，补给方式为大气降水、管道渗漏和侧向径流。

3.3.2 苯系物分布规律分析

根据勘察与实验室分析结果，构建了苯系物分布模型，总结可得苯系物(包括：苯、甲苯、二甲苯、间&对二甲苯)在地层中分布规律如下：

(1)深度相同时，不同钻孔中各种苯系物浓度比例关系一致，苯浓度最高；

(2)同一钻孔内，各种苯系物浓度变化趋势一致；(3)勘察区内，各种苯系物存在3个浓度高峰区，埋深分别为4.5、8、12 m。

根据苯系物自身理化性质，结合场地内原厂房设备、管道分布情况等，对苯系物富集原因分析可得：

(1)所有苯系物中，苯溶解度最大，相同地质条件下迁移速度最快，因此样品中苯浓度最高；(2)浓度>1 000 mg/kg的苯系物主要集中分布在场地东南位置，此处原本分布有输油管道、地下酚水泵房、苯槽、油槽、贫油冷却器等；(3)所有苯系物均是挥发性有机物，因此表层苯系物浓度较低；(4)苯系物浓度高峰区的产生与地下水、毛细带分布情况有关。

4 结语

综上，污染场地环境水文地质勘察具有一定的特殊性，必须要综合考虑场地环境、勘察要求等因素，合理选用相应的勘察技术，以全面准确地反应当时当地的水土情况，并据此分析确定场地污染情况，以科学开展后期的污染治理、场地修复工作，确保城市建设的稳步落实。