浅析区域地下水污染风险评价方法

2016-08-06 16:08李费远
大科技 2016年32期
关键词:常州市脆弱性污染物

李费远

(淮北市环境科学研究所 安徽淮北 235000)

浅析区域地下水污染风险评价方法

李费远

(淮北市环境科学研究所 安徽淮北 235000)

地下水是水循环的一部分,能够满足城市供水需求。随着地下水资源开发力度日渐增强,其污染程度也随之加大。地表水污染极易造成地下水污染,在一定程度上降低了人们饮用水质量。风险评价作为一项基础工作,能够对区域地下水污染情况进行判断,帮助人们了解和掌握地下水污染情况,为后续的开展提供参考和借鉴。本文结合区域地下水污染现状,对区域地下水污染风险评价方法进行分析,最后选取常州市作为案例进行风险评价,希望能够为我国其他区域地下水污染进行风险评价,从而减少对水资源的污染。

区域地下水;污染;风险评价方法

前言

目前,地下水作为水资源的一部分,是我国供水水源的一部分,但就当前情况而言,我国地下水资源正面临着巨大的挑战,大量污染物侵蚀地下水资源。特别是城市地区,城市化进程加快,工业废水的排放在一定程度上影响地下水资源的利用。因此加强对区域地下水污染风险评价方法的研究具有积极意义,能够帮助相关人员全面掌握地下水污染状况,减少水污染治理盲目性。

1 区域地下水污染现状分析

地下水是水循环的主要组成部分,也是我国城市供水饮用水源。地下水形成与地质构造、岩性及气象等因素存在密切联系。受到各个区域的影响,地下水空间分布、补径及运移等方面存在较大差异。随着工业化、城市化进一步发展,地下水资源开发程度日渐深化,导致地下水资源受到了严重污染。如农业面源、城市雨污水径流等,据相关数据调查发现,通过对我国195个城市进行检测,其中98%的城市地下水受到了不同程度的污染,40%的污染仍然继续恶化。相较于河流等水资源,地下水资源交替程度较差,自净能力较为薄弱。基于此,对其污染风险评价越来越重要。

2 区域地下水污染风险评价方法

2.1 多因素耦合综合评价方法

通常情况下,区域地下水污染风险常常会受到自身因素影响,且空间范围、时间长度及污染源等也会对其产生污染。基于此,为了了解不同因素产生的影响,我们主要采用多因素耦合综合评价方法。多因素耦合综合评价方法,强调对地下水污染过程及其对人群健康风险,从中提取出易污性等影响因素,并采用对应的方法对区域污染,特别是具有区域特征污染物的风险进行评价,最后构建各要素空间图层进行叠加,以此来真实地反应出区域地下水污染风险情况。

2.2 评价步骤

(1)脆弱性评价。地下水脆弱性,是指地下水在自然状态下,极易遭受到外界污染的程度,采用DRASTIC指标法进行评价。针对评价样本的各指标特征值比重计算公式如下:

该评价方法中的指标要素具有固定性特点,在不同区域地下水脆弱性影响因素之间互相影响,直接影响评价结果。对此在实践评价中,评价人员应坚持科学、合理原则,选取合适的区域评价指标,构建对应的体系,结合模糊商榷理论,最后判断出权重,最终得出地下水脆弱情况。

(2)污染源评价。评价人员充分考虑污染物污染程度、迁移性等,结合我国水中优先控制污染物黑名单,从中找到具有污染特点的物质,并运用如下公式进行评价,公式为:

通过该公式能够了解污染物参数个数及其权重。

(3)区域特征污染物健康风险评价。运用US EPA推荐的健康风险评价模型,结合相关理论知识对危害进行识别,能够判断出区域污染物是否能够对人体健康产生严重影响,同时采用剂量—反应评估方法进行定量评估,从而获取评价图[1]。综上,针对地下水的易污性、污染源分析等,可以采用对应的方法进行风险评价,以此来生成地下水脆弱性、污染源及健康风险等图形。

