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摘 要：为了解地下水污染现状，选择典型化工园区开展地下水环境调查及评价。结果表明，8项指标（总硬度、硫酸盐、锰、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、总大肠菌群数）超出《地下水质量标准》III类标准，1个监测井的地下水受到有机污染物1，2-二氯乙烷、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷轻污染，受到氯仿中污染，有机污染物的致癌风险和非致癌风险均低于可接受风险水平。
关键词：地下水；环境调查；评价；化工园区
中图分类号 X523 文献标识码 A 文章编号 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
地下水是水资源的重要组成部分，据统计，我国水资源总量约为27 940亿m3，其中1/3为地下水[1]。随着人口的增长，经济的发展以及城市化进程的加快，地下水污染问题日趋严重。由于地下水的隐蔽性、不可逆性以及构成因素的多样性和系统的复杂性，其一旦被污染，则再难于恢复到原来的状态[2]。本研究选择典型化工园区开展地下水环境调查，通过监测地下水中常规指标和特征指标，开展地下水质量评价、污染评价及健康风险评价，以期为环境管理与健康风险管理提供依据。
1 调查部分
1.1 园区概况及布点 选择某典型化工园区开展地下水环境调查。该化工园区面积45km2，是以石油化工及其产品的深加工、精细化工项目为主要内容的化工开发区。共布设潜水监测井12个，其中园区周边特别是地下水下游地区布设监测井5个，园区内布设监测井7个。图1为园区主要企业集中区内zk04、zk06、zk07、zk08监测井水文地质剖面图。对监测井测量的结果表明，区内潜水位埋深在0.9～3.1m，大部分地区的潜水位埋在1.1～2.0m，潜水水位在1.3～9.7m，区内孔隙潜水水位和水位埋深基本上与地势高差变化趋势相一致。
1.2 监测项目及采样分析 根据该化工园区的主导行业，选择27项常规指标（pH、色、嗅和味、浑浊度、总硬度、全盐量、硫酸盐、氯离子、铁、锰、铜、锌、挥发性酚类、阴离子合成洗涤剂、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、氟化物、氰化物、汞、砷、硒、镉、六价铬、铅、总大肠菌群）和96项特征指标（石油类、磷酸盐、硫化物、动植物油、烷烃、烯烃、苯类、卤代烃、有机磷农药、有机氯农药、硝基苯类）开展监测。地下水监测样品采集与保存参照《地下水调查环境监测技术指南》相关规定进行，地下水样品的分析按照《地下水环境监测技术规范》（HJ/T164-2004）中指定的方法进行。
1.3 评价方法 地下水质量评价采用《地下水质量标准》（GB/T14848-93）中的单项组分评价方法和综合评价[3]。对于《地下水质量标准》（GB/T14848-93）之外的指标，微量有机污染物组分采用《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中“集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值”[4]及《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中“水质非常规指标及限值”[5]进行评价。超标的依据是以各自标准的III类限值为基准。地下水质量综合评价采用综合评价加附注的评分法：按表1分别确定单项组分（不包括细菌学指标）评价分值Fi，按[F=（（F2+F2max）/2）]计算综合评价分值F。根据F值，按表2划分地下水质量级别，再将细菌性指标评价类别注在级别定名之后。计算式中[F]为各单项组分评分值Fi的平均值，Fmax为单项组分评价分值Fi中的最大值。
地下水污染现状评价反映地下水受人类活动影响的污染程度。污染指数法是当前在地下水污染评价中最常用的评价方法[6]。评价过程中，在除去背景值的前提下，以《地下水质量标准》、《地表水环境质量标准》为对照，能直观反映人为影响，同时反映水化学指标超过国际公认危害标准的程度。采用单污染指数Pki法进行地下水特征污染物污染评价。单污染指数计算公式：Pki=（C-C0）/CH，式中Pki为某评价因子的单项污染指数，无量纲；C为地下水中某评价因子的实测浓度值，mg/L；C0为地下水中某评价因子的背景值（对于背景值或对照值未检出项及有机指标取零），mg/L；CH为地下水中某评价因子的标准值，mg/L。根据污染指数依据表3进行污染分级。 健康风险评价是在环境调查的基础上，分析污染物对人群的主要暴露途径，评估污染物对人体健康的致癌风险和危害水平。
2 调查结果与评价
2.1 地下水检测结果 27项常规指标和4项特征指标（1，2-二氯乙烷、氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷）检测结果见表4，其余特征指标均未检出。
