青海省海晏縣哈勒景河谷廠區(qū)排放Cr＋6對地下水污染的評價

金家瓊，于香輝，權(quán)國蒼，劉亞男

（青海省水文地質(zhì)及地?zé)岬刭|(zhì)重點實驗室，青海省水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院，西寧 810008）

鉻是一種銀白色的堅硬金屬，主要以金屬鉻、三價鉻和六價鉻三種形式出現(xiàn)，所有鉻的化合物都有毒性，其中六價鉻毒性最大。六價鉻為吸入性極毒物，皮膚接觸可能造成遺傳性基因缺陷，吸入可能致癌，對環(huán)境有持久危險性，過量的六價鉻對水生物有致死作用。該區(qū)內(nèi)由于長期紅礬鈉產(chǎn)品的生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中富含Cr6＋的廢水以及“跑、冒、滴、漏”的紅礬鈉母液只經(jīng)簡單處理后，直接通過滲坑排入地下，致使周邊及下游地下水環(huán)境污染，被污染的地下水向下游徑流后在低洼處泄出形成泉集河，轉(zhuǎn)生的地表水向下游流動進入湟海渠用于灌溉或流入哈勒景河，最終流進湟水，給湟水及沿途傍河取水的地下水水源地帶來隱患。應(yīng)盡快實施工程治理，修復(fù)地下水環(huán)境。

1 污染調(diào)查評價區(qū)概況

污染區(qū)位于青海省海晏縣縣城東北部，地處湟水一級支流哈勒景河?xùn)|側(cè)2 k m的青棵灘盆地山前沖洪積平原中下段，地理坐標(biāo)：東徑101°02′06″，北緯36°54′13″（圖1）。區(qū)內(nèi)多年平均氣溫0.5℃，多年平均降水量411.1 mm，多年平均蒸發(fā)量1 432.8 mm。

哈勒景河長47.6 k m，多年平徑流量2.456 m3／s。

出露的地層巖性；上部為上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)洪積砂礫卵石層，厚度大于30 m，中、下部為中、下更新統(tǒng)冰磧、冰水堆積的含泥砂礫卵石層，厚度100 m左右［4]。

圖1 污染區(qū)地理位置圖Fig.1 Geographical position of the polluted area

地下孔隙潛水豐富，單孔涌水量1 466～1 949 m3／d，礦化度0.20～0.33 g／l，水化學(xué)類型為 HCO3－Ca型，地下水埋深0～12 m。

2 污染現(xiàn)況

該區(qū)紅礬鈉產(chǎn)品于1989年投產(chǎn)，年設(shè)計生產(chǎn)能力500 t。紅礬鈉的結(jié)晶體極易潮解，易溶于水，所含Cr6＋是一種劇毒致癌物質(zhì)。由于在生產(chǎn)過程中富含Cr6＋的廢水以及“跑、冒、滴、漏”的紅礬鈉母液只經(jīng)簡單處理后，直接通過滲坑排入地下，致使周邊及下游地下水環(huán)境污染，被污染的地下水向下游徑流1 k m后在低洼處泄出形成泉集河，轉(zhuǎn)生的地表水向下游流動進入湟海渠用于灌溉或流入哈勒景河，最終流進湟水。據(jù)統(tǒng)計現(xiàn)已累計死亡牲畜3 500頭（只），廢棄耕地9 h m2。由此1999年化工廠因嚴(yán)重污染地下水而被勒令停產(chǎn)（圖2、3）。

圖2 被六價鉻污染1號泉Fig.2 Spring No.1 polluted by Cr 6＋

3 污染源調(diào)查與評價

據(jù)青海省環(huán)境地質(zhì)監(jiān)測總站監(jiān)測結(jié)果，2002年對地下水污染最為嚴(yán)重，Cr6＋含量可達82.28 mg／l，2002年后污染程度開始下降，Cr6＋含量在30～50 mg／l之間，超標(biāo)599～999倍（圖4），造成海晏以下湟水受到污染，受河水補給的多巴地下水水源地供水安全受到威脅。

經(jīng)調(diào)查，污染源主要是廠區(qū)內(nèi)殘留的廢渣及廠區(qū)外廢渣堆放場的廢渣和被污染的土壤，其中：廠區(qū)內(nèi)殘留廢渣有兩處總方量434.7 m3。廠區(qū)外鉻渣堆放量為12 852 m3。廠區(qū)內(nèi)和廠區(qū)外兩處廢渣堆放總量為13 386.7 m3。廢渣的密度按1.6 t／m3計，Cr6＋含量取797.67 mg／kg（取平均值），廢渣中大體含Cr6＋17.09 t。

