唐軍,李娟*,席北斗,楊洋,3,王月,趙傳軍,4
1.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險評估國家重點實驗室,中國環(huán)境科學(xué)研究院,北京 100012 2.中國環(huán)境科學(xué)研究院國家環(huán)境保護地下水污染過程模擬與控制重點實驗室,北京 100012 3.北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100875 4.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院,河北 保定 071000
基于危害性分級的地下水污染源分類識別方法
唐軍1,2,李娟1,2*,席北斗1,2,楊洋1,2,3,王月1,2,趙傳軍1,2,4
1.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險評估國家重點實驗室,中國環(huán)境科學(xué)研究院,北京 100012 2.中國環(huán)境科學(xué)研究院國家環(huán)境保護地下水污染過程模擬與控制重點實驗室,北京 100012 3.北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100875 4.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院,河北 保定 071000
地下水污染源分類識別是有序開展地下水污染防控工作的前提。以典型地下水污染源為研究對象,建立綜合考慮優(yōu)控污染物、污染源特征的地下水重點污染源識別指標(biāo)體系,以污染源危害性評價結(jié)果作為重點污染源的判別依據(jù)。將哈斯(Hasee)圖解法與綜合評分法相結(jié)合,用于地下水優(yōu)控污染物識別,同時引入修正的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法,對多組分的地下水優(yōu)控污染物開展綜合評價,并選擇3個典型地下水污染源進行分類識別方法實地驗證。結(jié)果表明:污染源S1、S2和S3的危害性等級分別為Ⅲ、Ⅲ、Ⅱ。在區(qū)域地下水污染分類防控與分級管理中,應(yīng)對危害性等級較高的污染源S1和S2加以重點關(guān)注。
地下水;污染源;優(yōu)控污染物;危害性評價;分類識別
地下水作為我國重要的飲用水源之一被大量開發(fā)。但受到城市液體污染物,長期堆積的固體廢物,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大量使用的農(nóng)藥和化肥,滲漏的礦淋濾液及礦石加工廠污水大量排放[1-2]等的影響,導(dǎo)致地下水污染日益嚴(yán)重。地下水一旦污染很難恢復(fù),其治理和修復(fù)費用極為昂貴,地下水污染的后果會影響幾代人的健康。
識別地下水重點污染源是有序開展地下水污染防控工作的前提。地下水污染源(污染物)種類繁多、性質(zhì)復(fù)雜,對人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害程度亦有所不同,在實際工作中,很難對進入地下水中的各種污染源(污染物)開展有效監(jiān)測和控制,因此需從中識別出一些危害性較大的污染源(污染物)作為重點控制對象,即“地下水重點污染源和優(yōu)控污染物”[2-4]。我國已在地下水污染源識別方面進行了一些研究:如在場地尺度方面,王曉紅等[5]運用溶質(zhì)運移模型反演法,結(jié)合單體碳同位素技術(shù),辨識出典型場地污染源位置和濃度;江思珉等[6]運用卡爾曼濾波技術(shù)、模糊集合理論等,利用單一污染物濃度,反演出污染源的位置和強度,但由于未考慮其他污染源基本特征,不能綜合體現(xiàn)污染源的危害性,僅能識別出需要重點關(guān)注的污染源。在區(qū)域尺度方面,陸燕等[7]對北京平原區(qū)地下水污染源進行了識別與危害性分級;劉博等[8]對吉林市城區(qū)淺層地下水污染源進行了識別,確定了重點污染區(qū)域或重點污染行業(yè),但未辨識出具體的重點污染源。截至目前,識別地下水重點污染源的方法尚未形成。
