水文地質(zhì)勘察技術(shù)在污染地環(huán)境中的應(yīng)用

王曉琴

摘要：在地區(qū)或城市發(fā)展過程中，不可避免的會(huì)碰到占用污染場(chǎng)地的情況，導(dǎo)致污染場(chǎng)地變遷，為了避免變遷后污染場(chǎng)地對(duì)生態(tài)環(huán)境和人們身體健康產(chǎn)生危害，就必須對(duì)污染場(chǎng)地進(jìn)行水文地質(zhì)勘察和環(huán)境狀況評(píng)價(jià)，污染環(huán)境地質(zhì)水文勘察技術(shù)是現(xiàn)階段我國(guó)地質(zhì)勘察中所使用的重點(diǎn)技術(shù)，其主要的作用由傳統(tǒng)的防洪抗汛，到現(xiàn)今的城市建設(shè)。該技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)就是做好全面調(diào)查工作，之后進(jìn)行布置，做出評(píng)估，提供修改意見等。新時(shí)期下，為規(guī)范土地的合理利用以及有效減少污染場(chǎng)地所帶來的危害，加強(qiáng)對(duì)其水文地質(zhì)勘查技術(shù)的研究顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：勘查技術(shù)；水文；污染產(chǎn)地；地質(zhì)；環(huán)境；應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，自然界中的一些有限資源逐漸被人為的占用。在現(xiàn)代社會(huì)，隨著人們教育水平的不斷提高，人們對(duì)自身周圍的自然環(huán)境越來越重視，特別是在強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的今天，為適應(yīng)城市土地的集約化發(fā)展，就要采取有效的方法來提高土地的使用價(jià)值，而其中一種有效方法就是對(duì)污染產(chǎn)地進(jìn)行治理和開發(fā)，因此，在污染場(chǎng)地環(huán)境中，加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)勘查技術(shù)應(yīng)用的研究具有重要的意義。

一、水文地質(zhì)勘察概述

所謂水文地質(zhì)，就是指自然界中地下水進(jìn)行變化運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，對(duì)開采礦山和地下工程實(shí)施等都具有重要影響。而所謂地質(zhì)勘查，就是指為確認(rèn)地基的基礎(chǔ)類型和參數(shù)，采取各種手段對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)等各種調(diào)查研究活動(dòng)。因此，所謂水文地質(zhì)勘查，就是指對(duì)水文地質(zhì)等的勘查活動(dòng)。在污染場(chǎng)地環(huán)境中，進(jìn)行水文地質(zhì)勘查各種的主要目的是通過對(duì)含水層水質(zhì)狀況和特征的具體調(diào)查與了解，及時(shí)修復(fù)污染場(chǎng)地的環(huán)境，從而有效避免其受到再次污染。

二、在污染場(chǎng)地環(huán)境中的水文地質(zhì)勘查

（一）勘查內(nèi)容。其一，調(diào)查污染場(chǎng)地的現(xiàn)狀活動(dòng)與歷史活動(dòng)變遷情況，具體分析其污染源、污染途徑、污染種類和污染區(qū)域范圍等。其二，仔細(xì)勘查地下水注入水位、動(dòng)態(tài)、流向、流速和分布等水文地質(zhì)情況。其三，調(diào)查污染產(chǎn)地的污染分布情況與特征、環(huán)境質(zhì)量和土壤情況等。其四，客觀評(píng)價(jià)污染場(chǎng)地環(huán)境情況，制定并實(shí)施有效的治理方案。

（二）勘查階段。一般情況下，對(duì)污染場(chǎng)地環(huán)境水文地質(zhì)的勘查階段包括確認(rèn)勘查階段和詳細(xì)勘查階段。首先，在確認(rèn)勘查階段，就是要搜集整理污染場(chǎng)地的信息，通過查閱相關(guān)資料確認(rèn)污染場(chǎng)地的污染類型和具體勘察方式，進(jìn)而進(jìn)行具體的采樣分析，為進(jìn)行詳細(xì)勘查工作奠定基礎(chǔ)。其次，在詳細(xì)勘查階段，當(dāng)確認(rèn)區(qū)域存在污染情況時(shí)，要對(duì)污染場(chǎng)地的污染物和污染源等的信息情況進(jìn)行具體整理，然后通過污染識(shí)別、采樣分析和污染狀況風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，全面勘查分析整個(gè)污染場(chǎng)地。

