新能源鋰電池負(fù)極材料和廢舊鋰電池資源回收再生建設(shè)項(xiàng)目營(yíng)運(yùn)期地下水環(huán)境影響分析

新能源鋰電池負(fù)極材料和廢舊鋰電池資源回收再生建設(shè)項(xiàng)目營(yíng)運(yùn)期地下水環(huán)境影響分析1.1水文地質(zhì)條件（1）地形、地貌某市地形復(fù)雜，北屬嵩箕山的余脈，南屬外方山的余脈，自北而南或自南而北突然降低向中部?jī)A斜輻射。西南部和北部為淺山區(qū)，中部為北汝河平川地，其它為丘陵崗地，地面起伏，溝壑眾多，崗河相間。大小山頭1025個(gè)，全市地形西北高、東南低。土地面積1573km2，其中山區(qū)占31.8%、丘陵區(qū)占46.3%、平川占21.9％。某市位于汝河北岸，汝河的沖積地帶，汝河流域?qū)僭ノ髋_(tái)地，汝河凹陷區(qū)內(nèi)沉積了大量的厚度很大的第四紀(jì)松散沉積物，地表層為砂石、下層為砂卵石含水層。地基承載力為11-14t/m3，地震烈度按國(guó)家規(guī)定為7度設(shè)防。本項(xiàng)目位于某市東南部，廠區(qū)海拔高度209m，地勢(shì)平坦，附近不存在有開采價(jià)值的礦藏、洞穴等。1.2地層及地基土分層描述項(xiàng)目周邊區(qū)域45.0m深度內(nèi)揭露的地第四系全新統(tǒng)沖積、上更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)沖洪積物，共分為9個(gè)工程地質(zhì)單元層和1個(gè)工程地質(zhì)單元亞層。從上至下各單元層的特征見表5-21所示。表5-21項(xiàng)目區(qū)域土地各單元層特性一覽表（從上至下）序號(hào)名稱厚度（m）特性1（Q4ml）耕土0.6雜色，稍濕，松散，含有植物根系1.1（Q4ml）雜填土1.72雜色，稍密，稍濕。含較多碎磚渣等建筑垃圾，局部有植物根系等2（Q4al）粉土4.84褐黃色，稍濕，稍密-中密，含少量蝸牛殼碎片，搖震反應(yīng)中，干強(qiáng)度低，韌性低3（Q3al+pl）粉土4.08黃褐色，稍濕，中密，含有鈣絲，偶見小直徑的鈣質(zhì)結(jié)核，搖震反應(yīng)中，干強(qiáng)度低，韌性低。4（Q2al+pl）粉質(zhì)粘土6.52淺褐黃色，硬塑，含有黑色斑點(diǎn)，切面稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性中5（Q2al+pl）粉質(zhì)粘土4.07淺褐紅色，硬塑，含有黑色斑點(diǎn)。切面稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性中6（Q2al+pl）粉質(zhì)粘土5.51淺褐黃-褐黃色，硬塑，含直徑2-3cm的鈣質(zhì)結(jié)核，切面稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性中7（Q2al+pl）粉質(zhì)粘土8.38淺褐黃色，硬塑，含直徑2-3cm的鈣質(zhì)結(jié)核，切面稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性中8（Q2al+pl）粉質(zhì)粘土6.03棕黃色，硬塑，含有黑點(diǎn)及少量鈣質(zhì)結(jié)核，切面稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性中9（Q2al+pl）粉質(zhì)粘土/棕黃色，硬塑，含直徑2-3cm的鈣質(zhì)結(jié)核，切面稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性中1.3不良地質(zhì)作用項(xiàng)目場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面沉降和活動(dòng)斷裂等不良地質(zhì)作用。也未發(fā)現(xiàn)古河道、暗浜、孤石對(duì)工程不利的埋藏物。1.4區(qū)域水文地質(zhì)圖地下水流向項(xiàng)目廠址地下水流向項(xiàng)目廠址圖5-1區(qū)域水文地質(zhì)圖1.5地下水補(bǔ)給及環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀（1）地下水類型、埋深及變幅項(xiàng)目擬建廠址地下水位約12m左右，區(qū)域地下水類型為潛水，地下水流向?yàn)槲鞅毕驏|南，其補(bǔ)給來源主要為大氣降水，主要消耗于蒸發(fā)及徑流排泄，水位年變化幅度在2.0m左右。項(xiàng)目基坑開挖、地基處理及樁基施工均不考慮地下水的不利影響。（2）評(píng)價(jià)區(qū)域地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀情況根據(jù)地下水現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)因子均滿足《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目所在區(qū)域地下水質(zhì)量良好。