青海省海晏县哈勒景河谷厂区排放Cr＋6对地下水污染的评价

金家琼，于香辉，权国苍，刘亚男

（青海省水文地质及地热地质重点实验室，青海省水文地质工程地质环境地质调查院，西宁 810008）

铬是一种银白色的坚硬金属，主要以金属铬、三价铬和六价铬三种形式出现，所有铬的化合物都有毒性，其中六价铬毒性最大。六价铬为吸入性极毒物，皮肤接触可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性，过量的六价铬对水生物有致死作用。该区内由于长期红矾钠产品的生产，生产过程中富含Cr6＋的废水以及“跑、冒、滴、漏”的红矾钠母液只经简单处理后，直接通过渗坑排入地下，致使周边及下游地下水环境污染，被污染的地下水向下游径流后在低洼处泄出形成泉集河，转生的地表水向下游流动进入湟海渠用于灌溉或流入哈勒景河，最终流进湟水，给湟水及沿途傍河取水的地下水水源地带来隐患。应尽快实施工程治理，修复地下水环境。

1 污染调查评价区概况

污染区位于青海省海晏县县城东北部，地处湟水一级支流哈勒景河东侧2 k m的青棵滩盆地山前冲洪积平原中下段，地理坐标：东径101°02′06″，北纬36°54′13″（图1）。区内多年平均气温0.5℃，多年平均降水量411.1 mm，多年平均蒸发量1 432.8 mm。

哈勒景河长47.6 k m，多年平径流量2.456 m3／s。

出露的地层岩性；上部为上更新统—全新统洪积砂砾卵石层，厚度大于30 m，中、下部为中、下更新统冰碛、冰水堆积的含泥砂砾卵石层，厚度100 m左右［4]。

图1 污染区地理位置图Fig.1 Geographical position of the polluted area

地下孔隙潜水丰富，单孔涌水量1 466～1 949 m3／d，矿化度0.20～0.33 g／l，水化学类型为 HCO3－Ca型，地下水埋深0～12 m。

2 污染现况

该区红矾钠产品于1989年投产，年设计生产能力500 t。红矾钠的结晶体极易潮解，易溶于水，所含Cr6＋是一种剧毒致癌物质。由于在生产过程中富含Cr6＋的废水以及“跑、冒、滴、漏”的红矾钠母液只经简单处理后，直接通过渗坑排入地下，致使周边及下游地下水环境污染，被污染的地下水向下游径流1 k m后在低洼处泄出形成泉集河，转生的地表水向下游流动进入湟海渠用于灌溉或流入哈勒景河，最终流进湟水。据统计现已累计死亡牲畜3 500头（只），废弃耕地9 h m2。由此1999年化工厂因严重污染地下水而被勒令停产（图2、3）。

图2 被六价铬污染1号泉Fig.2 Spring No.1 polluted by Cr 6＋

3 污染源调查与评价

据青海省环境地质监测总站监测结果，2002年对地下水污染最为严重，Cr6＋含量可达82.28 mg／l，2002年后污染程度开始下降，Cr6＋含量在30～50 mg／l之间，超标599～999倍（图4），造成海晏以下湟水受到污染，受河水补给的多巴地下水水源地供水安全受到威胁。

经调查，污染源主要是厂区内残留的废渣及厂区外废渣堆放场的废渣和被污染的土壤，其中：厂区内残留废渣有两处总方量434.7 m3。厂区外铬渣堆放量为12 852 m3。厂区内和厂区外两处废渣堆放总量为13 386.7 m3。废渣的密度按1.6 t／m3计，Cr6＋含量取797.67 mg／kg（取平均值），废渣中大体含Cr6＋17.09 t。

图3 泄出带六价铬污染水汇入哈勒景河Fig.3 Sewage Water with Cr 6＋ discharged into the Halejing river

图4 污染区1号泉Cr 6＋含量历时曲线图Fig.4 Diachronic Curve of Cr 6＋concentration in Spring No.1

厂区内及周边地表下的土壤层中被Cr6＋严重污染（图5），这一事实在厂区东侧围墙边上取土坑中得以验证，该取土坑深11.9 m，坑壁上清晰可见沉积较为连续的黄色污染物。本次在该坑壁11.9 m以上地层中取了5组土样，从化验结果看，除下部11.9 m处六价铬未检出外，其余4组土样均有检出，含量0.87～679 mg／kg，平均含量213.7 mg／kg，具体见表1。如果该地区土层天然密度按1.4 t／m3计，土壤污染范围长600 m，宽255 m，深按11.9 m计算，土壤污染体积1 820 700 m3（182.07×104m3）。被污染地层中含铬544.7 t。土壤层中及废渣中铬含量总计为561.79 t，具有毒害的污染物数量相当巨大（图6）［5]。

4 评价方法的选定

4.1 取样点布设

针对污染区状况，布设取样断面3条，断面均垂直于地下水流向，每条断面在利用原有井泉水点的基础上适当地布设小圆井（揭露地下水取样），每条断面上小圆井个数不少于2个。调查区共布设小圆井13个，总进尺64.74 m，民井3个，机井（供水井）1个，泉水点3个。小圆井点间距一般在200 m，线间距在600 m左右，小圆井深度控制到水位以下30 cm。另外，为了评价对湟水是否构成污染，在污染区下游5～15 k m的东大滩水库东端、扎麻隆取地表水样2组。

表1 污染区东侧饱气带土壤层中六价铬含量一览表Table.1 Cr 6＋Concentration in the vadose zone of soil in the eastern polluted area

