溫長洲

（廣東省汕尾生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，廣東 汕尾 516600）

1 引言

我國1/3水資源為地下水。隨著人口的迅速增長、經濟的快速發(fā)展，工業(yè)已成為我國經濟的重要組成部分，每個大城市都會有一個工業(yè)區(qū)，因此不可避免地帶來日益嚴重的地下水污染問題。地下水不僅是淡水的主要來源，也是復雜生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的敏感組成部分，因此，地下水水質的波動往往會影響當地生態(tài)系統(tǒng)的自然平衡以及人體的健康狀態(tài)。地下水具有隱蔽性高、不可逆轉、構成復雜等特點，導致其一旦被污染，就很難再恢復，因而造成不可估量的損失。

本文選擇某典型化學工業(yè)園區(qū)作為分析對象，對園區(qū)地下水常規(guī)指標與特征指標進行監(jiān)測，評價地下水質量、進行污染評價以及風險評估，為地下水的保護與風險評估提供參考意見[1]。

2 調查分布設計

2.1 園區(qū)概況及測點

本文所選擇的工業(yè)園區(qū)位于遼寧省某化工工業(yè)密集區(qū)，面積大約為17 km2，是主要以石油化工產品加工、精細化工項目為主的工業(yè)園區(qū)。本次研究共在園區(qū)附近設置潛水監(jiān)測井10個，在地下水上游設置1個，園區(qū)邊界設置4個，垂直于水流方向設置2個，園區(qū)內部設置3個。井眼測試結果表明，園區(qū)內地下水埋深主要在0.9～3.5 m，部分區(qū)域最大埋深可達到8 m左右。本文所采用數據來源于《全國地下水調查評估項目-遼寧省地下水基礎環(huán)境狀況調查評估》。

2.2 監(jiān)測指標的確定

由于工業(yè)園區(qū)內企業(yè)眾多，行業(yè)復雜，生產工藝不同，所造成的污染種類也不同。本文選取《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）中地下水水質常規(guī)指標中16項一般化學指標、2項微生物指標、15項毒理學指標，作為33項必測指標；根據各種工業(yè)污染源的獨特表現(xiàn)，從《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）中地下水水質非常規(guī)指標中選擇28項毒理學指標作為特征指標；根據工業(yè)園區(qū)原材料、產物分析以及專業(yè)人士訪談選取1項指標作為補充指標，對地下水污染特征進行描述。綜合上述，本次試驗中選擇的監(jiān)測指標共計62項，詳見表1。

表1 地下水監(jiān)測指標（不含補充指標）

2.3 水質評價方法

目前應用比較廣泛的水質評價方法和模型主要有綜合指數法、模糊綜合評價法、灰色聚類法等。本文采用單指標聯(lián)合內梅羅指數綜合評價法，該方法有計算簡單、運算量小、概念清晰等優(yōu)點，但會存在一定的誤差。為了彌補這種缺點，本文采用ArcGIS中的插值分析方法對水質特征在園區(qū)內的分布進行數值模擬，將各個點位的水質特質與整體園區(qū)的水質特點進行連續(xù)性的描述，突出重點污染區(qū)域，還原地下水特征[2]。

3 地下水污染特征結果

3.1 地下水特征分類

根據2017年施行的《地下水質量標準》，對飲用水、工農業(yè)用水的質量要求，將各項指標濃度從高至低分成五大類。Ⅰ類，水中各項化學指標濃度低，適用于各種用途；Ⅱ類，各項化學指標濃度較低，適用于各種用途；Ⅲ類，各項化學指標濃度中等，適用于集中生活飲用水及工農業(yè)用水；Ⅳ類，各項化學指標濃度較高，大多用于農業(yè)灌溉和工業(yè)用水；Ⅴ類，各項化學指標濃度高，不可直接使用，需要進行評價后，符合條件方可使用。

3.2 結果分析

（1）結果分析方法介紹

首先使用單指標確定地下水各項指標的質量類別，其次，利用綜合評價分值的劃分標準，確定各項指標的Fi值，詳見表2。

表2 各項指標Fi值一覽表

利用如下公式對地下水污染等級進行分級評價：

式中，為所有指標評估價值的平均值，F(xiàn)max為某一項指標最大評價值，n為項數。

根據F值對地下水污染情況進行分類，詳見表3。

表3 地下水質量分類區(qū)間

對各個點位水質指標進行測試，結果發(fā)現(xiàn)上游點位水質良好，適合作為飲用水；其他點位的水質均為Ⅳ類或者Ⅴ類。綜合分析，本園區(qū)內地下水的污染因子主要有氯化物、錳、氨氮、氟化物、硝酸鹽氮、砷、1，2二氯乙烷和五氯酚、硫酸鹽。由于工業(yè)園區(qū)的產物以芳香族氟化物為主，工藝復雜，該園區(qū)的生產嚴重污染了地下水并且有擴散跡象，不宜飲用。