（三）勘查程序。第一，要全面調(diào)查污染場(chǎng)地的具體情況，并搜集整體相應(yīng)的資料。第二，要制定相應(yīng)的土壤和地下水采樣方案。第三，要具體實(shí)施以上方案，并科學(xué)設(shè)置相應(yīng)的勘探點(diǎn)和監(jiān)測(cè)井。第四，要對(duì)污染場(chǎng)地的地層巖性、土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和水文地質(zhì)條件等進(jìn)行具體分析。第五，要科學(xué)使用相關(guān)的勘探技術(shù)，并將其與采樣、室內(nèi)檢測(cè)等結(jié)合起來進(jìn)行綜合運(yùn)用，第六，要根據(jù)有關(guān)的的污染模擬計(jì)算公式，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并取得相應(yīng)的結(jié)果。第七，要根據(jù)已獲得的結(jié)果和一些治理方法和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的技術(shù)路線，并制定相應(yīng)的污染場(chǎng)地的修復(fù)方案。

（四）技術(shù)要點(diǎn)。第一，在勘察點(diǎn)布置及深度方面的要點(diǎn)。一方面，在確認(rèn)勘查階段，主要是要對(duì)土壤采樣點(diǎn)和地下水監(jiān)測(cè)井進(jìn)行勘探點(diǎn)布置：一是在潛在污染區(qū)域內(nèi)要布置3個(gè)以上數(shù)量的勘探點(diǎn)：二是在污染區(qū)域地下水中所布置的監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)量至少要3個(gè)以上。另一方面，在詳細(xì)勘查階段，要將適用于污染區(qū)域范圍廣的場(chǎng)地網(wǎng)格進(jìn)行均勻布點(diǎn)或進(jìn)行判斷加密布點(diǎn)。此外，如果第一層含水層不是承壓水或?qū)娱g水，那么實(shí)施水文地質(zhì)勘查工程中所監(jiān)測(cè)深度必須達(dá)到水層底板的頂部；如果第一層含水層屬于承壓類型，那么在確定鉆孔深度時(shí)，要將監(jiān)測(cè)井的情況進(jìn)行充分考慮。在建井的基礎(chǔ)上，建井深度要在地下水水面層的5m以下，土壤采樣深度也應(yīng)達(dá)到第一層含水層底板：在不需要建井的情況下，土壤采樣的深度相對(duì)來說不應(yīng)超過第一層隔水層。

第二，在土壤采樣方面的要點(diǎn)。一般來說，需要進(jìn)行土壤采樣主要是針對(duì)土層特性垂直出現(xiàn)較大變異情況來說的。比如，在對(duì)第一層含水層進(jìn)行采樣時(shí)，要注意以下設(shè)置要點(diǎn)：一是一般情況下，要在詳細(xì)調(diào)查土層之間的土層和回填土等情況的前提下，科學(xué)設(shè)置表層采樣點(diǎn)的深度（其深度一般在01.5m之間）；二是通常來講，在已確認(rèn)地下水存在潛在的污染區(qū)域內(nèi)，要設(shè)置含水層及其底板的采樣點(diǎn)：三是要在上隔水層和表層之間至少要保留一個(gè)采樣點(diǎn)，特別是在其間隔厚度大于5m時(shí)，要在每3-5m之間設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，并且要根據(jù)有關(guān)測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)果以及土壤的實(shí)際顏色來對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)的實(shí)際位置進(jìn)行判斷：四是在施工之前，為有效確定觀測(cè)井的設(shè)置點(diǎn)，要在地下水位線處設(shè)置相應(yīng)的土壤采樣點(diǎn)：五是在無法實(shí)施建井鉆孔的時(shí)候，要在隔水層的頂部設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，以確保鉆孔深度不會(huì)穿透隔水層。此外，一般情況下，水文地質(zhì)勘查監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)是污染場(chǎng)地地下水第一層含水層。但是，在選擇主要監(jiān)測(cè)對(duì)象時(shí)，若要其對(duì)象是存在風(fēng)險(xiǎn)的第二層含水層，為確保能夠同時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)污染場(chǎng)地的第一、二層的含水層，要將地下水監(jiān)測(cè)組井設(shè)置在第二層。

第三，在檢測(cè)與試驗(yàn)方面的要點(diǎn)。其一，要對(duì)污染物進(jìn)行具體分析，具體來說，就是要對(duì)污染場(chǎng)地生產(chǎn)過程中所使用和排放的危險(xiǎn)物質(zhì)等的分析，特別是對(duì)石油化工廠這一污染產(chǎn)地，還要分析其地下水和土壤中的、、和。其二，要對(duì)土壤的物理性質(zhì)進(jìn)行具體分析：一是對(duì)卵石土樣、擾動(dòng)砂樣、原礫土和原狀土樣的顆粒分析：二是要對(duì)其所涉及的天然含水量、滲透系數(shù)、重度、比重、液性指數(shù)、有機(jī)質(zhì)含量、孔隙比、塑性指數(shù)、土壤顆粒和液塑限等進(jìn)行具體分析。

