區(qū)域地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法分析

聶根蘭（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊(duì)，江西新干331300）

區(qū)域地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法分析

聶根蘭（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊(duì)，江西新干331300）

國(guó)內(nèi)當(dāng)前水污染問(wèn)題已經(jīng)逐漸嚴(yán)重，并且隨著工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大進(jìn)一步加快了國(guó)內(nèi)水體污染問(wèn)題。地表水的污染很容易導(dǎo)致地下水受累，進(jìn)而使人們的飲用水質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，嚴(yán)重影響國(guó)內(nèi)群眾的身體健康。本文即是對(duì)區(qū)域地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，首先介紹了水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的內(nèi)容，并闡述了具體的評(píng)價(jià)方法，以期能為相關(guān)工作提供參考。

地下水；污染問(wèn)題；評(píng)價(jià)方法

引言

地下水是當(dāng)前各區(qū)域用水的主要來(lái)源，其優(yōu)勢(shì)在于水質(zhì)優(yōu)秀，供應(yīng)量充足，對(duì)于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活均具有明顯的影響。近幾年我國(guó)地下水開(kāi)采量已經(jīng)翻了一倍，同時(shí)工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水也越來(lái)越趨向于地下水，這不僅使地下水的高效開(kāi)采技術(shù)得到了充分的發(fā)展，同時(shí)也提升了其污染幾率，給環(huán)境保護(hù)工作造成了障礙。

1　區(qū)域地下水環(huán)境污染現(xiàn)狀

地下水是水循環(huán)的重要組成部分，也是我國(guó)城市供水的重要飲用水源之一。而地下水的形成與地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地形地貌、氣象、水文等因素有著不可分割的關(guān)系，研究區(qū)不同區(qū)域地下水空間分布、補(bǔ)徑排特征、運(yùn)移、動(dòng)態(tài)特征以及水化學(xué)性質(zhì)差異較大。隨著地下水資源的日益開(kāi)發(fā)，其污染日益嚴(yán)峻。如遭到農(nóng)業(yè)面源和城市雨污水徑流的污染；城市化和工業(yè)化產(chǎn)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(kāi)采地下水引發(fā)的咸水入侵和自然有害物質(zhì)的溶解導(dǎo)致地下水水質(zhì)惡化等。據(jù)對(duì)我國(guó)195個(gè)城市檢測(cè)結(jié)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(duì)其污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)就顯得尤其重要。

2　區(qū)域地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)內(nèi)容

目前我國(guó)正在進(jìn)一步推進(jìn)國(guó)內(nèi)區(qū)域地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作，該項(xiàng)工作具體包含了四個(gè)內(nèi)容，分別是地下水的本質(zhì)脆弱性評(píng)價(jià)、特殊脆弱性評(píng)價(jià)、污染物種、地下水價(jià)值。其中的本質(zhì)脆弱性指的就是地下水環(huán)境在應(yīng)對(duì)外界因素干擾時(shí)的抗性，也可以稱為“適應(yīng)能力”。該能力的影響因素有很多，例如地下水位、水體傳導(dǎo)能力、低下滲流的介質(zhì)等，其在評(píng)價(jià)時(shí)可用公式：Vi=DwDr+RwRr+AwAr+SwSr+TwTr+IwIr+CwCr來(lái)表示，公式當(dāng)中的w代表影響因素權(quán)重；r代表影響因素評(píng)級(jí)；D為深度；R為凈補(bǔ)給量；A為介質(zhì)；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(dǎo)系數(shù)［1］。特殊脆弱性指的是當(dāng)人類活動(dòng)參與到地下水污染時(shí)，地下水對(duì)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(píng)價(jià)指的是對(duì)地下水的污染源進(jìn)行定性分析，可分為自然、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城市等七種不同的主要污染源，并根據(jù)既往研究數(shù)據(jù)對(duì)其污染等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，也可以直接以污染物對(duì)地下水自凈能力產(chǎn)生的負(fù)荷為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)，并且我國(guó)在2011年時(shí)正式頒布了污染物種類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為水污染評(píng)價(jià)提供了統(tǒng)一的法律基礎(chǔ)。其中高錳酸鉀指數(shù)應(yīng)低于2.0mg/L；氨氮指數(shù)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(jià)鉻含量低于0.05mg/L。地下水的價(jià)值評(píng)價(jià)主要是指其脆弱性和災(zāi)害性的關(guān)聯(lián)度，該評(píng)價(jià)內(nèi)容不僅對(duì)區(qū)域內(nèi)地下水污染發(fā)生幾率進(jìn)行研究，而且還能夠預(yù)估因地下水污染而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失情況，使得水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作更加系統(tǒng)化和具體化。

3　區(qū)域地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的具體方法

3.1指數(shù)疊加算法

指數(shù)疊加評(píng)價(jià)算法是應(yīng)用時(shí)間較早的水污染評(píng)價(jià)方式，其在使用前需要先建立準(zhǔn)確的指標(biāo)數(shù)據(jù)群，然后根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重或等級(jí)核算風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，最終通過(guò)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步評(píng)估，從而確定水污染風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中該評(píng)價(jià)方式的主要指標(biāo)包括地下水的本質(zhì)脆弱性、污染物種類、外界影響度等，利用加權(quán)疊加的方式進(jìn)行評(píng)估，所得的結(jié)果再與該區(qū)域內(nèi)的地下水功能價(jià)值進(jìn)行加權(quán)疊加，從而進(jìn)一步確定風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。目前國(guó)內(nèi)使用這種評(píng)價(jià)方式時(shí)需要借助ArcGIS軟件，這一評(píng)價(jià)方法的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)操作技術(shù)要求較低，而且所需要的指標(biāo)均為直接指標(biāo)，容易獲得，也使得地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的整體評(píng)價(jià)工作的成本偏低。但需要注意的是，由于這種評(píng)價(jià)方式的基礎(chǔ)是線性曲線，因此不論數(shù)據(jù)采集如何準(zhǔn)確、等級(jí)評(píng)價(jià)如何精準(zhǔn)，所獲得的評(píng)價(jià)等級(jí)數(shù)據(jù)均偏向于主觀性，在評(píng)價(jià)時(shí)雖然借助了污染物種類的指標(biāo)，但是未考慮污染物隨地下水環(huán)境變遷或自凈的具體情況，僅適用于綜合性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，而不適合針對(duì)特定污染點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)［2］。

