软土地区深基坑降水地表重金属污染对周边环境的影响研究

李永伟

摘要：软土地区深基坑施工会涉及大量土方开挖和基坑排水操作，增加了土壤流动性。降水天气会加快土壤重金属污染物的释放和流动速度，污染附近的土壤以及水体。为此，研究软土地区深基坑降水地表重金属污染对周边环境的影响。调查江苏省深基坑工程施工现状，采集调研地区的土壤与水样，确定实验材料和实验仪器。实验表明，通过单园子污染指数、综合污染指数、内梅罗指数验证了重金属污染对周边环境具有明显的污染影响，深基坑工程较多的工业区中重金属Cd、Pb、Cu的含量较高，降水过程会加重该影响，且软土地区深基坑施工对周边水体的影响较大。

关键词：深基坑工程；環境质量标准；综合污染指数；土壤污染等级；水体污染状况

中图分类号：X53 文献标志码：B

前言

在软土地区进行基坑工程时，由于土壤的特性和地下水的存在，可能会产生深基坑地表重金属污染。这种污染源主要来自于土壤中存在的或通过建筑物、车辆等活动引入的重金属物质，如铅、汞、镉等。降水对于这种环境问题具有重要影响。深基境地表重金属污染对周边环境的影响背景中，降水起到了至关重要的作用。首先，降水可以引发土壤侵蚀和颗粒物悬浮，从而造成重金属的迁移和扩散。因此，通过深入了解降水条件下的地表重金属污染行为，可以为环境保护和工程设计提供科学依据，减轻周边环境的污染风险。

针对以上背景，国内众多科研学者对此展开大量研究。杨小康等人根据深基坑工程概况，结合环境因素与施工因素，采用理正深基坑软件模拟分析重金属对周边环境的影响。但是，该方法没有考虑有机质对环境的影响。奚家米等人采用FLAC软件模拟深基坑邻近建筑地表数据中的重金属含量，并将数值计算结果与现场监测数据对比，得到重金属污染对周边环境的影响。但是，该方法没有考虑水体中放射性元素对环境的影响。

基于以上方法存在的问题，为了治理重金属污染问题，需要研究软土地区深基坑降水地表重金属污染对周边环境的影响。

1深基坑工程步骤设置

江苏省作为中国轻工业和高科技产业的重点地区，基础设施建设和房地产项目较为活跃。为保证经济技术的可持续发展，该省在软土地区大力开发深基坑工程。在软土地区，渗水率高、孔隙比大，降水和地下水更容易通过土体的孔隙传输和迁移，导致地表重金属污染物的扩散，从而增加了周边环境受污染的潜在风险。由于江苏省软土地区具有渗水率高、孔隙比大、渗透性弱等特点，因此，选择江苏省作为研究对象更具代表性。

针对以上研究区域的工程概况，深基坑工程主要分为以下几个步骤：

1.1方案设计

（1）开挖方案。结合江苏省软土地区的地质条件、深基坑尺寸与施工条件等因素确定开挖方案。

（2）支护方案。支护方案大多采用混凝土一开挖一顶板结构支护方法，不仅可以承受自重和挖掘载荷，还可支撑深基坑的侧壁。

（3）节点设置。采用钢筋混凝土桩的节点设置形式，保证基坑的稳固性。

1.2施工过程

（1）地面准备。搭建施工区域的临时支撑体系。

（2）挖掘开挖基坑。为了确保施工过程安全，采用公差建模isi算法，并采用钢筋混凝土桩的形式固定。

（3）安装模板与浇筑混凝土。基坑挖成后，根据基坑的尺寸选定模板，然后将配制好的混凝土铺筑到模板中。

（4）顶板加固。针对深基坑的水平与垂直载荷，采用适当的材料加固顶板。

2实验设计

样品采集与实验流程如下。为了了解不同区域的环境背景和环境容量，以提供关于不同地区的土地利用、产生污染物的量以及处理能力，按照城市功能区将江苏省区域划分为工业区（包含大多数深基坑工程）、休闲区、交通区、居民区与学校区，使用天气雷达、卫星数据工具来监测和分析目标区域的云层情况和云性质，根据云层温度、湿度和云内液态水含量信息，选择适合人工降雨的时间段，对该区域的深基坑施工区域完成一次人工降雨，模拟降水过程。

样品采集：采样时间集中在2023年3月中旬，采集各功能区的土壤与水样。水样采集时设立8个采样点，其中1号-4号采样点处于交通区与休闲区；5号-8号采样点集中在深基坑工程附近。

在采集的水样中加入硝酸完成硝化处理，并依次用滤纸和滤膜过滤，提取15 ml过滤液，采用电感耦合等离子仪检测水样中的放射性与重金属元素含量。

量取1 000 mg土壤放人加热器皿，投入15 mL浓硝酸，放置电热板上恒温加热，当器皿中物体呈现凝结物状态时，投入10 mL铪，最后投入5 mL高氯酸，当白烟停止时结束加热。冷却后，定容至100 ml。