水文地质勘察技术在污染地环境中的应用

    王晓琴

    摘要：在地区或城市发展过程中，不可避免的会碰到占用污染场地的情况，导致污染场地变迁，为了避免变迁后污染场地对生态环境和人们身体健康产生危害，就必须对污染场地进行水文地质勘察和环境状况评价，污染环境地质水文勘察技术是现阶段我国地质勘察中所使用的重点技术，其主要的作用由传统的防洪抗汛，到现今的城市建设。该技术应用的重点就是做好全面调查工作，之后进行布置，做出评估，提供修改意见等。新时期下，为规范土地的合理利用以及有效减少污染场地所带来的危害，加强对其水文地质勘查技术的研究显得尤为重要。

    关键词：勘查技术；水文；污染产地；地质；环境；应用

    随着社会经济的不断发展和城市化进程的不断加快，自然界中的一些有限资源逐渐被人为的占用。在现代社会，随着人们教育水平的不断提高，人们对自身周围的自然环境越来越重视，特别是在强调可持续发展的今天，为适应城市土地的集约化发展，就要采取有效的方法来提高土地的使用价值，而其中一种有效方法就是对污染产地进行治理和开发，因此，在污染场地环境中，加强对水文地质勘查技术应用的研究具有重要的意义。

    一、水文地质勘察概述

    所谓水文地质，就是指自然界中地下水进行变化运动的现象，对开采矿山和地下工程实施等都具有重要影响。而所谓地质勘查，就是指为确认地基的基础类型和参数，采取各种手段对地质进行勘测等各种调查研究活动。因此，所谓水文地质勘查，就是指对水文地质等的勘查活动。在污染场地环境中，进行水文地质勘查各种的主要目的是通过对含水层水质状况和特征的具体调查与了解，及时修复污染场地的环境，从而有效避免其受到再次污染。

    二、在污染场地环境中的水文地质勘查

    （一）勘查内容。其一，调查污染场地的现状活动与历史活动变迁情况，具体分析其污染源、污染途径、污染种类和污染区域范围等。其二，仔细勘查地下水注入水位、动态、流向、流速和分布等水文地质情况。其三，调查污染产地的污染分布情况与特征、环境质量和土壤情况等。其四，客观评价污染场地环境情况，制定并实施有效的治理方案。

    （二）勘查阶段。一般情况下，对污染场地环境水文地质的勘查阶段包括确认勘查阶段和详细勘查阶段。首先，在确认勘查阶段，就是要搜集整理污染场地的信息，通过查阅相关资料确认污染场地的污染类型和具体勘察方式，进而进行具体的采样分析，为进行详细勘查工作奠定基础。其次，在详细勘查阶段，当确认区域存在污染情况时，要对污染场地的污染物和污染源等的信息情况进行具体整理，然后通过污染识别、采样分析和污染状况风险评价等环节，全面勘查分析整个污染场地。

    （三）勘查程序。第一，要全面调查污染场地的具体情况，并搜集整体相应的资料。第二，要制定相应的土壤和地下水采样方案。第三，要具体实施以上方案，并科学设置相应的勘探点和监测井。第四，要对污染场地的地层岩性、土壤环境质量现状和水文地质条件等进行具体分析。第五，要科学使用相关的勘探技术，并将其与采样、室内检测等结合起来进行综合运用，第六，要根据有关的的污染模拟计算公式，进行风险评估，并取得相应的结果。第七，要根据已获得的结果和一些治理方法和经验设计相应的技术路线，并制定相应的污染场地的修复方案。

    （四）技术要点。第一，在勘察点布置及深度方面的要点。一方面，在确认勘查阶段，主要是要对土壤采样点和地下水监测井进行勘探点布置：一是在潜在污染区域内要布置3个以上数量的勘探点：二是在污染区域地下水中所布置的监测井数量至少要3个以上。另一方面，在详细勘查阶段，要将适用于污染区域范围广的场地网格进行均匀布点或进行判断加密布点。此外，如果第一层含水层不是承压水或层间水，那么实施水文地质勘查工程中所监测深度必须达到水层底板的顶部；如果第一层含水层属于承压类型，那么在确定钻孔深度时，要将监测井的情况进行充分考虑。在建井的基础上，建井深度要在地下水水面层的5m以下，土壤采样深度也应达到第一层含水层底板：在不需要建井的情况下，土壤采样的深度相对来说不应超过第一层隔水层。

