论文部分内容阅读
摘要
为阐明排污河道对地下水水质的影响程度和影响范围，以德州市某排污河道为例，进行河道污水对沿岸土壤和地下水有机污染状况研究。结果表明，排污河渠两侧的浅层地下水已经受到较严重的污染，污染物主要为三氮、重金属和邻二氯苯等有机污染物；土壤中多吸附有机氯农药、多氯联苯和苯并芘等分子量较大的有机组分。
关键词排污河道；地下水；有机污染；城镇
中图分类号S271；X171文献标识码A文章编号0517-6611（2014）06-01813-02
AbstractIn order to clarify the influence degree and scope of the sewage river to groundwater quality， taking one sewage channel of Dezhou as an example， effects of sewage river on coastal soil and groundwater organic pollution were studied. The results showed that the shallow groundwater has been seriously polluted on both sides of the sewage， the main pollutants include 3nitrogen， heavy metal and chloroben， etc. Chlorinated pesticides， polychlorinated biphenyls and benzopyrene and other organic components of larger molecular weight are absorbed in soil.
Key words Sewage river； Groundwater； Organic pollution； City
随着社会经济的快速发展，城镇污水排放量不断增加。大量城镇污水排入无防渗措施的河道，造成沿岸土壤和地下水严重污染[1-3]。然而，目前对城镇河道污染尚未引起重视，研究也多集中在无机组分和水化学特征方面，对有机污染物的研究较少。
地下水的有机污染具有更大的复杂性和隐蔽性，且许多有机污染物具有“三致”效应[4-6]。为详尽了解排污河道对沿岸地下水有机污染特征，笔者以德州市临邑县某排污河道为例，进行河道污水对沿岸土壤和地下水有机污染状况研究，找出污染物在地下水中的扩散规律，确定河道污水对土壤和地下水环境的影响，为城镇排污河道的评价与治理提供科学依据。
1材料与方法
1.1研究区概况
排污河道位于临邑县城区北面，为人工开挖的引黄灌渠，未采取任何防渗措施。目前作为临邑县的主要排污沟之一，已有20多年历史，主要用于排放城区恒源石化等大型石油化工企业的工业污水。污水自南向北流，在林子镇西北注入德惠新河，最终汇入渤海。
1.2样品采集
在林子镇郝家村附近的河道两侧沿剖面1-2采取了11组潜水样和1组污水样品（图1），最近的采样井距河道约5 m，最远的采样井距离河道约260 m，均为专门施工的简易水井，井深约9 m。地表岩性为粉土，含水层岩性均为粉砂，厚约2～3 m，取水层位均为7～9 m。在进行地下水样品采集前，均进行了充分洗井。水样的采集方法为负压泵加压法取样，两侧同时采集。
2结果与分析
2.1 有机组分分布特征
2.1.1
测试结果。检出的有机组分的总量和项数有随着与污水沟距离的增大而逐渐减小的趋势。在河道污水中检出的有机组分高达8项，分别为苯、乙苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯乙烯、三氯甲烷、多氯联苯，其中甲苯和三氯甲烷的检出浓度较高，分别可达35.65、35.23 μg/L。在河道两侧采集的浅层地下水中，挥发性有机组分1，2二氯乙烷和邻二氯苯有检出（图2），浓度最高可达36.12 μg/L（PW6），但在排污河水中未检出或含量很低。在距离河道西侧约10 m（PW6）、130 m（PW2）、260 m（PW1）和东侧约5 m（PW02）、20 m（PW03）处的样品检出了1，2二氯乙烷，在渠东侧随着离污水沟的距离增大而先降后升的趋势，估计与含水层土壤性质有关；在渠西侧1，2二氯乙烷浓度逐渐降低。邻二氯苯的检出率高达91%，河岸两侧含量高于河道污水，两岸地下水中含量呈先增大后降低的趋势，说明河道污水受蒸发的影响含量降低，而两侧河岸由于长期渗漏导致有机物含量较高。
2.1.2
