化工园区地下水污染检测的监测井布设与样品保存要求

化工园区是工业污染物的集中排放区域，地下水污染具有污染物种类复杂（如重金属、有机物、挥发性物质）、迁移路径隐蔽、治理难度大等特点。监测井布设是捕捉地下水污染信号的“侦察哨”，直接决定能否准确掌握污染物的分布与迁移规律；而样品保存则是确保检测数据真实性的“最后一道防线”——若样品在保存过程中发生成分变化，前期的布点与采集工作都将失去意义。本文结合化工园区的实际场景，详细阐述监测井布设的关键要求与样品保存的实操细节。

监测井布设的核心原则：贴合园区污染特征

监测井布设的第一原则是“控源优先”——需围绕园区内的高风险污染源密集区布设，如化学品储罐区、危废暂存库、污水处理站、地下管线检查井等。这些区域是污染物泄漏的“源头”，监测井需布设在污染源的地下水流向下游侧，距离污染源边界10-30米范围内，确保能第一时间捕捉到泄漏的污染物。例如，某化工园区的汽油储罐区曾发生泄漏，监测井布设在储罐区下游20米处，成功监测到地下水中的苯浓度超标，为及时治理提供了依据。

第二原则是“区域覆盖”——需覆盖园区的功能分区，包括生产区、仓储区、行政办公区及园区边界外的敏感点（如周边居民区、农田）。生产区的监测井要兼顾不同生产车间的污染物类型（如合成树脂车间排放的氯乙烯、农药车间排放的有机磷）；仓储区要关注危化品的储存方式（如桶装化学品的渗漏风险）；边界外的监测井则用于判断污染是否扩散至园区外。

第三原则是“水文地质适配”——需结合园区的地下水流向、含水层类型与厚度调整布点。例如，若园区地下水流向为自西向东，监测井需沿东西方向延伸，在下游设置“跟踪井”；若含水层为厚度15米的孔隙含水层，监测井深度需打到含水层底部（即15米深），确保能监测到整个含水层的污染情况；若为裂隙含水层（如花岗岩地区），则需增加监测井的垂向分层，因为污染物可能沿裂隙垂直迁移。

监测井布设的前期调查：数据是布点的基础

前期调查需收集三类关键数据：一是水文地质资料，包括区域地质图、钻孔日志、地下水流速监测数据（如用示踪剂测试得到的流速为0.5米/天）、含水层渗透系数（如孔隙含水层的渗透系数为1×10⁻³厘米/秒）。这些数据能帮助判断污染物的迁移速度——若流速较快，监测井间距需缩小至50米以内；若流速较慢，间距可扩大至100米。

二是污染源排查数据，需梳理园区内所有污染物的类型、排放量与排放位置：如某农药园区的主要污染物为六六六、敌敌畏，排放点为生产车间的废水排放口；某染料园区的主要污染物为重金属镉、铬，来自颜料车间的污泥堆放场。这些数据能明确监测井需针对的污染物种类，避免“盲目布点”。

三是现有监测井评估——需检查园区内已有的监测井是否有效：如部分老监测井因井管腐蚀（如铁质井管生锈导致重金属污染）、滤料堵塞（如泥沙进入滤水管），已无法准确监测；或因园区扩建，原有监测井未覆盖新增的生产区域，需补设新井。

监测井的结构设计：细节决定监测有效性

监测井的井管材质需选择化学稳定性强的材料，优先选用PVC-U管（聚氯乙烯）或不锈钢管，避免使用镀锌管（易释放锌离子）、铸铁管（易生锈）。井管的内径需≥100毫米，便于采样器下放；滤水管（用于与含水层接触的部分）需采用带孔PVC管，孔隙率≥20%，孔眼直径2-3毫米，防止含水层颗粒进入井管。

滤料填充是关键细节——需选择与含水层颗粒级配匹配的石英砂（如含水层颗粒直径为0.1-0.5毫米，滤料直径为0.5-2毫米），填充高度需超过滤水管上下各0.5米，确保滤料能过滤含水层中的泥沙，同时不阻碍地下水进入井管。填充时需分层夯实，避免出现“架空”现象（即滤料未填满，导致泥沙进入井管）。

止水措施需彻底——用于隔离不同含水层，防止上层潜水与下层承压水串层污染。常用的止水材料是膨润土球（直径10-20毫米），需填充在滤水管上方1-2米处，长度≥1米；若含水层之间的隔水层较薄，需用水泥浆灌注，确保止水效果。例如，某园区的监测井因止水不彻底，导致上层潜水的污染物渗入下层承压水，影响了对承压水的监测结果。

监测井的深度：匹配污染物的垂向分布

监测井的深度需根据污染物的“相态”调整：对于轻质非水相液体（LNAPL，如汽油、柴油），其密度小于水，会漂浮在地下水面上，监测井深度需超过地下水面1-2米，确保能采集到LNAPL层的样品；对于重质非水相液体（DNAPL，如三氯乙烯、四氯化碳），其密度大于水，会下沉至含水层底部，监测井需打到含水层底部以下0.5米，才能监测到DNAPL的存在。