    第二，在土壤采样方面的要点。一般来说，需要进行土壤采样主要是针对土层特性垂直出现较大变异情况来说的。比如，在对第一层含水层进行采样时，要注意以下设置要点：一是一般情况下，要在详细调查土层之间的土层和回填土等情况的前提下，科学设置表层采样点的深度（其深度一般在01.5m之间）；二是通常来讲，在已确认地下水存在潜在的污染区域内，要设置含水层及其底板的采样点：三是要在上隔水层和表层之间至少要保留一个采样点，特别是在其间隔厚度大于5m时，要在每3-5m之间设置一个采样点，并且要根据有关测试仪的测试结果以及土壤的实际颜色来对每个采样点的实际位置进行判断：四是在施工之前，为有效确定观测井的设置点，要在地下水位线处设置相应的土壤采样点：五是在无法实施建井钻孔的时候，要在隔水层的顶部设置一个采样点，以确保钻孔深度不会穿透隔水层。此外，一般情况下，水文地质勘查监测的重点是污染场地地下水第一层含水层。但是，在选择主要监测对象时，若要其对象是存在风险的第二层含水层，为确保能够同时对监测污染场地的第一、二层的含水层，要将地下水监测组井设置在第二层。

    第三，在检测与试验方面的要点。其一，要对污染物进行具体分析，具体来说，就是要对污染场地生产过程中所使用和排放的危险物质等的分析，特别是对石油化工厂这一污染产地，还要分析其地下水和土壤中的、、和。其二，要对土壤的物理性质进行具体分析：一是对卵石土样、扰动砂样、原砾土和原状土样的颗粒分析：二是要对其所涉及的天然含水量、渗透系数、重度、比重、液性指数、有机质含量、孔隙比、塑性指数、土壤颗粒和液塑限等进行具体分析。

    第四，在样品采集方面的要点。一方面，对于采集土样的要求，要严格按照国家所制定的有关规范进行操作。一般来说，可使用冲击式钻机、旋转式钻机或手工钻等机械钻机进行采样，而对于一些特殊点位进行采样时，可采用坑采技术。在完成采样后，为避免发生土样交叉污染，要将机器彻底清洗干净。具体来讲，土壤样品的采集内容要符合以下标准。其一，在对其物理性质进行分析时，一是要依据取土的要求，使孔底虚土的厚度不高于取土器上端度卡的长度，并对底孔进行彻底清洗：二是在取土器下放过程中，采取静压法来采集原状土样，能够有效避免孔底遭受冲击：三是可采取锤击法对土质较硬的土层进行采集：四是所采集砂土和碎石等的扰动土样要与其颗粒分析需要相一致。其二，在对样品的污染物类型进行分析时，为有效减少空气中样品的暴露时间，防止土壤样品发生扰动，要根据相关标准将钻出的各层土样装入相应的容器中，并要尽可能保证每个瓶装容器都能够被样品装满。另一方面，对于采集地下水的要求，同样需要严格按照相关规定进行操作。作为地下水监测井组的重要组成部分，井壁管、过滤管和沉淀管的设置是：沉淀管处于过滤罐的下方，并且井壁管也在过滤罐上。在对含水层进行监测时，所设置过滤管长度要到达含水层底板或沉淀管顶与地下水位（一般情况下，其长度为50-60m）之间。其中，要根据水层厚度将沉淀管底部设于隔水层中；将水位以上区域设置在其相应的动态监测部位。此外，为确保所采集的样品有效性，可在每一个井中采用不同的一次性管。

    第五，在样品保存方面的要点。一方面，在对具有物理性质样品的保存进行具体分析时，一是为防止发生冰冻、浸泡和跑晒等情况，要根据相关规定贴好标签，注明样品采集的名称、时间、地点、深度和孔号等，并进行封装；二是在整个容器被封盖后，要对全部的土样容器接缝部位进行封闭式处理：三是在土样存储过程中，要尽量减少其存储时间，并注意监测土样的扰动情况。另一方面，在对污染物样品的保存进行具体分析时，一是对于在室外温度超过20℃等高温条件下所采集的土样要进行冷藏保存；二是在样品采集后要及时将其放入干冰保温箱中，提前一天进行冷冻，还要及时更换干冰，以有效控制保温箱的温度；三是要确保装有土壤样品的保温箱能够在其保存时限内到达实验室。