3.2污染物模擬評(píng)價(jià)方式

污染物模擬評(píng)價(jià)方式是基于物理、化學(xué)以及生物學(xué)的知識(shí)，對(duì)污染物的實(shí)際變遷情況進(jìn)行研究，從而彌補(bǔ)指數(shù)疊加評(píng)價(jià)方式的缺陷。該評(píng)價(jià)方法主要是先對(duì)區(qū)域地下水的風(fēng)險(xiǎn)表征進(jìn)行假設(shè)，并以模擬的方式反推風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生幾率。其模擬的過(guò)程就是污染物在地下水環(huán)境當(dāng)中隨水流移動(dòng)、深入下層水的整個(gè)過(guò)程，可以有效地評(píng)估隨著時(shí)間的推移污染物對(duì)地下水體的影響情況，最終利用污染物變化時(shí)的污染濃度、分布區(qū)域等指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)疊加評(píng)價(jià)，獲得更加準(zhǔn)確的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

這種方法的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)Φ叵滤奈廴厩闆r進(jìn)行定量的分析，同時(shí)還可以分析出污染物對(duì)水體產(chǎn)生的毒性影響，對(duì)周圍其他環(huán)境因素構(gòu)成的影響。該方式的有點(diǎn)在于利用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆抡婺Ｐ妥鳛樵u(píng)價(jià)依據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)公式對(duì)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，使得整個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程均處于定量分析狀態(tài)下。國(guó)際上通常采用Modflow作為模擬軟件，雖然之后又出現(xiàn)了其它的軟件，但這一軟件的應(yīng)用范圍最廣，我國(guó)也在嘗試將其應(yīng)用于國(guó)內(nèi)地下水污染評(píng)估工作當(dāng)中。但這種評(píng)價(jià)方法對(duì)操作技術(shù)要求較高，非專業(yè)人員難以開(kāi)展工作。

3.3不確定評(píng)價(jià)方法

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)就是對(duì)不確定因素的評(píng)價(jià)，一旦這些不確定的因素均不出現(xiàn)，則說(shuō)明不會(huì)發(fā)生任何風(fēng)險(xiǎn)。因此，在污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程中需要對(duì)這些不確定的因素進(jìn)行定性、定量的綜合分析，并依據(jù)其表現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)情況設(shè)定等級(jí)。從地下水自身的性質(zhì)角度來(lái)看，其屬于一種完全開(kāi)放的自然環(huán)境，并且狀態(tài)也在隨時(shí)變化，這就反映了地下水本身的不確定性。我國(guó)研究者認(rèn)為可以將地下水的不確定性分為三個(gè)部分，分別是指標(biāo)、模型以及資料的不確定，可以依據(jù)這些不確定數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。

在實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)可以選擇隨機(jī)模型評(píng)價(jià)，同樣需要對(duì)地下水環(huán)境進(jìn)行模擬，然后根據(jù)模型當(dāng)中的各種變量確定評(píng)價(jià)時(shí)的參數(shù)，在此過(guò)程中參數(shù)的確定可以借助高斯隨機(jī)模型來(lái)完成，如隨機(jī)因素的種類較多，還可以采用貝葉斯定律對(duì)隨機(jī)模型進(jìn)行推導(dǎo)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)還需要將隨機(jī)模型與普通模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而確定隨機(jī)模型的優(yōu)勢(shì)收斂速度［3］。同時(shí)，也可以利用計(jì)算機(jī)軟件當(dāng)中的模糊分析技術(shù)，將地下水模型先進(jìn)行模糊化處理，然后對(duì)其中的規(guī)律性進(jìn)行逐步研究，從而確定整體隨機(jī)性的變化情況，我國(guó)該種方法多采用多屬性決策分析模型。

4　結(jié)語(yǔ)

區(qū)域內(nèi)地下水污染問(wèn)題十分嚴(yán)重，其不僅影響著自然環(huán)境，同時(shí)對(duì)人體的健康也會(huì)構(gòu)成明顯的影響。在對(duì)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，主要包括本質(zhì)脆弱性、特殊脆弱性、污染物種類、地下水價(jià)值等多個(gè)因素。在評(píng)價(jià)時(shí)可采取指數(shù)疊加、污染物模擬以及隨機(jī)變量等多種方式進(jìn)行分析。

［1］滕彥國(guó)，左 銳，蘇小四，等.區(qū)域地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)方法［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2014，27（12）：1532～1539.

［2］方 良，周書(shū)葵，劉迎九，等.鈾尾礦庫(kù)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法研究［J］.環(huán)境工程，2016，34（01）：100～102.

［3］王俊杰，何江濤，陸 燕，等.地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中特征污染物量化方法探討［J］.環(huán)境科學(xué)，2012，33（03）：771～776.

X820.4

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2095-2066（2016）26-0012-02

2016-9-2