典型化工園區地下水環境調查及評價

張磊等

摘 要：為了解地下水污染現狀，選擇典型化工園區開展地下水環境調查及評價。結果表明，8項指標（總硬度、硫酸鹽、錳、高錳酸鹽指數、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、總大腸菌群數）超出《地下水質量標準》III類標準，1個監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；環境調查；評價；化工園區

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 “light 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，據統計，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，經濟的發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、不可逆性以及構成因素的多樣性和系統的復雜性，其一旦被污染，則再難于恢復到原來的狀態[2]。本研究選擇典型化工園區開展地下水環境調查，通過監測地下水中常規指標和特征指標，開展地下水質量評價、污染評價及健康風險評價，以期為環境管理與健康風險管理提供依據。

1 調查部分

1.1 園區概況及布點 選擇某典型化工園區開展地下水環境調查。該化工園區面積45km2，是以石油化工及其產品的深加工、精細化工項目為主要內容的化工開發區。共布設潛水監測井12個，其中園區周邊特別是地下水下游地區布設監測井5個，園區內布設監測井7個。圖1為園區主要企業集中區內zk04、zk06、zk07、zk08監測井水文地質剖面圖。對監測井測量的結果表明，區內潛水位埋深在0.9～3.1m，大部分地區的潛水位埋在1.1～2.0m，潛水水位在1.3～9.7m，區內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 監測項目及采樣分析 根據該化工園區的主導行業，選擇27項常規指標（pH、色、嗅和味、渾濁度、總硬度、全鹽量、硫酸鹽、氯離子、鐵、錳、銅、鋅、揮發性酚類、陰離子合成洗滌劑、高錳酸鹽指數、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、有機磷農藥、有機氯農藥、硝基苯類）開展監測。地下水監測樣品采集與保存參照《地下水調查環境監測技術指南》相關規定進行，地下水樣品的分析按照《地下水環境監測技術規范》（HJ/T164-2004）中指定的方法進行。

1.3 評價方法 地下水質量評價采用《地下水質量標準》（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《地表水環境質量標準》（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《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）中“水質非常規指標及限值”[5]進行評價。超標的依據是以各自標準的III類限值為基準。地下水質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F值，按表2劃分地下水質量級別，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，Fmax為單項組分評價分值Fi中的最大值。

地下水污染現狀評價反映地下水受人類活動影響的污染程度。污染指數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《地下水質量標準》、《地表水環境質量標準》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Pki法進行地下水特征污染物污染評價。單污染指數計算公式：Pki=（C-C0）/CH，式中Pki為某評價因子的單項污染指數，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（對于背景值或對照值未檢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。根據污染指數依據表3進行污染分級。

健康風險評價是在環境調查的基礎上，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 調查結果與評價

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

2.2 地下水質量評價 對色度等27項常規指標和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項常規超標指標，總硬度、硫酸鹽、錳、高錳酸鹽指數、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、總大腸菌群數超標率分別為：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量綜合評價，結果表明，12組水樣中較差（Ⅴ類）有7組，占總數的58.3%；良好（Ⅴ類）有5組，占總數的41.7%。

分析其原因，總硬度、錳指標超標應與環境背景值有關，高錳酸鹽指數硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、總大腸菌群數超標應與生活污染、農業污染相關。

2.3 地下水污染現狀評價 對檢出的地下水特征有機污染進行地下水污染現狀評價，結果顯示：該工業園區1個監測井（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。分析原因應與園區化工企業的工業污染相關，本次調查點位密度較小，不足以確定污染源位置及污染區域大小。

2.4 健康風險評價 根據污染現狀評價結果，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。園區內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（工業用地）情景下吸入室外空氣中來自地下水的氣態污染物途徑及吸入室內空氣中來自地下水的氣態污染途徑。

根據《污染場地風險評估技術導則》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為呼吸吸入參考劑量，mg/kg·d；SAF為暴露與土壤的參考劑量分配系數，無量綱[7]。

采用《污染場地風險評估技術導則》推薦參數計算污染物致癌風險和非致癌風險，結果見表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導則》規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導則》規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 結論和建議

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

（2）對檢出的地下水特征有機污染進行地下水污染現狀評價，結果表明，1個監測井（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。說明該園區潛水地下水受到園區化工企業的有機物污染，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業污染，應將地下水污染治理與地表水污染治理相結合，將園區地下水污染治理與區域水環境治理相結合，逐步提高生活污水和生活垃圾的處理率，加強養殖業的污染治理，減少種植業的污染排放。

（4）針對地下水受到的工業污染，應在重點地區增加地下水監測點位，結合污染源調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。對已污染的區域可通過原位化學法或微生物法進行治理，也可在污染區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

[1]于奭，嚴毅萍，康彩霞.淺議我國地下水現狀及地下水的污染防治[J].廣西輕工業，2010，134（1）：42-48.

[2]尹國勛，許華，張友安，等.孟州地下水水質現狀評價[J].環境科學與管理，2008，33（2）：127-128.

[3]國家技術監督局.GB/T 14848-93，地下水質量標準[S].2003.

[4]國家環境保護部.GB 3838-2002，地表水環境質量標準[S].2002.

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

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

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