典型化工園區(qū)地下水環(huán)境調(diào)查及評價

張磊等

摘 要：為了解地下水污染現(xiàn)狀，選擇典型化工園區(qū)開展地下水環(huán)境調(diào)查及評價。結(jié)果表明，8項指標（總硬度、硫酸鹽、錳、高錳酸鹽指數(shù)、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、總大腸菌群數(shù)）超出《地下水質(zhì)量標準》III類標準，1個監(jiān)測井的地下水受到有機污染物1，2-二氯乙烷、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷輕污染，受到氯仿中污染，有機污染物的致癌風險和非致癌風險均低于可接受風險水平。

關鍵詞：地下水；環(huán)境調(diào)查；評價；化工園區(qū)

中圖分類號 X523 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）18-87-04

Environment Survey and Assessment of Typical Chemical Industrial Park Groundwater

Zhang Lei et al.

（Nanjing Research Institute of Environmental Protection，Nanjing 210013，China）

Abstract：In order to understand the present situation of groundwater environment，the typical chemical industrial park were selected to investigate and assess groundwater environment. The results indicated that the 8 indexes（total hardness，sulfate，Mn，permanganate index，nitrate nitrogen，nitrite nitrogen，ammonia nitrogen，total coliform group）of groundwater exceeded of the Ⅲ grade groundwater quality standard，the pollution grade of 1 Monitoring well was the grade of “l(fā)ight pollution”（1，2-dichloroethane，bromodichloromethane，dibromochloromethane）and the grade of “medium pollution”（chloroform），the total carcinogenic risk and the non-carcinogenic risk of organic pollutants were below the acceptable levels.

Key words：Groundwater；Environment survey；Assessment；Chemical industrial park

地下水是水資源的重要組成部分，據(jù)統(tǒng)計，我國水資源總量約為27 940億m3，其中1/3為地下水[1]。隨著人口的增長，經(jīng)濟的發(fā)展以及城市化進程的加快，地下水污染問題日趨嚴重。由于地下水的隱蔽性、不可逆性以及構(gòu)成因素的多樣性和系統(tǒng)的復雜性，其一旦被污染，則再難于恢復到原來的狀態(tài)[2]。本研究選擇典型化工園區(qū)開展地下水環(huán)境調(diào)查，通過監(jiān)測地下水中常規(guī)指標和特征指標，開展地下水質(zhì)量評價、污染評價及健康風險評價，以期為環(huán)境管理與健康風險管理提供依據(jù)。

1 調(diào)查部分

1.1 園區(qū)概況及布點 選擇某典型化工園區(qū)開展地下水環(huán)境調(diào)查。該化工園區(qū)面積45km2，是以石油化工及其產(chǎn)品的深加工、精細化工項目為主要內(nèi)容的化工開發(fā)區(qū)。共布設潛水監(jiān)測井12個，其中園區(qū)周邊特別是地下水下游地區(qū)布設監(jiān)測井5個，園區(qū)內(nèi)布設監(jiān)測井7個。圖1為園區(qū)主要企業(yè)集中區(qū)內(nèi)zk04、zk06、zk07、zk08監(jiān)測井水文地質(zhì)剖面圖。對監(jiān)測井測量的結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)潛水位埋深在0.9～3.1m，大部分地區(qū)的潛水位埋在1.1～2.0m，潛水水位在1.3～9.7m，區(qū)內(nèi)孔隙潛水水位和水位埋深基本上與地勢高差變化趨勢相一致。

1.2 監(jiān)測項目及采樣分析 根據(jù)該化工園區(qū)的主導行業(yè)，選擇27項常規(guī)指標（pH、色、嗅和味、渾濁度、總硬度、全鹽量、硫酸鹽、氯離子、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)性酚類、陰離子合成洗滌劑、高錳酸鹽指數(shù)、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、氟化物、氰化物、汞、砷、硒、鎘、六價鉻、鉛、總大腸菌群）和96項特征指標（石油類、磷酸鹽、硫化物、動植物油、烷烴、烯烴、苯類、鹵代烴、有機磷農(nóng)藥、有機氯農(nóng)藥、硝基苯類）開展監(jiān)測。地下水監(jiān)測樣品采集與保存參照《地下水調(diào)查環(huán)境監(jiān)測技術(shù)指南》相關規(guī)定進行，地下水樣品的分析按照《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T164-2004）中指定的方法進行。