圖3 泄出帶六價鉻污染水匯入哈勒景河Fig.3 Sewage Water with Cr 6＋ discharged into the Halejing river

圖4 污染區(qū)1號泉Cr 6＋含量歷時曲線圖Fig.4 Diachronic Curve of Cr 6＋concentration in Spring No.1

廠區(qū)內(nèi)及周邊地表下的土壤層中被Cr6＋嚴(yán)重污染（圖5），這一事實在廠區(qū)東側(cè)圍墻邊上取土坑中得以驗證，該取土坑深11.9 m，坑壁上清晰可見沉積較為連續(xù)的黃色污染物。本次在該坑壁11.9 m以上地層中取了5組土樣，從化驗結(jié)果看，除下部11.9 m處六價鉻未檢出外，其余4組土樣均有檢出，含量0.87～679 mg／kg，平均含量213.7 mg／kg，具體見表1。如果該地區(qū)土層天然密度按1.4 t／m3計，土壤污染范圍長600 m，寬255 m，深按11.9 m計算，土壤污染體積1 820 700 m3（182.07×104m3）。被污染地層中含鉻544.7 t。土壤層中及廢渣中鉻含量總計為561.79 t，具有毒害的污染物數(shù)量相當(dāng)巨大（圖6）［5]。

4 評價方法的選定

4.1 取樣點布設(shè)

針對污染區(qū)狀況，布設(shè)取樣斷面3條，斷面均垂直于地下水流向，每條斷面在利用原有井泉水點的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)夭荚O(shè)小圓井（揭露地下水取樣），每條斷面上小圓井個數(shù)不少于2個。調(diào)查區(qū)共布設(shè)小圓井13個，總進尺64.74 m，民井3個，機井（供水井）1個，泉水點3個。小圓井點間距一般在200 m，線間距在600 m左右，小圓井深度控制到水位以下30 cm。另外，為了評價對湟水是否構(gòu)成污染，在污染區(qū)下游5～15 k m的東大灘水庫東端、扎麻隆取地表水樣2組。

表1 污染區(qū)東側(cè)飽氣帶土壤層中六價鉻含量一覽表Table.1 Cr 6＋Concentration in the vadose zone of soil in the eastern polluted area

圖5 土壤層中被Cr 6＋嚴(yán)重污染Fig.5 Cr 6＋polluted soil layer

圖6 Cr 6＋污染區(qū)Fig.6 Cr 6＋polluted area

4.2 評價方法的選定

4.2.1 地下水污染組分測試指標(biāo)選取

該區(qū)化工廠生產(chǎn)紅礬納（重鉻酸鈉Na2Cr2O7·2 H2O），紅礬鈉穩(wěn)定性差，易水解，形成有毒性的Cr6＋離子。因此，確定該地區(qū)地下水污染測試指標(biāo)僅為單一組分——Cr6＋。

4.2.2 評價方法的選定

（1）單項指標(biāo)的污染指數(shù)

計算公式為：I＝C／CO

污染指數(shù)法有兩個缺點。一沒有給出污染級別數(shù)值，不能確定污染程度。二六價鉻的背景值在海北州化工廠附近幾乎為零。根據(jù)計算公式I＝C／CO，任何一個不為零的數(shù)除以零，結(jié)果趨近無窮大。由此可能得出：污染指數(shù)很高，而污染程度并不嚴(yán)重，Cr6＋含量符合（GB／T14848－93）地下水質(zhì)量分類指標(biāo)Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)論。

（2）地下水質(zhì)量評價法

Cr6＋劃分標(biāo)準(zhǔn)如下表2：

表2 地下水質(zhì)量分類指標(biāo)（GB／T14848－93）Table 2 System of ground water quality classification（GB／T14848－93）

在地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB／T14848－93）中Ⅰ類接近天然最低背景狀態(tài)，可用Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)來做為判斷地下水污染與未污染的界限值，即，凡是符合Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)的則定為未污染，符合Ⅱ類、Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的定為輕度污染，符合Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)的定為中度污染，符合Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)的定為重度污染。

