區域地下水污染風險評價方法分析

聶根蘭（江西省核工業地質局二六三大隊，江西新干331300）

區域地下水污染風險評價方法分析

聶根蘭（江西省核工業地質局二六三大隊，江西新干331300）

國內當前水污染問題已經逐漸嚴重，并且隨著工業規模的擴大進一步加快了國內水體污染問題。地表水的污染很容易導致地下水受累，進而使人們的飲用水質量出現問題，嚴重影響國內群眾的身體健康。本文即是對區域地下水污染風險的評價進行研究，首先介紹了水污染風險評價的內容，并闡述了具體的評價方法，以期能為相關工作提供參考。

地下水；污染問題；評價方法

引言

地下水是當前各區域用水的主要來源，其優勢在于水質優秀，供應量充足，對于工業、農業和日常生活均具有明顯的影響。近幾年我國地下水開采量已經翻了一倍，同時工業和農業用水也越來越趨向于地下水，這不僅使地下水的高效開采技術得到了充分的發展，同時也提升了其污染幾率，給環境保護工作造成了障礙。

1　區域地下水環境污染現狀

地下水是水循環的重要組成部分，也是我國城市供水的重要飲用水源之一。而地下水的形成與地質構造、巖性、地形地貌、氣象、水文等因素有著不可分割的關系，研究區不同區域地下水空間分布、補徑排特征、運移、動態特征以及水化學性質差異較大。隨著地下水資源的日益開發，其污染日益嚴峻。如遭到農業面源和城市雨污水徑流的污染；城市化和工業化產生的污水和固體垃圾的直接排放污染；采礦和廢氣礦坑污染；超量開采地下水引發的咸水入侵和自然有害物質的溶解導致地下水水質惡化等。據對我國195個城市檢測結果表明，97%的城市地下水受到不同程度污染，其中40%污染不斷加劇。由于地下水交替程度較弱，自凈能力較低，對其污染風險評價就顯得尤其重要。

2　區域地下水污染風險評價內容

目前我國正在進一步推進國內區域地下水污染的風險評價工作，該項工作具體包含了四個內容，分別是地下水的本質脆弱性評價、特殊脆弱性評價、污染物種、地下水價值。其中的本質脆弱性指的就是地下水環境在應對外界因素干擾時的抗性，也可以稱為“適應能力”。該能力的影響因素有很多，例如地下水位、水體傳導能力、低下滲流的介質等，其在評價時可用公式：Vi=DwDr+RwRr+AwAr+SwSr+TwTr+IwIr+CwCr來表示，公式當中的w代表影響因素權重；r代表影響因素評級；D為深度；R為凈補給量；A為介質；S為土壤種類；T為地下水道坡度；I為包氣帶；C為水的傳導系數［1］。特殊脆弱性指的是當人類活動參與到地下水污染時，地下水對綜合因素的抵抗能力，這其中的人為因素具有可控性。污染物種類的評價指的是對地下水的污染源進行定性分析，可分為自然、農業、工業、城市等七種不同的主要污染源，并根據既往研究數據對其污染等級進行評估，也可以直接以污染物對地下水自凈能力產生的負荷為標準進行分級，并且我國在2011年時正式頒布了污染物種類分級標準，為水污染評價提供了統一的法律基礎。其中高錳酸鉀指數應低于2.0mg/L；氨氮指數在0.02～0.1mg/L之間；汞元素含量低于0.001mg/L；鉛含量低于0.01mg/L；氰化物低于0.05mg/L；六價鉻含量低于0.05mg/L。地下水的價值評價主要是指其脆弱性和災害性的關聯度，該評價內容不僅對區域內地下水污染發生幾率進行研究，而且還能夠預估因地下水污染而導致的經濟損失情況，使得水污染風險評價工作更加系統化和具體化。

