雙層巢式地下水監(jiān)測(cè)井在場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用

1、    雙層巢式地下水監(jiān)測(cè)井在場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用    張斌孫加山高連東李燕明王向?qū)帡钊f(wàn)耿旭昌左晨忱錢(qián)涌王強(qiáng)摘要：一口雙層巢式監(jiān)測(cè)井建井等同于兩口單管監(jiān)測(cè)井，可以同時(shí)監(jiān)測(cè)不同含水層水位與污染狀況，同時(shí)降低施工成本和時(shí)間，相較于單管監(jiān)測(cè)井具有顯著優(yōu)勢(shì)。本文以工業(yè)企業(yè)退役地塊場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查為例，分析雙層巢式監(jiān)測(cè)井建井采樣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，證實(shí)了巢式監(jiān)測(cè)井是一種成本低且環(huán)境友好型的建井技術(shù)。關(guān)鍵詞：巢式監(jiān)測(cè)井；單管監(jiān)測(cè)井；場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查：x853 ：a ：2095-672x（2018）06-0134-03doi：10.16647/15-1369/x.2018.06.0

2、78abstract：a double-layer nested monitoring well is equivalent to two single-layer monitoring wells， which can simultaneously monitor the pollution status of different aquifer water level meters and reduce the construction cost and time. compared to single-layer monitoring well，double-layer nested m

3、onitoring well has significant advantages. taking the environmental investigation of the retired sites of industrial enterprises as an example，the paper analyzes the advantages of the built-in sampling technology of double-layer nested monitoring wells and confirms that the nested monitoring well is

4、 a low cost and environment-friendly well construction technology .key words：nested monitoring well；single-layer monitoring well；environmental site investigation近年來(lái)，隨著城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和空間布局的調(diào)整及“退二進(jìn)三”政策的實(shí)施，大量的工業(yè)企業(yè)被關(guān)?；虬徇w1-2。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，江蘇省已關(guān)停原有數(shù)量1/3的化工企業(yè)約7000多家3。為貫徹落實(shí)土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃（國(guó)發(fā)201631號(hào)）的相關(guān)要求4，同時(shí)也為確保工業(yè)企業(yè)遺留地

5、塊的再開(kāi)發(fā)利用安全，環(huán)保部門(mén)要求對(duì)關(guān)停搬遷工業(yè)企業(yè)地塊開(kāi)展場(chǎng)地環(huán)境質(zhì)量調(diào)查。地下水環(huán)境質(zhì)量調(diào)查是場(chǎng)地環(huán)境質(zhì)量調(diào)查的重要組成部分，通過(guò)地下水環(huán)境質(zhì)量調(diào)查，可以從整體上掌握地下水污染狀況，有助于判斷污染物遷移方向并有效指導(dǎo)后期的風(fēng)險(xiǎn)管控及修復(fù)治理工作。進(jìn)行地下水環(huán)境質(zhì)量調(diào)查首先需要建造監(jiān)測(cè)井，而后采集地下水樣品，分析污染物含量并研究其分布特點(diǎn)及其遷移路徑。監(jiān)測(cè)井的類(lèi)型包括單管監(jiān)測(cè)井、叢式監(jiān)測(cè)井、巢式監(jiān)測(cè)井、連續(xù)多通道監(jiān)測(cè)井等，每種類(lèi)型的監(jiān)測(cè)井都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)5-9。目前，國(guó)內(nèi)污染場(chǎng)地地下水環(huán)境質(zhì)量調(diào)查主要采用單管監(jiān)測(cè)井或叢式監(jiān)測(cè)井，而巢式監(jiān)測(cè)井在場(chǎng)地環(huán)境質(zhì)量調(diào)查中的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道。污染場(chǎng)地環(huán)境調(diào)

