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特刊·上篇 思地下水污染防治之路
2020-05-26

引言

随着过去半个多世纪以来我国的快速工业化,国内地下水大多受到了不同程度的污染。根据《2018中国生态环境状况公报》显示,我国地下水水质为较差和极差的监测点占比近七成以上,整体来看地下水污染形势不容乐观。笔者结合自身从事近20年的地下水污染调查和修复经验,通过《思地下水污染防治之路》和《助地下水污染防治之行》上、下两篇文章,对国内外地下水污染防治相关内容进行简要梳理,并寄予深切希冀。宝航环境愿与从业同仁一起,为我国地下水污染防治工作全力以赴以尽绵薄之力。

根据水利部发布的《2018年度中国水资源公报》显示,我国地下水资源量为8246.5亿m3,约占全国水资源总量的1/3;地下水源供水量976.4亿m3,占全国供水总量的16.2%。地下水是重要的饮用水源,全国近70%人口饮用地下水。

《2018中国生态环境状况公报》显示,全国31个省(区、市)10168个国家级地下水水质监测点中,Ⅰ~Ⅲ类水质占23.9%,Ⅳ类占29.2%,Ⅴ类占46.9%,其中2833处浅层地下水监测井的水质较差。综合来看,地下水水质为较差和极差的监测点占比近七成以上,我国地下水污染形势不容乐观,且污染主要分布在华北平原、松辽平原、江汉平原和长江三角洲等地区。

自2013年开始,沧县小朱庄地下水污染、腾格里沙漠周边工业园区或企业非法向沙漠排污、4.11兰州自来水苯含量超标、山东潍坊污水回灌、华北平原渗坑偷排等为代表的地下水污染事件陆续发生,伴随地下水污染已经或潜在对饮用水源产生的影响,其重视程度也日益显著。

、管理框架

2011年8月国务院常务会议讨论通过的《全国地下水污染防治规划(2011~2020年)》为我国地下水污染防治工作的重要里程碑,之后管理框架的主要节点如下:

2011年,环保部发布《全国地下水污染防治规划(2011-2020年)》

提出“我国将投资346.6亿元防治地下水污染”。为落实规划,环保部会同国土资源部、水利部于2011年初,启动了全国地下水基础状况调查评估工作,重点针对重要饮用水源及重要污染源(工业危废堆存场、垃圾填埋场、矿山开采区、石油化工生产销售区、污灌区、重点工业园区等)进行调查评估。

2013年,环保部、国土部、住建部和水利部联合发布《华北平原地下水污染防治工作方案(2012-2020年)》

我国第一个针对区域地下水污染防治工作方案。提出“到2020年年底,全面监控华北平原地下水环境质量和污染源状况;科学开展地下水污染修复示范;重点区域地下水水质有所改善;地下水饮用水源水质明显改善;地下水环境监管能力全面提升,地下水污染风险得到有效防范”。

2015年,国务院印发《水污染防治行动计划》

提出“到2020年,全国水环境质量得到阶段性改善,污染严重水体较大幅度减少,饮用水安全保障水平持续提升,地下水超采得到严格控制,地下水污染加剧趋势得到初步遏制”。

2017年,《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)发布

替代《地下水环境质量标准》(GB/T14848-1993),于201851日起实施。地下水水质指标由原来的39项增加至93项,共增加了54项,其中有机污染指标增加了47项。

2018年,生态环境部印发《生态环境损害鉴定评估技术指南 土壤与地下水》

国务院机构部门改革,将原来分散于国土、水利等部门的地下水污染防治职能整合后纳入新成立的生态环境部由土壤生态环境司具体负责管理,土壤生态环境司专门下设地下水生态环境。同年印发《生态环境损害鉴定评估技术指南 土壤与地下水》,规范涉及土壤与地下水的生态环境损害鉴定评估工作,为环境管理与环境司法提供依据。

20193月,生态环境部、自然资源部、住房城乡建设部、水利部、农业农村部五部委联合印发《地下水污染防治实施方案》

要求“加快推进地下水污染防治各项工作”,包括保障地下水型饮用水源环境安全、建立健全法规和标准规范体系、建立地下水环境监测体系、加强地下水污染协同防治、以落实《水十条》任务及试点示范为抓手推进重点污染源风险防控(持续开展调查评估、开展防渗改造、公布地下水污染场地清单并开展修复试点、实施报废矿井、钻井、取水井封井回填、开展试点示范并确认试点示范区名单)。

20195月,生态环境部组织建设“2019年度水污染防治中央储备库”

首次单独提出“地下水污染修复与管控”分项。实施方案由地市级行政区及以上城市相关部门组织编制,经地市级行政区及以上政府批复,最终由生态环境部组织评审入库。

20196月,生态环境部发布《污染地块地下水修复和风险管控技术导则》(HJ25.6-2019)