3　區域地下水污染風險評價的具體方法

3.1指數疊加算法

指數疊加評價算法是應用時間較早的水污染評價方式，其在使用前需要先建立準確的指標數據群，然后根據各指標的權重或等級核算風險數據，最終通過對風險數據的進一步評估，從而確定水污染風險的等級。在實際應用的過程中該評價方式的主要指標包括地下水的本質脆弱性、污染物種類、外界影響度等，利用加權疊加的方式進行評估，所得的結果再與該區域內的地下水功能價值進行加權疊加，從而進一步確定風險指數。目前國內使用這種評價方式時需要借助ArcGIS軟件，這一評價方法的優勢在于對操作技術要求較低，而且所需要的指標均為直接指標，容易獲得，也使得地下水污染風險的整體評價工作的成本偏低。但需要注意的是，由于這種評價方式的基礎是線性曲線，因此不論數據采集如何準確、等級評價如何精準，所獲得的評價等級數據均偏向于主觀性，在評價時雖然借助了污染物種類的指標，但是未考慮污染物隨地下水環境變遷或自凈的具體情況，僅適用于綜合性的風險評價，而不適合針對特定污染點進行評價［2］。

3.2污染物模擬評價方式

污染物模擬評價方式是基于物理、化學以及生物學的知識，對污染物的實際變遷情況進行研究，從而彌補指數疊加評價方式的缺陷。該評價方法主要是先對區域地下水的風險表征進行假設，并以模擬的方式反推風險的發生幾率。其模擬的過程就是污染物在地下水環境當中隨水流移動、深入下層水的整個過程，可以有效地評估隨著時間的推移污染物對地下水體的影響情況，最終利用污染物變化時的污染濃度、分布區域等指標進行加權疊加評價，獲得更加準確的地下水污染風險等級。

這種方法的優勢在于能夠對地下水的污染情況進行定量的分析，同時還可以分析出污染物對水體產生的毒性影響，對周圍其他環境因素構成的影響。該方式的有點在于利用科學嚴謹的仿真模型作為評價依據，通過數學公式對風險指標進行計算，使得整個評價過程均處于定量分析狀態下。國際上通常采用Modflow作為模擬軟件，雖然之后又出現了其它的軟件，但這一軟件的應用范圍最廣，我國也在嘗試將其應用于國內地下水污染評估工作當中。但這種評價方法對操作技術要求較高，非專業人員難以開展工作。

3.3不確定評價方法

從本質上來說，地下水污染的風險評價就是對不確定因素的評價，一旦這些不確定的因素均不出現，則說明不會發生任何風險。因此，在污染風險評價過程中需要對這些不確定的因素進行定性、定量的綜合分析，并依據其表現的風險情況設定等級。從地下水自身的性質角度來看，其屬于一種完全開放的自然環境，并且狀態也在隨時變化，這就反映了地下水本身的不確定性。我國研究者認為可以將地下水的不確定性分為三個部分，分別是指標、模型以及資料的不確定，可以依據這些不確定數據進行評估。

在實際風險評價時可以選擇隨機模型評價，同樣需要對地下水環境進行模擬，然后根據模型當中的各種變量確定評價時的參數，在此過程中參數的確定可以借助高斯隨機模型來完成，如隨機因素的種類較多，還可以采用貝葉斯定律對隨機模型進行推導。風險評價時還需要將隨機模型與普通模型數據進行對比，從而確定隨機模型的優勢收斂速度［3］。同時，也可以利用計算機軟件當中的模糊分析技術，將地下水模型先進行模糊化處理，然后對其中的規律性進行逐步研究，從而確定整體隨機性的變化情況，我國該種方法多采用多屬性決策分析模型。

4　結語

區域內地下水污染問題十分嚴重，其不僅影響著自然環境，同時對人體的健康也會構成明顯的影響。在對地下水污染風險進行評價時，主要包括本質脆弱性、特殊脆弱性、污染物種類、地下水價值等多個因素。在評價時可采取指數疊加、污染物模擬以及隨機變量等多種方式進行分析。

［1］滕彥國，左 銳，蘇小四，等.區域地下水環境風險評價技術方法［J］.環境科學研究，2014，27（12）：1532～1539.

［2］方 良，周書葵，劉迎九，等.鈾尾礦庫地下水污染風險評價方法研究［J］.環境工程，2016，34（01）：100～102.

［3］王俊杰，何江濤，陸 燕，等.地下水污染風險評價中特征污染物量化方法探討［J］.環境科學，2012，33（03）：771～776.

X820.4

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2095-2066（2016）26-0012-02

2016-9-2