不同地质条件下重金属在地下水中渗透影响浅析

乔军晶，周恩先



不同地质条件下重金属在地下水中渗透影响浅析

乔军晶1，周恩先2

（1.上海同济环保咨询有限公司，上海 200092；2.上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

主要研究不同地质条件下重金属在地下水中渗透影响。假定涉重金属企业在不同地质条件下，运营期含重金属废水发生泄漏，分析重金属在地下水中的渗透影响，为电镀、制革、铅蓄电池等涉重企业的项目在选址方面提供参考依据。

地质条件；涉重企业；重金属；渗透影响

1 前言

在我国，不断恶化的水污染问题不仅指对地表水的污染，还包括日益严峻的地下水污染问题，特别是地下水重金属污染。《“十三五”生态环境保护规划》指出，要推进地下水污染综合防治，加大重金属污染防治力度，加强重点行业的环境管理。

电镀、制革、铅蓄电池等行业属于涉重金属重点行业。本报告假定涉重企业发生生产废水泄漏事故，废水中的重金属通过渗透作用，进入地下水，预测污染物在不同地质条件地下水中的渗透影响。

2 污染源概化

假定该涉重企业的废水中含有的重金属为镉和铬，可能发生泄漏的地方为废水池、污水池，一般泄漏为滴漏形式，因此将排放形式概化为点源；保守考虑最不利影响，将其排放规律简化为恒定排放，预测情形如下。污染源排放参数如表1所示。

3 预测模型

报告中为考虑在水平方向的最不利影响，并将评价区地下水系统概化为一维（水平方向流动）稳定的地下水流系统概念模型。根据情景预测，重金属污染物适用于《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ 610—2016）推荐的一维稳定流动一维水动力弥散问题，具体公式如下：

式（1）中：为距泄漏点的距离，m；为时间，d；（，）为时刻处的示踪剂浓度，g/L；0为注入的示踪剂的浓度；（）为余误差函数；为水流速度，m/d；L为纵向弥散系数，m2/d。

本次选择三种地质条件进行分析，具体的预测参数如表2所示。通过控制土质的水平渗透系数与土壤孔隙率变量，进行对比计算来考量哪一种土质参数会较大地影响地下水污染物的渗透范围。

4 预测结果

渗漏影响范围预测结果如表3所示。含重金属废水渗漏进入地下水后，主要污染区为泄漏点附近区域，在持续泄漏10年情况下，镉离子和铬离子超过《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）中III类水标准浓度限值的最远影响距泄漏点约7.114 m；在持续泄漏15年情况下，最远可影响距离泄漏点8.89 m的地方。

表1 污染源排放参数表

模拟区域典型污染源预测因子初始浓度/（mg/L）评价浓度/（mg/L）源强设置 生产车间废水池含重金属废水镉离子0.10.005污染源恒定排放 铬离子0.10.050

注：初始浓度为处理系统进水时各物质的最大浓度；评价浓度为《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）中III类水标准浓度限值

表2 预测参数表

参数单位不同土质条件淤泥质黏土粉质黏土夹粉土黏土 饱水带水力梯度（i）/0.000 40.000 40.000 4 饱水带水平渗透系数（K）m/d0.004 320.259 20.004 32 饱水带土壤孔隙率（n）/0.5160.5130.414

表3 渗漏影响范围预测结果

预测因子泄漏不同持续时间，最远影响距离/m 第100 d第1 000 d第10年第15年 镉离子淤泥质黏土1.0743.3986.4977.96 粉质黏土夹粉土1.0913.5667.1148.89 黏土1.0743.3986.4997.964 铬离子淤泥质黏土0.371.172.242.745 粉质黏土夹粉土0.381.282.653.375 黏土0.371.172.242.745

由上表可知，淤泥质黏土与黏土的渗透影响范围预测结果基本一致，粉质黏土夹粉土与另外两种土质的预测结果差别较大。通过对比表2的土质参数，可得出结论：相比土质孔隙率而言，土壤的水平渗透系数是影响地下水中污染物渗透范围的关键因素。水平渗透系数越高，地下水中污染物渗透影响范围越大。泄漏持续时间同样时，镉离子和镉离子在水平渗透系数大的地质条件下对地下水的影响最大。

5 结论

本报告假定涉重企业发生生产废水泄漏事故，废水中的重金属通过渗透作用，进入地下水，预测污染物对不同地址条件下地下水产生的影响。经分析可知，相比于土质的孔隙率而言，土壤的水平渗透系数是影响地下水中污染物渗透范围的关键因素。水平渗透系数越高，地下水中污染物渗透影响范围越大。涉重企业选址，应尽量选择地质多为淤泥质黏土或黏土的区域，从而在一定程度上减少了污染物泄漏对地下水的渗透影响。

2095－6835（2019）05－0061－01

X824

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.05.061

乔军晶（1990—），女，湖北襄阳人，硕士，助理工程师，研究方向为环保咨询。周恩先（1991—），男，江苏徐州人，硕士，助理工程师，研究方向为建筑信息化。

〔编辑：严丽琴〕