識別地下水優(yōu)控污染物是識別地下水重點污染源的基礎(chǔ)。國內(nèi)外學(xué)者在優(yōu)控污染物識別方面做出了大量研究工作[3,9-10]:如美國較早就開展了污染物優(yōu)先監(jiān)測和篩選,在對有毒有害污染物進行了大量研究的基礎(chǔ)上,以污染物毒性為依據(jù),結(jié)合污染物的產(chǎn)生量、檢出頻率等因素進行綜合評價,最終得到65類129種重點優(yōu)先控制的污染物名單;歐盟依據(jù)大量監(jiān)測數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)計算和模型模擬的污染物暴露得分與毒性效應(yīng)得分組合計算總得分,基于風(fēng)險排序和專家評判最終篩選出水環(huán)境優(yōu)先污染物;我國于1990年提出了符合我國國情的68種水中優(yōu)先控制污染物黑名單[4],該名單以污染物排放調(diào)查和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合污染物的毒性和排放量,通過專家評審的方式,并綜合考慮檢測技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展水平等因素而得出,其為優(yōu)控污染物的控制和監(jiān)測提供了依據(jù),但該名單主要針對地表水環(huán)境。
目前已報道的地表水優(yōu)控污染物識別技術(shù)包括潛在危害指數(shù)法、模糊綜合評判法、綜合評分法、密切值法、哈斯(Hasee)圖解法等[2],而針對地下水環(huán)境優(yōu)控污染物的識別方法尚未形成。筆者基于已有的研究成果,針對地下水環(huán)境特征,建立了基于危害性分級的地下水污染源分類識別方法,以期為開展地下水資源保護和地下水污染防治的科學(xué)管理工作提供技術(shù)支撐。
1.1流程
第一步,開展地下水污染源環(huán)境調(diào)查。主要進行污染源相關(guān)資料的收集與分析,對污染源特征包括優(yōu)控污染物、排放源強、排放位置、污染路徑、影響面積、防滲措施和存在時間等進行分析;通過地下水污染源環(huán)境調(diào)查,確定典型污染源對應(yīng)的地下水污染物清單,選用哈斯圖解法[11]、綜合評分法[12-15]相結(jié)合識別典型污染源地下水優(yōu)控污染物。第二步,根據(jù)分析結(jié)果建立地下水重點污染源識別指標(biāo)體系。第三步,利用修正的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、層次分析法、迭置指數(shù)法等方法,進行地下水污染源危害性評價,依據(jù)分級結(jié)果識別出地下水重點污染源。地下水重點污染源識別流程如圖1所示。
圖1 地下水污染源分類識別流程Fig.1 Flow chart of groundwater pollution sources dentification
1.2方法
1.2.1哈斯圖解法
哈斯圖解法是將污染物的危害性用向量表示為{毒性,遷移性,降解性},指標(biāo)通過實際數(shù)值或定性評價來表示[9]。其中,毒性以GB/T14848—93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[16]中各級濃度標(biāo)準(zhǔn)限值為基準(zhǔn),對比污染物實際濃度,劃分水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),數(shù)值越大危害性越大;遷移性以吸附系數(shù)(Kd)作為對比標(biāo)準(zhǔn),數(shù)值越小危害性越大;降解性以易降解、可降解和不可降解作為對比標(biāo)準(zhǔn),其危害程度為不可降解>可降解>易降解。
假設(shè)用哈斯圖解法對污染物1和2進行對比,將會出現(xiàn)4種可能性:1)污染物1和2各指標(biāo)的數(shù)值均相等時,則污染物1和2的位置重合〔圖2(a)〕;2)污染物1中各指標(biāo)的數(shù)值均大于污染物2時,則污染物1和2之間由帶箭頭的直線相連,并由污染物1指向2〔圖2(b)〕;3)污染物1各指標(biāo)的數(shù)值均小于污染物2時,則污染物1和2之間由帶箭頭的直線相連,由污染物2指向1〔圖2(c)〕;4)如果污染物1中的某個指標(biāo)數(shù)值大于污染物2中的該指標(biāo)數(shù)值,同時污染物2中的另一個指標(biāo)數(shù)值大于污染物1中的該指標(biāo)數(shù)值,則2個污染物指標(biāo)間存在矛盾,在污染物1和2之間沒有直線連接〔圖2(d)〕[11]。
注:圖中1和2表示污染物1和污染物2。圖2 哈斯圖解法排序示意Fig.2 Schematic diagram of ordering of Hasse graphical method
哈斯圖解法可以直觀反映地下水污染物的相對危害性及是否存在矛盾,正是由于矛盾污染物的存在,使得部分污染物并不能完全呈現(xiàn)危害性的相對大小,因此,對于存在矛盾污染物的污染源,需要將哈斯圖解法與綜合評分法相結(jié)合,進一步明確相應(yīng)的優(yōu)控污染物。