原因分析。地表水中有机物检出8项，地下水中有机检出2项，且地下水中检出的项目在地表水中未检出。
地表水中苯系物苯、二甲苯、甲苯有检出，而地下水中未检出。由于苯、二甲苯、甲苯的密度均小于水，且在水中的溶解度很小，主要分布在地表水的表层，且苯、二甲苯、甲苯比较容易挥发，不容易被河流底泥吸附，故检出的浓度较低。据有关研究，在静态吸附平衡法吸附试验中，当污水中苯系物浓度不很高时，大部分均可被土壤吸附，导致可以穿透排污沟底泥进入地下水的苯系物很少[7]。所以，两侧浅层地下水的甲苯、二甲苯等苯系物未检出。1，2二氯乙烷等氯代烃在排污河中未有检出，在两侧地下水中检出。主要因为污染河水长期暴露于大气中，河水中溶解的氯代烃很容易挥发，故部分氯代烃在河道污水中未检出。浅层地下水中的1，2二氯乙烷等氯代烃是河道污水长期渗漏的结果，河道污水已对两侧浅层地下水造成了有机污染。
2.2 河道污染对地下水影响分析
有机污染评价结果表明大部分为轻污染，影响因子主要为1，2二氯乙烷和邻二氯苯，河道污水为较重污染，影响因子有甲苯、三氯甲烷等。无机重金属污染评价显示，1组污水样品和11组浅层地下水样品均为未污染；三氮污染评价结果为河道污水为极重污染，11组浅层地下水样品中1组为轻污染（PW03），其他10组均为未污染。综合污染评价结果（表1）表明，河道污水为极重污染，污染物主要为三氮和苯、甲苯等有機指标。在11组浅层地下水样品中，1组样品为严重污染，污染物为1，2二氯乙烷等有机组分；1组为较重污染，污染物为1，2二氯乙烷等有机组分；8组样品为轻污染，污染物为1，2二氯乙烷等有机组分和三氮；1组样品为未污染。从综合污染评价结果可以看出，排污渠中污水污染严重，既有三氮污染又有甲苯、苯等有机组分的污染；在排污河渠两侧的浅层地下水已经受到一定程度的污染，主要污染物为邻二氯苯等有机指标，污染程度较轻，在个别点上受到了三氮污染。 2.3 土壤污染分析
土壤测试结果表明，在距离排污河道最近的土样中，有机氯农药DDT、苯并芘和多氯联苯的含量均较高，其中苯并芘含量高达32.65 ng/g，这与其距河道近（5 m）、处在河道水位波动带上且岩性为砂质粘土有很大关系。在丰水期时此采样点位于水下，因其岩性为砂质粘土，吸附能力较强，不断吸附水中的各种有机组分；在枯水期时，又露出水面，受到太阳曝晒，一些易挥发组分逐渐挥发殆尽。而有机氯农药、多氯联苯和苯并芘分子量较大，受土壤的吸附力较大，不容易挥发，被吸附在土壤中。其中，PDDT浓度较高，说明最近尚有新DDT加入。其他2组样品的各层土壤中未检出有机组分，进一步说明高分子有机难挥发组分不易迁移的特性。
3 结论
（1）河道污水中检出的有机组分高达8项，分别为苯、乙苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯乙烯、三氯甲烷、多氯联苯，其中甲苯和三氯甲烷的检出浓度较高，分别可达35.65、35.23 μg/L。
（2）有机污染评价结果表明大部分为轻污染，影响因子主要为1，2二氯乙烷和邻二氯苯，河道污水为较重污染，影响因子有甲苯、三氯甲烷等。浅层地下水中的1，2二氯乙烷等氯代烃是河道污水长期渗漏的结果，河道污水已对两侧浅层地下水造成污染。
（3）距离排污河道最近的土样中有机氯农药DDT、苯并芘和多氯联苯的含量均较高，原因是这些成分分子量较大，受土壤的吸附力较大，不容易挥发，被吸附在土壤中。远离河道土样中未检出，进一步证实了高分子有机难挥发组分不易迁移的特性。
参考文献
[1]
李纯，武强.地下水有机污染的研究进展[J].工程勘察，2007（1）：27-30.
[2] 文冬光，林良俊，孙继朝，等.区域性地下水有机污染调查与评价方法[J].中国地质，2008，35（5）：814-819.
[3] 梁青武，米玉华.排污河道对沿岸地下水水质的影响[J].水资源保护，2000（3）：14-17.
[4] 吴卿，李东梅，高亚洁，等.城市排污河道底泥中萘和蒽的提取、净化和测定[C]// 持久性有机污染物论坛2012 暨第七届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集.天津，2012.
[5] 邱志群，舒为群，曹佳.我国水中有机物及部分持久性有机物污染现状[J].专家论坛， 2007， 19（3）：188-193.
[6] 李宗宁，刘辉利，朱义年，等.我国地下水有机污染现状[C]//中国环境科学学会.中国环境科学学会学术年会论文集.北京：中国环境科学出版社，2011：699-702.
[7] 賈建丽，张岳，王晨，等.门头沟煤矿区土壤有机污染特征与微生物特性[J].环境科学，2011，32（3）：876-879.
