区域地下水环境风险评价技术方法

发表时间:2020/8/18   来源:《建筑实践》2020年39卷第8期   作者:王志强
[导读] 地下水是重要的淡水资源,但受到超采、水质污染的威胁,本文以区域地下

        摘要:地下水是重要的淡水资源,但受到超采、水质污染的威胁,本文以区域地下水环境风险评价技术方法为切入点,分析了地下水环境风险评价技术现状、区域划分和技术方法。
        关键词:地下水;环境风险;评价
        从古至今,水资源都是人类生存发展的基本条件之一。人类可以利用的淡水资源主要来自地表水、地下水和海水淡化三种途径。目前,海水淡化技术要求和成本都比较高,世界上只有那些极度缺少淡水资源且非常富裕的波斯湾产油国可以通过这种途径获得淡水,我国主要以地表水和地下水作为供水水源,气候湿润的南方地区地表水丰富,而北方地区干旱少雨,地下水成为主要的生活、生产水源。
一、目前地下水风险环境评价概况
        地下水是重要的饮用水源,全球有50%的人口的饮用水都来自地下水,在我国南北方地下水资源分布差异较为明显,南方地下水资源约占全国总量的七成,地下水资源储备相对丰富,而北方的地下水资源约占全国总量的30%,地下水储备相对匮乏。中国改革开放以来,经济飞速发展,工业农业发展发展迅速,与此同时水资源的过度开发和污染问题也日益严重,很多地方都出现水质污染、水量减少、地下水位下降等问题,部分地区由于过度开采已经引起地面塌陷,造成楼房倒塌、人员伤亡等重大事故。辽宁、山东、广西等地区都发生了海水入侵问题,造成饮水问题、土地盐碱、农田减产等多种连锁问题。地下水问题已经引起全社会的关心,越来越多的专家学者开始关注和研究地下水风险环境评价技术方法和指标体系的问题。
        我国从20世纪90年代开始研究放射性污染物、致癌物的环境健康综合评价研究,1997年开始由曾光明等学者对于地下水资源环境风险评价展开研究,也有学者从数学模型、构建评价指标体系、污染风险评价指标、污染后果评价指标等方面做了进一步的研究。目前我国开展了对于地下水评价指标体系和地下水数据模拟方面的研究,但还处在起步阶段,尚需进一步扩展和深入研究,包括利用地下水污染检测数据结果用于健康风险评价的研究,而在对各种突发事故状态下有可能导致的地下水环境风险问题的研究上,还存在很多欠缺和不足,这种在事故发生之前对地下水污染的风险评价工作,可以预先分析出污染对于地下水资源的影响程度,起到预防和治理地下水污染的作用,而这些都需要对水环境风险评价做系统的研究和分析。
        国外对于风险评估方面的研究工作要比我国起步早,美国环保局早在上个世纪七十年代就已经公布了关于致癌物的风险评价方法和标准,并出台了一系列相关法律法规、技术文件、规范标准。而国际上发生的例如切尔诺贝利核泄漏等重大事故推动了环境风险评价的研究。欧盟也在1987年立法规定可能发生生化危险的工厂必须进行风险评价。
二、地下水环境风险评价技术方法
        2.1地下水环境风险评价技术现状
        目前,国内对地下水环境风险评价的研究仍处于起步阶段,一方面是人们对这种评价的重视程度远不及毒气泄漏等环境风险,另一方面对评价的方法、程序、内容等缺乏系统的研究,虽然可以套用国外模型,但没有与实际行业事故特点及项目所在地的水文地质情况联系起来,常因参数选择不准确,模型预测结果往往误差较大。另外,地下水环境风险评价与地下水环境影响评价不能混淆,两者在基本任务、工作程序、调查与评价范围、环境影响识别、工作分级、现状调查、环境影响预测与评价、环保措施与对策等方面有明显差别。例如在环境影响识别方面,前者根据项目建设、生产运行、服务期满后三个阶段的工作特征,分别识别正常与事故状态下水的环境影响;后者只对事故状态下的环境影响进行风险识别,然后再进行源项分析、预测风险后果并评价其危害性后果。