1.2.2綜合評分法
綜合評分法可以解決哈斯圖解法中存在矛盾性的污染物的危害性。該方法基于水環(huán)境優(yōu)控污染物篩選的相關(guān)研究基礎(chǔ)[12-13],確定污染物單項指標(biāo)權(quán)重,根據(jù)其重要性和可靠性劃分指標(biāo)權(quán)重,重要性大、可靠性高的指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重也高。參考李沫蕊等[14]的方法對各指標(biāo)的權(quán)重進行分級,通過迭置指數(shù)法進行最后評價總分的計算,污染物的分值越高,排序越靠前,危害性越大[15]。地下水優(yōu)控污染物識別指標(biāo)權(quán)重與評分如表1所示。
表1 典型地下水污染源優(yōu)控污染物識別指標(biāo)評分[14,17-20]
注:Ci為第i種污染物濃度,Ci(Ⅰ)、Ci(Ⅱ)、Ci(Ⅲ)、Ci(Ⅳ)、Ci(Ⅴ)分別為GB/T 14848—93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中第i種污染物的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級濃度限值;Kd為吸附系數(shù);T1/2為污染物半衰期,≤20 d為易降解,20~50 d為可降解,>50 d為不可降解。
優(yōu)控污染物危害性指數(shù)(A)計算公式為:
A=5×T+25×M+10×D
(1)
式中:T為毒性評分;M為遷移性評分;D為降解性評分。A數(shù)值越大,危害性越大。
根據(jù)哈斯圖解法和綜合評分法的結(jié)果,篩選出地下水污染源對應(yīng)的優(yōu)控污染物。
1.3污染源特征分析
1.3.1地下水優(yōu)控污染物綜合評價指數(shù)
通過引入修正的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法,對同一質(zhì)量級別的不同污染因子加以區(qū)別對待,將優(yōu)控污染物識別排序結(jié)果引入傳統(tǒng)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)[21],增加了計算過程中的權(quán)重因素,一方面凸顯極值,另一方面可以更加科學(xué)地表現(xiàn)不同污染物對地下水影響的貢獻量。具體步驟如下。
(1)依據(jù)GB/T14848—93中各單項污染物的評分值,將某污染物的濃度與標(biāo)準(zhǔn)限值進行對比,依據(jù)表2確定該污染物的評分值(Li)。
表2 地下水污染物質(zhì)量評分
(2)污染物的特征屬性[17]包括濃度、毒性、遷移性、降解性等,修正的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法是以地下水優(yōu)控污染物識別結(jié)果為基礎(chǔ),在計算過程中引入各污染物的權(quán)重排序,利用L加權(quán)平均代替Liave(n種污染物評分的平均值)。L加權(quán)平均計算公式為:
(2)
式中ai為第i種污染物的權(quán)重,其值由該污染物在地下水優(yōu)控污染物識別后的排序位置而定。
將各污染物的地下水危害性排序表示為li,則污染物權(quán)重的計算公式為:
(3)
(3)修正的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)(L綜),即地下水優(yōu)控污染物綜合評價指數(shù)(B1)的計算公式為:
(4)
1.3.2排放源強
污染源排放源強是指單位時間內(nèi)由污染源泄露點進入地質(zhì)環(huán)境的廢水(液)等的排放量;對于特征污染物而言,排放源強重點關(guān)注其排放濃度和質(zhì)量。污染源排放源強主要受污染源類型、泄漏方式等因素的影響[22-23],包括風(fēng)險排放源強和跑、冒、滴、漏排放源強等,結(jié)合不同類別地下水污染源計算相應(yīng)排放源強。
1.3.3排放位置
地下水污染源的排放位置決定著污染物進入地質(zhì)環(huán)境后的運移轉(zhuǎn)化路徑,而排放位置與地下潛水含水層上表面之間的距離,決定了污染物垂向運移的最大污染厚度。地下水污染源的排放位置分為地表面、包氣帶、含水層3個位置,其對目標(biāo)地下水可能造成的危害性呈遞增趨勢。
1.3.4污染路徑
