化工集中区地下水污染成因分析与对策

袁 胜，梁 奔

（江西省地质环境调查研究院有限公司，江西 南昌 330096）

水是人类日常生活和生产发展不可或缺的重要资源，也是国民经济和社会发展的重要基础。本研究开发区位于龙南市城区的南部和东部，全区远期规划控制面积为175 km2，已建成20.07 km2，园区内拥有电子信息、稀土及新材料、现代轻工及食品药品四大主导产业，涉及稀土、化工、电子、再生资源、建材、医药、包装印刷、家具、纸制品多个行业。2021 年3 月，生态环境部办公厅印发了《化工园区地下水环境状况调查评估工作方案》（环办便函〔2021〕100 号），要求2021 年底完成国家级化工园区地下水环境状况调查评估工作。根据《化工园区地下水环境状况调查评估工作方案》以及《江西省化工园区地下水环境状况调查评估工作方案》有关要求，为明确园区内化工集中区地下水污染情况，我公司实施了化工集中区地下水环境状况调查评估项目。

1 化工集中区地下水监测布点和检测指标

1.1 地下水监测点布点原则

1）监测井应能反映调查评价范围内地下水总体水质状况。对同一个水文地质单元，可根据地下水的补径排条件布设控制性监测点，化工园区的上下游、垂直于地下水流方向两侧、内部以及周边主要敏感点均应布设监测点。

2）本次调查布点范围以园区化工集中区已建成区为重点，兼顾化工集中区规划范围。根据现场调查污染识别的结果，对潜在污染源企业下游布设监测井。

3）本次调查范围内地下水类型以红层裂隙孔隙水和风化带网状裂隙水为主，结合污染源分布区域内地下水流向，布设地下水监测井点位位置及孔深。

1.2 布点位置与数量

开发区化工集中区地下水环境调查评估的布点类型主要有4 种，即园区上游对照点、污染扩散监测点、园区内部点和下游敏感目标监测点。根据收集的资料和现场踏勘，污染识别的结果，并结合园区地下水类型、园区面积、园区化工企业布局等布设了化工集中区地下水环境监测点。本次共布设地下水监测点19 个，其中，化工园区上游对照点1 个；污染扩散点6 个；化工集中区内部监测点7 个；下游敏感目标监测点5 个。详细布点信息见表1。

表1 化工园区地下水环境状况调查点位统计表

1.3 地下水检测项目指标

本次化工园区地下水检测指标共97 项，其中基本指标35 项，特征指标62 项，地下水监测项目指标如下表2。

表2 地下水样品检测指标表

2 化工集中区地下水质量与污染评价

开发区化工集中区地下水样品测试分析指标共97 个，其中基本指标35 个，特征指标62 个。依据地下水质量标准（GB/T 14848—2017）地下水质量检测指标推荐分析方法和DZ/T 0064—1993《地下水质检验方法》以及其他最新有效的国家标准或者行业标准进行水质检验，通过对地下水质量综合评价[1]，根据上述方法，针对地下水水质评价超标的指标开展地下水污染评价，得出评价结果。化工集中区地下水污染检测质量见表3。

表3 化工集中区地下水污染指标统计表

由地下水地下水污染指标统计表3 可知，本次调查的地下水指标中：GW02 超标指标有10 个（其中常规指标8 个，特征指标2 个），污染指数2.23～539.91，最大为氨氮，污染指数为539.91，最小为氟化物度，污染指数为2.23；GW04 超标指标有1 个，为浊度（常规指标），污染指数为9.87；GW06 超标指标有3 个（其中常规指标3 个），污染指数1.43～6.29，最大为硝酸盐，污染指数为6.29，最小为总硬度，污染指数为6.29；GW08 超标指标有9 个（其中常规指标8 个，特征指标1 个），污染指数3.88～643.33，最大为铁，污染指数为643.33，最小为铝，污染指数为3.88；GW13超标指标有1 个，为氨氮（常规指标），污染指数为5.27；GW16 超标指标有1 个，为甲醛（特征指标），污染指数为1.13。

