冉光靜，徐振飛，李叢益，王 剛，李向富

(1．四川省地質(zhì)工程勘察院集團有限公司，成都 610072；2．中國石油四川石化有限責任公司，成都 611930)

前 言

根據(jù)《全國地下水污染防治規(guī)劃(2021-2025)》，細化落實了《中華人民共和國水污染防治法》《中華人民共和國土壤染防治法》中的要求，以保護和改善地下水環(huán)境質(zhì)量為核心，堅持“源頭治理、系統(tǒng)治理、綜合治理”，落實地下水污染防治主體責任，包括地下水污染防治狀況調(diào)查、監(jiān)測、評估、風險防控、修復(fù)等，實現(xiàn)地下水污染防治全面監(jiān)管。

化工園區(qū)是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的集中活動區(qū)，也是化學(xué)物品密集產(chǎn)生和存儲的區(qū)域，區(qū)內(nèi)潛在地下水污染源十分常見，地下水遭受污染風險高。目前，化工園區(qū)地下水水質(zhì)監(jiān)測多采用化學(xué)儀器分析法進行定量分析，受限于儀器本身和誤差等因素影響，且低濃度的污染物很難有效檢出，也無法對未知的未指定的指標進行分析。另外儀器分析法多在常規(guī)監(jiān)測或疑似水體異常后針對性進行定量檢測，檢測指標的選定較為困難、時效性較差，單純的化驗分析很難及時辨別水質(zhì)狀態(tài)。

利用大部分化學(xué)物質(zhì)在水體中的嗅閾值濃度較低的特點，采用科學(xué)合理的手段對地下水氣味進行有效的監(jiān)測，可相比室內(nèi)分析提前發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常，搶占應(yīng)急處置的先機。

1 工作原理和方法

1.1 國內(nèi)外研究進展

水體中的異味主要是由產(chǎn)生臭的化學(xué)物質(zhì)的氣態(tài)分子刺激人體嗅覺細胞而使人們感知到，其物質(zhì)主要來源于生活污水或工業(yè)廢水污染、天然物質(zhì)分解、或微生物、生物活動的結(jié)果[1]，造成水異味的化學(xué)物質(zhì)濃度水平往往較低，多在μg/L甚至ng/L以下[2]，低濃度的異味化學(xué)物質(zhì)很難測定產(chǎn)生異味物質(zhì)的化學(xué)組份。

地下水“嗅和味”作為感官性狀及一般化學(xué)指標在我國《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848-2017)已明確要求。從日本、美國，還是歐洲的相關(guān)資料來看，水體異味同樣是一個不容忽視且非常棘手的問題[2]。

目前，水體中“嗅和味”的辨別技術(shù)諸如感官分析法、在線傳感器分析法和免疫分析法等方法在生活飲用水、地表水和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中已有應(yīng)用，各種方法的優(yōu)缺點[3～6]情況見表1，尚無針對地下水異味的檢測方法。

表1 水體異味檢測方法統(tǒng)計Tab.1 Statistics of water odor detection methods

1.2 工作原理

在化工生產(chǎn)過程中，跑、冒、滴、漏的事故仍不可避免[7]，一般以多種物質(zhì)混合狀態(tài)的污水滲入地下，導(dǎo)致園區(qū)土壤、地下水受到污染的風險較高。由于地下水具有隱蔽性，加之包氣帶對污染物質(zhì)的吸附、轉(zhuǎn)化、截留等作用，特別是滲漏量少和易于吸附的物質(zhì)，進入地下水污染物濃度較低。受特征污染指標不確定性的影響，僅靠以定量分析為主的室內(nèi)化驗分析來篩選特征污染難度大、成本高、耗時長，待分辨出特征污染物質(zhì)時，污染水體往往已經(jīng)大面積擴散，增加后期處置難度，對地下水環(huán)境產(chǎn)生的破環(huán)影響大。

