基于解析法的化工项目地下水环境影响评价.pdf

中国资源综合利用China Resources Comprehensive UtilizationVol.41 No.82023 年 8 月-144-环境保护基于解析法的化工项目地下水环境影响评价孙东亚（河北奇正环境科技有限公司，石家庄 050000）摘要：化工项目涉及有毒有害原料及产品，非正常工况下，有毒有害物质的泄漏容易造成区域地下水环境污染。本研究以某化工项目为例，选取废水中甲苯作为预测因子，采用解析法对甲苯泄漏可能造成的地下水污染进行预测，得到甲苯在含水层中的运移扩散结果。根据预测结果，该项目结合相关技术规范要求和厂区平面布置，提出分区防渗措施，设置地下水监测井，定期开展地下水跟踪监测。在落实地下水污染防控措施后，项目的地下水环境影响可以接受。关键词：化工项目；解析法；地下水；环境影响中图分类号：P641.8；X82 文献标识码：A 文章编号：1008-9500(2023)08-0144-03DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2023.08.040Groundwater Environmental Impact Assessment of Chemical Projects Based on Analytic MethodSUN Dongya(Hebei Qizheng Environmental Technology Co.,Ltd.,Shijiazhuang 050000,China)Abstract:Chemical projects involve toxic and harmful raw materials and products,under abnormal working conditions,the leakage of toxic and harmful substances can easily cause regional groundwater environmental pollution.Taking a certain chemical project as an example,this study selects toluene in wastewater as the predictive factor and uses analytical method to predict the potential groundwater pollution caused by toluene leakage,obtaining the migration and diffusion results of toluene in the aquifer.Based on the predicted results,this project proposes zoning anti-seepage measures,sets up groundwater monitoring wells,and regularly conducts groundwater tracking and monitoring in combination with relevant technical specifications and factory layout.After implementing groundwater pollution prevention and control measures,the groundwater environmental impact of the project is acceptable.Keywords:chemical projects;analytic method;groundwater;environmental impact化工项目通常涉及有毒有害原料、过程产物及产品，设置有部分隐蔽/半隐蔽工程，非正常工况下，上述物料会出现渗漏，透过损坏的防渗层进入地下水。化工项目属于环境影响评价技术导则 地下水环境（HJ 6102016）规定的类项目1，易造成区域地下水污染2-3。某化工项目选址于沧州临港经济技术开发区的化工园区，原料为甲基丙烯酸（纯度 99.8%）、氢氧化钾（纯度 95%）、氯丙基三甲氧基硅烷（纯度 99.5%）、甲基丙烯酸钠（纯度99.5%）、甲苯（纯度99.2%）等，产品为硅烷偶联剂（型号 SB-570），建设内容包括生产车间、原辅材料库、危废库等。本文以某化工项目为例，开展地下水环境影响预测与评价，进而提出相应防控措施，判断项目地下水环境影响是否可以接受。1 污染源强确定该项目采用的地下水污染防渗措施设计符合石油化工工程防渗技术规范（GB/T 509342013）的要求4，因此本研究省略正常工况下的地下水预测。非正常工况下，生产装置区污水管道及防渗层均发生收稿日期：2023-06-20作者简介：孙东亚（1983），男，河北石家庄人，高级工程师。研究方向：化工项目环境影响评价、地下水和土壤环境状况调查。第 8 期-145-孙东亚：基于解析法的化工项目地下水环境影响评价环境保护损坏，污水进入地下水，甲苯在地下水中进行扩散和运移。本研究采用解析法进行模拟预测。假设污水泄漏为持续泄漏，泄漏量取值为百分之一，即废水泄漏量为 0.012 m3/d。非正常工况下，泄漏时间取跟踪监测频次间隔时间 182 d。选取特征因子甲苯作为预测因子，甲苯浓度为 1 mg/L。解析法模型忽略甲苯在地下水运移过程中发生的吸附和化学反应等可能对其浓度造成的影响，仅考虑在地下水中运移的扩散过程（对流弥散）。非正常工况下，生产车间污水管线发生泄漏，特征污染物甲苯源强如表 1 所示。本研究调查评价区面积约为 11.08 km2，其具体范围如图 1 所示。表 1 非正常工况下甲苯源强计算序号参数名称参数值1渗漏量/（m3/d）0.0122污染因子浓度/（mg/L）13超标限值/（mg/L）0.74检出限/（mg/L）0.001 4图 1 调查评价区范围2 区域水文地质该项目厂址所在区域属于华北滨海平原，第四系松散岩类孔隙水在区内广泛分布。