2.3 其他评价方法

(1)指数叠加算法,是最早应用的水污染评价方法,在实践评价中,需要构建准确的指标数据群,然后根据各指标权重及等级核算风险数据,最后通过对风险数据的评估,确定水污染风险等级。通过对地下水本质脆弱性等要素的计算,然后采用加权叠加的方式进行评估,获得的结果与地下水功能价值进行对比,最终确定风险指数。

(2)污染物模拟评价,是建立在物理、化学及生物学基础之上的知识,能够对污染物变迁情况进行了解和评价,以此来弥补指数叠加评价方式存在的不足和缺陷。该方法主要通过架设方式,对评价方式反推风险发生的几率。根据污染物在地下水环境的污染浓度、分布区域等进行分析,能够获取更为准确的污染风险等级。

3 应用案例分析

为了能够帮助我们更加直观和系统地了解地下水污染风险评价方法的应用效果,本文选取常州市作为研究对象。常州市位于我国三角洲太湖平原,该区域河流相粗颗粒沉积为主,自上而下沉积物颗粒由细到粗,含水砂层发育较好,蕴藏着非常丰富的地下水资源。常州市工业较为发达,其中电镀、冶金及机械等企业较多,对地下水资源构成了很大程度的污染,对区域人群健康构成了威胁。因此按照上述评价方法和步骤,对该区域评价如下:

3.1 构建DPASLIC模型

常州市地形坡度在1/500~1/200之间,地形基本不会对脆弱性产生影响,可忽略不计。基于数据可得性来看,可以运用降雨入渗取代脆弱性,构建评价模型。另外,针对研究区现状及指标选取定性和定量指标,可以确定评价指标,根据评价结果,其中级别越高,影响越大。

针对污染物有效形态进行评价,能够了解并掌握生态系统潜在风险。一般来说,土壤理化性质,可对地下水中的重金属有效形态产生不同程度影响。因此借助该指标能够了解并掌握地下水脆弱性[2]。表1为常州市区包气带土壤重金属有效形态含量。

表1 常州市区包气带土壤重金属有效形态含量

利用新建的DPASLIC模型对研究区进行地下水脆弱性分析,利用AecMap9.3图层赋值功能,生成脆弱性指数图。

3.2 区域污染源特性评价

选取对地下水污染风险影响较大的存在形式、衰减特征等五个污染源性质参数,对各个参数设置分值范围为1~10,其中威胁最大的为10,如表2。

表2 地下水污染源参数权重

3.3 健康风险评价

本研究主要采用模糊化原理、采用专家咨询法将风险评价标准设置为六个等级,从低风险至极高风险,然后计算得出化学优速污染物通过饮水途径的人均年风险总值和区域不同风险水平对不同评价标准等级隶属度值,进而获得不同的风险等级,为后续工作做好铺垫[3]。通过对结果的分析和对比发现,常州市地下水污染风险总体水平处于较高的水平,说明地下水资源污染较为严重,其中污染程度最高的区域在安家——郑陆一线以北以及城区东南部一带。

4 结论

根据上文所述,基于地下水资源在城市供水等方面占据的重要地位,应加强对水污染风险进行系统评价和判断。在实践中,应充分考虑影响地下水资源的相关因素,构建多因素耦合性模型,实现对污染的全面性评价。除此之外,还可以采用指数叠加、污染物模拟等方法进行评价,以此来获取准确的评价结果,为污水治理提供科学合理的指导。

[1]杨彦,于云江,王宗庆,李定龙,孙宏伟.区域地下水污染风险评价方法研究[J].环境科学,2013(02):653~661.

[2]刘增超,董 军,何连生,席北斗,孟 睿,李一葳,严刚刚.基于过程模拟的地下水污染风险评价方法研究[J].中国环境科学,2013(06):1120~1126.

[3]滕彦国,左 锐,苏小四,王金生,苏 洁,李仙波,张文静.区域地下水环境风险评价技术方法[J].环境科学研究,2014(12):1532~1539.

X820.4

A

1004-7344(2016)32-0308-02

2016-10-31

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