遵义市某电镀厂区地层防污性能及其污染预防建议

2021-02-18吉勤克补子

地下水 2021年6期

吉勤克补子，江峰，高峰

(贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队，贵州遵义 563000)

电镀是一种在工业产品表面进行化学镀膜，以达到装饰、防护以及改良工件性能的目的的工业行业。电镀行业已成为当今世界造成污染最严重的工业之一。据不完全统计，全国电镀厂已有逾1万家，电镀行业废水排放量约占全国工业废水总排放量的10%[1]。电镀废水的跑、冒、滴、漏等过程是电镀废水污染地下水的主要过程，导致严重的环境生态破坏，同时由于其成分复杂(如Cr、Ni、Zn和Cu等重金属)且毒性巨大，给场区下游居民的生产生活构成严重的威胁[2-3]。目前，电镀行业已逐渐达到清洁生产和以量定产的新阶段，资源回收再利用和绿色循环使用已成为电镀行业主流的发展方向[4-7]。

本文依托遵义红花岗表面处理产业园水文地质勘察项目，以遵义市某电镀厂建设区为研究对象，通过在场区开展渗水试验及压水试验获取了翔实的地层渗透系数，评价了电镀厂区地层防污性能，提出了场区污染预防建议措施，同时为科学合理进行场区布局及防渗工程布设，在电镀厂建设前期进行场区地层防污性能研究是极其必要的，且具有重大的现实意义。

1 研究区概况

1.1 气象水文

工作区属中亚热带湿润季风气候区，受季风影响显著。冬无严寒，夏酷暑属，雨量丰沛，气候宜人。年日照时数在1 000～1 300 h之间，多年平均气温在 12.6℃～18℃之间，一年中以7月最高，月均温23℃～28℃；1月最低，月均温2℃～8℃。无霜期一般为254～340 d。6-8月主导风向为东南风，其余各月为东南风，年平均速0.9～2.2 m/s。

工作区处于长江流域乌江水系，区内主要地表河流为湘江河其支流坪桥河，附近的水库为长堰沟水库。

1.2 地质概况

研究区的包气带主要由第四系(Q)密实原状土层、松散回填土及三叠系(T)基岩构成，土层厚度约0～3.0 m，分布不连续。主要出露地层为三叠系嘉陵江组(T1-2j)和关岭组(T2g)。嘉陵江组(T1-2j)岩性以灰色中厚层灰岩、白云岩以及粉晶白云岩、砂屑白云岩；关岭组岩性为杂色页岩、粉晶灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩等。研究区位于永安场向斜西翼近轴部(图1)，受构造应力作用，场区岩层产状多为倒转，倾向北西西，岩层陡立。

图1 研究区水文地质图

1.3 水文地质概况

研究区总体地势南高北低、西高东低，地貌组合类型为北北东向溶丘槽谷，地形起伏较小，相对50～150 m左右。含水岩组以三叠系下至中统嘉陵江组(T1-2j)碳酸盐岩含水岩组为主。地下水主要接受大气降水入渗补给，受两侧高角度发育的碎屑岩隔水岩层控制，地下水总体由南南西向北北东径流，区域地下水总体以北面湘江河为最低排泄基准面，局部于地形切割、裂隙发育等有利部位排出地表。

2 试验过程及结果

2.1 渗水试验

根据收集的电镀厂建设项目可行性研究、设计报告等资料，重点针对场区拟建污水处理厂、办公及生活区、一般生产区进行了渗水试验，渗水试验选择压实性较好的原状土层，并包含了场区各地层分布类型，主要为获得场区不同位置天然包气带的渗透系数，并综合评价研究区区天然包气带防污性能，试验过程见图2。根据各试坑记录原始数据计算获得场区天然包气带渗透系数见表1。

图2 渗水试验过程

表1 渗水试验成果数据一览表

2.2 压水试验

(1)本次针对CK1和CK2号水文孔局部孔壁稳定，且具备试验条件的孔段进行了压水试验，压水试验成果原始数据如表2。

表2 压水试验成果原始数据一览表

(2)地下水类型判别

通过压水试验原始数据绘制出的P-Q曲线可定性区别A(层流)型、B(紊流)型、C(扩张)型、D(冲蚀)型以及E(填充)型五类，分别对CK1号和CK2号钻孔P-Q曲线绘制如图3。从图中可以看出，CK1号和CK2号钻孔的升压曲线为通过原点的直线，且降压曲线与升压曲线基本重合，说明研究区地下水为A(层流)型。

图3 研究区CK1号CK2号水文孔压水试验P-Q曲线图

(3)计算方法

通过压水试验原始数据绘制P-Q曲线，绘制曲线均为A(层流)型，采用如下公式(1)、(2)进行岩体透水率、渗透系数的计算，计算结果见表3。

(1)

式中：Q为试段透水率，Lu；l为试段长度；Q3为第三阶段的压入流量，L/min；P3为第三阶段的试验压力，MPa；

(2)

式中：k为岩体渗透系数，m/d；Q为压入流量，m3/d；H为试验水头，m；l为试段长度，m；r0为钻孔半径，m。

2.3 防污能力分析

天然包气带防污性能按照《环境影响评价技术导则-地下水环境》要求，绘制Mb-lgK图(图4)可直观反应其防污性能的强弱。总体上，研究区天然包气带防污能力总体为“弱”，表现为其极易受到污染。

表3 压水试验成果数据一览表

图4 研究区防污能力划分图

3 污染预防建议

根据前文对研究区包气带和潜水含水层防污性能评价结果，场区整体防污性能“弱”，表现为其极易受到污染，且其自净能力非常有限。根据研究成果对场区的污染预防提出如下建议如下：(1)场区建设过程中切实加强场区防渗工程质量，确保电镀厂投产后不会发生跑、冒、滴、漏等事故；(2)做好场区雨污分流系统，减小大气降雨混入电镀废水的量，减轻厂方废水处理压力，同时减小电镀废水排放量；(3)场区建设投产后，应至少每月取水质监测井测试其重金属含量情况，确保电镀废水污染早发现早治理，减轻其生态危害。