地下水的污染路徑是指污染物從污染源進入到地下水中需要經(jīng)過的路徑。按照水力學(xué)[21]的特點,將地下水污染路徑分為間歇入滲型、連續(xù)入滲型、越流及徑流型三大類,間歇入滲型和連續(xù)入滲型主要污染的含水層為潛水,是研究的重點。間歇入滲型主要適用于垃圾填埋場、排土場和農(nóng)業(yè)活動區(qū);連續(xù)入滲型主要適用于受污染的地表水、渠、坑等污水的滲漏:后者的風(fēng)險要大于前者。而越流及徑流型污染,主要受人為開采、地質(zhì)天窗和特殊通道的影響較大,地下水受到污染的風(fēng)險也最高。
1.3.5影響面積
地下水污染源的影響面積依據(jù)其影響范圍而定,一般通過影響面積比[19]的計算值來定量評價。影響面積比指污染源影響半徑所覆蓋的面積占總評價區(qū)面積的比例,污染源在評價區(qū)內(nèi)所占面積越大,對地下水產(chǎn)生污染的風(fēng)險越大。工業(yè)渣堆及農(nóng)業(yè)面源的影響面積比可采用實際占用面積來計算;對于滲坑類、排污河等點、線狀污染源,其影響面積比在實際調(diào)查中較難獲取,可依據(jù)經(jīng)驗值來設(shè)定。
1.3.6防滲措施
按照地下水污染源防滲措施的可靠性,可將其分為密封、部分密封、暴露3種類型。防滲措施的密封效果越好,污染源越不容易發(fā)生泄漏,地下水受污染的風(fēng)險就越小。
1.3.7存在時間
污染源存在時間的長短,對污染源可能發(fā)生的風(fēng)險起著直接影響作用。例如,對工業(yè)儲罐而言,單層無防腐蝕保護層的鋼制儲罐的平均滲漏年限約為25a[24],10a內(nèi)因腐蝕發(fā)生滲漏的概率較低,但隨著時間的推移,滲漏風(fēng)險急劇加大。同時,隨著污染源存在時間的增長,污染源防滲措施發(fā)生泄漏的風(fēng)險就會逐漸加大,地下水污染風(fēng)險隨之增加。
1.4識別指標(biāo)體系構(gòu)建
根據(jù)已有研究確定了7項地下水重點污染源識別指標(biāo)[19,25-26],分別為:反映污染物特征的濃度、毒性、遷移性和降解性的污染物綜合評價指數(shù);反映污染源特征的排放源強、排放位置、污染路徑、影響面積、防滲措施及存在時間。地下水重點污染源識別指標(biāo)體系如圖3所示。
圖3 地下水重點污染源識別指標(biāo)體系Fig.3 Index system of groundwater pollution sources identification
1.5指標(biāo)權(quán)重計算
各評價指標(biāo)表征的是污染源輸出污染的潛力。指標(biāo)權(quán)重越大,說明該指標(biāo)對地下水污染的風(fēng)險相對越大。根據(jù)層次分析法[26],構(gòu)造9級標(biāo)度判斷矩陣[27],計算評價指標(biāo)權(quán)重,用于污染源危害性評價。通過專家咨詢[16],對比指標(biāo)間的相對重要性,構(gòu)造的判斷矩陣如表3所示。
表3 指標(biāo)權(quán)重判斷矩陣[16]
按照層次分析法計算步驟,進行各指標(biāo)權(quán)重計算,結(jié)果如表4所示。
表4 各指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果
權(quán)重計算結(jié)果通過了一致性檢驗:λmax=7.26;CI=0.043;CR=0.032<0.10。
1.6確定指標(biāo)評分
采用1~10分作為各指標(biāo)評分的尺度。對可定量的評價指標(biāo),以數(shù)值作為評分依據(jù);對于不易定量的評價指標(biāo),利用定性后評分的方法,進行標(biāo)準(zhǔn)量化,從而準(zhǔn)確評價污染源的危害性。各指標(biāo)評分如表5所示。
表5 各指標(biāo)評分
注:B1依據(jù)GB/T 14848—93中地下水質(zhì)量級別分級標(biāo)準(zhǔn)來判定;B2依據(jù)排放源強計算結(jié)果進行[19];B3依據(jù)污染源在地質(zhì)環(huán)境中所處的位置來判定[19],對地下水污染風(fēng)險:含水層>包氣帶>地表;B4依據(jù)污染物進入地下的路徑來判定[28],一般認(rèn)為越流及徑流型風(fēng)險最大,間歇入滲型風(fēng)險最?。籅5依據(jù)污染源影響面積占評價區(qū)總面積的百分?jǐn)?shù)來判定[19],影響范圍越大,危害性越大;B6依據(jù)污染源的防護方式來判定[29],污染源各方位均有防護措施時,為密封狀態(tài),污染源下方有防護措施但其他方位未與外界隔離時,為部分密封狀態(tài),污染源不具備防護措施時,為暴露狀態(tài);B7依據(jù)污染源存在時間的長短來判定[30],污染源存在時間越長,可能造成的環(huán)境風(fēng)險越大[31]。