1.6地下水等級(jí)判斷及評(píng)價(jià)范圍確定（1）評(píng)價(jià)等級(jí)項(xiàng)目雖然周邊分布村莊較多，但均不構(gòu)成集中式地下水飲用水源，且項(xiàng)目距離村莊較遠(yuǎn)，根據(jù)地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作劃分原則，本項(xiàng)目地下水評(píng)價(jià)等級(jí)辨別結(jié)果見表5-22。表5-22地下水評(píng)價(jià)等級(jí)判別表項(xiàng)目類別地下水環(huán)境敏感等級(jí)程度分級(jí)評(píng)價(jià)等級(jí)廢電池的加工、再生利用其他地區(qū)/報(bào)告書-=3\*ROMANIII類（本項(xiàng)目廢舊鋰電池不屬于危險(xiǎn)廢物）不敏感三級(jí)根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則-地下水環(huán)境》（HJ610-2016）要求，本次地下水評(píng)價(jià)等級(jí)為三級(jí)。（2）評(píng)價(jià)范圍本項(xiàng)目地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)范圍參考導(dǎo)則中推薦的調(diào)查評(píng)價(jià)范圍：三級(jí)評(píng)價(jià)取6km2。具體范圍為，廠址上游1km，兩側(cè)1km，下游2km的矩形范圍。1.7地下水環(huán)境影響預(yù)測(cè)（1）預(yù)測(cè)時(shí)間污水對(duì)地下水的影響是無意間排放的，加之地下水隔水性能的差異性、含水層、土壤層分布的各項(xiàng)異性等原因，對(duì)地下水的預(yù)測(cè)只能建立在人為的假設(shè)基礎(chǔ)之上，預(yù)測(cè)不同情況下的污染變化。預(yù)測(cè)時(shí)間按擬建項(xiàng)目運(yùn)行期間的相關(guān)時(shí)間段進(jìn)行。（2）預(yù)測(cè)范圍本項(xiàng)目運(yùn)行中，生產(chǎn)廢水主要為清洗廢水，廢水污染物濃度較高（COD、氟化物），生產(chǎn)廢水經(jīng)預(yù)處理后，與生活污水排入廠區(qū)污水處理站處理。因此，本次預(yù)測(cè)廠區(qū)污水處理站處發(fā)生泄漏的情景。（3）預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)測(cè)因子根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，區(qū)內(nèi)孔隙水主要供給居民生活飲用。故本次地下水以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848—93）III類水為標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)工程的主要污染物情況，主要污染因子為COD、氨氮、SS、總磷和氟化物，本次地下水影響預(yù)測(cè)選擇污染負(fù)荷較大的氟化物、COD為污染因子，進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)。（4）預(yù)測(cè)模型建立及參數(shù)選?、偎矔r(shí)泄漏時(shí)污染模型的建立場(chǎng)址區(qū)地下水由西北向東南徑流，地下水類型為碎屑巖類孔隙裂隙水，地下水動(dòng)力場(chǎng)較穩(wěn)定，為一維穩(wěn)定流，因此污染物在含水層中的遷移，可概化為瞬時(shí)注入示蹤劑（平面瞬時(shí)點(diǎn)源）的一維穩(wěn)定流動(dòng)二維水動(dòng)力彌散問題，當(dāng)取平行地下水流動(dòng)的方向?yàn)閤軸正方向時(shí)，則求取COD濃度分布模型如下：式中：x，y—計(jì)算點(diǎn)處的位置坐標(biāo)；t—時(shí)間，d；C(x，y，t)—t時(shí)刻點(diǎn)x，y處的示蹤劑濃度，mg/L；M—含水層的厚度，m；mM—長(zhǎng)度為M的線源瞬時(shí)注入的示蹤劑質(zhì)量，kg；u—水流速度，m/d；n—有效孔隙度，無量綱；DL—縱向x方向的彌散系數(shù)，m2/d；DT—橫向y方向的彌散系數(shù)，m2/d②連續(xù)泄漏污染模型的建立正常情況下，污水管線發(fā)生泄漏不易發(fā)現(xiàn)，其污染物運(yùn)移可概化為連續(xù)注入示蹤劑—平面連續(xù)點(diǎn)源的一維穩(wěn)定流動(dòng)二維水動(dòng)力彌散問題，取平行地下水流動(dòng)的方向?yàn)閤