因此，地下水“嗅和味”監(jiān)測同樣是地下水環(huán)境監(jiān)測的工作內(nèi)容之一，應(yīng)當引起重視。本文參照《生活飲用水標準檢驗方法感官性狀和物理指標》(GBT5750.4-2006)、《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)中感官狀態(tài)和物理指標中用嗅氣味和嘗味法以及《空氣質(zhì)量惡臭的測定三點比較式臭袋法》(GB/T 14675-93)等相關(guān)工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合大部分物質(zhì)嗅閾值濃度較低，易于現(xiàn)場人工臭味判別的特點，對某化工園區(qū)地下水監(jiān)測工作探索，總結(jié)出一套可行的感官分析法，可以提前判定水質(zhì)異常，取得了很好的監(jiān)測效果，且成本低，發(fā)現(xiàn)快，為現(xiàn)場應(yīng)急處置的搶得先機。

1.3 工作方法

根據(jù)定性描述法和三點比較式臭袋法得的工作原理，結(jié)合現(xiàn)場工作情況，劃分地下水異味等級，采用現(xiàn)場辨別+工作組辨別相結(jié)合的方式進行定性描述，能快捷、高效、簡便的發(fā)現(xiàn)污染物質(zhì)。

1.3.1 能力建設(shè)

1.3.1.1 嗅覺測試人員能力建設(shè)

地下水異味辨別人員均至少需參加國家環(huán)境保護惡臭污染控制重點實驗室的能力培訓(xùn)，經(jīng)理論和現(xiàn)場考試合格獲得全國統(tǒng)一編號的嗅辨員、判定師證書，嗅覺正常，具備一定的嗅辨專業(yè)知識。

1.3.1.2 嗅覺標準液體系建設(shè)

結(jié)合化工園區(qū)企業(yè)所需原料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品等特征對應(yīng)選取特征污染物、特征污水、廢液、廢渣等，利用上游背景值監(jiān)測井地下水進行稀釋/浸泡處理，以專業(yè)辨別人員和嗅覺正常人員能夠辨別出的濃度分別稀釋一定濃度，并以背景值地下水作為空白對照，形成以空白對照+低濃度標準液(專業(yè)辨別人員察覺)+正常濃度標準液(嗅覺正常人員察覺)的標準液庫。利用標準液數(shù)據(jù)庫對現(xiàn)場辨別人員進行培訓(xùn)，增強其對特征污染物的嗅辨靈敏度。標準液嗅辨培訓(xùn)同時，觀察標準液水體外觀狀態(tài)，與嗅辨結(jié)果相互驗證。

1.3.2 建立地下水異味等級分級標準

根據(jù)現(xiàn)場工作情況，確定地下水異味等級分級見表2。

表2 地下水異味等級分級Tab.2 Classification table of groundwater odor grade

1.3.3 成立現(xiàn)場工作組

成立5人及以上(奇數(shù)，至少含2名非辨別人員)的工作組，辨別人員周期性的對園區(qū)地下水監(jiān)測井進行水體氣味辨別和外觀識別。若辨別人員現(xiàn)場判定為3級及以上且經(jīng)1名以上辨別人員復(fù)核確認的，該井位可立即判定水質(zhì)異常，可啟動應(yīng)急抽水和應(yīng)急監(jiān)測，上報相關(guān)人員啟動滲漏排查；若現(xiàn)場判定為1、2級，則現(xiàn)場采取水樣帶回室內(nèi)工作組集體辨別，若一半以上均察覺有異味即可判定水質(zhì)異常，立即對應(yīng)處置；若未達一半以上人員察覺有異味的，則加密觀察、持續(xù)跟進水質(zhì)狀態(tài)；若現(xiàn)場判定為0級的，則代表水質(zhì)正常，周期性開展嗅辨工作即可。

2 感官分析法在化工園區(qū)地下水監(jiān)測中的應(yīng)用

按上述方法在實際工作中進行運用，現(xiàn)以兩起典型地下水異常事件為例進行分析。

2.1 某含油污水池滲漏事件

場地：某化工園區(qū)含油污水池1號井位于含油污水池下游15m左右，平面位置見圖1。

圖1 1號井平面示意圖Fig.1 Sketch map of No.1 well

事件經(jīng)過：2020年11月10日，辨別人員周期性巡檢發(fā)現(xiàn)1號井水面有油花，能察覺出油氣味，取樣帶回室內(nèi)工作組集體判定，結(jié)果有一半以上人員察覺異味，立即上報應(yīng)急抽水、上游含油污水池。后經(jīng)查證，上游含油污水池進水管上部接縫處開裂，結(jié)合近期檢維修工作加大含油污水排放，高液位運行導(dǎo)致含油污水從開裂處滲漏影響地下水水質(zhì)。最終滲漏處得到迅速修復(fù)，異常水體未大面積擴散。