6、查通常關(guān)注淺層地下水10，本研究以某工業(yè)企業(yè)退役地塊為例，詳細(xì)闡述了雙層巢式監(jiān)測(cè)井的建井技術(shù)，并以該場(chǎng)地為例分析了巢式監(jiān)測(cè)井在場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查中的優(yōu)勢(shì)，以期為巢式監(jiān)測(cè)井在場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查中的推廣應(yīng)用提供案例支撐。1 材料與方法1.1 場(chǎng)地概況本文研究的場(chǎng)地位于江蘇省蘇南地區(qū)，原生產(chǎn)企業(yè)主要生產(chǎn)五金件等產(chǎn)品，占地面積約3萬(wàn)，該地塊內(nèi)企業(yè)成立于2000年左右，主要特征污染物為重金屬，2010年地塊內(nèi)企業(yè)關(guān)停搬遷。為保障該地塊未來(lái)開(kāi)發(fā)利用的安全，依據(jù)國(guó)家的相關(guān)規(guī)定與地方環(huán)保部門(mén)的要求，擬對(duì)該地塊土壤與地下水開(kāi)展場(chǎng)地環(huán)境質(zhì)量調(diào)查。場(chǎng)地所在區(qū)域地面以下12m以?xún)?nèi)的土層可以分為5個(gè)工程地質(zhì)層，第一層雜填土層，厚度

7、約3m；第二層粘土層，厚度約3m；第三層粉質(zhì)粘土層，厚度約1.5m；第四層粉砂層，厚度約4.5m，第五層粉質(zhì)粘土層。根據(jù)土層分布，本地塊地下12m以?xún)?nèi)淺層地下水包含兩種類(lèi)型地下水，分別為潛水和微承壓水，分別賦存于第一層雜填土層和第四層粉砂土層中。場(chǎng)地西側(cè)和南側(cè)均為河流，北側(cè)和東側(cè)為工業(yè)用地。1.2 巢式監(jiān)測(cè)井建井本項(xiàng)目使用的巢式監(jiān)測(cè)井為平行等徑雙管結(jié)構(gòu)，建井設(shè)備采用geoprobe 7822 dt（中空螺旋干鉆），設(shè)備圖片見(jiàn)圖1和圖2，監(jiān)測(cè)井安裝示意圖見(jiàn)圖3。潛水監(jiān)測(cè)井管徑50mm，井深3.5m，篩管長(zhǎng)2.5m，沉淀管長(zhǎng)0.5m，管底置于含水層底板0.5m處；微承壓水監(jiān)測(cè)井管徑50mm，井深1

8、2.5m，篩管長(zhǎng)4.5m，沉淀管長(zhǎng)0.5m，管底置于含水層底板0.5m處。所有監(jiān)測(cè)井井管材料均采用upvc，井管采用快接螺紋進(jìn)行連接，且連接之間有o型密封圈。篩管管縫0.25mm，監(jiān)測(cè)井安裝時(shí)，篩管周?chē)畛?5mm級(jí)配的石英砂。篩管以上白管部分采用膨潤(rùn)土進(jìn)行止水封閉。1.3 樣品采集與保存根據(jù)工業(yè)企業(yè)場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查評(píng)估與修復(fù)工作指南（試行）和場(chǎng)地環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則（hj25.2-2014）的規(guī)定10，11，監(jiān)測(cè)井建井完成后必須進(jìn)行洗井。洗井一般分兩次，即建井后的洗井和采樣前的洗井。建井后的洗井首先要求直觀判斷水質(zhì)基本上達(dá)到水清砂凈，同時(shí)ph 值、電導(dǎo)率、濁度、水溫等監(jiān)測(cè)參數(shù)值達(dá)到穩(wěn)定。取樣前的洗井

9、在第一次洗井24 h后開(kāi)始，其洗出的水量要達(dá)到井中儲(chǔ)水體積的3倍之上，同時(shí)要求ph 值、電導(dǎo)率、氧化還原電位、溶解氧、濁度、水溫等水質(zhì)參數(shù)值穩(wěn)定，但原則上洗出的水量不高于井中儲(chǔ)水體積的5倍。地下水采樣在采樣前洗井完成后兩小時(shí)內(nèi)完成，且遵循“一井一管，一管一繩”的原則，防止交叉污染。本研究的地下水監(jiān)測(cè)井洗井采用空壓機(jī)，樣品采集采用貝勒管?？紤]到本地塊主要特征污染物為重金屬，因此地下水取水位置設(shè)置在井中儲(chǔ)水的中部。根據(jù)地下水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（hj/t164-2004）的規(guī)定12，地下水樣品保存于塑料瓶中，并按照表1說(shuō)明添加適當(dāng)?shù)谋４鎰?，現(xiàn)場(chǎng)采集完成后放置于4保溫箱中進(jìn)行保存，直至進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。1.4 樣