        2.2地下水环境风险评价区域划分
        滕彦国等将地下水环境风险评价区域分为3个层次,即
大尺度区域、局部地区和场地。大尺度区域是指流域和平原,在1:20万资料精度下进行评价;局部地区是指城市和单元,包括城市建成区和辖区范围,采用1:5万~1:20资料精度下进行评价;场地是指水源地、污染场地这样尺度的区域,高风险区进行地下水健康风险评价。除此之外,很少有关于地下水环境风险评价区域尺度划分的文献,从我国行政区划管理角度,借鉴环境评价的其他文献的观点,如马蔚纯等建议按地理空间分为镇域或开发区尺度(1<d<100,d为空间尺度,单位km2,下同)、县/区域尺度(20≤d<1000)、地级市尺度(200≤d<10000)、省域尺度(20000≤d<1000000)和大区域尺度,这样操作起来可能更方便,因为空间尺度对环境评价的预测结果及评价结论有重要影响,便于研究的空间尺度对地下水环境风险评价也理应有重要帮助。
        2.3地下水环境风险评价技术方法
        地下水环境风险评价分为风险识别、源项分析、风险计算、后果评价、风险管理等方面。风险识别是指对包括所有地下水存在污染风险的生产设施、生产过程及涉及物质进行风险识别,主要内容包括资料收集、风险识别和筛选评价因子。源项分析是指通过对被评价区域系统细分,识别地下水环境中可能的污染物质,包括污染途径、事故发生概率及泄漏强度。分析方法分为两个阶段,前期以定性为主,后期以定量为主。风险计算对被评价区域中存在或泄漏污染物质量及浓度,运用数学模型计算这些污染物进入地下水饱水层的浓度。通过风险计算可预测污染物质可能产生的危害后果,例如污染物到达地下水饱水层及浓度等,其风险结果能否接受,就需要根据人类健康风险进行评估。风险管理是针对所存在的风险采取防范措施、应急预案等。对于区域来说,存在时间、范围、强度等多重因素,国际上主要采用叠置指数法、过程模拟法、多元统计法等手段进行评价,其中叠置指数法适用于区域大尺度宏观层面的评价,过程模拟法侧重于污染物质进入地下水后对周围地下水环境影响程度的分析,多元统计法是利用统计模型确定地下水污染的主要因素及权重,计算地下水污染的概率分区。
三、区域地下水环境风险评价案例
        以华北某流域为例,该区域处于温带半干旱季风气候区,年均降雨量约500~600mm,地下水承担该流域60%的供水需求。地下水资源分为山区和平原两种单元类型。山区地下水开采程度低,污染轻,水质较好。平原区超采严重,且存在一定程度污染,亟需恢复和加强管理。构建了流域地下水环境风险评价的指标体系,包含水量指标体系和水质指标体系,运用模糊数学理论进行综合评价。选择两个代表性城市进行评价。A市水资源储量较为丰富,水文地质条件较好,但浅层超采严重,水质良好。B市含水层岩性一般,补给排泄条件较差,且严重超采,水质矿化度较高,且硝酸盐氮超标。对A市应加强管理,控制超采;B市接近较差程度,必须严格控制并采取恢复措施。
结论:
        地下水环境风险评价技术的评价模型涉及到多个参数,很多参数并不是唯一确定的,需要在以后的研究中进一步完善。我国有60%的大中城市的主要水源都来自地下水,地下水资源的缺乏已经成为了影响部分城市经济发展、生活水平提高的重要原因。化工、采矿、医疗等行业发生污染事故对于地下水污染较为严重,所以科学评估污染物对于地下水环境的影响程度,地下水环境风险评价工作对于事故状态下地下水环境做出及时的、科学的评价,为治理地下水环境污染和提出应急预案提供科学依据。
参考文献:
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