图5 土壤层中被Cr 6＋严重污染Fig.5 Cr 6＋polluted soil layer

图6 Cr 6＋污染区Fig.6 Cr 6＋polluted area

4.2 评价方法的选定

4.2.1 地下水污染组分测试指标选取

该区化工厂生产红矾纳（重铬酸钠Na2Cr2O7·2 H2O），红矾钠稳定性差，易水解，形成有毒性的Cr6＋离子。因此，确定该地区地下水污染测试指标仅为单一组分——Cr6＋。

4.2.2 评价方法的选定

（1）单项指标的污染指数

计算公式为：I＝C／CO

污染指数法有两个缺点。一没有给出污染级别数值，不能确定污染程度。二六价铬的背景值在海北州化工厂附近几乎为零。根据计算公式I＝C／CO，任何一个不为零的数除以零，结果趋近无穷大。由此可能得出：污染指数很高，而污染程度并不严重，Cr6＋含量符合（GB／T14848－93）地下水质量分类指标Ⅰ、Ⅱ类水质标准的结论。

（2）地下水质量评价法

Cr6＋划分标准如下表2：

表2 地下水质量分类指标（GB／T14848－93）Table 2 System of ground water quality classification（GB／T14848－93）

在地下水质量标准（GB／T14848－93）中Ⅰ类接近天然最低背景状态，可用Ⅰ类水标准来做为判断地下水污染与未污染的界限值，即，凡是符合Ⅰ类水标准的则定为未污染，符合Ⅱ类、Ⅲ类水标准的定为轻度污染，符合Ⅳ类水标准的定为中度污染，符合Ⅴ类水标准的定为重度污染。

评价分值如表3。

表3 单项组分评价分值表Table 3 Evaluation scores of individual components

4.3 污染分区评价

根据地下水取样检测结果及地下水质量评价法，将评价区划分为重度污染区、轻度污染区和未污染3个区（图7、表4）。中度污染区未显示的原因是，地下水均向地势低洼处径流，污染晕很难向外扩展，以至于横向上（垂直于地下水流向）相隔不到200 m的取样点，检测不到中度污染的含量（0.05～0.1 mg／l），平面上多数取样点检测值直接从重度污染（大于0.1 mg／l）过渡到未污染（0.000 mg／l）。重度污染区面积约1.44 k m2，沿地下水径流线分布，东自厂区和渣场，西到湟海渠，北自泄出带泉集河，南到下星火村北，占评价区总面积的10.58%。该区水样检测点共计9个，其中有2个水点六价铬未检出，7个水点检出，检出率77.8%，在检出的样品中，Cr6＋含量0.004 6～33.8 mg／l。符合Ⅰ类水标准的1个，符合Ⅱ类水标准的1个，符合Ⅴ类水标准的5个。最高含量超过Ⅲ类水标准0.05 mg／l的675.9倍。重度污染区中个别取样点六价铬未检出或检测含量低的原因可能是，取样位置偏高。轻度污染区沿重度污染区外围呈圈状分布，面积0.83 k m2，占评价区总面积的6.10%。含量分别为0.04 mg／l、0.004 mg／l，符合Ⅲ类、Ⅰ类水标准，污染程度为轻度。未污染区分布于轻度污染区外围，面积较

大为11.34 k m2，占评价区总面积的83.32%。区内共有水质检测点7个，Cr6＋均未检出。草原站民井和星火村供水井就在其中，没有受到Cr6＋污染。

表4 污染区地下水污染评价表Table 4 Evaluation of ground water pollution

图7 污染严重性分区评价图Fig.7 Zoning by evaluating the pollution severity

评价区之外的东大滩、扎麻隆两个地表水监测断面中，其中东大滩地表水中Cr6＋含量0.018 mg／l，属于地表水Ⅱ类水标准（GB3838－2002）。扎麻隆河水Cr6＋含量0.005 mg／l，属于地表水Ⅰ类标准。

5 恢复治理措施建议

（1）将废弃化工厂建筑物全部拆除，所产生废弃物及场区内外现堆存的废渣就近运至经专业处置的堆场内。

（2）对厂区内外废渣堆下覆已严重污染的土壤全部清除后进行换填处理。

（3）对已污染区域进行圈定，并采用网围栏隔离，以防止对牲畜造成危害。

（4）对污染区内泉水、哈勒景河河水进行定期监测。

6 结语

污染区主要污染源是红矾钠生产过程中“跑、冒、滴、漏”含Cr6＋废液、母液及厂区残留的废渣料、渣场堆放的废渣和被污染的饱气带土壤层。

经调查，厂区未清理完的废渣料434.7 m3，渣场废渣12 852 m3，被污染的土壤层1 820 700 m3。

经评价，污染区的面积为2.27 k m2，其中，重度污染区面积1.44 k m2，占评价区总面积的10.58%。轻度污染区面积0.83 k m2，占评价区总面积的6.10%。未污染区为11.34 k m2，占评价区总面积的83.32%。

污染区内地下水环境污染严重，给当地居民带来危害，也给湟水及沿途傍河取水的地下水水源地带来隐患。建议尽快进行治理勘查，实施工程治理，将污染物清除，早日修复地下水环境。

［1]生活饮用水卫生标准（GB5749－2006）［S].北京：国家卫生部及国家标准化管理委员会，2006：35－37.

［2]地下水质量标准（GB／T 14848－9）［S].北京：国家技术质量监督局.1994：27－30.

［3]地表水环境质量标准（GB3838－2002）［S].北京.国家环境保护总局及国家质量监督检验检疫总局.2002：42－45.

［4]李威，权国仓，等.青海省海北州西海镇供水青稞滩水源地水文地质勘查［R].青海省水勘院.2011：58－65.

［5]安勇，刘丽峰.青海省海北化工厂C6r＋污染调查报告［R].青海省环境监测总站.2012：64－78.