1.3 評價方法 地下水質(zhì)量評價采用《地下水質(zhì)量標準》（GB/T14848-93）中的單項組分評價方法和綜合評價[3]。對于《地下水質(zhì)量標準》（GB/T14848-93）之外的指標，微量有機污染物組分采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）中“集中式生活飲用水地表水源地特定項目標準限值”[4]及《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）中“水質(zhì)非常規(guī)指標及限值”[5]進行評價。超標的依據(jù)是以各自標準的III類限值為基準。地下水質(zhì)量綜合評價采用綜合評價加附注的評分法：按表1分別確定單項組分（不包括細菌學指標）評價分值Fi，按[F=（（F2+F2max）/2）]計算綜合評價分值F。根據(jù)F值，按表2劃分地下水質(zhì)量級別，再將細菌性指標評價類別注在級別定名之后。計算式中[F]為各單項組分評分值Fi的平均值，F(xiàn)max為單項組分評價分值Fi中的最大值。

地下水污染現(xiàn)狀評價反映地下水受人類活動影響的污染程度。污染指數(shù)法是當前在地下水污染評價中最常用的評價方法[6]。評價過程中，在除去背景值的前提下，以《地下水質(zhì)量標準》、《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》為對照，能直觀反映人為影響，同時反映水化學指標超過國際公認危害標準的程度。采用單污染指數(shù)Pki法進行地下水特征污染物污染評價。單污染指數(shù)計算公式：Pki=（C-C0）/CH，式中Pki為某評價因子的單項污染指數(shù)，無量綱；C為地下水中某評價因子的實測濃度值，mg/L；C0為地下水中某評價因子的背景值（對于背景值或?qū)φ罩滴礄z出項及有機指標取零），mg/L；CH為地下水中某評價因子的標準值，mg/L。根據(jù)污染指數(shù)依據(jù)表3進行污染分級。

健康風險評價是在環(huán)境調(diào)查的基礎上，分析污染物對人群的主要暴露途徑，評估污染物對人體健康的致癌風險和危害水平。

2 調(diào)查結(jié)果與評價

2.1 地下水檢測結(jié)果 27項常規(guī)指標和4項特征指標（1，2-二氯乙烷、氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷）檢測結(jié)果見表4，其余特征指標均未檢出。

2.2 地下水質(zhì)量評價 對色度等27項常規(guī)指標和4項特征指標（1，2-二氯乙烷、氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷）進行評價。超標項目見表5。由表5可知：8項常規(guī)超標指標，總硬度、硫酸鹽、錳、高錳酸鹽指數(shù)、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、總大腸菌群數(shù)超標率分別為：33.3%、8.3%、25%、8.3%、25%、8.3%、8.3%、100%。

采用加附注的評分法進行地下水質(zhì)量綜合評價，結(jié)果表明，12組水樣中較差（Ⅴ類）有7組，占總數(shù)的58.3%；良好（Ⅴ類）有5組，占總數(shù)的41.7%。

分析其原因，總硬度、錳指標超標應與環(huán)境背景值有關，高錳酸鹽指數(shù)硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、總大腸菌群數(shù)超標應與生活污染、農(nóng)業(yè)污染相關。

2.3 地下水污染現(xiàn)狀評價 對檢出的地下水特征有機污染進行地下水污染現(xiàn)狀評價，結(jié)果顯示：該工業(yè)園區(qū)1個監(jiān)測井（ZK08井）存在特征有機污染指標檢出，其特征有機污染因子污染等級見表6。由表6可知：1個監(jiān)測井（ZK08井）的地下水受到1，2-二氯乙烷、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷輕污染，受到氯仿中污染。分析原因應與園區(qū)化工企業(yè)的工業(yè)污染相關，本次調(diào)查點位密度較小，不足以確定污染源位置及污染區(qū)域大小。

2.4 健康風險評價 根據(jù)污染現(xiàn)狀評價結(jié)果，選擇1，2-二氯乙烷、氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷4項污染物作為關注污染物進行健康風險評價。園區(qū)內(nèi)飲用水為市政自來水，因此不考慮飲用地下水這一暴露途徑。暴露途徑確定為非敏感場地（工業(yè)用地）情景下吸入室外空氣中來自地下水的氣態(tài)污染物途徑及吸入室內(nèi)空氣中來自地下水的氣態(tài)污染途徑。

