区域地下水污染风险评价方法分析

聂根兰（江西省核工业地质局二六三大队，江西新干331300）

区域地下水污染风险评价方法分析

聂根兰（江西省核工业地质局二六三大队，江西新干331300）

国内当前水污染问题已经逐渐严重，并且随着工业规模的扩大进一步加快了国内水体污染问题。地表水的污染很容易导致地下水受累，进而使人们的饮用水质量出现问题，严重影响国内群众的身体健康。本文即是对区域地下水污染风险的评价进行研究，首先介绍了水污染风险评价的内容，并阐述了具体的评价方法，以期能为相关工作提供参考。

地下水；污染问题；评价方法

引言

地下水是当前各区域用水的主要来源，其优势在于水质优秀，供应量充足，对于工业、农业和日常生活均具有明显的影响。近几年我国地下水开采量已经翻了一倍，同时工业和农业用水也越来越趋向于地下水，这不仅使地下水的高效开采技术得到了充分的发展，同时也提升了其污染几率，给环境保护工作造成了障碍。

1　区域地下水环境污染现状

地下水是水循环的重要组成部分，也是我国城市供水的重要饮用水源之一。而地下水的形成与地质构造、岩性、地形地貌、气象、水文等因素有着不可分割的关系，研究区不同区域地下水空间分布、补径排特征、运移、动态特征以及水化学性质差异较大。随着地下水资源的日益开发，其污染日益严峻。如遭到农业面源和城市雨污水径流的污染；城市化和工业化产生的污水和固体垃圾的直接排放污染；采矿和废气矿坑污染；超量开采地下水引发的咸水入侵和自然有害物质的溶解导致地下水水质恶化等。据对我国195个城市检测结果表明，97%的城市地下水受到不同程度污染，其中40%污染不断加剧。由于地下水交替程度较弱，自净能力较低，对其污染风险评价就显得尤其重要。

2　区域地下水污染风险评价内容

目前我国正在进一步推进国内区域地下水污染的风险评价工作，该项工作具体包含了四个内容，分别是地下水的本质脆弱性评价、特殊脆弱性评价、污染物种、地下水价值。其中的本质脆弱性指的就是地下水环境在应对外界因素干扰时的抗性，也可以称为“适应能力”。该能力的影响因素有很多，例如地下水位、水体传导能力、低下渗流的介质等，其在评价时可用公式：Vi=DwDr+RwRr+AwAr+SwSr+TwTr+IwIr+CwCr来表示，公式当中的w代表影响因素权重；r代表影响因素评级；D为深度；R为净补给量；A为介质；S为土壤种类；T为地下水道坡度；I为包气带；C为水的传导系数［1］。特殊脆弱性指的是当人类活动参与到地下水污染时，地下水对综合因素的抵抗能力，这其中的人为因素具有可控性。污染物种类的评价指的是对地下水的污染源进行定性分析，可分为自然、农业、工业、城市等七种不同的主要污染源，并根据既往研究数据对其污染等级进行评估，也可以直接以污染物对地下水自净能力产生的负荷为标准进行分级，并且我国在2011年时正式颁布了污染物种类分级标准，为水污染评价提供了统一的法律基础。其中高锰酸钾指数应低于2.0mg/L；氨氮指数在0.02～0.1mg/L之间；汞元素含量低于0.001mg/L；铅含量低于0.01mg/L；氰化物低于0.05mg/L；六价铬含量低于0.05mg/L。地下水的价值评价主要是指其脆弱性和灾害性的关联度，该评价内容不仅对区域内地下水污染发生几率进行研究，而且还能够预估因地下水污染而导致的经济损失情况，使得水污染风险评价工作更加系统化和具体化。

