寧夏石嘴山工業(yè)園區(qū)地下水鉛污染風險預測研究.pdf

1、地下水以其穩(wěn)定的供水條件、良好的水質(zhì)而成為人類社會必不可少的水資源,而全球經(jīng)濟建設對環(huán)境的負面影響導致了地下水重金屬污染有逐年加重的趨勢。重金屬污染物一旦進入含水層不僅會污染水環(huán)境,還會嚴重危害人類及各類生物的生存。目前,我國有關地下水重金屬污染的研究大大滯后于其污染的速度,這種滯后不僅直接導致了地下水和土壤環(huán)境的惡化,更引發(fā)了許多環(huán)境、生態(tài)、社會問題。
　　寧夏石嘴山工業(yè)園區(qū)內(nèi)工礦企業(yè)眾多,其中瀕臨黃河的寧夏恒力鋼絲繩廠,金屬制

2、品產(chǎn)量高,近年來隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大,該企業(yè)帶來的“三廢”污染問題堪憂。該區(qū)地處銀川平原最北部,前人研究程度不高,所以亟待進行地下水重金屬污染預測研究和風險分析。本文綜合前人研究成果,結合研究區(qū)的水文地質(zhì)條件,首次利用目前國內(nèi)外流行的MODFLOW軟件建立了研究區(qū)地下水流數(shù)值模型和水質(zhì)模型,對區(qū)內(nèi)地下水重金屬污染進行了風險預測。全文共分五個部分:
　　第一部分:概述了本次研究的目的和意義,介紹了地下水重金屬污染的研究現(xiàn)狀以及利用MO

3、DFLOW評價和預測地下水重金屬污染的最新進展,并提出了有待進一步探討的問題。
　　第二部分:介紹了研究區(qū)自然地理概況和區(qū)域水文地質(zhì)條件,對地下水重金屬污染的潛在風險進行分析。
　　第三部分:建立研究區(qū)地下水流數(shù)值模型,并對模型進行了參數(shù)靈敏度分析。
　　第四部分:進行了污染物遷移轉(zhuǎn)化機理研究,包括吸附作用和彌散作用。
　　第五部分:在上述研究的基礎上,利用MT3DMS建立水質(zhì)模型,在不同情況下對研究區(qū)地下水鉛污

4、染進行預測研究和風險分析。得到以下結論:
　　1、結合前人研究成果和野外調(diào)查資料分析了研究區(qū)的潛水含水層結構和地下水特征。該區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水,潛水含水層巖性主要為砂卵礫石層、細砂、粘砂土。含水層厚度由西向東逐漸變薄,下伏第三系砂巖和砂質(zhì)泥巖互層。潛水埋深較大,富水性較好,主要接受西側(cè)賀蘭山前側(cè)向徑流補給,主要排泄方式為人工開采。潛水整體上由西向東、由西南向東北流,水力坡度很小。潛水TDS平均值為1111.75mg/

5、L,屬于微咸水,水化學類型比較復雜。Pb2+在三個樣品中超標,最大濃度為0.035mg/L,超過《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)限值的3.5倍,情況非常嚴重。
　　2、首次利用MODFLOW建立了研究區(qū)地下水流數(shù)值模型,并對數(shù)值模型進行校正,擬合差小于0.441m,效果很好,說明建立的數(shù)值模型能客觀地描述了地下水流運動特征。
　　3、利用上述模型,選用正交試驗法分析了水文地質(zhì)參數(shù)對模擬結果的影響程度,通過極差

6、分析和方差分析得出給水度較滲透系數(shù)對該模型靈敏度的影響更為顯著。并從原理和計算過程與傳統(tǒng)方法進行對比分析,指出正交試驗法在地下水流數(shù)值模型參數(shù)靈敏度分析中的可靠性和優(yōu)越性。模型總靈敏度為0.51m,認為此模型比較穩(wěn)定,可以進行水位預測和溶質(zhì)運移的研究。
　　4、通過吸附試驗確定介質(zhì)對Pb2+吸附相關參數(shù),通過綜合前人在銀川平原的研究成果,確定研究區(qū)縱向彌散度aL為5m。
　　5、利用MT3DMS建立了研究區(qū)水質(zhì)模型,預測了不

7、同情況下區(qū)內(nèi)地下水鉛污染在未來20年內(nèi)在地下水流場中的影響范圍和程度。由預測結果可知正常情況下污染物的濃度隨污染物溶質(zhì)注入地下水時間的增加而顯著增大,其影響范圍也逐漸擴展開來;污染物在含水層中各個方向上均有運移,但其主要趨勢是向污染源東南擴散;20年后污染物最大平面擴散范圍約為150m,影響范圍約為12615m2,峰值濃度達到0.006mg/L,尚未超標,但濃度呈冪函數(shù)模式增長,因此需要加強水質(zhì)監(jiān)測。假設渣場發(fā)生事故情況下,污染物濃度呈