2.2 地下水质量评价 对色度等27项常规指标和4项特征指标（1，2-二氯乙烷、氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷）进行评价。超标项目见表5。由表5可知：8项常规超标指标，总硬度、硫酸盐、锰、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、总大肠菌群数超标率分别为：33.3%、8.3%、25%、8.3%、25%、8.3%、8.3%、100%。
采用加附注的评分法进行地下水质量综合评价，结果表明，12组水样中较差（Ⅴ类）有7组，占总数的58.3%；良好（Ⅴ类）有5组，占总数的41.7%。
分析其原因，总硬度、锰指标超标应与环境背景值有关，高锰酸盐指数硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、总大肠菌群数超标应与生活污染、农业污染相关。
2.3 地下水污染现状评价 对检出的地下水特征有机污染进行地下水污染现状评价，结果显示：该工业园区1个监测井（ZK08井）存在特征有机污染指标检出，其特征有机污染因子污染等级见表6。由表6可知：1个监测井（ZK08井）的地下水受到1，2-二氯乙烷、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷轻污染，受到氯仿中污染。分析原因应与园区化工企业的工业污染相关，本次调查点位密度较小，不足以确定污染源位置及污染区域大小。
2.4 健康风险评价 根据污染现状评价结果，选择1，2-二氯乙烷、氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷4项污染物作为关注污染物进行健康风险评价。园区内饮用水为市政自来水，因此不考虑饮用地下水这一暴露途径。暴露途径确定为非敏感场地（工业用地）情景下吸入室外空气中来自地下水的气态污染物途径及吸入室内空气中来自地下水的气态污染途径。
根据《污染场地风险评估技术导则》非敏感用地条件下污染物吸入空气中来自地下水的气态污染物途径的致癌风险的计算公式为：[CR=VF×DAIRa×EFa×EDaBWa×ATca][×Cgw×SFi]；非致癌风险的计算公式为[HQ=VF×][DAIRa×EFa×EDaBwa×ATnc×CgwRfDi×SAF]。式中CR为致癌风险，无量纲；HQ为非致癌风险，无量纲；VF为地下水中污染物扩散进入空气的挥发因子，L/m3；DAIRa为成人每日空气呼吸量，m3/d；EFa为成人的暴露频率，d/a；EDa为成人暴露期，a；BWa为成人体重，kg；ATca为致癌效应平均时间，d；ATnc为非致癌效应平均时间，d；Cgw为地下水中污染物浓度，mg/L；SFi为呼吸吸入致癌斜率因子，（mg/kg·d）-1；RfDi为呼吸吸入参考剂量，mg/kg·d；SAF为暴露与土壤的参考剂量分配系数，无量纲[7]。
采用《污染场地风险评估技术导则》推荐参数计算污染物致癌风险和非致癌风险，结果见表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项污染物致癌风险小于《污染场地风险评估技术导则》规定的可接受致癌风险水平1E-06，非致癌风险小于《污染场地风险评估技术导则》规定的可接受非致癌风险水平1，说明致癌风险和非致癌风险均低于可接受的风险水平。
3 结论和建议
（1）该园区潜水地下水总硬度、硫酸盐、锰、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、总大肠菌群数8项指标超出《地下水质量标准》III类标准，12组水样中较差（Ⅴ类）有7组，占总数的58.3%；良好（Ⅴ类）水有5组，占总数的41.7%。说明该园区潜水地下水受到了一定程度的生活污染和农业污染。
（2）对检出的地下水特征有机污染进行地下水污染现状评价，结果表明，1个监测井（ZK08井）的地下水受到1，2-二氯乙烷、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷轻污染，受到氯仿中污染。说明该园区潜水地下水受到园区化工企业的有机物污染，但有机物污染的致癌风险和非致癌风险均低于可接受风险水平。
（3）针对地下水受到的生活污染和农业污染，应将地下水污染治理与地表水污染治理相结合，将园区地下水污染治理与区域水环境治理相结合，逐步提高生活污水和生活垃圾的处理率，加强养殖业的污染治理，减少种植业的污染排放。
（4）针对地下水受到的工业污染，应在重点地区增加地下水监测点位，结合污染源调查确定地下水污染来源和污染面积，对污染源进行治理切断工业有机污染进入地下水的途径，防止地下水进一步受到污染。对已污染的区域可通过原位化学法或微生物法进行治理，也可在污染区下游设置可渗透性反应墙防止污染的进一步扩散，从而控制地下水污染的风险。
参考文献
[1]于奭，严毅萍，康彩霞.浅议我国地下水现状及地下水的污染防治[J].广西轻工业，2010，134（1）：42-48.
[2]尹国勋，许华，张友安，等.孟州地下水水质现状评价[J].环境科学与管理，2008，33（2）：127-128.
[3]国家技术监督局.GB/T 14848-93，地下水质量标准[S].2003.
[4]国家环境保护部.GB 3838-2002，地表水环境质量标准[S].2002.
[5]中华人民共和国卫生部中国国家标准化管理委员会.GB5749-2006，生活饮用水卫生标准[S].2007.