1.7污染源危害性分級
根據(jù)表4和表5,按照迭置指數(shù)法對地下水污染源危害性指數(shù)(B)進行計算:
B=0.22B1+0.17B2+0.16B3+0.1B4+
0.09B5+0.12B6+0.14B7
(5)
將式(2)~式(5)的計算結(jié)果采用非等間距法取值(0~10),分成3個等級[32]:當(dāng)B<4.0時,為Ⅰ級;當(dāng)4.0≤B<7.0時,為Ⅱ級;當(dāng)B≥7.0時,為Ⅲ級。B值越大,地下水污染源危害性越高。將Ⅲ級污染源定義為地下水重點污染源,Ⅱ級污染源定義為地下水普通污染源,Ⅰ級污染源定義為地下水一般污染源。
選取北方某非正規(guī)垃圾填埋場的垃圾堆體(S1)、北方某化工廠的鉻渣堆(S2)及北方某化工廠的排污滲坑(S3)為研究對象,分析地下水優(yōu)控污染物與污染源危害性等級。
2.1污染源信息
S1:未做底部、側(cè)部防滲層的設(shè)置,頂部覆蓋層的防滲性能未達到衛(wèi)生填埋的標(biāo)準(zhǔn),垃圾滲濾液可直接進入包氣帶,污染路徑為間歇入滲型。根據(jù)現(xiàn)場垃圾滲濾液監(jiān)測報告,主要污染物有氨氮、Hg、Cr、Cd和As,其濃度分別為1810、1.57×10-3、3.8×10-2、0.5×10-3和4.44×10-2mg/L。
S2:存放量約2萬t,常年露天堆放,基本無防滲措施,渣堆滲濾液直接進入包氣帶,污染路徑為間歇入滲型。根據(jù)滲濾液監(jiān)測結(jié)果,主要污染物有Cr、Pb、Zn和Cu,濃度分別為270、0.064、0.023和0.056mg/L。
S3:某化工廠搬遷后遺留的面積約25000m2的廢水排放滲坑,污染路徑為連續(xù)入滲型。該化工廠主要生產(chǎn)噻吩-2,5-二羧酸(OB酸)和堿性紅。根據(jù)生產(chǎn)工藝,S3中可能涉及的特征污染物包括氯苯、1,4-二氯苯、1,2-二氯苯、鄰苯二甲酸脂類等。根據(jù)現(xiàn)場坑塘監(jiān)測結(jié)果,僅檢出氯苯,濃度為138mg/L。
2.2優(yōu)控污染物識別
2.2.1S1
依據(jù)地下水優(yōu)控污染物篩選流程和污染源基本信息,確定氨氮、Hg、Cr、Cd和As為S1的主要污染物,通過哈斯圖解法和綜合評分法對優(yōu)控污染物進行識別。
建立各污染物向量:氨氮{Ⅴ,1,易降解}(A);Hg{Ⅲ,4,不可降解}(B);Cr{Ⅰ,5,不可降解}(C);Cd{Ⅰ,5,不可降解}(D);As{Ⅲ,6,不可降解}(E)。S1特征污染物哈斯圖解如圖4所示。
圖4 S1特征污染物哈斯圖解Fig.4 Hasse graph of S1 characteristic contaminants
由圖4可知,S1對應(yīng)的多數(shù)特征污染物之間存在不可比的矛盾,因此,需要進一步采用綜合評分法對污染物進行排序。
依據(jù)表1和式(1)進行指標(biāo)評分,結(jié)果如表6所示。
表6 S1優(yōu)控污染物綜合評分結(jié)果
根據(jù)計算結(jié)果,選取綜合評分前3位的氨氮,Hg和Cr作為S1地下水優(yōu)控污染物,并用于污染源危害性評價計算。其中,氨氮是污染源S1需要重點關(guān)注的優(yōu)控污染物。
2.2.2S2
依據(jù)地下水優(yōu)控污染物篩選流程和污染源基本信息,確定Cr、Pb、Zn和Cu為S2的主要污染物,通過哈斯圖解法對主要污染物進行排序。建立各污染物向量:Cr{Ⅴ,5,不可降解}(F);Pb{Ⅳ,6,不可降解}(G);Zn{Ⅰ,6,不可降解}(H);Cu{Ⅲ,6,不可降解}(I)。S2特征污染物哈斯圖解如圖5所示。
圖5 S2特征污染物哈斯圖解
Fig.5 Hasse graph of S2 characteristic contaminants
由圖5可知,選取Cr、Pb和Cu作為S2的地下水優(yōu)控污染物,并用于污染源危害性評價計算。其中,重金屬Cr是污染源S2需要重點關(guān)注的優(yōu)控污染物。
2.2.3S3
根據(jù)生產(chǎn)工藝,確定S3的主要污染物有氯苯、1,4-二氯苯、1,2-二氯苯、鄰苯二甲酸脂類,從現(xiàn)場坑塘監(jiān)測資料可知,僅檢出氯苯,因此,確定氯苯為S3的優(yōu)控污染物,并將其用于污染源危害性評價計算。
2.3重點污染源識別
依據(jù)修正的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法進行評價,各污染源優(yōu)控污染物綜合評價結(jié)果如表7所示。
依據(jù)對各指標(biāo)評分進行定量和定性,各污染源危害性評價指標(biāo)評分結(jié)果如表8所示。
