引言目前,土壤地下水污染已经成为污染防治的重要内容,我国各省、市及各行业相继颁布了土壤地下水污染场地调查的技术指南、场地污染分级管控、自行监测等办法,初步实现对土壤地下水污染的风险管控。经过前期的调查监测,积累了大量土壤地下水污染数据。现行土壤地下水污染监测指标的选取主要参照《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)和《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)进行,再补充行业及地方要求的污染物指标,最终形成土壤地下水污染检测指标清单。不同类型地块差异较大,指标选取的灵活性较强,容易导致不同地块污染数据可比性差,且污染数据受行业、泄漏时间、岩盐作用等多种因素影响,数据背后的信息分析挖掘难度大。污染物识别、统计分析研究集中于不同地区、行业等,对不同维度的污染物清单进行整理并有机组合,能够有效提高数据分析统计的特异性,针对性地减少检测指标数量,提高检测效率,不同调查范围的横向比较分析能为日后调查修复工作的开展提供参考。因此,准确且系统地开展地下水污染特征识别工作非常关键。1不同区域污染物识别特征目前,分析不同地区地下水污染数据的研究较多,大多集中于对污染成因的分析和地下水健康评价。污染成因方面,除了工业污染、生活污染等因素外,水文地质岩盐的情况也是影响地下水盐类、重金属超标的主要原因。区域的污染分布与该区域的历史用途有明显关联,张亚敏[1]等对河南周口深层和浅层地下水进行污染状况分析,结果发现,浅层地下水主要为硝酸盐氮、氯化物、硫酸盐等盐类超标,与生活污水以及岩石矿物的离子交换有关。龚正[2]等对西北地区6个省市自治区的地下水污染进行了分析,整体超标指标为总溶解固体、总硬度、硝酸盐、氯化物和氟化物,其中青海省原化工厂事故Cr6+超标,其他省主要受岩盐影响导致溶出盐超标。尚晓晨[3]对我国农村不同区域的地下水进行检测,结果发现PAEs检出率高达78.5%,酚类、PAHs、农药的检出率分别为52.1%、27.8%、20.1%,主要来源为增塑剂、洗涤剂、农药。工矿企业较多的城市大概率检出芳烃类,老旧城区集中的城区因排水系统老化等问题,氨氮、氟化物等指标超标普遍。北方城市卤代烃、苯系物检出率高,可能与早期工业发达有关,南方氨氮、亚硝酸盐等检出率相对偏高,而三氯甲烷在多城市都有检出。南方雨水充沛,河流众多,地表水地下水交互频繁,增强了岩盐的溶解作用,导致部分盐类背景值升高。2不同行业污染物识别特征因不同行业的原辅材料差异,造成地下水污染也具有明显的行业特征,明晰行业性质能够有效减少常规无差别检测的污染检测成本,对于行业的污染分级管控与管理具有靶向作用。地下水行业特征的污染识别研究主要集中于单一企业的污染调查及结果分析、优控污染物筛选、污染的分布特征及迁移规律等。我国根据不同行业的潜在污染风险,制定了《农用地土壤污染状况调查技术规范》(DB41/T 1948—2020)、《地下水环境监测技术规范》(HJ 164—2020)等指南规范,用于指导污染监测,后者还明确规定了28种行业的地下水潜在特征污染项目。其中石化行业、矿区、钢铁炼制等重点关注行业的特征污染物研究较为充分,也均有相应的地下水监测或场地调查检测项目指南,例如《钢铁行业地下水监测技术规范》(YB/T 4961—2021)中提出钢铁行业特征检测项目包含铜、铅、锌、钴、氰化物、苯系物、石油类。石油开采化工特征污染物主要为石油烃、苯系物等,石油炼制由于催化剂、添加剂的加入,重金属的检出率增加,污染组成分也更为复杂。金属矿山及钢铁行业的主要污染物都为重金属,钢铁炼制由于工艺复杂存在部分石油类污染,氯碱、医疗化工等也都存在二氯甲烷等有机物污染的风险。不同行业污染的来源工艺或节点也是研究的一大热点。原辅材料罐、运输管线、特殊工艺单元等都是污染的主要来源。地下水污染物分布的行业特征如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.02.034.T001表1地下水污染物分布的行业特征序号行业是否为重点行业特征污染物主要来源文献来源1钢铁行业(5家企业)是氟化物、铁、镍、铜、锰、石油类、苯、挥发酚、硫酸盐污染主要来自焦化产工序和冷轧单元孟祥帅[4]等2氯碱化工是铅、镍、六六六、四氯化碳、三氯甲烷、六氯苯、苯主要来自危险品储存仓库、漂水车间与四氯化碳车间陈志良[5]等3金属矿山是砷、镉、铅、锌、锰柴义伦[6]等4化肥厂是氨氮,氰化物生产车间的原辅料、产品的遗撒及槽罐、排污管线的跑冒滴漏吕晓立[7]等5医药制造是1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、二氯甲烷、氯苯、苯、甲苯、氯乙烯等超标徐博宇[8]等6石油炼制是苯、甲苯、乙苯、二甲苯、石油烃、苯酚、挥发性酚类、砷、铅和锰等10种5类污染物结合某炼厂污染物的检出率、检出浓度和超标倍数,进行优控李煜婷[9]等7油气开采是苯并[a]芘和石油类钻井岩屑的浸出高庆国[10]等8油气开采是总石油烃、正构烷烃、16种PAHs、苯系物和全硫量孤岛油区王登阁[11]9稀土矿区是氨氮赣州市南部,健康评价王师齐[12]等3不同典型设施污染物识别特征由于部分地块或设施存在污染风险物质集聚的情况,地下水污染风险大,且污染物种类有明显特征,对于重点设施我国已基本有相应的地下水监测要求,例如生活垃圾填埋场主要参照《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB 16889—2008)进行常规地下水监测,常见指标包含亚硝酸盐、硫酸、氯化物、挥发性酚类、氰化物、重金属等。