1、水文地球化學(xué),主講：郭清海,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）環(huán)境學(xué)院,一門(mén)關(guān)于地下水的科學(xué),地下水污染與地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià),2006-04,3,定義 在人類(lèi)活動(dòng)影響下所產(chǎn)生的地下水水質(zhì)向惡化方向發(fā)展的現(xiàn)象 關(guān)于定義中“人類(lèi)活動(dòng)影響”的闡述 所謂地下水污染，前提為水質(zhì)的惡化是人類(lèi)活動(dòng)引起的 天然地質(zhì)環(huán)境中也可能出現(xiàn)不宜人類(lèi)飲用或作其他用途使用的地下水應(yīng)稱(chēng)為“原生劣質(zhì)水” 從科學(xué)術(shù)語(yǔ)的嚴(yán)謹(jǐn)性看，將“受污染地下水”與“原生劣質(zhì)水”混為一談是不可取的 天然劣質(zhì)水是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)形成的，是不以人類(lèi)意志為轉(zhuǎn)移的，而地下水污染是可以預(yù)防并控制的，對(duì)這兩個(gè)概念進(jìn)行區(qū)分有利于人們有目的地保護(hù)或改造地下水水質(zhì)，把目標(biāo)

2、鎖定在“受污染地下水”上，而不是去盲目地試圖改造“原生劣質(zhì)水”,地下水污染,2006-04,4,定義 在人類(lèi)活動(dòng)影響下所產(chǎn)生的地下水水質(zhì)向惡化方向發(fā)展的現(xiàn)象 關(guān)于定義中“水質(zhì)發(fā)展方向”的闡述 只要地下水水質(zhì)向惡化方向發(fā)展，不論惡化程度是否達(dá)到影響人類(lèi)使用的程度，都應(yīng)視為地下水污染 判別地下水污染的意義在于預(yù)防地下水污染，如待水質(zhì)惡化到超過(guò)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)才定義為“地下水污染”，就失去了預(yù)防的意義 在理論上，未被污染的地下水應(yīng)該是水中各種組分在背景值范圍內(nèi)的地下水 背景值一般以歷史時(shí)期的水質(zhì)參數(shù)或區(qū)內(nèi)無(wú)明顯污染源地段的水質(zhì)參數(shù)來(lái)代替,地下水污染,2006-04,5,含義 在人類(lèi)活動(dòng)影響下進(jìn)入地下水系統(tǒng)的

3、溶解物或懸浮物 上述物質(zhì)使地下水水質(zhì)向惡化方向發(fā)展 無(wú)論上述物質(zhì)的濃度是否達(dá)到使水質(zhì)超過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)的程度，都應(yīng)視為污染物 分類(lèi) 化學(xué)污染物 生物污染物 放射性污染物,地下水污染物,2006-04,6,化學(xué)污染物 無(wú)機(jī)污染物 NO3-、Cl-、硬度（Ca2+ + Mg2+）、SO42-、總?cè)芙夤腆w（TDS） F、As（地下水中的F、As 常為地質(zhì)成因）、Cr、Hg、Pb （酚、氰、汞、鉻、砷 并稱(chēng)五毒） 有機(jī)污染物： 含量甚微，一般是ppb級(jí)（10-9），或是ppt級(jí)（10-12），但多數(shù)有毒，且種類(lèi)繁多； 以鹵代烴類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物最普遍，如二、三、四氯乙烯、氯仿（即三氯甲烷） 生物污染物 細(xì)菌、病

4、毒和寄生蟲(chóng) 放射性污染物 Ra-226、Sr-90、Pu-289、Cs-137等（鈾礦、核工業(yè)廢水）,地下水污染物,2006-04,7,按成因分為 人為污染源 液體廢物：如生活污水、工業(yè)污水； 固體廢物：如生活垃圾、工業(yè)垃圾及污泥； 農(nóng)業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的污染物：如農(nóng)藥、化肥等。 天然污染源 天然存在的污染源，但在人為活動(dòng)的影響下才使污染物進(jìn)入地下水環(huán)境，如海水入侵。 按分布形式分為 點(diǎn)污染源 面污染源（如大面積降落的酸雨）,地下水污染源,2006-04,8,間歇入滲型 污染物通過(guò)大氣降水或灌溉水的淋濾進(jìn)入地下環(huán)境，而降水或灌溉為不連續(xù)的、間斷分布的事件。污染對(duì)象主要為潛水。 連續(xù)入滲型 污染物隨水的