依據(jù)式(5)進行污染源危害性分級計算,結(jié)果如表9所示。由表9可知,S1、S2為重點污染源,在后續(xù)源強評價和分類防控對策的制定時需要重點加以關(guān)注。
表7 污染源優(yōu)控污染物綜合評價結(jié)果
表8 污染源危害性評價指標(biāo)評分
表9 污染源危害性分級
(1)建立了考慮污染源特征的地下水重點污染源識別指標(biāo)體系,借助層次分析法和迭置指數(shù)法對地下水污染源危害性進行評價,以危害性評價結(jié)果作為重點污染源判別的依據(jù),提出了識別地下水重點污染源的新方法。
(2)將哈斯圖解法和綜合評分法應(yīng)用于地下水優(yōu)控污染物的識別,為地下水優(yōu)控污染物篩選提供技術(shù)方法。引入修正的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對多組分的地下水優(yōu)控污染物進行綜合評價,在突出危害性最大的污染物同時,又綜合考慮了危害性較低的污染物,從而提高了識別結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(3)選取北方某非正規(guī)垃圾填埋場的垃圾堆體(S1)、北方某化工廠的鉻渣堆(S2)和北方某化工廠的排污滲坑(S3)作為地下水污染源的典型代表,分析地下水優(yōu)控污染物與污染源危害性等級。結(jié)果表明:S1的地下水優(yōu)控污染物為氨氮、Hg和Cr;S2為Cr、Pb和Cu;S3為氯苯;S1、S2和S3的污染源危害性等級分別為Ⅲ、Ⅲ和Ⅱ。說明S1和S2為地下水重點污染源,需要重點關(guān)注。
[1] 束龍倉,陶月贊.地下水水文學(xué)[M].北京:水利水電出版社,2009.
[2] 李沫蕊,王亞飛,王金生,等.下遼河平原區(qū)域地下水典型污染物的篩選[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2015,31(3):62-69.
LI M R,WANG Y F,WANG J S,et al.Application of modified potential damage index method to screening of the typical pollutants in groundwater of the Liao River Basin[J].Environmental Monitoring in China,2015,31(3):62-69.
[3] 朱菲菲,秦普豐,張娟,等.我國地下水環(huán)境優(yōu)先控制有機污染物的篩選[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報,2013,3(5):443-450.
ZHU F F,QIN P F,ZHANG J,et al.Screening of priority organic pollutants in groundwater of China[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2013,3(5):443-450.
[4] 周文敏,傅德黔,孫宗光.中國水中優(yōu)先控制污染物黑名單的確定[J].環(huán)境科學(xué)研究,1991,4(6):9.
[5] 王曉紅,魏加華,成志能,等.地下水有機污染源識別技術(shù)體系研究與示范[J].環(huán)境科學(xué),2013,34(2):662-667.
WANG X H,WEI J H,CHENG Z N,et al.Groundwater organic pollution source identification technology system research and application[J].Environmental Science,2013,34(2):662-667.
[6] 江思珉,張亞力,周念清,等.基于污染羽形態(tài)對比的地下水污染源識別研究[J].水利學(xué)報,2014(6):735-741.
JIANG S M,ZHANG Y L,ZHOU N Q,et al.Groundwater contaminant source identification based on the morphological comparison of pollution plume[J].Journal of Hydraulic Engineering,2014(6):735-741.
[7] 陸燕,何江濤,王俊杰,等.北京平原區(qū)地下水污染源識別與危害性分級[J].環(huán)境科學(xué),2012,33(5):1526-1531.