第四，在樣品采集方面的要點(diǎn)。一方面，對(duì)于采集土樣的要求，要嚴(yán)格按照國(guó)家所制定的有關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作。一般來說，可使用沖擊式鉆機(jī)、旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)或手工鉆等機(jī)械鉆機(jī)進(jìn)行采樣，而對(duì)于一些特殊點(diǎn)位進(jìn)行采樣時(shí)，可采用坑采技術(shù)。在完成采樣后，為避免發(fā)生土樣交叉污染，要將機(jī)器徹底清洗干凈。具體來講，土壤樣品的采集內(nèi)容要符合以下標(biāo)準(zhǔn)。其一，在對(duì)其物理性質(zhì)進(jìn)行分析時(shí)，一是要依據(jù)取土的要求，使孔底虛土的厚度不高于取土器上端度卡的長(zhǎng)度，并對(duì)底孔進(jìn)行徹底清洗：二是在取土器下放過程中，采取靜壓法來采集原狀土樣，能夠有效避免孔底遭受沖擊：三是可采取錘擊法對(duì)土質(zhì)較硬的土層進(jìn)行采集：四是所采集砂土和碎石等的擾動(dòng)土樣要與其顆粒分析需要相一致。其二，在對(duì)樣品的污染物類型進(jìn)行分析時(shí)，為有效減少空氣中樣品的暴露時(shí)間，防止土壤樣品發(fā)生擾動(dòng)，要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將鉆出的各層土樣裝入相應(yīng)的容器中，并要盡可能保證每個(gè)瓶裝容器都能夠被樣品裝滿。另一方面，對(duì)于采集地下水的要求，同樣需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作。作為地下水監(jiān)測(cè)井組的重要組成部分，井壁管、過濾管和沉淀管的設(shè)置是：沉淀管處于過濾罐的下方，并且井壁管也在過濾罐上。在對(duì)含水層進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，所設(shè)置過濾管長(zhǎng)度要到達(dá)含水層底板或沉淀管頂與地下水位（一般情況下，其長(zhǎng)度為50-60m）之間。其中，要根據(jù)水層厚度將沉淀管底部設(shè)于隔水層中；將水位以上區(qū)域設(shè)置在其相應(yīng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)部位。此外，為確保所采集的樣品有效性，可在每一個(gè)井中采用不同的一次性管。

第五，在樣品保存方面的要點(diǎn)。一方面，在對(duì)具有物理性質(zhì)樣品的保存進(jìn)行具體分析時(shí)，一是為防止發(fā)生冰凍、浸泡和跑曬等情況，要根據(jù)相關(guān)規(guī)定貼好標(biāo)簽，注明樣品采集的名稱、時(shí)間、地點(diǎn)、深度和孔號(hào)等，并進(jìn)行封裝；二是在整個(gè)容器被封蓋后，要對(duì)全部的土樣容器接縫部位進(jìn)行封閉式處理：三是在土樣存儲(chǔ)過程中，要盡量減少其存儲(chǔ)時(shí)間，并注意監(jiān)測(cè)土樣的擾動(dòng)情況。另一方面，在對(duì)污染物樣品的保存進(jìn)行具體分析時(shí)，一是對(duì)于在室外溫度超過20℃等高溫條件下所采集的土樣要進(jìn)行冷藏保存；二是在樣品采集后要及時(shí)將其放入干冰保溫箱中，提前一天進(jìn)行冷凍，還要及時(shí)更換干冰，以有效控制保溫箱的溫度；三是要確保裝有土壤樣品的保溫箱能夠在其保存時(shí)限內(nèi)到達(dá)實(shí)驗(yàn)室。

三、水文地質(zhì)勘查技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）在勘查工作量的布置方面。由對(duì)以上水文地質(zhì)勘查的有關(guān)內(nèi)容分析可知，其布置情況也分為以上兩個(gè)階段。首先，在確認(rèn)勘查階段，要先對(duì)污染場(chǎng)地的污染途徑、污染區(qū)域范圍、污染分布狀況、污染種類和遷移途徑等進(jìn)行具體分析，再確定勘查工作量，并科學(xué)制定相應(yīng)的采樣點(diǎn)方案。其次，在污染場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行具體布置時(shí)，土壤采樣點(diǎn)或監(jiān)測(cè)井至少要有3個(gè)，并根據(jù)上述采樣和試驗(yàn)檢測(cè)要求等開展相應(yīng)的工作。一般情況下，對(duì)于和等污染物的檢測(cè)樣品一共要采取21個(gè)，其中要有5個(gè)水樣和16個(gè)土樣，并要對(duì)其中四個(gè)土樣進(jìn)行物理性質(zhì)測(cè)試。最后，在確認(rèn)勘查工作完成后，就要進(jìn)入到詳細(xì)勘查階段。在這里所要做的工作有增設(shè)7個(gè)檢測(cè)井，對(duì)所采取的30個(gè)污染物樣品進(jìn)行檢測(cè)，其中包括8個(gè)水樣和2個(gè)土樣，并要對(duì)其中13個(gè)土樣進(jìn)行物理性質(zhì)的測(cè)試。