根據(jù)《污染場地風險評估技術(shù)導則》非敏感用地條件下污染物吸入空氣中來自地下水的氣態(tài)污染物途徑的致癌風險的計算公式為：[CR=VF×DAIRa×EFa×EDaBWa×ATca][×Cgw×SFi]；非致癌風險的計算公式為[HQ=VF×][DAIRa×EFa×EDaBwa×ATnc×CgwRfDi×SAF]。式中CR為致癌風險，無量綱；HQ為非致癌風險，無量綱；VF為地下水中污染物擴散進入空氣的揮發(fā)因子，L/m3；DAIRa為成人每日空氣呼吸量，m3/d；EFa為成人的暴露頻率，d/a；EDa為成人暴露期，a；BWa為成人體重，kg；ATca為致癌效應平均時間，d；ATnc為非致癌效應平均時間，d；Cgw為地下水中污染物濃度，mg/L；SFi為呼吸吸入致癌斜率因子，（mg/kg·d）-1；RfDi為呼吸吸入?yún)⒖紕┝?，mg/kg·d；SAF為暴露與土壤的參考劑量分配系數(shù)，無量綱[7]。

采用《污染場地風險評估技術(shù)導則》推薦參數(shù)計算污染物致癌風險和非致癌風險，結(jié)果見表7。由表7可知，1，2-二氯乙烷、氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷4項污染物致癌風險小于《污染場地風險評估技術(shù)導則》規(guī)定的可接受致癌風險水平1E-06，非致癌風險小于《污染場地風險評估技術(shù)導則》規(guī)定的可接受非致癌風險水平1，說明致癌風險和非致癌風險均低于可接受的風險水平。

3 結(jié)論和建議

（1）該園區(qū)潛水地下水總硬度、硫酸鹽、錳、高錳酸鹽指數(shù)、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、總大腸菌群數(shù)8項指標超出《地下水質(zhì)量標準》III類標準，12組水樣中較差（Ⅴ類）有7組，占總數(shù)的58.3%；良好（Ⅴ類）水有5組，占總數(shù)的41.7%。說明該園區(qū)潛水地下水受到了一定程度的生活污染和農(nóng)業(yè)污染。

（2）對檢出的地下水特征有機污染進行地下水污染現(xiàn)狀評價，結(jié)果表明，1個監(jiān)測井（ZK08井）的地下水受到1，2-二氯乙烷、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷輕污染，受到氯仿中污染。說明該園區(qū)潛水地下水受到園區(qū)化工企業(yè)的有機物污染，但有機物污染的致癌風險和非致癌風險均低于可接受風險水平。

（3）針對地下水受到的生活污染和農(nóng)業(yè)污染，應將地下水污染治理與地表水污染治理相結(jié)合，將園區(qū)地下水污染治理與區(qū)域水環(huán)境治理相結(jié)合，逐步提高生活污水和生活垃圾的處理率，加強養(yǎng)殖業(yè)的污染治理，減少種植業(yè)的污染排放。

（4）針對地下水受到的工業(yè)污染，應在重點地區(qū)增加地下水監(jiān)測點位，結(jié)合污染源調(diào)查確定地下水污染來源和污染面積，對污染源進行治理切斷工業(yè)有機污染進入地下水的途徑，防止地下水進一步受到污染。對已污染的區(qū)域可通過原位化學法或微生物法進行治理，也可在污染區(qū)下游設置可滲透性反應墻防止污染的進一步擴散，從而控制地下水污染的風險。

參考文獻

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[4]國家環(huán)境保護部.GB 3838-2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標準[S].2002.

[5]中華人民共和國衛(wèi)生部中國國家標準化管理委員會.GB5749-2006，生活飲用水衛(wèi)生標準[S].2007.

[6]湯崇發(fā).污染指數(shù)法在地下水污染評價中的應用[J].地下水，2014，36（4）：175-177.

[7]國家環(huán)境保護部.HJ 25.3-2014，污染場地風險評估技術(shù)導則[S].2014. （責編：張宏民）