针对污染地块地下水修复和风险管控的技术方案制定、工程设计与施工、工程运行与监测、效果评估和后期环境监管等各环节提出了具体的管理要求。

20199月,生态环境部发布《地下水污染防治分区划分工作指南》《地下水污染健康风险评估工作指南》《地下水污染模拟预测评估工作指南》《地下水环境状况调查评价工作指南》正式修订版

适应新时期地下水污染防治工作需求。

201910月,生态环境部启动第一批地下水污染防治试点申报工作

以地市级及以上城市生态环境部门为申报主体,各地可选择典型污染源防渗改造、地下水污染修复、废弃井封井回填中的一个或多个试点项目进行申报。

2020年2月,生态环境部发布《地下水污染源防渗技术指南(试行)》和《废弃井封井回填技术指南(试行)》,并启动第二批地下水污染防治试点申报工作

针对以石化生产存贮销售企业为代表的工业企业、尾矿库、危废处置场、垃圾填埋场等区域进行必要的防渗处理并且对废弃矿井钻井和取水井的封井回填工作提出了具体的要求

2020年3月,生态环境部办公厅印发《地下水污染防治试点工作方案》

从基本原则、组织实施、试点评估和保障措施4个方面做好推进地下水污染防治试点工作。全国共有18个省(市)的49个项目入选第一批地下水污染防治试点项目。

、实施现状

由于地下水污染具有隐蔽性、复杂性,其治理难度和成本评估也相对复杂,因此在地下水污染防治方面,国内早期具有较大畏难情绪或顾虑,多为发生环境事件或环境风险不可接受时,采取环境应急处理方式进行应对。尽管我国上世纪末已启动了针对保护地下水型饮用水源的污染防治工作,但国内地下水污染修复和风险管控工作主要还是从21世纪后才得以逐渐开展。

Ø 地下水污染调查

2011—2017年,环保部会同有关部门开展了全国地下水基础环境状况调查评估工作,作为《全国地下水污染防治规划(2011-2020年)》中优先实施的重要项目,是地下水环境监管的重要基础。该项工作围绕查清地下水饮用水水源地环境状况及人为污染成因的目标,重点针对地下水饮用水水源地、垃圾填埋场、危险废物处置场、矿山开采区、石油化工生产销售区、农业污染源、高尔夫球场、重点工业园区等“双源”(地下水饮用水水源和污染源)及典型城市群、井灌区、岩溶区等区域开展地下水调查评估工作,初步掌握了城镇集中式地下水型饮用水源、农村集中式地下水型饮用水源和地下水污染源的基本信息、环境管理状况。

随后,生态环境部于2018—2019年组织了在典型工业园区周边开展的地下水环境状况调查和风险评估,针对化工行业出现的地下水污染问题,提出污染防控对策建议。

Ø 地下水污染治理

相对于地下水污染调查,我国地下水污染治理起步更晚。在2011-2016年的全国地下水基础环境状况调查评估工作实施过程中,笔者有幸参与了其中由清华大学牵头完成的“地下水修复(防控)方案评估”子课题,研究内容包括了选择典型矿山开采和建设用地污染场地,编制地下水污染修复方案及完善地下水污染修复(防控)工作指南等工作,但囿于种种原因,选定污染场地的地下水修复并未开展。2015-2016年左右,为贯彻落实《水污染防治行动计划》,环保部曾考虑推进地下水环境保护和污染修复试点项目,但也未能实现。

目前,国内绝大部分污染场地修复工程仍多聚焦于污染土壤的修复,虽然近几年污染地下水的修复逐渐增多,尤其是《土壤污染防治法》要求土水修复一体化并于2019年1月1日正式生效后。但正如笔者之前参与撰写的《分析了873个项目,土壤修复市场原来是这样的【下篇-工程篇】》所提到,2019年超过75%的项目仍聚焦于土壤修复,土壤和地下水一体化修复占比12.08%,纯地下水修复项目也仅占3.75%。

近几年国家开始逐步加大地下水污染防治的支持力度。2019年4月,国家下拨的中央水污染防治专项资金中,首次将地下水污染防治项目纳入其中;2019年5月,开展地下水污染防治项目中央储备库建设;2019年10月,开展第一批地下水污染防治试点项目申报工作;2020年2月,开展第二批地下水污染防治试点项目申报工作;2020年3月,生态环境部办公厅印发《地下水污染防治试点工作方案》,全国共有18个省(市)的49个项目入选第一批地下水污染防治试点项目;2020年4月,生态环境部组织评选的“生态环境损害赔偿磋商十大典型案例”中,共有4件涉地下水污染的典型案例,对于指导各地开展地下水污染防治工作具有进一步指导意义。