3 地下水初步污染成因分析

通过对存在超标情况的地下水进行污染成因分析，调查区地下水污染的成因主要有：

3.1 地质背景（原生组分）导致的指标异常

根据分析，由于地质背景导致异常的指标主要为铁、锰和浊度。根据收集的资料，调查区岩石和土壤中铁、锰等元素富集，根据现场钻孔情况，岩芯中含有较丰富的铁、锰质成分。由于含水层普遍具有二元结构，大气降水垂直渗入补给较弱，缺氧并富含有机质，形成还原环境，使Eh 值降低，介质中有较稳定的高价铁、锰氧化合物（Fe2O3、MnO2），还原成低价的铁、锰的易溶盐并离解出大量的Fe2+、Mn2+，使地下水中的Fe2+和Mn2+含量增高，从而形成较高背景值。调查区水质类型主要为HCO3-Ca、HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca、SO4·HCO3-Ca·Mg 型，矿化度为0.042 9～0.220 0 g/L。Ca、Mg 等矿物质含量较丰富，地下水中含有较多的矿物质，导致地下水浑浊度较高[2]。

3.2 稀土开采及冶炼造成的指标超标

由于稀土开采及冶炼造成的可能的超标指标有pH 值、嗅和味、氨氮、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氟化物、铊等。经现场调查，龙南经开区化工集中区区域内之前有过稀土开采活动，原地浸矿导致酸性废液在山体在留存，随着降雨冲刷，将山体内留存的酸性废弃冲刷排入地表水，地表水入渗补给地下水，降低地下水的pH 值。调查采集的地表水和地下水pH 值整体偏酸性，地表水的入渗影响了地下水。根据调查，地下水氨氮超标的点位附近均有稀土冶炼企业。其中GW02和GW07 东面及GW13 西面均有稀土冶炼企业。

稀土冶炼过程中产生了大量的“三废”，其中氨氮废水是稀土生产过程中产生的最主要废水，稀土冶炼氨氮废水主要来源于稀土冶炼过程中的氨法中和、稀土碳酸氢氨沉淀和稀土萃取分离工艺有机萃取剂皂化，主要是指稀土生产中的稀土精矿焙烧尾气喷淋产生的酸性废水、碳酸稀土生产产生的硫铵废水和稀土分离产生的氯化铵废水，其废水量占稀土湿法生产企业废水的60%～70%。如不经处理排放或处理不到位，会严重污染周边环境。由此可见，调查区地下水氨氮超标点位主要是受到稀土企业冶炼的影响。铊等重金属元素主要是由于稀土冶炼过程中造成的指标富集和超标。

3.3 企业生产中的原辅材料造成的特征指标超标

本次调查中部分取样点位存在镍、钴、镉、铊、甲醛等特征指标超标。根据化工企业原辅材料及生产工序分析，特征指标超标可能是由于企业原材料堆积和生产过程中的废水排放等造成的。如GW02 点位的铊特征指标超标，可能是某冶炼企业冶炼过程中的废水排放造成；GW02 点位镍特征指标超标和GW08 钴超标，可能是某电源生产过程中的废水排放造成；GW16点位甲醛特征指标超标，可能是某纸业生产过程中，使用甲醛作为原材料，生产过程中的废水排放等造成的[3]。

4 化工集中区地下水污染建议措施

1）建议针对园区中GW02、GW08、GW16 等点位范围一带开展地下水环境状况详细调查工作，以详细弄清这些区域及周边地下水污染源、水土污染状况等，以便为政府管理部门加强地下水管理，指导企业进行生产活动等提供相关依据。

2）对于污染范围超过园区边界的，应开展应急处置，及时阻断污染源和暴露途径，实施风险管控或修复工程。

3）建立地下水污染防控体系，加强园区及周边地下水环境质量日常监测工作。充分利用本次建立的地下水监测井开展地下水环境日常监测工作；在园区边界布设地下水监测点，开展长期监测，以便及时掌握园区及周边地下水环境状况。

4）规范管理工业园的生产废水处理工作，由于生产废水中含有污染成分，如若处置不当，可能造成地下水污染。应严格加强管理，最大限度避免事故发生。

5）排查污染源，查明污染原因，采取措施防治新增污染。优先完善工业及其他防控区现有污水处理设施的配套管网，加快防渗设施建设步伐，提高氨氮以及有毒重金属污染物去除效果和防渗率，加强对污水处理厂及防渗设施的环境监管，确保设施安全稳定运行。

5 结语

本次调查工作以全面掌握化工园区及其周边浅层地下水环境质量状况为目标，统筹考虑化工园区企业分布、地下水脆弱性及周边环境敏感点分布情况，以浅层地下水及其环境系统为主要对象，在区内以往水文地质、工程地质、环境地质工作的基础上，全面地开展了工作区浅层地下水质和污染状况调查评价。并根据工作区浅层地下水污染现状，提出了地下水资源保护和可持续开发利用的对策建议，期望大型企业在建设与生产的同时要注重环保意识，加强污染治理措施。