10、品分析與檢測(cè)地下水樣品中的特征污染物分析方法均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測(cè)方法與設(shè)備見(jiàn)表2。1.5 數(shù)據(jù)處理與分析本研究的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用microsoft excel 2010進(jìn)行，地下水流向采用golden software surfer 9.0進(jìn)行繪制。2 結(jié)果與討論2.1 不同含水層地下水流向分析本研究采用三點(diǎn)法模擬地下水流向，根據(jù)地下水水位相對(duì)標(biāo)高的不同分別繪制了潛水和微承壓水流向圖（圖4和圖5）。如圖4所示，本地塊的潛水流向主要為自東向西，其中局部區(qū)域（南部）呈現(xiàn)為自南向北，其主要原因?yàn)榈叵滤挥^測(cè)前一天有降雨導(dǎo)致潛水水位升高，從而補(bǔ)給西側(cè)和南側(cè)地表水。如圖5所示，本地塊的微

11、承壓水流向與潛水正好相反，主要呈現(xiàn)為自西向東，其主要原因是西側(cè)和南側(cè)地表水補(bǔ)給微承壓水所致。2.2 不同含水層地下水中污染物的分布特點(diǎn)本研究地下水重金屬環(huán)境質(zhì)量采用地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（gb/t14848-93）iii類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)17。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，潛水和微承壓水中的鈷、銅、鉬、鋅和六價(jià)鉻均未檢出，檢出的重金屬中僅部分點(diǎn)位的鐵和錳元素含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值，最大超標(biāo)倍數(shù)分別為2.1倍和10.8倍。地下水鐵超標(biāo)主要分布在微承壓水層，而錳超標(biāo)在潛水層和微承壓水層中均有分布。通過(guò)對(duì)比不同含水層的鐵錳含量，潛水層鐵錳點(diǎn)位超標(biāo)率低于或等于微承壓水的。對(duì)于鐵錳離子而言，錳離子超標(biāo)程度顯著高于鐵離子，這與朱錦旗等人18

12、的研究較為一致。根據(jù)搜集的資料可知，本地塊原生產(chǎn)企業(yè)無(wú)地下水管道，且地下溝渠埋深均小于1m，且原輔材料中涉及的鐵元素均以固態(tài)形式存在，因此初步判斷本地塊鐵錳超標(biāo)與原工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)關(guān)系較小，可能主要與區(qū)域地下水天然背景有關(guān)。有研究報(bào)道18，19，蘇南地區(qū)土壤中含有大量的鐵錳結(jié)核，且含水層一直處于還原環(huán)境，fe2o3、mno2被還原并以二價(jià)離子形態(tài)運(yùn)移至地下水中，導(dǎo)致地下水中鐵錳離子含量較高。另外，土壤中全錳含量一般低于全鐵含量，但氧化還原反應(yīng)和遷移活動(dòng)非?；钴S，導(dǎo)致錳的游離度與活化度均較鐵高。此外，鐵錳含量較高與地下水氧化還原電位、土壤有機(jī)質(zhì)及徑流條件也有一定的關(guān)系18-20。2.3 巢式監(jiān)測(cè)