毕竟与欧美已开展地下水修复超过三四十年的国家相比,我国地下水修复工作起步相对较晚,虽然近十年在法律法规及标准的制定和项目实施的认知、技术与管理水平等方面已经取得长足进展,但无论是地下水修复和风险管控的模式、技术多样性、技术应用熟练程度、土壤地下水协同修复,还是在实施成本和二次污染控制方面,与国外先进水平尚有相当差距。整体而言,国内地下水修复和风险管控的实施现状主要体现在以下几个方面:

污染治理驱动类型:据不完全统计,工业企业搬迁地块产生的地下水修复和风险管控项目所占比例超过90%,在产企业及基于保护地下水型饮用水源的地下水修复和风险管控项目合计不足10%。而后者主要源于国家地下水监测点的水质异常、中央和省级环保督查的问题反馈,以及近两年开始施行的重点行业企业土壤和地下水自行监测,或者环境突发事件,因此在本质上多属于政策驱动型。

治理责任方有疑虑:地下水污染可采取修复、风险管控或二者相结合的治理方式。按照目前相关管理规定,尤其对于工业企业搬迁地块,采取风险管控方式在一定程度上会限制地块的后续开发。如《土壤污染防治法》中规定“未达到土壤污染风险评估报告确定的风险管控、修复目标的建设用地地块,禁止开工建设任何与风险管控、修复无关的项目”,《污染地块地下水修复和风险管控技术导则》(HJ 25.6-2019)中要求实施风险管控的地块原则上应开展后续环境监管(长期环境监测和制度控制),但具体落实难度较大。因此,污染治理责任方通常会更倾向于彻底修复(如“最直接”的抽出处理或“地毯式无死角”的原位修复),但由于地下水污染治理的特异性,对修复工期、修复成本、修复目标的预期也往往与实际情况偏离较大。

治理专业机构亦困惑:对于污染地块的地下水修复和风险管控,目前基本上仅局限于地块红线内,下游红线外的地下水污染缺少关注,且受限于各方面原因也不易开展。此外,无论是哪种驱动类型的污染治理,国内地下水的修复周期往往被期于较不合理的缩短,因此在修复目标、修复周期、修复技术、修复成本上存在较多问题。

污染类型与治理技术:结合国情及现存污染修复信息梳理,我国地下水中常见特征污染物包括但不限于六价铬、砷、氨氮、硝氮、石油烃、苯系物、硝基苯、氯苯、氯苯酚类、苯酚类、氯代烃(以氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷为主,欧美则常见三氯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烷等)、有机磷农药或其他有异味化合物等。国内目前常用的地下水修复和风险管控技术则包括抽出处理、原位化学氧化/还原、原位生物修复、反应性/工程阻隔、原位加热修复、监控自然衰减等。

ü 抽出-处理是国内目前最为主流的地下水修复技术,除通过抽出井抽出地下水方式外,更多是与土壤修复过程中的基坑降水相结合。但对于抽出后的污染地下水,目前国内处理工艺相对单一(如国外处理挥发性有机污染地下水常用的Air Stripper设备在国内并不普遍),且由于一般情况下场地及周边地下水历史水文信息都相对缺乏,应用地下水模型模拟优化的成功案例并不多。

ü 原位化学氧化(ISCO)技术在国内有机污染地下水修复中已得到广泛应用,但对于该技术应用时常出现的反弹现象研究和关注尚不够;原位化学还原(ISCR)技术应用于六价铬污染地下水修复逐渐增多,且应用水平已逐渐成熟并与国外先进水平看齐,但在氯代烃污染地下水乃至存在重质非水相液体(DNAPL)的规模化修复工程中应用还比较少见。

ü 原位微生物修复和反应性/工程阻隔技术大多停留在中试规模,大规模应用的案例并不多。

ü 原位加热协同修复污染土壤及地下水的案例逐渐增多,监测自然衰减(MNA)技术逐渐得到了更广泛的认可和应用。

ü 除上述情况外,污染治理实施开展的前期准备工作尚有不足。首先,完成充分且有深度技术可行性评估(如小试、中试)并不多见;其次,工程实施与前期场地调查存在一定脱节,尤其对于水文地质方面的调查深度往往不够,且一般情况下仅关注孔隙水,对基岩裂隙水、岩溶水的调查较少;最后,对地下水污染成因和污染物迁移转化规律刻画精确度略有欠缺,尤其是DNAPL污染场地。


整体而言,虽然我国地下水污染防治工作起步较晚,在实施和管理方面仍有待完善,但近年来国家日益加大地下水污染防治力度,对实现美丽中国和生态文明建设具有重要的积极意义。