軸正方向，則求取污染物濃度分布的模型如下：式中：x，y——計(jì)算點(diǎn)處的位置坐標(biāo)；t——時(shí)間，d；C(x，y，t)—t時(shí)刻點(diǎn)x，y處的示蹤劑濃度，mg/L；M—含水層的厚度，m；mM—單位時(shí)間注入的示蹤劑質(zhì)量，kg/d；u—水流速度，m/d；n—有效孔隙度，無量綱；DL—縱向x方向的彌散系數(shù)，m2/d；DT—橫向y方向的彌散系數(shù)，m2/d；③預(yù)測(cè)參數(shù)選取污染物運(yùn)移模型參數(shù)的確定如下：一、外泄污染物質(zhì)量（m）1、瞬時(shí)泄漏情景假如污水處理站或管網(wǎng)出現(xiàn)了較大的局部破裂，造成泄漏事故，假設(shè)本項(xiàng)目污水池在運(yùn)營(yíng)期池底出現(xiàn)5m2的裂縫，水池有水，池水進(jìn)入地下屬于有壓滲透，按照達(dá)西公式計(jì)算泄露源強(qiáng)，計(jì)算公式如下：式中：Q——滲入到地下的污水量，m3/d；Ka——地面垂向滲透系數(shù)，m/d，取0.25m/d；H——池內(nèi)水深，m，取3m；D——地下水埋深，m，取12m；A——裂縫為污水池池底裂縫總面積，m2，取5m2.本項(xiàng)目工藝混合廢水COD濃度為600mg/L、氟化物濃度為3.56mg/L。由于較大的裂縫易被發(fā)覺，設(shè)定在泄漏至約5天時(shí)間內(nèi)處理完畢，滲漏水按照滲透的方式經(jīng)過包氣帶向下運(yùn)移，把滲漏的量當(dāng)成不被包氣帶吸附和降解而全部進(jìn)入含水層計(jì)算，不考慮滲透本身造成的時(shí)間滯后。經(jīng)計(jì)算：滲入到地下污水量：Q=0.25m/d×（3m+12m）÷12m×5m2=1.56m3/dCOD滲水質(zhì)量為：1.56m3/d×600g/m3×5d=4680g氟化物滲水質(zhì)量為：1.56m3/d×3.56g/m3×5d=27.8g2、長(zhǎng)期泄漏情景假如污水處理站或管網(wǎng)出現(xiàn)了較小的局部破裂，造成泄漏事故，假設(shè)本項(xiàng)目污水池在運(yùn)營(yíng)期池底出現(xiàn)約為0.2m2的裂縫。由于較小的裂縫不易被發(fā)覺，假如本項(xiàng)目污水處理站的破裂而不能夠被發(fā)現(xiàn)，滲漏水按照滲透的方式經(jīng)過包氣帶向下運(yùn)移，把滲漏的量當(dāng)成不被包氣帶吸附和降解而全部進(jìn)入含水層計(jì)算，不考慮滲透本身造成的時(shí)間滯后。經(jīng)計(jì)算：滲入到地下污水量：Q=0.25m/d×（3m+12m）÷12m×0.2m2=0.088m3/dCOD滲水質(zhì)量為：0.088m3/d×600g/m3=52.8g/d氟化物滲水質(zhì)量為：0.088m3/d×3.56g/m3=0.31g/d二、水流速度（u）根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告中的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域勘察、試驗(yàn)資料，項(xiàng)目區(qū)松散巖類孔隙含水層的有效孔隙度n=0.5，K=0.25m/d；據(jù)調(diào)查，項(xiàng)目區(qū)地下水由西北向東南方向徑流，平均水力梯度在6.7‰左右。u=v/n=KI/n=0.25×6.7/1000/0.5=0.00335m/d三、縱向x方向的彌散系數(shù)DL、橫向y方向的彌散系數(shù)DT根據(jù)環(huán)保部環(huán)境工程評(píng)估中心“關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)保部評(píng)估中心《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則-地下水環(huán)境》專家研討會(huì)意見的通知”有關(guān)精神可知，根據(jù)已有的地下水研究成果表明，彌散試驗(yàn)的結(jié)果受試驗(yàn)場(chǎng)地的尺度效應(yīng)影響明顯，其結(jié)果應(yīng)用受到很大的局限性。參考Gelhar等人關(guān)于縱向彌散度與觀測(cè)尺度關(guān)系的理論，根據(jù)本次污染場(chǎng)地的研究尺度，模型計(jì)算中縱向彌散度選用10.0m。由此計(jì)算場(chǎng)址區(qū)松散巖類孔隙含水層中的縱向彌散系數(shù)：DL=αL×u=10.0×0.00335m/d=0.0335(m2/d)；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般DT=0.1DL，因此DT取為0.00335(m2/d)。