寧夏石嘴山工業(yè)園區(qū)地下水鉛污染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)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(huì)必不可少的水資源,而全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響導(dǎo)致了地下水重金屬污染有逐年加重的趨勢(shì)。重金屬污染物一旦進(jìn)入含水層不僅會(huì)污染水環(huán)境,還會(huì)嚴(yán)重危害人類及各類生物的生存。目前,我國(guó)有關(guān)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(dǎo)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(huì)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(kuò)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(jìn)行地下水重金屬污染預(yù)測(cè)研究和風(fēng)險(xiǎn)分析。本文綜合前人研究成果,結(jié)合研究區(qū)的水文地質(zhì)條件,首次利用目前國(guó)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(duì)區(qū)內(nèi)地下水重金屬污染進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。全文共分五個(gè)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(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)地下水重金屬污染的最新進(jìn)展,并提出了有待進(jìn)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(duì)地下水重金屬污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。
　　第三部分:建立研究區(qū)地下水流數(shù)值模型,并對(duì)模型進(jìn)行了參數(shù)靈敏度分析。
　　第四部分:進(jìn)行了污染物遷移轉(zhuǎn)化機(jī)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(chǔ)上,利用MT3DMS建立水質(zhì)模型,在不同情況下對(duì)研究區(qū)地下水鉛污

4、染進(jìn)行預(yù)測(cè)研究和風(fēng)險(xiǎn)分析。得到以下結(jié)論:
　　1、結(jié)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(jié)構(gòu)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(xì)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(bǔ)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(xué)類型比較復(fù)雜。Pb2+在三個(gè)樣品中超標(biāo),最大濃度為0.035mg/L,超過《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)限值的3.5倍,情況非常嚴(yán)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(duì)數(shù)值模型進(jìn)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(yùn)動(dòng)特征。
　　3、利用上述模型,選用正交試驗(yàn)法分析了水文地質(zhì)參數(shù)對(duì)模擬結(jié)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(duì)該模型靈敏度的影響更為顯著。并從原理和計(jì)算過程與傳統(tǒng)方法進(jìn)行對(duì)比分析,指出正交試驗(yàn)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(rèn)為此模型比較穩(wěn)定,可以進(jìn)行水位預(yù)測(cè)和溶質(zhì)運(yùn)移的研究。
　　4、通過吸附試驗(yàn)確定介質(zhì)對(duì)Pb2+吸附相關(guān)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(yù)測(cè)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(chǎng)中的影響范圍和程度。由預(yù)測(cè)結(jié)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(shí)間的增加而顯著增大,其影響范圍也逐漸擴(kuò)展開來;污染物在含水層中各個(gè)方向上均有運(yùn)移,但其主要趨勢(shì)是向污染源東南擴(kuò)散;20年后污染物最大平面擴(kuò)散范圍約為150m,影響范圍約為12615m2,峰值濃度達(dá)到0.006mg/L,尚未超標(biāo),但濃度呈冪函數(shù)模式增長(zhǎng),因此需要加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)。假設(shè)渣場(chǎng)發(fā)生事故情況下,污染物濃度呈