对于溶解态污染物（如重金属离子、溶解的有机物），监测井深度需覆盖整个含水层厚度。例如，若含水层厚度为20米，地下水位埋深5米，监测井深度需达到25米（地下水位以下20米），确保能采集到含水层不同深度的样品，分析污染物的垂向分布特征——如某园区的铬污染，在地下水位以下5米处浓度最高，15米处浓度降低，说明铬主要集中在含水层的上部。

样品保存的核心目标：保持“原始状态”

样品保存的核心是防止污染物在保存过程中发生物理变化（如挥发、沉淀）、化学变化（如氧化、降解）或生物变化（如微生物分解）。例如，地下水中的挥发性有机物（VOCs）若未密封保存，会因挥发导致浓度降低；重金属离子（如铁、锰）若未加固定剂，会因氧化生成沉淀，无法准确检测。

为实现这一目标，样品保存需遵循“及时、针对性、防污染”三个要求：“及时”指样品采集后1小时内完成保存处理；“针对性”指根据污染物类型选择保存方法；“防污染”指避免样品与外界环境接触（如用一次性采样器、避免样品瓶重复使用）。

物理保存方法：控制环境条件

物理保存方法主要通过控制温度、光照与密封性来保持样品特性。最常用的是“冷藏”——将样品放入4℃以下的冷藏箱（如便携式冰箱），适用于大部分污染物（如重金属、有机物、营养盐）。冷藏能抑制微生物的活动，减缓有机物的降解速度。例如，地下水中的总磷样品，冷藏保存可将降解率从常温下的30%降低至5%以内。

“避光”适用于光敏性污染物，如苯并芘、多环芳烃（PAHs）。这些污染物在光照下会发生光解反应，导致浓度降低。需用棕色玻璃瓶采集样品，并用黑色塑料袋包裹，避免光线直射。

“密封”适用于挥发性污染物（如VOCs、硫化氢）。需使用带聚四氟乙烯垫片的玻璃瓶盖，拧紧后用石蜡密封，防止污染物挥发。例如，采集VOCs样品时，需用“吹扫捕集瓶”（一种特殊的密封瓶），确保样品在运输过程中无挥发。

化学保存方法：针对性抑制反应

化学保存方法通过添加固定剂来抑制污染物的变化。不同污染物的固定剂选择不同：

——重金属：需加硝酸（HNO₃）调pH至2以下，防止重金属离子沉淀。例如，铅、镉、铜等重金属在中性条件下会生成氢氧化物沉淀，加硝酸后，pH降低，沉淀溶解，保持离子状态。固定剂的添加量需根据样品体积调整——每100毫升样品加1毫升浓硝酸（65%）。

——有机物：需加抗坏血酸（维生素C）抑制氧化，或加甲醇抑制微生物降解。例如，地下水中的有机磷农药（如敌敌畏），加抗坏血酸后可防止其氧化为无毒的磷酸酯；对于苯系物，加甲醇可减缓微生物对苯的分解。

——氰化物：需加氢氧化钠（NaOH）调pH至12以上，防止氰化物挥发（氰化氢的沸点为26℃，酸性条件下易挥发）。例如，某园区的电镀车间排放含氰废水，样品加氢氧化钠后，氰化物的保存率从80%提高至95%。

不同污染物的保存时间限制

样品的保存时间需严格遵守国家标准（如《地下水环境监测技术规范》HJ/T 164-2004），超过时间限制的样品需重新采集。常见污染物的保存时间如下：

——挥发性有机物（VOCs）：24小时内分析，因VOCs的挥发速度快，超过24小时后浓度会显著降低；

——重金属（如铅、镉、铬）：7天内分析，若冷藏保存可延长至14天；

——半挥发性有机物（如多环芳烃、有机氯农药）：14天内分析；

——常规理化指标（如pH、电导率、溶解氧）：需现场测试，不能保存——pH值若放置时间过长，会因二氧化碳溶解导致数值降低；溶解氧会因微生物呼吸作用消耗，无法反映真实情况。

样品运输：避免二次变化

样品运输需注意三个细节：一是温度控制——冷藏箱内需放置足够的冰袋（如每升样品用2个冰袋），保持箱内温度4℃以下，运输过程中不能打开冷藏箱；二是防震——样品瓶需用泡沫垫固定，避免碰撞导致样品瓶破裂或污染物混合；三是标签清晰——每个样品瓶需贴标签，标注样品编号、采集时间、污染物类型、保存方法（如“样品编号：HY-2023-05-01；污染物：苯；保存方法：4℃冷藏+加硝酸”）。

此外，样品运输需填写“运输记录单”，记录运输时间、温度、样品状态（如是否破损、泄漏），由运输人员与实验室接收人员共同签字确认——若样品在运输过程中发生泄漏，需重新采集样品。