地下水污染现状评估方法探讨

耿迪，徐铁兵，马跃涛，陈雨(河北省生态环境科学研究院，河北 石家庄 050037)

0 引言

地下水作为主要的供水水源之一，在维持我中国城市与农村经济社会健康发展方面起着无法取代的作用。据调查，地下水为全国约70%人口的主要饮用水源，约40%耕地的主要灌溉水源[1]。在全国范围内统计的655个城市中，地下水提供了超过400个城市的饮用水源，约占城市总数的61%[2]。由于地下水污染具有污染途径隐蔽、污染防治滞后、污染区域广且不集中等特点[3]，地下水污染问题对中国经济与社会的发展、以及饮水安全保障有着严重影响。现阶段，为落实习近平总书记对地下水污染防治工作的重要批示精神，落实《中共中央国务院关于全面加强生态环保护 坚决打好污染防治攻坚战的意见》的要求，全国各省开展了地下水污染防治分区划分系列工作。地下水污染防治分区系列工作中现有《地下水污染防治分区划分工作指南》。指南中使用单指标污染指数评估方法对区域内地下水污染现状进行评估。在实际工作中发现，仅通过单一指标的污染指数不能够对整个区域内地下水的污染现状进行综合全面的评估，对地下水污染防治的分区划分工作带来一定的困难。因此，在此次地下水污染防治分区划分工作中，在单指标污染指数评估的基础上，增加了综合指标污染指数评估方法对区域内地下水污染程度进行综合评估。文章主要探讨地下水污染现状评估的基本方法，并通过某地区调查评估工作实例对某区域内地下水污染现状进行评估。

1 地下水污染现状评估技术概述

具有多种使用功能的地下水中的污染物类型及其污染程度是地下水污染现状评估的主要对象。由于我国污染物种类多，区域范围内若没有特殊情况，一般运用统一分析对比的原则，评价指标主要为“三氮”类(包括硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮)、重金属、有机类等污染指标。其中，重金属和有机类的地下水评价指标至少要包括《有毒有害污染物名录》明确的有毒有害污染物。评估过程中去掉背景值，可直接指出人类生产、生活等活动对地下水造成的影响程度，并参照监测指标高于地下水使用功能的限度对目标区域地下水污染程度进行分区。

1.1 地下水使用功能分区

确定对使用功能分区的资料主要来源于不同区域范围的环境调查、水文地质调查、工程与评估报告、水利普查、土地利用类型调查等。具体地下水使用功能分类情况如表1所示。

表1 地下水使用功能分类表

1.2 地下水水质监测指标

地下水污染现状评估所参考的水质监测数据应以开展工作当年为基准年，选用最近两年的浅层地下水水质监测指标，并结合地下水质量常规与非常规指标[4]，共同确定本次工作中地下水水质监测指标。本次监测指标包括“三氮”、重金属、有机类等至少36项，其中地下水质量常规指标14项，地下水质量非常规指标22项(如表2所示)。

表2 地下水水质监测指标

1.3 地下水污染现状评估方法

1.3.1 单指标污染指数评估

根据收集的资料和调查的结果，参照《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)、农田灌溉水质标准(GB 5084-2021)和其他有关的水质监测标准，通过式1对“三氮”、重金属、有机类等监测指标进行污染分级。

式中：Pki为k水样i指标的污染指数；Cki为k水样i指标的测试结果；C0i为k水样i指标的对照值或i指标的区域背景值；Cbi为k水样i指标不同地下水使用功能的标准限值。

1.3.2 综合指标污染指数评估

水样的综合污染指数依据各个指标污染指数中的最大值确定。

式中：Pk为k水样的综合污染指数；Pki为k水样i指标的综合污染指数。

1.3.3 相关参数的确定

C0i为对照值或区域背景值，参考《地下水质量标准》 (GB/T 14848-2017)中III类标准限值或最原始的监测数据；Cbi为k水样i指标满足多种地下水使用功能的标准值。地下水使用功能为饮用水的Cbi参考《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)中III类标准限值中的较大值；地下水使用功能为非饮用水的或为其他使用功能水的Cbi参考对照值、区域背景值或在《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)中IV类标准限值中的较大值。

1.4 地下水污染现状评估结果

依照地下水污染指数计算评价结果，“三氮”类(包括硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮)、重金属、有机类等污染指标的污染分级标准如表3所示。通过上述结果可得区域内地下水污染情况，并可依据分级标准绘制分区划分图件。地下水中三类污染物的污染类型、污染程度及其分布状况均在分区划分图件中得以反映