評價分值如表3。

表3 單項組分評價分值表Table 3 Evaluation scores of individual components

4.3 污染分區(qū)評價

根據(jù)地下水取樣檢測結(jié)果及地下水質(zhì)量評價法，將評價區(qū)劃分為重度污染區(qū)、輕度污染區(qū)和未污染3個區(qū)（圖7、表4）。中度污染區(qū)未顯示的原因是，地下水均向地勢低洼處徑流，污染暈很難向外擴展，以至于橫向上（垂直于地下水流向）相隔不到200 m的取樣點，檢測不到中度污染的含量（0.05～0.1 mg／l），平面上多數(shù)取樣點檢測值直接從重度污染（大于0.1 mg／l）過渡到未污染（0.000 mg／l）。重度污染區(qū)面積約1.44 k m2，沿地下水徑流線分布，東自廠區(qū)和渣場，西到湟海渠，北自泄出帶泉集河，南到下星火村北，占評價區(qū)總面積的10.58%。該區(qū)水樣檢測點共計9個，其中有2個水點六價鉻未檢出，7個水點檢出，檢出率77.8%，在檢出的樣品中，Cr6＋含量0.004 6～33.8 mg／l。符合Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)的1個，符合Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)的1個，符合Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)的5個。最高含量超過Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)0.05 mg／l的675.9倍。重度污染區(qū)中個別取樣點六價鉻未檢出或檢測含量低的原因可能是，取樣位置偏高。輕度污染區(qū)沿重度污染區(qū)外圍呈圈狀分布，面積0.83 k m2，占評價區(qū)總面積的6.10%。含量分別為0.04 mg／l、0.004 mg／l，符合Ⅲ類、Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)，污染程度為輕度。未污染區(qū)分布于輕度污染區(qū)外圍，面積較

大為11.34 k m2，占評價區(qū)總面積的83.32%。區(qū)內(nèi)共有水質(zhì)檢測點7個，Cr6＋均未檢出。草原站民井和星火村供水井就在其中，沒有受到Cr6＋污染。

表4 污染區(qū)地下水污染評價表Table 4 Evaluation of ground water pollution

圖7 污染嚴(yán)重性分區(qū)評價圖Fig.7 Zoning by evaluating the pollution severity

評價區(qū)之外的東大灘、扎麻隆兩個地表水監(jiān)測斷面中，其中東大灘地表水中Cr6＋含量0.018 mg／l，屬于地表水Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)（GB3838－2002）。扎麻隆河水Cr6＋含量0.005 mg／l，屬于地表水Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)。

5 恢復(fù)治理措施建議

（1）將廢棄化工廠建筑物全部拆除，所產(chǎn)生廢棄物及場區(qū)內(nèi)外現(xiàn)堆存的廢渣就近運至經(jīng)專業(yè)處置的堆場內(nèi)。

（2）對廠區(qū)內(nèi)外廢渣堆下覆已嚴(yán)重污染的土壤全部清除后進行換填處理。

（3）對已污染區(qū)域進行圈定，并采用網(wǎng)圍欄隔離，以防止對牲畜造成危害。

（4）對污染區(qū)內(nèi)泉水、哈勒景河河水進行定期監(jiān)測。

6 結(jié)語

污染區(qū)主要污染源是紅礬鈉生產(chǎn)過程中“跑、冒、滴、漏”含Cr6＋廢液、母液及廠區(qū)殘留的廢渣料、渣場堆放的廢渣和被污染的飽氣帶土壤層。

經(jīng)調(diào)查，廠區(qū)未清理完的廢渣料434.7 m3，渣場廢渣12 852 m3，被污染的土壤層1 820 700 m3。

經(jīng)評價，污染區(qū)的面積為2.27 k m2，其中，重度污染區(qū)面積1.44 k m2，占評價區(qū)總面積的10.58%。輕度污染區(qū)面積0.83 k m2，占評價區(qū)總面積的6.10%。未污染區(qū)為11.34 k m2，占評價區(qū)總面積的83.32%。

污染區(qū)內(nèi)地下水環(huán)境污染嚴(yán)重，給當(dāng)?shù)鼐用駧砦：?，也給湟水及沿途傍河取水的地下水水源地帶來隱患。建議盡快進行治理勘查，實施工程治理，將污染物清除，早日修復(fù)地下水環(huán)境。

［1]生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749－2006）［S].北京：國家衛(wèi)生部及國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2006：35－37.

［2]地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB／T 14848－9）［S].北京：國家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局.1994：27－30.

［3]地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838－2002）［S].北京.國家環(huán)境保護總局及國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.2002：42－45.

［4]李威，權(quán)國倉，等.青海省海北州西海鎮(zhèn)供水青稞灘水源地水文地質(zhì)勘查［R].青海省水勘院.2011：58－65.

［5]安勇，劉麗峰.青海省海北化工廠C6r＋污染調(diào)查報告［R].青海省環(huán)境監(jiān)測總站.2012：64－78.