[6]汤崇发.污染指数法在地下水污染评价中的应用[J].地下水，2014，36（4）：175-177.
[7]国家环境保护部.HJ 25.3-2014，污染场地风险评估技术导则[S].2014. （责编：张宏民）
关键词：地下水；环境调查；评价；化工园区
中图分类号 X523 文献标识码 A 文章编号 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
地下水是水资源的重要组成部分，据统计，我国水资源总量约为27 940亿m3，其中1/3为地下水[1]。随着人口的增长，经济的发展以及城市化进程的加快，地下水污染问题日趋严重。由于地下水的隐蔽性、不可逆性以及构成因素的多样性和系统的复杂性，其一旦被污染，则再难于恢复到原来的状态[2]。本研究选择典型化工园区开展地下水环境调查，通过监测地下水中常规指标和特征指标，开展地下水质量评价、污染评价及健康风险评价，以期为环境管理与健康风险管理提供依据。
1 调查部分
1.1 园区概况及布点 选择某典型化工园区开展地下水环境调查。该化工园区面积45km2，是以石油化工及其产品的深加工、精细化工项目为主要内容的化工开发区。共布设潜水监测井12个，其中园区周边特别是地下水下游地区布设监测井5个，园区内布设监测井7个。图1为园区主要企业集中区内zk04、zk06、zk07、zk08监测井水文地质剖面图。对监测井测量的结果表明，区内潜水位埋深在0.9～3.1m，大部分地区的潜水位埋在1.1～2.0m，潜水水位在1.3～9.7m，区内孔隙潜水水位和水位埋深基本上与地势高差变化趋势相一致。
1.2 监测项目及采样分析 根据该化工园区的主导行业，选择27项常规指标（pH、色、嗅和味、浑浊度、总硬度、全盐量、硫酸盐、氯离子、铁、锰、铜、锌、挥发性酚类、阴离子合成洗涤剂、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、氟化物、氰化物、汞、砷、硒、镉、六价铬、铅、总大肠菌群）和96项特征指标（石油类、磷酸盐、硫化物、动植物油、烷烃、烯烃、苯类、卤代烃、有机磷农药、有机氯农药、硝基苯类）开展监测。地下水监测样品采集与保存参照《地下水调查环境监测技术指南》相关规定进行，地下水样品的分析按照《地下水环境监测技术规范》（HJ/T164-2004）中指定的方法进行。
1.3 评价方法 地下水质量评价采用《地下水质量标准》（GB/T14848-93）中的单项组分评价方法和综合评价[3]。对于《地下水质量标准》（GB/T14848-93）之外的指标，微量有机污染物组分采用《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中“集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值”[4]及《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中“水质非常规指标及限值”[5]进行评价。超标的依据是以各自标准的III类限值为基准。地下水质量综合评价采用综合评价加附注的评分法：按表1分别确定单项组分（不包括细菌学指标）评价分值Fi，按[F=（（F2+F2max）/2）]计算综合评价分值F。根据F值，按表2划分地下水质量级别，再将细菌性指标评价类别注在级别定名之后。计算式中[F]为各单项组分评分值Fi的平均值，Fmax为单项组分评价分值Fi中的最大值。
地下水污染现状评价反映地下水受人类活动影响的污染程度。污染指数法是当前在地下水污染评价中最常用的评价方法[6]。评价过程中，在除去背景值的前提下，以《地下水质量标准》、《地表水环境质量标准》为对照，能直观反映人为影响，同时反映水化学指标超过国际公认危害标准的程度。采用单污染指数Pki法进行地下水特征污染物污染评价。单污染指数计算公式：Pki=（C-C0）/CH，式中Pki为某评价因子的单项污染指数，无量纲；C为地下水中某评价因子的实测浓度值，mg/L；C0为地下水中某评价因子的背景值（对于背景值或对照值未检出项及有机指标取零），mg/L；CH为地下水中某评价因子的标准值，mg/L。根据污染指数依据表3进行污染分级。 健康风险评价是在环境调查的基础上，分析污染物对人群的主要暴露途径，评估污染物对人体健康的致癌风险和危害水平。
2 调查结果与评价
2.1 地下水检测结果 27项常规指标和4项特征指标（1，2-二氯乙烷、氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷）检测结果见表4，其余特征指标均未检出。
2.2 地下水质量评价 对色度等27项常规指标和4项特征指标（1，2-二氯乙烷、氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷）进行评价。超标项目见表5。由表5可知：8项常规超标指标，总硬度、硫酸盐、锰、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、总大肠菌群数超标率分别为：33.3%、8.3%、25%、8.3%、25%、8.3%、8.3%、100%。