（6）瞬時(shí)泄漏時(shí)污染預(yù)測(cè)根據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)模型的公式推導(dǎo)，可以看出污染物對(duì)地下水的超標(biāo)范圍以橢圓的形式向地下水流向下游方向擴(kuò)展、運(yùn)移，隨時(shí)間推移范圍不斷擴(kuò)大，至最大超標(biāo)范圍后，隨著地下水的稀釋作用，超標(biāo)范圍又慢慢減小，直至地下水中無污染物超標(biāo)。表5-23各階段COD對(duì)地下水環(huán)境超標(biāo)范圍預(yù)測(cè)表預(yù)測(cè)時(shí)間（a）下游最大濃度值（mg/L）最遠(yuǎn)超標(biāo)距離（m）最遠(yuǎn)影響距離（m）139.43850227.85474322.76693517.685128813.9無超標(biāo)1741012.4無超標(biāo)203表5-24各階段氟化物對(duì)地下水環(huán)境預(yù)測(cè)表9.21預(yù)測(cè)時(shí)間（d）下游最大濃度值（mg/L）最遠(yuǎn)超標(biāo)距離（m）最遠(yuǎn)影響距離（m）201.742.13.07400.87未超標(biāo)3.14600.58未超標(biāo)3.2800.44未超標(biāo)3.271000.35未超標(biāo)3.342000.17未超標(biāo)低于檢出限3000.12未超標(biāo)低于檢出限3600.1未超標(biāo)低于檢出限COD在地下水中的運(yùn)移預(yù)測(cè)顯示，在含水層的最大超標(biāo)距離為85m，COD對(duì)地下水的超標(biāo)范圍經(jīng)歷了先增大后減小的過程，初期COD的超標(biāo)范圍以近似橢圓的形式向地下水流向下游方向擴(kuò)展、運(yùn)移；隨后隨著地下水的稀釋作用，超標(biāo)范圍又慢慢減小。氟化物最遠(yuǎn)超標(biāo)距離僅為2.1m，隨著時(shí)間的推移和水的稀釋作用，40d后基本無超標(biāo)現(xiàn)象。（7）連續(xù)泄漏時(shí)污染預(yù)測(cè)根據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)模型的公式推導(dǎo)，可以看出污染物對(duì)地下水的超標(biāo)范圍以近似橢圓形式向地下水流向下游方向擴(kuò)展、運(yùn)移，隨時(shí)間推移超標(biāo)范圍逐漸擴(kuò)大。表5-25各階段COD對(duì)地下水環(huán)境超標(biāo)范圍預(yù)測(cè)表預(yù)測(cè)時(shí)間（年）最大超標(biāo)距離（m）151101572016630166本次預(yù)測(cè)主要考慮污染物連續(xù)泄漏1年、10年和20年時(shí)污染暈的運(yùn)移情況。將前面各水文地質(zhì)參數(shù)的數(shù)值和各因子的濃度代入模型，求得隨著時(shí)間的推移，污染暈逐漸向下游擴(kuò)展，污染范圍越來越大，并整體呈一橢圓形向地下水流向下游方向擴(kuò)展、運(yùn)移，COD最大超標(biāo)距離166m。（8）對(duì)周邊飲用水源的影響分析根據(jù)調(diào)查，某市產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)供水，供水單位為華星（平頂山）水務(wù)有限公司，供水水源為北汝河地表水，區(qū)內(nèi)現(xiàn)有村莊水井作為備用水源。根據(jù)前述預(yù)測(cè)結(jié)果，瞬時(shí)泄漏時(shí)COD最大超標(biāo)距離為203m，連續(xù)泄漏時(shí)COD最大超標(biāo)距離為166m，廠址下游最近村莊為西北側(cè)2380m處的虎頭村，不在影響范圍內(nèi)。1.8地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)論本工程建成后，對(duì)區(qū)域地下水的影響途徑主要有：（1）在主要生產(chǎn)區(qū)，廢水在管道輸送過程中跑冒滴漏而污染地下水；（2）廠區(qū)污水處理站處理設(shè)施滿水、漏水等事故，或者在操作不當(dāng)或設(shè)備長(zhǎng)期使用而得不到及時(shí)維護(hù)的情況下，發(fā)生事故排水而污染地下水；（3）本工程所排放的大氣污染物降至地面，經(jīng)大氣降水進(jìn)入地下水。本工程對(duì)地下水環(huán)境的最大影響來自于含油廢水處理站的廢水下滲，經(jīng)以上預(yù)測(cè)可知，事故狀態(tài)下污水對(duì)地下水水質(zhì)的影響根據(jù)建立的污染預(yù)測(cè)模型分析可知：根據(jù)預(yù)測(cè)，連續(xù)泄漏條件下，隨時(shí)間推移COD的超標(biāo)范圍逐漸擴(kuò)大，污水泄漏對(duì)地下水環(huán)境的影響較明顯。評(píng)價(jià)建議項(xiàng)目采取嚴(yán)格可靠的防滲防漏和監(jiān)測(cè)措施以減小地下水產(chǎn)生的影響。本工程廠內(nèi)采用雨污分流、清污