表3 污染分级标准

2 地下水污染现状评估技术方法实例分析

本次地下水污染现状评估工作在某区域共布有地下水监测点399个，点位均匀覆盖了该地区陆域全域。由于地下水水质监测指标较多，因此本文将地下水水质监测指标分为“三氮”类、重金属类和有机类三项，并对三项进行污染现状评估后进行污染分级。本次地下水污染现状评估的水平年为2020年。根据搜集到的资料与调查结果，参照《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)与相关的水质监测标准，参照式1分别对“三氮”、重金属、有机类等相关的地下水污染监测指标开展评估后，进行污染分级。

2.1 地下水“三氮”污染评估

地下水“三氮”(包括硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮)污染现状评估结果详见表4。其中地下水污染分级为V级(重度污染)的有17个，占比约4.4%，地下水污染分级为IV级(中度污染)的有3个，占比约0.8%，地下水污染分级为III级(轻度污染)的有6个，占比约1.6%，地下水污染分级为II级(微量污染)的有45个，占比约11.7%，地下水污染分级为I级(未污染)的有313个，占比约81.5%。

2.2 地下水重金属污染评估

地下水重金属污染现状评估结果详见如表4所示。其中地下水污染分级为V级(重度污染)的有6个，占比约1.5%，地下水污染分级为IV级(中度污染)的有0个，地下水污染分级为III级(轻度污染)的有0个，地下水污染分级为II级(微量污染)的有11个，占比约2.7%，地下水污染分级为I级(未污染)的有389个，占比约95.8%。

2.3 地下水有机类污染评估

地下水有机类污染现状评估结果如表4所示。其中地下水污染分级为V级(重度污染)的有6个，占比约1.5%，地下水污染分级为IV级(中度污染)的有2个，占比约0.5%，地下水污染分级为III级(轻度污染)的有3个，占比约0.8%，地下水污染分级为II级(微量污染)的有153个，占比约38.4%，地下水污染分级为I级(未污染)的有234个，占比约58.8%。

表4 地下水分类污染指数评估结果

基于对地下水污染指数的计算结果，对“三氮”类(包括硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮)、重金属类和有机类污染指标进行污染分级时发现，污染物的五个污染等级占比具有相似的规律：地下水污染分级为I级(未污染)占比最多，均占总面积50%以上，其次是分级为II级(微量污染)的区域。污染分级为V级(重度污染)的区域面积占比在1.0%～4.5%之间，污染分级为III级(轻度污染)与IV级(中度污染)的区域面积最少。

2.4 地下水污染综合评估

浅层地下水污染综合评估,是在36项单一组分污染评价的基础上选取最大值，得到综合污染指数，并最终确定地下水污染物类别与污染程度,对“三氮”、重金属、有机物进行污染评价，并对某地区地下水污染综合评价.结果显示，该地区平原区浅层地下水已受到不同程度的污染，“三氮”类、重金属类、有机类等组分含量均超过地下水背景值含量。

根据评估结果(如表5、图1所示)，某地区地下水污染分级为I级(未污染)地下水点数量占该地区点总数53.7%。污染分级为II级(微量污染)地下水点数量占该地区点总数36.3%，主要以有机类污染为主。污染分级为V级(重度污染)地下水点数量仅占该地区点总数6.9%，主要以氨氮、硝酸盐氮及重金属镉污染为主。

表5 地下水污染现状评估结果

单指标污染指数评估方法监测指标众多，不能够对每一项指标都进行针对性分析，而根据各个指标污染指数中的最大值确定的综合指标污染指数评估的，是全部监测指标中浓度含量最高的污染物，也就是在整合所有单指标污染指数的结果后，得出了每个区域内污染最严重的污染物。因此，通过综合指标污染指数所得到的结果，在兼顾综合全面评估区域内地下水污染现状的同时，能够对污染成分进行具有针对性的筛选。

综合指标污染指数评估方法所得出的结果，是后续地下水污染防治分区与分级划分工作中的重要参考依据。此外，据此方法筛选出的高浓度污染组分也为之后的污染区域地下水防控与治理提供了更具侧重与实效性的对策方案和有力的技术支撑。

3 结语

(1)某地区浅层地下水已受到不同程度的污染，但总体污染程度较轻，92.2%地下水采样检测点位的污染组分实测含量未超出、略微超出或略超出当地地下水背景值上限。(2)本文仅针对区域内地下水污染防治分区划分系列工作中的地下水污染现状评估方法进行了研究。本次研究后续可结合地下水防控值进行地下水污染防治的分区与分级划分，并根据分区与分级结果提出具有针对性的保护、防控和治理的对策建议。(3)本次地下水污染现状评估工作采用单指标与综合指标相结合的方式，在弥补了单指标法不能明晰整个区域的总体污染状况的局限性的同时，又能够得到区域内的重点污染物及其污染程度，这些是对地下水污染采取具体措施的重要依据，为推进区域地下水污染监督防治，规范地下水污染防治划分区划分工作奠定了基础。