加油站则根据《加油站地下水污染防治技术指南》检测指标主要包含萘、苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间(对)二甲苯和甲基叔丁基醚,二氯乙烷、铅等因早期作为汽油添加剂,污染特征也较为明显。设施地下水污染研究主要集中于污染泄漏后的模拟,特殊水文地质条件下的污染迁移、多年资料统计等。相比于行业特征识别,典型装置污染特点较为明确,因此典型设施污染泄漏模拟研究较为广泛。地下水污染物分布的典型设施特征[13-16]如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.02.034.T002表2地下水污染物分布的典型设施特征序号地块监测指标来源特征污染物备注1一般垃圾填埋场GB 16889总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、氟化物、硝酸盐、氨氮、铁、锰、砷、铅、镍、铝、铊、高锰酸盐指数和总大肠菌群氟化物、铅、镍、铊和铝5种污染物呈现了典型地区特征2危险废物填埋场GB 18598pH值、溶解性总固体、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐及可代表废物特性的参数续表2 地下水污染物分布的典型设施特征10.3969/j.issn.1004-7948.2024.02.034.T003序号地块监测指标来源特征污染物备注3汽修厂及停车场铅、镍和总石油烃车辆油箱跑、冒、滴、漏,汽油或柴油在燃烧之后,通过降雨对地下水污染。4加油站《加油站地下水污染防治技术指南》1,2-二氯乙烷和挥发性石油烃汽油添加剂,油罐管线泄漏。5铝厂污水处理站COD和氟化物海潮顶托作用泄漏预测模拟4地下水污染数据识别挖掘分析及建议4.1通过“互联网+”手段建立场地污染大数据平台管理目前的污染物识别除地域特征的基于大量污染检测数据得出外,行业或设施特征的污染物大多从单一场地得出,污染指标种类多且复杂,不同企业监测指标范围区别大,从大量不易合并对比的冗余数据中提取有效信息较为困难。“十四五”期间我国推进“数字+绿色工业”赋能环保产业,通过“互联网+”的手段可以有效集合大数据统计算法,对多维数据收录,数据清洗后进行统一运算,实现不同维度大量数据的快速处理,同时结合污染物的检出、毒性、迁移等多个角度识别污染特征,得出特征污染物的管理清单。4.2污染物识别应因地制宜进行重点分析目前,有关特征污染物清单的研究较多,部分方法非常复杂,大多结合污染物本身的迁移性能、毒性、降解性能,是否优控,污染物的检出、超标情况等,使用方法主要分为层析分析法和专家打分法。方法较为全面,但该方法不涉及管理对象的区分,未充分考虑不同层级的管控要求。在不同行业、不同区域和不同设施的地下水污染识别中,应结合当地实际,充分考虑当地的水文地质特点、行业生产性质和污染源,结合不同标准与规范进行重点筛查,研判土壤地下水的污染程度。4.3污染物识别应增加时间尺度石油烃等污染物进入地下后,生物降解强烈,污染物发生自然衰减作用,经微生物长时间作用,原本的混合污染物组成发生变化,导致不易生物降解的污染物种类聚集,易降解部分被分解,均会影响根据污染物识别结果,且土壤地下水污染具有隐蔽性,发现时污染时间较长,为自然衰减一段时间的结果。因此在特征污染物得出时,除分析现有污染数据外,应在时间尺度上考虑污染变化,反演初期污染物种类并预测污染的发展变化,动态识别污染情况。4.4进一步提升多角度特征数据的融合地下水污染从单一指标、单一角度分析整合至关联指标、复合污染对比研究,如研究炼化企业特征污染物的种类和分布规律时可能未考虑企业所在城市的水文地质特征,且部分重金属与本身地下岩盐溶解有明显关系。在南方雨水充沛城市,部分岩盐溶解作用强烈,该部分作用不应忽视。建议以不同尺度进行污染分析时,将城市地层数据设置为底层数据,在所在区域污染特征的基础上进行行业或企业污染特征的分析,在前两者结合的基础上分析设施的污染特征。5结语地下水的污染识别是水污染治理的基础,通过不同区域、不同行业和典型设施的定向分析以及污染物数据的综合挖掘分析,分析各地区地下水的具体污染情况,并进行水质污染程度的划分,对容易产生污染问题的区域进行重点检测,在预防农业、工业和生活污染中承担重要的作用。通过地下水污染物的识别能够提前掌握地下水动态变化,从而降低地下水污染的风险性,助力经济社会和自然环境的高质量发展。

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