LU Y,HE J T,WANG J J,et al.Groundwater pollution sources identification and grading in Beijing plain[J].Environmental Science,2012,33(5):1526-1531.
[8] 劉博,肖長來,梁秀娟,等.吉林市城區(qū)淺層地下水污染源識別及空間分布[J].中國環(huán)境科學(xué),2015,35(2):457-464.
LIU B,XIAO C L,LIANG X J,et al.Identification of shallow groundwater pollution factors and spatial distribution in the urban areas of Jilin City[J].China Environmental Science,2015,35(2):457-464.
[9] KEITH L,TELLIARD W.Special report:priority pollutants:I.a perspective view[J].Environmental Science & Technology,2003,13(4):416-423.
[10] 環(huán)境保護部科技標(biāo)準(zhǔn)司.國內(nèi)外化學(xué)污染物環(huán)境與健康風(fēng)險排序比較研究[M].北京:科學(xué)出版社,2010.
[11] EFRAIM H,GALASSI S,BRUGGEMANN R,et al.Selection of priority properties to assess environment hazard of pesticides[J].Chemosphere,1996,33(8):1543-1562.
[12] MICAELA M,RONALDO S,JORGE A,et al.Risk-based prioritization of air pollution monitoring using fuzzy synthetic evaluation technique[J].Environmental Monitoring & Assessment,2005,105(1/2/3):261-283.
[13] TRENHOLM R A,VANDERFORD B J,HOLADY J C,et al.Broad range analysis of endocrine disruptors and pharmaceuticals using gas chromatography and liquid chromatography tandem mass spectrometry[J].Chemosphere,2006,65(11):1990-1998.
[14] 李沫蕊,王亞飛,滕彥國,等.應(yīng)用綜合評分法篩選下遼河平原區(qū)域地下水典型污染物[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2015,51(1):64-68.
LI M R,WANG Y F,TENG Y G,et al.Application of comprehensive evaluation for screening of typical pollutants in groundwater of the Liao River basin[J].Journal of Beijing Normal University (Natural Science),2015,51(1):64-68.
[15] 崔建升,徐富春,劉定,等.優(yōu)先污染物篩選方法進展[C]//中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集(第四卷).北京:中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會,2009.
[16] 地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):GB/T14848—93[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1993.
[17] 李娟,呂寧磬,楊洋,等.典型場地地下水污染源強分級評價方法研究[J].環(huán)境工程學(xué)報,2014,8(11):4726-4736.
LI J,Lü N Q,YANG Y,et al.Study on groundwater pollution source intensity rating assessment method of typical contaminated sites[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2014,8(11):4726-4736.
[18] GUSTAFSON D I.Groundwater ubiquity score:a simple method for assessing pesticide leachability[J].Environmental Toxicology & Chemistry,1989,8(4):339-357.
[19] 金愛芳,張旭,李廣賀.地下水源地污染源危害性評價方法研究[J].中國環(huán)境科學(xué),2012,32(6):1075-1079.
JIN A F,ZHANG X,LI G H.Study on the hazard assessment method of pollution sources in groundwater source fields[J].China Environmental Science,2012,32(6):1075-1079.
[20] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.持久性、生物累積性和毒性物質(zhì)及高持久性和高生物累積性物質(zhì)的判定方法:GB/T24782—2009[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.
[21] 谷朝君,潘穎,潘明杰.內(nèi)梅羅指數(shù)法在地下水水質(zhì)評價中的應(yīng)用及存在問題[J].環(huán)境保護科學(xué),2002,28(1):45-47.
GU C J,PAN Y,PAN M J.The application and existed problems of Nemero Index in groundwater quality evaluation[J].Environmental Protection Science,2002,28(1):45-47.
[22] 張鵬,趙東風(fēng),牛麥針.石化企業(yè)無組織排放源強核算方法綜述[J].四川環(huán)境,2012,31(6):115-121.
ZHANG P,ZHAO D F,NIU M Z.Summary on calculation methods of pollutant source strength for fugitive emission sources in petrochemical enterprises[J].Sichuan Environment,2012,31(6):115-121.
[23] 焦艷軍,王政,黃玲玲,等.地下水環(huán)境影響評價技術(shù)方法探討[J].油氣田環(huán)境保護,2015,25(6):60-64.
JIAO Y J,WANG Z,HUANG L L,et al.Discussion on the methods of environmental impact assessment lechnology of groundwater[J].Environmental Protection of Oil & Gas Fields,2015,25(6):60-64.