13、井與單管監(jiān)測(cè)井的成本效率分析結(jié)合現(xiàn)有項(xiàng)目工程經(jīng)驗(yàn)，本研究以每對(duì)組井（潛水監(jiān)測(cè)井和微承壓水監(jiān)測(cè)井）為例研究巢式監(jiān)測(cè)井與單管監(jiān)測(cè)井的成本效率。如表4所示，綜合考慮監(jiān)測(cè)建井各要素，不同建井方式下，每對(duì)組井的工程總價(jià)、工程耗時(shí)及固廢產(chǎn)生量均相差較大，巢式監(jiān)測(cè)井建井方式下每組對(duì)井的工程總價(jià)、工程耗時(shí)及固廢（泥土）產(chǎn)生量均低于單管監(jiān)測(cè)井建井方式。當(dāng)前，污染場(chǎng)地調(diào)查咨詢(xún)項(xiàng)目整體市場(chǎng)價(jià)格偏低，且項(xiàng)目工期緊，巢式監(jiān)測(cè)井的應(yīng)用能顯著降低工程總價(jià)和工程耗時(shí)，同時(shí)降低廢棄土壤的產(chǎn)生量，從而降低后期管理的工作量及二次污染產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。由此可見(jiàn)，巢式監(jiān)測(cè)井對(duì)于污染場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查而言，是一種成本低且環(huán)境友好型的建井技術(shù)，具有一

14、定的推廣意義。3 結(jié)論（1） 巢式監(jiān)測(cè)井可以同時(shí)監(jiān)測(cè)不同含水層的水位，并能幫助工作人員有效分析不同含水層污染物的分布規(guī)律及水力聯(lián)系，有助于快速準(zhǔn)備判斷污染原因。（2）巢式監(jiān)測(cè)井能明顯提高現(xiàn)場(chǎng)建井的工作效率，顯著降低地下水調(diào)查所需費(fèi)用，并有效控制固體廢物產(chǎn)生量，是一種成本低且環(huán)境友好型的建井技術(shù)。參考文獻(xiàn)1董敏剛，張建榮，羅飛等.我國(guó)南方某典型有機(jī)化工污染場(chǎng)地土壤與地下水健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估j.土壤，2015，47（1）：100-106.2李定龍，徐冉，呂浩，等.某典型化工污染場(chǎng)地土壤修復(fù)方案研究j.環(huán)境污染與防治，2015，37（7）：94 -100.3陳宏，劉翔，盧欣等.某化工污染場(chǎng)地土壤與地下水污

15、染特征分析j.油氣田環(huán)境保護(hù)，2017，27（1）：21-24.4 國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知.土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃：國(guó)發(fā)201631號(hào). http：/5葉成明，李小杰，鄭繼天等.國(guó)外地下水污染調(diào)查監(jiān)測(cè)井技術(shù)j.探礦工程， 2007， （11）： 57-60.6浦慶余.論地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的布點(diǎn)與采樣j.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，1998，（2） ：49-50.7劉廣輝.地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)井施工技術(shù)j.探礦工程， 1999，（4） ：29-30.8鄭繼天，王建增，蔡五田等.地下水污染調(diào)查多級(jí)監(jiān)測(cè)井建造及取樣技術(shù)j.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2009，3：128 -131.9張斌，陳輝，萬(wàn)正茂等.污染場(chǎng)

16、地環(huán)境調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)采樣技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題的探討j.工業(yè)安全與環(huán)保，2017，43（9）：82-86.10環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司.場(chǎng)地環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則：hj25.2-2014s.北京：環(huán)境保護(hù)部，2014.11環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司.工業(yè)企業(yè)場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查評(píng)估與修復(fù)工作指南（試行）s.北京：環(huán)境保護(hù)部，2014.12國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局科技標(biāo)準(zhǔn)司.地下水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范：hj/t164-2004s.北京：國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，2004.13國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局科技標(biāo)準(zhǔn)司.水質(zhì)六價(jià)鉻的測(cè)定二苯碳酰二肼分光光度法： gb/t7467-1987s.北京：國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，1987.14環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司.水質(zhì)汞、砷、硒、鉍和銻的測(cè)定原子熒光法： hj 694-2014s.北京：環(huán)境保護(hù)部，2014.15環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司.水質(zhì)32種元素的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法：hj 776-2015s.北京：環(huán)境保護(hù)部，201416國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）m.中國(guó)環(huán)境出版社，2002 .17地