采用加附注的评分法进行地下水质量综合评价，结果表明，12组水样中较差（Ⅴ类）有7组，占总数的58.3%；良好（Ⅴ类）有5组，占总数的41.7%。
分析其原因，总硬度、锰指标超标应与环境背景值有关，高锰酸盐指数硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、总大肠菌群数超标应与生活污染、农业污染相关。
2.3 地下水污染现状评价 对检出的地下水特征有机污染进行地下水污染现状评价，结果显示：该工业园区1个监测井（ZK08井）存在特征有机污染指标检出，其特征有机污染因子污染等级见表6。由表6可知：1个监测井（ZK08井）的地下水受到1，2-二氯乙烷、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷轻污染，受到氯仿中污染。分析原因应与园区化工企业的工业污染相关，本次调查点位密度较小，不足以确定污染源位置及污染区域大小。
2.4 健康风险评价 根据污染现状评价结果，选择1，2-二氯乙烷、氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷4项污染物作为关注污染物进行健康风险评价。园区内饮用水为市政自来水，因此不考虑饮用地下水这一暴露途径。暴露途径确定为非敏感场地（工业用地）情景下吸入室外空气中来自地下水的气态污染物途径及吸入室内空气中来自地下水的气态污染途径。
根据《污染场地风险评估技术导则》非敏感用地条件下污染物吸入空气中来自地下水的气态污染物途径的致癌风险的计算公式为：[CR=VF×DAIRa×EFa×EDaBWa×ATca][×Cgw×SFi]；非致癌风险的计算公式为[HQ=VF×][DAIRa×EFa×EDaBwa×ATnc×CgwRfDi×SAF]。式中CR为致癌风险，无量纲；HQ为非致癌风险，无量纲；VF为地下水中污染物扩散进入空气的挥发因子，L/m3；DAIRa为成人每日空气呼吸量，m3/d；EFa为成人的暴露频率，d/a；EDa为成人暴露期，a；BWa为成人体重，kg；ATca为致癌效应平均时间，d；ATnc为非致癌效应平均时间，d；Cgw为地下水中污染物浓度，mg/L；SFi为呼吸吸入致癌斜率因子，（mg/kg·d）-1；RfDi为呼吸吸入参考剂量，mg/kg·d；SAF为暴露与土壤的参考剂量分配系数，无量纲[7]。
采用《污染场地风险评估技术导则》推荐参数计算污染物致癌风险和非致癌风险，结果见表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项污染物致癌风险小于《污染场地风险评估技术导则》规定的可接受致癌风险水平1E-06，非致癌风险小于《污染场地风险评估技术导则》规定的可接受非致癌风险水平1，说明致癌风险和非致癌风险均低于可接受的风险水平。
3 结论和建议
（1）该园区潜水地下水总硬度、硫酸盐、锰、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、总大肠菌群数8项指标超出《地下水质量标准》III类标准，12组水样中较差（Ⅴ类）有7组，占总数的58.3%；良好（Ⅴ类）水有5组，占总数的41.7%。说明该园区潜水地下水受到了一定程度的生活污染和农业污染。
（2）对检出的地下水特征有机污染进行地下水污染现状评价，结果表明，1个监测井（ZK08井）的地下水受到1，2-二氯乙烷、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷轻污染，受到氯仿中污染。说明该园区潜水地下水受到园区化工企业的有机物污染，但有机物污染的致癌风险和非致癌风险均低于可接受风险水平。
（3）针对地下水受到的生活污染和农业污染，应将地下水污染治理与地表水污染治理相结合，将园区地下水污染治理与区域水环境治理相结合，逐步提高生活污水和生活垃圾的处理率，加强养殖业的污染治理，减少种植业的污染排放。
（4）针对地下水受到的工业污染，应在重点地区增加地下水监测点位，结合污染源调查确定地下水污染来源和污染面积，对污染源进行治理切断工业有机污染进入地下水的途径，防止地下水进一步受到污染。对已污染的区域可通过原位化学法或微生物法进行治理，也可在污染区下游设置可渗透性反应墙防止污染的进一步扩散，从而控制地下水污染的风险。
参考文献
[1]于奭，严毅萍，康彩霞.浅议我国地下水现状及地下水的污染防治[J].广西轻工业，2010，134（1）：42-48.
[2]尹国勋，许华，张友安，等.孟州地下水水质现状评价[J].环境科学与管理，2008，33（2）：127-128.
[3]国家技术监督局.GB/T 14848-93，地下水质量标准[S].2003.
[4]国家环境保护部.GB 3838-2002，地表水环境质量标准[S].2002.
[5]中华人民共和国卫生部中国国家标准化管理委员会.GB5749-2006，生活饮用水卫生标准[S].2007.
[6]汤崇发.污染指数法在地下水污染评价中的应用[J].地下水，2014，36（4）：175-177.
[7]国家环境保护部.HJ 25.3-2014，污染场地风险评估技术导则[S].2014. （责编：张宏民）