結(jié)果：本次氣味辨別相比化驗分析結(jié)果，氣味辨別和水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表3，提前3天判定出水質(zhì)異常，為應(yīng)急處置爭取了時間，且現(xiàn)場及時采取應(yīng)急措施，未對下游地下水造成影響。

表3 氣味辨別與水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表Tab.3 Results of odor level and water quality monitoring

2.2 某裝置外操室生活污水管滲漏

場地：某裝置外操室生活污水管2號井位于生活污水池側(cè)向40m，平面位置見圖2。

圖2 2號井平面示意圖Fig.2 Sketch map of No.2 well

事件經(jīng)過：2020年8月11日，辨別人員周期性巡檢發(fā)現(xiàn)該裝置2號井水質(zhì)微黃色、臭味較弱，判定地下水氣味等級2級，立即啟動應(yīng)急處置；后持續(xù)觀察3天，氣味有變濃趨勢，且惡臭明顯，檢測硫化物、CODMn未超過地下水Ⅲ類質(zhì)量標準，氣味等級加至3級，經(jīng)查閱污水管走向圖，結(jié)合地下水流向，初步懷疑地下水監(jiān)測井左側(cè)至格網(wǎng)井段污水滲漏的可能性大；8月16日，現(xiàn)場排查發(fā)現(xiàn)，格網(wǎng)井因堵塞，導(dǎo)致液位過高，化糞池經(jīng)格網(wǎng)井進入生活污水池的生活污水倒灌進入上方清洗池進水管，遇管道部分段位滲漏，進入地下水影響水質(zhì)。經(jīng)清水沖洗清洗池1周，2號井糞大腸菌群下降至80.9 MPN/100mL，水質(zhì)臭味濃度明顯降低。

結(jié)果：氣味辨別為初步判定了特征污染物類型，為現(xiàn)場排查指明了方向；氣味辨別和水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表4。同時，較水質(zhì)檢測結(jié)果，提前5天判定出水質(zhì)異常，并及時采取應(yīng)急措施，防止地下水大面積受到污染。

表4 氣味辨別與水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表Tab.4 Results of odor level and water quality monitoring

3 結(jié) 論

感官分析法在化工園區(qū)地下水監(jiān)測中的初步應(yīng)用取得了較好的效果，有著操作方便、簡單、快捷和經(jīng)濟成本低，能夠滿足現(xiàn)場地下水日常監(jiān)測和應(yīng)急處置工作需要。

3.1 感官分析法能及時發(fā)現(xiàn)地下水水質(zhì)異常，但此方法受人員身體差異影響，因個體差異原因?qū)馕杜袆e和定性描述存在偏差，建議相關(guān)部門制定地下水異味等級分級定性和定量標準，科學(xué)建立異味辨別人員能力建設(shè)的培訓(xùn)和考核體系。

3.2 標準液數(shù)據(jù)庫應(yīng)不斷完善，感官分析法結(jié)合建立的標準液庫有助于及時辨別污染物種類，從而為污染物溯源和應(yīng)急處置提供支撐，建議相關(guān)部門建立和不斷完善異味數(shù)據(jù)庫，并科學(xué)合理運用于現(xiàn)場工作中。

3.3 可以嘗試氣味監(jiān)測設(shè)備在地下水氣味監(jiān)測中的應(yīng)用，解放勞動力的同時實現(xiàn)全時段地下水氣味的監(jiān)控。

3.4 感官分析法在化工園區(qū)的地下水監(jiān)測中的應(yīng)用，可為地下水防控工作、污染物溯源、以及土壤污染修復(fù)治理等工作提供支撐，也可作為環(huán)境監(jiān)管部門決策依據(jù)之一。