（二）在勘察成果方面。首先，對(duì)于污染場(chǎng)地污染物的檢測(cè)結(jié)果。依據(jù)國(guó)家對(duì)污染物及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，通過具體勘察污染場(chǎng)地的水文地質(zhì)情況和環(huán)境情況可知，造成其場(chǎng)地范圍內(nèi)土壤和地下水受到污染的污染物主要有多環(huán)芳烴、單環(huán)芳烴、鹵代烴和苯系物等。通過具體檢測(cè)污染場(chǎng)地的污染物樣品可知，其所含有的鹵代烴類和單環(huán)芳烴類等有機(jī)物已嚴(yán)重超過國(guó)家規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其次，對(duì)于污染場(chǎng)地水文地質(zhì)特征的檢測(cè)結(jié)果。由對(duì)污染場(chǎng)地水文地質(zhì)及其環(huán)境勘查的結(jié)構(gòu)可知，其通常在1層地下水氛圍內(nèi)進(jìn)行鉆探取樣，而該范圍主要是由粘性土混碎石組成，其地下水屬于承壓性地下水類型，并且靜止水位深埋在4.5m左右。此外，污染場(chǎng)地第四系厚度由于受其區(qū)域地質(zhì)地形變化的影響而出現(xiàn)變化較大的情況，從而使得污染場(chǎng)地巖層的富水性和透水性等都比較差，其水位埋深和分布范圍也隨季節(jié)的變化而發(fā)生不斷的變化，其所揭露的潛水也在區(qū)域上出現(xiàn)分布不連續(xù)的情況。最后，對(duì)于污染場(chǎng)地及其所在區(qū)域地層分布的檢測(cè)結(jié)果。根據(jù)實(shí)際的調(diào)查結(jié)果可知，污染場(chǎng)地附近的地形相對(duì)較高，并且第三系礫巖層分布在其區(qū)域范圍內(nèi)的地下1米左右。此外，通過具體勘察該區(qū)域的水文地質(zhì)和環(huán)境情況，并結(jié)合有關(guān)的地質(zhì)資料可知，由于受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的嚴(yán)重影響，作為該區(qū)域內(nèi)的第四系基巖，第三系礫巖的頂板埋深由于受高地形的影響出現(xiàn)變化比較大的情況。

（三）在污染場(chǎng)地的治理措施方面。對(duì)于該問題的治理，可采取以下治理方法：一是要明確修復(fù)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性：二是要對(duì)污染場(chǎng)地的地質(zhì)和水文等特征進(jìn)行具體勘察：三是要明確污染場(chǎng)地的未來用途和方式：四是要對(duì)污染物的分布特征有一定的了解：五是要對(duì)污染物的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行具體分析。此外，因?yàn)槲廴緢?chǎng)地的污染物主要是苯，并且主要集中在土壤的淺層，所以若要將該場(chǎng)地在未來改成居住用地，為實(shí)現(xiàn)其良好的效果，就必須采用異位修復(fù)技術(shù)。

結(jié)語：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人口的不斷增長(zhǎng)，人們對(duì)于土地有了更強(qiáng)烈的需求。但是，在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中已出現(xiàn)一些對(duì)土地的污染情況，為了降低環(huán)境污染所造成的影響，減少污染場(chǎng)地對(duì)人類健康和環(huán)境帶來的危害，規(guī)范對(duì)土地的不合理配置及利用，對(duì)污染場(chǎng)地進(jìn)行水文地質(zhì)勘察就具有十分必要性，要想有效地將水文地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用到污染場(chǎng)地環(huán)境中，就要對(duì)水文地質(zhì)勘查技術(shù)有一定的了解，就必須明確水文地質(zhì)勘查技術(shù)的勘查內(nèi)容、勘查階段、勘查程序和有關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)等在能夠使其在勘查工作量的布置、勘查結(jié)果和污染場(chǎng)地的治理措施等方面的作用得到充分發(fā)揮。因此，為實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，就要對(duì)土地進(jìn)行集約化使用，就要及時(shí)勘查一些污染場(chǎng)地，就要加強(qiáng)相關(guān)的技術(shù)研究，這樣才能更好的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的道路，最終實(shí)現(xiàn)土地資源的合理規(guī)劃，在保障人類生命健康的同時(shí)，使單位土地能夠創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。