为阐明排污河道对地下水水质的影响程度和影响范围，以德州市某排污河道为例，进行河道污水对沿岸土壤和地下水有机污染状况研究。结果表明，排污河渠两侧的浅层地下水已经受到较严重的污染，污染物主要为三氮、重金属和邻二氯苯等有机污染物；土壤中多吸附有机氯农药、多氯联苯和苯并芘等分子量较大的有机组分。
关键词排污河道；地下水；有机污染；城镇
中图分类号S271；X171文献标识码A文章编号0517-6611（2014）06-01813-02
AbstractIn order to clarify the influence degree and scope of the sewage river to groundwater quality， taking one sewage channel of Dezhou as an example， effects of sewage river on coastal soil and groundwater organic pollution were studied. The results showed that the shallow groundwater has been seriously polluted on both sides of the sewage， the main pollutants include 3nitrogen， heavy metal and chloroben， etc. Chlorinated pesticides， polychlorinated biphenyls and benzopyrene and other organic components of larger molecular weight are absorbed in soil.
Key words Sewage river； Groundwater； Organic pollution； City
随着社会经济的快速发展，城镇污水排放量不断增加。大量城镇污水排入无防渗措施的河道，造成沿岸土壤和地下水严重污染[1-3]。然而，目前对城镇河道污染尚未引起重视，研究也多集中在无机组分和水化学特征方面，对有机污染物的研究较少。
地下水的有机污染具有更大的复杂性和隐蔽性，且许多有机污染物具有“三致”效应[4-6]。为详尽了解排污河道对沿岸地下水有机污染特征，笔者以德州市临邑县某排污河道为例，进行河道污水对沿岸土壤和地下水有机污染状况研究，找出污染物在地下水中的扩散规律，确定河道污水对土壤和地下水环境的影响，为城镇排污河道的评价与治理提供科学依据。
1材料与方法
1.1研究区概况
排污河道位于临邑县城区北面，为人工开挖的引黄灌渠，未采取任何防渗措施。目前作为临邑县的主要排污沟之一，已有20多年历史，主要用于排放城区恒源石化等大型石油化工企业的工业污水。污水自南向北流，在林子镇西北注入德惠新河，最终汇入渤海。
1.2样品采集
在林子镇郝家村附近的河道两侧沿剖面1-2采取了11组潜水样和1组污水样品（图1），最近的采样井距河道约5 m，最远的采样井距离河道约260 m，均为专门施工的简易水井，井深约9 m。地表岩性为粉土，含水层岩性均为粉砂，厚约2～3 m，取水层位均为7～9 m。在进行地下水样品采集前，均进行了充分洗井。水样的采集方法为负压泵加压法取样，两侧同时采集。
2结果与分析
2.1 有机组分分布特征
2.1.1
测试结果。检出的有机组分的总量和项数有随着与污水沟距离的增大而逐渐减小的趋势。在河道污水中检出的有机组分高达8项，分别为苯、乙苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯乙烯、三氯甲烷、多氯联苯，其中甲苯和三氯甲烷的检出浓度较高，分别可达35.65、35.23 μg/L。在河道两侧采集的浅层地下水中，挥发性有机组分1，2二氯乙烷和邻二氯苯有检出（图2），浓度最高可达36.12 μg/L（PW6），但在排污河水中未检出或含量很低。在距离河道西侧约10 m（PW6）、130 m（PW2）、260 m（PW1）和东侧约5 m（PW02）、20 m（PW03）处的样品检出了1，2二氯乙烷，在渠东侧随着离污水沟的距离增大而先降后升的趋势，估计与含水层土壤性质有关；在渠西侧1，2二氯乙烷浓度逐渐降低。邻二氯苯的检出率高达91%，河岸两侧含量高于河道污水，两岸地下水中含量呈先增大后降低的趋势，说明河道污水受蒸发的影响含量降低，而两侧河岸由于长期渗漏导致有机物含量较高。
2.1.2
原因分析。地表水中有机物检出8项，地下水中有机检出2项，且地下水中检出的项目在地表水中未检出。