    三、水文地质勘查技术的具体应用

    （一）在勘查工作量的布置方面。由对以上水文地质勘查的有关内容分析可知，其布置情况也分为以上两个阶段。首先，在确认勘查阶段，要先对污染场地的污染途径、污染区域范围、污染分布状况、污染种类和迁移途径等进行具体分析，再确定勘查工作量，并科学制定相应的采样点方案。其次，在污染场地内进行具体布置时，土壤采样点或监测井至少要有3个，并根据上述采样和试验检测要求等开展相应的工作。一般情况下，对于和等污染物的检测样品一共要采取21个，其中要有5个水样和16个土样，并要对其中四个土样进行物理性质测试。最后，在确认勘查工作完成后，就要进入到详细勘查阶段。在这里所要做的工作有增设7个检测井，对所采取的30个污染物样品进行检测，其中包括8个水样和2个土样，并要对其中13个土样进行物理性质的测试。

    （二）在勘察成果方面。首先，对于污染场地污染物的检测结果。依据国家对污染物及其评价标准的有关规定，通过具体勘察污染场地的水文地质情况和环境情况可知，造成其场地范围内土壤和地下水受到污染的污染物主要有多环芳烃、单环芳烃、卤代烃和苯系物等。通过具体检测污染场地的污染物样品可知，其所含有的卤代烃类和单环芳烃类等有机物已严重超过国家规定的有关标准。其次，对于污染场地水文地质特征的检测结果。由对污染场地水文地质及其环境勘查的结构可知，其通常在1层地下水氛围内进行钻探取样，而该范围主要是由粘性土混碎石组成，其地下水属于承压性地下水类型，并且静止水位深埋在4.5m左右。此外，污染场地第四系厚度由于受其区域地质地形变化的影响而出现变化较大的情况，从而使得污染场地岩层的富水性和透水性等都比较差，其水位埋深和分布范围也随季节的变化而发生不断的变化，其所揭露的潜水也在区域上出现分布不连续的情况。最后，对于污染场地及其所在区域地层分布的检测结果。根据实际的调查结果可知，污染场地附近的地形相对较高，并且第三系砾岩层分布在其区域范围内的地下1米左右。此外，通过具体勘察该区域的水文地质和环境情况，并结合有关的地质资料可知，由于受构造运动的严重影响，作为该区域内的第四系基岩，第三系砾岩的顶板埋深由于受高地形的影响出现变化比较大的情况。

    （三）在污染场地的治理措施方面。对于该问题的治理，可采取以下治理方法：一是要明确修复技术的经济实用性：二是要对污染场地的地质和水文等特征进行具体勘察：三是要明确污染场地的未来用途和方式：四是要对污染物的分布特征有一定的了解：五是要对污染物的物理化学性质进行具体分析。此外，因为污染场地的污染物主要是苯，并且主要集中在土壤的浅层，所以若要将该场地在未来改成居住用地，为实现其良好的效果，就必须采用异位修复技术。

    结语：随着我国经济的不断发展和人口的不断增长，人们对于土地有了更强烈的需求。但是，在经济的发展过程中已出现一些对土地的污染情况，为了降低环境污染所造成的影响，减少污染场地对人类健康和环境带来的危害，规范对土地的不合理配置及利用，对污染场地进行水文地质勘察就具有十分必要性，要想有效地将水文地质勘察技术应用到污染场地环境中，就要对水文地质勘查技术有一定的了解，就必须明确水文地质勘查技术的勘查内容、勘查阶段、勘查程序和有关的技术要点等在能够使其在勘查工作量的布置、勘查结果和污染场地的治理措施等方面的作用得到充分发挥。因此，为实现社会经济的可持续发展，就要对土地进行集约化使用，就要及时勘查一些污染场地，就要加强相关的技术研究，这样才能更好的实现可持续发展的道路，最终实现土地资源的合理规划，在保障人类生命健康的同时，使单位土地能够创造出更大的经济价值。