[24] 羅玉峰,崔遠來,鄭祖金.河渠滲漏量計算方法研究進展[J].水科學(xué)進展,2005,16(3):444-449.
LUO Y F,CUI Y L,ZHENG Z J.Research progress on methods of quantifying seepage from rivers and canals[J].Advances in Water Science,2005,16(3):444-449.
[25] 劉兆昌.地下水系統(tǒng)的污染與控制[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1991.
[26] 吳殿廷,李東方.層次分析法的不足及其改進的途徑[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004,40(2):264-268.
WU D T,LI D F.Shortcomings of analytical hierarchy process and the path to improve the method[J].Journal of Beijing Normal University (Natural Science),2004,40(2):264-268.
[27] SAATY R W.The analytic hierarchy process:what it is and how it is used[J].Mathematical Modelling,1987,9(3/4/5):161-176.
[28] 王曉紅,張新鈺,林健.有機污染場地地下水風(fēng)險評價指標(biāo)體系構(gòu)建的探討[J].地球與環(huán)境,2012,40(1):126-132.
WANG X H,ZHANG X Y,LIN J.Investigation on the establishment of index system for groundwater risk assessment at the organically contaminated site[J].Earth and Environment,2012,40(1):126-132.
[29] 申利娜,李廣賀.地下水污染風(fēng)險區(qū)劃方法研究[J].環(huán)境科學(xué),2010,31(4):918-923.
SHEN L N,LI G H.Groundwater pollution risk mapping method[J].Environmental Science,2010,31(4):918-923.
[30] 寇文杰,陳忠榮,林健.不同垃圾場地類型地下水污染風(fēng)險評價[J].人民黃河,2013,35(1):42-44.
KOU W J,CHEN Z R,LIN J.Pollution risk assessment of groundwater below different types of garbage site[J].Yellow River,2013,35(1):42-44.
[31] US EPA.Musts for USTs:a summary of federal regulations for underground storage tank systems[R].Washington DC:US EPA,2007.
[32] 曲青林,曹愛霞,劉學(xué)錄.蘭州市土地利用生態(tài)安全評價[J].環(huán)境科學(xué)研究,2009,22(6):753-756.
QU Q L, CAO A X, LIU X L.Appraisal of land use eco-security in Lanzhou City[J].Research of Environmental Sciences,2009,22(6):753-756. ○
Identificationandclassificationmethodsofgroundwaterpollutionsourcesbasedonhazardclassification
TANG Jun1,2, LI Juan1,2, XI Beidou1,2, YANG Yang1,2,3, WANG Yue1,2, ZHAO Chuanjun1,2,4
1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012, China 2.State Environmental Protection Key Laboratory of Simulation and Control of Groundwater Pollution, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 3.School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China 4.Institute of Urban and Rural Construction, Agricultural University of Hebei Province, Baoding 071000, China
The classification and identification of groundwater pollution sources is essential for groundwater pollution prevention and control. The typical groundwater pollution sources were studied and the major groundwater pollution sources identifying index system established based on the priority control contaminants and pollution sources characteristics analysis results. The pollution sources hazards assessment results were regarded as the basis for the major groundwater pollution sources identification. The Hasse diagram method and comprehensive evaluation method were applied to identify priority control contaminants, and the revised Nemerow Pollution Index introduced to comprehensive assess the multicomponent priority control contaminants. Three typical groundwater sources were selected to verify the method. The results showed that the hazard level of S1, S2 and S3 was Ⅲ, Ⅲ and Ⅱ, respectively. Thus, in the management of regional groundwater pollution sources, more attention should be paid to the sources with high levels of hazard pollution, such as S1 and S2.
groundwater; pollution source; priority control contaminants; hazards assessment; classification and identification
唐軍,李娟,席北斗,等.基于危害性分級的地下水污染源分類識別方法[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報,2017,7(6):676-683.
TANG J, LI J, XI B D, et al.Identification and classification methods of groundwater pollution sources based on hazard classification[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2017,7(6):676-683.
2017-04-27
全國地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況調(diào)查評估項目(144130012110302)
唐軍(1987—),女,工程師,主要從事地下水污染防控與評價研究,tj_y88@126.com
*責(zé)任作者:李娟(1981—),女,副研究員,博士,主要從事地下水污染防控與評價研究,lijuan@craes.org.cn
X523
1674-991X(2017)06-0676-08
10.3969/j.issn.1674-991X.2017.06.093