地表水中苯系物苯、二甲苯、甲苯有检出，而地下水中未检出。由于苯、二甲苯、甲苯的密度均小于水，且在水中的溶解度很小，主要分布在地表水的表层，且苯、二甲苯、甲苯比较容易挥发，不容易被河流底泥吸附，故检出的浓度较低。据有关研究，在静态吸附平衡法吸附试验中，当污水中苯系物浓度不很高时，大部分均可被土壤吸附，导致可以穿透排污沟底泥进入地下水的苯系物很少[7]。所以，两侧浅层地下水的甲苯、二甲苯等苯系物未检出。1，2二氯乙烷等氯代烃在排污河中未有检出，在两侧地下水中检出。主要因为污染河水长期暴露于大气中，河水中溶解的氯代烃很容易挥发，故部分氯代烃在河道污水中未检出。浅层地下水中的1，2二氯乙烷等氯代烃是河道污水长期渗漏的结果，河道污水已对两侧浅层地下水造成了有机污染。
2.2 河道污染对地下水影响分析
有机污染评价结果表明大部分为轻污染，影响因子主要为1，2二氯乙烷和邻二氯苯，河道污水为较重污染，影响因子有甲苯、三氯甲烷等。无机重金属污染评价显示，1组污水样品和11组浅层地下水样品均为未污染；三氮污染评价结果为河道污水为极重污染，11组浅层地下水样品中1组为轻污染（PW03），其他10组均为未污染。综合污染评价结果（表1）表明，河道污水为极重污染，污染物主要为三氮和苯、甲苯等有機指标。在11组浅层地下水样品中，1组样品为严重污染，污染物为1，2二氯乙烷等有机组分；1组为较重污染，污染物为1，2二氯乙烷等有机组分；8组样品为轻污染，污染物为1，2二氯乙烷等有机组分和三氮；1组样品为未污染。从综合污染评价结果可以看出，排污渠中污水污染严重，既有三氮污染又有甲苯、苯等有机组分的污染；在排污河渠两侧的浅层地下水已经受到一定程度的污染，主要污染物为邻二氯苯等有机指标，污染程度较轻，在个别点上受到了三氮污染。 2.3 土壤污染分析
土壤测试结果表明，在距离排污河道最近的土样中，有机氯农药DDT、苯并芘和多氯联苯的含量均较高，其中苯并芘含量高达32.65 ng/g，这与其距河道近（5 m）、处在河道水位波动带上且岩性为砂质粘土有很大关系。在丰水期时此采样点位于水下，因其岩性为砂质粘土，吸附能力较强，不断吸附水中的各种有机组分；在枯水期时，又露出水面，受到太阳曝晒，一些易挥发组分逐渐挥发殆尽。而有机氯农药、多氯联苯和苯并芘分子量较大，受土壤的吸附力较大，不容易挥发，被吸附在土壤中。其中，PDDT浓度较高，说明最近尚有新DDT加入。其他2组样品的各层土壤中未检出有机组分，进一步说明高分子有机难挥发组分不易迁移的特性。
3 结论
（1）河道污水中检出的有机组分高达8项，分别为苯、乙苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯乙烯、三氯甲烷、多氯联苯，其中甲苯和三氯甲烷的检出浓度较高，分别可达35.65、35.23 μg/L。
（2）有机污染评价结果表明大部分为轻污染，影响因子主要为1，2二氯乙烷和邻二氯苯，河道污水为较重污染，影响因子有甲苯、三氯甲烷等。浅层地下水中的1，2二氯乙烷等氯代烃是河道污水长期渗漏的结果，河道污水已对两侧浅层地下水造成污染。
（3）距离排污河道最近的土样中有机氯农药DDT、苯并芘和多氯联苯的含量均较高，原因是这些成分分子量较大，受土壤的吸附力较大，不容易挥发，被吸附在土壤中。远离河道土样中未检出，进一步证实了高分子有机难挥发组分不易迁移的特性。
参考文献
[1]
李纯，武强.地下水有机污染的研究进展[J].工程勘察，2007（1）：27-30.
[2] 文冬光，林良俊，孙继朝，等.区域性地下水有机污染调查与评价方法[J].中国地质，2008，35（5）：814-819.
[3] 梁青武，米玉华.排污河道对沿岸地下水水质的影响[J].水资源保护，2000（3）：14-17.
[4] 吴卿，李东梅，高亚洁，等.城市排污河道底泥中萘和蒽的提取、净化和测定[C]// 持久性有机污染物论坛2012 暨第七届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集.天津，2012.
[5] 邱志群，舒为群，曹佳.我国水中有机物及部分持久性有机物污染现状[J].专家论坛， 2007， 19（3）：188-193.
[6] 李宗宁，刘辉利，朱义年，等.我国地下水有机污染现状[C]//中国环境科学学会.中国环境科学学会学术年会论文集.北京：中国环境科学出版社，2011：699-702.
[7] 賈建丽，张岳，王晨，等.门头沟煤矿区土壤有机污染特征与微生物特性[J].环境科学，2011，32（3）：876-879.