3　区域地下水污染风险评价的具体方法

3.1指数叠加算法

指数叠加评价算法是应用时间较早的水污染评价方式，其在使用前需要先建立准确的指标数据群，然后根据各指标的权重或等级核算风险数据，最终通过对风险数据的进一步评估，从而确定水污染风险的等级。在实际应用的过程中该评价方式的主要指标包括地下水的本质脆弱性、污染物种类、外界影响度等，利用加权叠加的方式进行评估，所得的结果再与该区域内的地下水功能价值进行加权叠加，从而进一步确定风险指数。目前国内使用这种评价方式时需要借助ArcGIS软件，这一评价方法的优势在于对操作技术要求较低，而且所需要的指标均为直接指标，容易获得，也使得地下水污染风险的整体评价工作的成本偏低。但需要注意的是，由于这种评价方式的基础是线性曲线，因此不论数据采集如何准确、等级评价如何精准，所获得的评价等级数据均偏向于主观性，在评价时虽然借助了污染物种类的指标，但是未考虑污染物随地下水环境变迁或自净的具体情况，仅适用于综合性的风险评价，而不适合针对特定污染点进行评价［2］。

3.2污染物模拟评价方式

污染物模拟评价方式是基于物理、化学以及生物学的知识，对污染物的实际变迁情况进行研究，从而弥补指数叠加评价方式的缺陷。该评价方法主要是先对区域地下水的风险表征进行假设，并以模拟的方式反推风险的发生几率。其模拟的过程就是污染物在地下水环境当中随水流移动、深入下层水的整个过程，可以有效地评估随着时间的推移污染物对地下水体的影响情况，最终利用污染物变化时的污染浓度、分布区域等指标进行加权叠加评价，获得更加准确的地下水污染风险等级。

这种方法的优势在于能够对地下水的污染情况进行定量的分析，同时还可以分析出污染物对水体产生的毒性影响，对周围其他环境因素构成的影响。该方式的有点在于利用科学严谨的仿真模型作为评价依据，通过数学公式对风险指标进行计算，使得整个评价过程均处于定量分析状态下。国际上通常采用Modflow作为模拟软件，虽然之后又出现了其它的软件，但这一软件的应用范围最广，我国也在尝试将其应用于国内地下水污染评估工作当中。但这种评价方法对操作技术要求较高，非专业人员难以开展工作。

3.3不确定评价方法

从本质上来说，地下水污染的风险评价就是对不确定因素的评价，一旦这些不确定的因素均不出现，则说明不会发生任何风险。因此，在污染风险评价过程中需要对这些不确定的因素进行定性、定量的综合分析，并依据其表现的风险情况设定等级。从地下水自身的性质角度来看，其属于一种完全开放的自然环境，并且状态也在随时变化，这就反映了地下水本身的不确定性。我国研究者认为可以将地下水的不确定性分为三个部分，分别是指标、模型以及资料的不确定，可以依据这些不确定数据进行评估。

在实际风险评价时可以选择随机模型评价，同样需要对地下水环境进行模拟，然后根据模型当中的各种变量确定评价时的参数，在此过程中参数的确定可以借助高斯随机模型来完成，如随机因素的种类较多，还可以采用贝叶斯定律对随机模型进行推导。风险评价时还需要将随机模型与普通模型数据进行对比，从而确定随机模型的优势收敛速度［3］。同时，也可以利用计算机软件当中的模糊分析技术，将地下水模型先进行模糊化处理，然后对其中的规律性进行逐步研究，从而确定整体随机性的变化情况，我国该种方法多采用多属性决策分析模型。

4　结语

区域内地下水污染问题十分严重，其不仅影响着自然环境，同时对人体的健康也会构成明显的影响。在对地下水污染风险进行评价时，主要包括本质脆弱性、特殊脆弱性、污染物种类、地下水价值等多个因素。在评价时可采取指数叠加、污染物模拟以及随机变量等多种方式进行分析。

［1］滕彦国，左 锐，苏小四，等.区域地下水环境风险评价技术方法［J］.环境科学研究，2014，27（12）：1532～1539.

［2］方 良，周书葵，刘迎九，等.铀尾矿库地下水污染风险评价方法研究［J］.环境工程，2016，34（01）：100～102.

［3］王俊杰，何江涛，陆 燕，等.地下水污染风险评价中特征污染物量化方法探讨［J］.环境科学，2012，33（03）：771～776.

X820.4

A

2095-2066（2016）26-0012-02

2016-9-2