3.3 地下水質量分布

根據各個點位的地下水質量F值計算結算，利用ArcGIS中的反距離權重法，對整個園區(qū)的地下水質量進行數值模擬[3]。模擬結果得到：在園區(qū)范圍內，上游水質質量優(yōu)良，進入園區(qū)后，地下水質量迅速下降；受到化學生產的影響，導致整個園區(qū)附近水質質量均為Ⅳ類或Ⅴ類，不宜飲用；下游區(qū)域水質則更差[4-5]。

4 地下水污染風險評估模型

本文依據地下水健康風險評估模型，對飲用水目標進行水質評價，進行風險評估，最終選擇13個監(jiān)測指標，包括6個致癌風險指標：砷、六價鉻、三氯甲烷、二氯甲烷、1，2二氯乙烷以及五氯酚；7個非致癌風險的指標：鐵、錳、汞、氟化物、氨氮、亞硝酸鹽氮以及硝酸鹽氮。

4.1 評價模型

使用美國EPA推薦的評價模型。

地下水暴露量（致癌效應）公式：

式中，CGWERca為飲用受影響地下水對應的暴露量（致癌效應）L·kg-1·d-1，GWCR為每日飲水量，L·d-1；EF為暴露頻率，d·a-1；ED為暴露期，a；BW為體重，kg；ATca為致癌效應平均時間，d。

單一致癌物風險：

式中，CRcgw為單一致癌物致癌風險，無量綱；Cgw為污染物濃度，mg·L-1；SFo為飲用致癌的加權系數，mg污染物·kg-1體重·d-1

地下水暴露量（非致癌效應）公式：

式中，CGWERnc為飲用受影響地下水對應的暴露量（致癌效應）L·kg-1·d-1。ATnc為非致癌效應平均時間，d。

單一污染物非致癌危害商用公式：

式中，HQcgw為單一污染物的非致癌危害商，無量綱；Cgw為污染物濃度，mg·L-1；RfDo為經口攝入參照系數，mg污染物·kg-1體重·d-1；WAF為暴露與地下水的參考劑量分配系數，無量綱。

4.2 風險評估結果

通過模型計算，致癌風險指標風險評價結果詳見表4。

表4 致癌風險指標評價結果

通過對表4進行分析，發(fā)現(xiàn)上游點位致癌風險最低，只要對砷和六價鉻進行防范即可；工業(yè)園內部致癌風險水平較高，達到五級，五氯酚、砷、六價鉻以及1，2二氯乙烷的致癌風險整體超過了30%，需要對這幾種成分進行針對性治理。

4.3 風險評估趨勢模擬

利用差值分析，將園區(qū)內各點位的風險評估轉化為連續(xù)性的區(qū)域風險評估，整體分析區(qū)域風險情況。通過模擬結果看出：中心區(qū)域風險高，呈現(xiàn)向四周擴散的趨勢，總的來說對周邊區(qū)域影響較??；同時針對個別風險較高的點位，需要引起關注，及時采取相應的治理措施，避免風險外溢。

5 結語

通過對工業(yè)園區(qū)10個點位的地下水進行質量、污染評價，風險評估分析，可以發(fā)現(xiàn)園區(qū)上游水質較好，符合飲用條件；但是園區(qū)內地下水質量很差，主要有氯化物、錳、氨氮、氟化物、硝酸鹽氮、砷、1，2二氯乙烷和五氯酚、硫酸鹽等污染因子，其來源大部分為工業(yè)產品生產。目前，園區(qū)各個點位均有較大的致癌風險，主要的致癌指標有五氯酚、砷、六價鉻以及1，2二氯乙烷等，整體的非致癌風險等級較低，屬于可以接受的水平。但是從分析來看，風險仍然呈現(xiàn)擴散的趨勢，下一步應根據該園區(qū)的水文地質條件，對地下水污染趨勢進行預測，及時有效地采取合理措施來應對地下水的污染，避免對地下水質帶來不可估量的損失。