区内第四系含水层分为 4 个，含水组为潜水，含水组、含水组和含水组为承压水。含水层埋深在 125 225 m，含水层埋深在 255 425 m，含水层埋深在 385 555 m。2.1 含水层2.1.1 潜水潜水埋深为 20 30 m，含水层为粉细砂、粉砂、细砂，单位涌水量小于 5 m3/（hm），水化学类型属于氯化钠型，矿化度大于 10 g/L，水质为咸水。区域潜水水位为 1 3 m，它是地下水积极循环交互层，不具有地下水开发利用价值，但最易受到污染影响，属于地下水环境保护目标。2.1.2 承压水评价区含水层、含水层、含水层以细粉砂为主，渗透系数小，缺少良好补给源，水的矿化度不高于 2 g/L，水化学类型属于氯化钠型。含水层、含水层被黏土层分割，黏土层厚度大于 10 m 且连续稳定分布，含水层、含水层之间无明显水力联系，含水层为潜水，其下部的含水层、含水层、含水层为承压水。2.2 补、径、排条件评价区潜水补给源包括侧向地下水径流补给、降水入渗补给、地表水渗漏补给，排泄源为地下水径流排泄、蒸发排泄、跃层补给深层地下水，水位变幅为12 m/a。区域降水入渗补给量、蒸发排泄量均较大，加之遭受海潮影响，评价区内大部分潜水的矿化度大于 10 g/L，没有开发利用意义。2.3 地下水动态评价区潜水主要受大气降水和蒸发影响，地下水位变幅较小，基本为稳态。每年 6 月以后进入雨季，受大气降水补给影响，地下水位逐渐升高，8 月下旬或 9 月上旬水位抬升到年波峰值。随后，降雨减少，受蒸发排泄影响，地下水位逐渐降低，至翌年 3 月，水位降至年波谷值。3 概化模型非正常工况下，概化模型主要考虑泄漏地面清洗水透过破损防渗层直接进入潜水时污水中甲苯在潜水中的运移弥散。如式（1）所示，建立数学模型，确定主要参数取值。其中，M 取 20 m，mM取 0.002 2 kg，ne取 0.18，u 取 0.001 55 m/d，DL取 0.015 5 m2/d，DT取 0.001 55 m2/d。n t D D2e44(x,y,t)Mut x2yeLTmD tLTD4tCM=（1）式中：x、y 为计算点处的位置坐标；t 为时间，d；C(x,y,t)为 t 时刻 x、y 处的污染物浓度，g/L；M 为含水层厚度，m；mM为长度为 M 的线源瞬时注入示踪剂的质量，kg；ne为有效孔隙度；u为地下水流速度，m/d；DL为横向 x 方向的弥散系数，m2/d；DT为纵向中国资源综合利用第 8 期-146-环境保护y 方向的弥散系数，m2/d。4 预测结果在研究非正常工况下甲苯污染晕运移时，本次预测选取地下水质量标准（GB/T 148482017）的类水质标准值等值线作为污染晕的先锋5，判断污染晕的运移距离及影响范围。不同时段甲苯污染运移情况预测结果如表 2 所示。由预测结果可知，污水泄漏对地下水存在一定影响。泄漏发生 100 d 时，甲苯最大浓度为 0.105 mg/L，运移距离为 4 m，影响范围为 14 m2；泄漏发生 1 000 d 时，甲苯最大浓度为 0.26 mg/L，运移距离为 13 m，影响范围为 157 m2；泄漏发生 7 300 d 时，甲苯最大浓度为 0.001 7 mg/L，运移距离为 19 m，影响范围为 73 m2。含水层中，甲苯浓度均低于类水质标准限值，其未运移出厂区。5 污染防控措施由预测结果可知，污水渗漏后，甲苯对区域地下水会造成一定污染影响。针对可能出现的情景，该项目制定相应的分区防控措施和地下水跟踪监测方案。项目分区防渗措施如表 3 所示。地下水主径流方向厂区上游布设背景值监控井 1 眼，用于监测区域背景地下水情况；根据非正常工况下预测结果，发生泄漏事故后，污染物将向东迁移，在厂区东边界设 2 眼地下水监测井，用于监测区域内的地下水状况。跟踪监测期间，地下水监测井设置情况如表 4 所示。JK1 井为背景值监测井，JK2 井和 JK3 井为地下水环境影响跟踪监测井。监测层位方面，井深设定为 6 m，可利用建筑施工时的降水井。监测频率方面，厂区上游每年1 次，厂区下游每年 2 次。监测项目为甲苯、石油类。表 2 不同时段甲苯污染运移的预测结果预测时间峰值浓度/（mg/L）运移距离/m影响范围/m2是否至敏感点是否超出厂界100 d0.105 0414否否1 000 d0.260 013157否否7 300 d0.001 71973否否表 3 分区防渗措施防渗级别防渗区域防渗技术要求重点防渗区消防废水收集池、污水装置区生产车间、原辅材料库、危废库满足相关标准要求一般防渗区满足相关标准要求简单防渗区 辅助用地、办公楼及绿化用地外区域、消防水池除预留用地及绿化用地外，其他非污染区进行一般地面硬化，或根据企业情况，制定相应防渗措施注：标准是指石油化工工程防渗技术规范（GB/T509342013）。表 4 地下水监测井设置情况编号方位位置JK1地下水流向上游厂区西边界JK2项目区场地内下游项目区中部偏南JK3厂区污水处理站下游项目区中部偏北6 结论经综合评价，该化工项目存在造成地下水污染的风险，要按照相关规范做好防渗，严格开展地下水跟踪监测。在落实防控措施后，该项目的地下水环境影响可以接受。参考文献1 环境保护部.环境影响评价技术导则 地下水环境：HJ 6102016S.北京：中国环境科学出版社，2016.2 郭 昆，牛俊强.基于 GMS 的某化工区地下水污染物运移规律研究 J.中国石油和化工标准与质量，2021（7）：136-137.3 廖承宗.化工企业地下水污染防治措施研究 J.中国资源综合利用，2021（1）：141-143.4 住房和城乡建设部.石油化工工程防渗技术规范：GB/T 509342013S.北京：中国计划出版社，2013.5 国家质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会.地下水质量标准：GB/T 148482017S.北京：中国标准出版社，2017.