5、不斷滲入而進(jìn)入含水層，地下水污染的發(fā)生是連續(xù)、不間斷的。污水滲坑、破損污水管道、受污染地表水的滲漏引起地下水的污染屬此類(lèi)。,地下水污染途徑,2006-04,9,越流型 污染物通過(guò)越流從一個(gè)含水層進(jìn)入另一個(gè)含水層。其越流途徑或者是大面積的弱透水層，或是人為途徑（結(jié)構(gòu)不合理的井管、破損的老井管等）。 徑流型 污染物通過(guò)各種途徑以地下徑流的形式進(jìn)入含水層，如廢水處理井、巖溶通道；濱海地區(qū)淡水大量開(kāi)采引起水位下降，使得海水向陸地含水層徑流也是一個(gè)好例子。,地下水污染途徑,2006-04,10,特點(diǎn) 隱蔽性 感觀指標(biāo)和生物指標(biāo)（如地表水的生物種類(lèi)減少）不顯著 難以逆轉(zhuǎn)性 水交換緩慢，自身難以?xún)艋?地下水

6、埋深大，原位處理困難 方式 直接污染： 污染組分來(lái)自污染源，在遷移過(guò)程化學(xué)性質(zhì)不改變 間接污染： 污染組分不是來(lái)自污染源（如污水在地下發(fā)生陽(yáng)離子交換過(guò)程使地下水硬度增大）,地下水污染特點(diǎn)、方式,2006-04,11,銨吸附作用 在NH4-隨入滲的污水向地下滲流的過(guò)程中，可能與包氣帶介質(zhì)中的吸附性陽(yáng)離子發(fā)生離子交換，從而吸附于巖土介質(zhì)表面； 該過(guò)程并不產(chǎn)生氮的轉(zhuǎn)化，但為硝化作用提供了更充分的反應(yīng)時(shí)間。,2006-04,12,課堂作業(yè)： 在某一農(nóng)業(yè)區(qū)進(jìn)行污水灌溉，污水中的NH4-N、Ca2+、Mg2+的濃度分別為56mg/L、120mg/L、24mg/L；在灌區(qū)，淺層地下水的埋深為2m，包氣帶的C

7、EC為7.2meq/100g，包氣帶土壤容重為1.5g/cm3；如灌溉面積為100m2，總灌溉水量達(dá)到1000m3，假設(shè)在灌溉前灌區(qū)土壤未吸附NH4-N，試回答淺層地下水是否會(huì)受到NH4-N污染？ EAR = 0.036 + 0.1051AAR,地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià),地下水污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià) 地下水質(zhì)量評(píng)價(jià) 地下水脆弱性（質(zhì)量影響）評(píng)價(jià),2006-04,14,地下水污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià),目的 旨在說(shuō)明地下水的污染程度及范圍，并不說(shuō)明地下水的適用性，受污染的地下水并不一定影響其使用。 評(píng)價(jià)因子的選擇 根據(jù)研究區(qū)的具體情況而定，一般情況下常把地下水污染物質(zhì)分為如下幾類(lèi)： 常規(guī)組分 常見(jiàn)有毒金屬和非金屬物質(zhì)：Hg，

8、Cr，Cd 有機(jī)有害物質(zhì)：有機(jī)氮、有機(jī)磷、苯類(lèi)、酚類(lèi) 細(xì)菌、病毒等,2006-04,15,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 地下水化學(xué)組分的背景值 指不受人類(lèi)活動(dòng)影響的地下水組分天然含量 與自然地理、地質(zhì)、水文地質(zhì)條件相關(guān) 在計(jì)算背景值前應(yīng)進(jìn)行環(huán)境水文地質(zhì)分區(qū) 計(jì)算公式： 評(píng)價(jià)方法 單要素指數(shù)法：I = Ci / C0 多要素指數(shù)法 均值法：常會(huì)失真 加和法：常會(huì)失真 均方法：無(wú)明確的物理意義 參數(shù)分級(jí)評(píng)分迭加型指數(shù)法：最為科學(xué),2006-04,16,地下水（環(huán)境）質(zhì)量評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)目的 說(shuō)明地下水水質(zhì)的優(yōu)劣與適用性 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 各類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 14848-93） 評(píng)價(jià)方法 單項(xiàng)

9、組分評(píng)價(jià) 綜合評(píng)價(jià),2006-04,17,地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 14848-93）,地下水質(zhì)量分類(lèi)指標(biāo) 感官性狀指標(biāo)：色度、渾濁度、嗅和味等 毒理學(xué)指標(biāo)：汞、砷、鉻等 流行病學(xué)指標(biāo)：總大腸菌群等 放射性指標(biāo)：總放射性、總放射性 地下水質(zhì)量分類(lèi) 類(lèi) 主要反映地下水化學(xué)組分的天然低背景含量。適用于各種用途。 類(lèi) 主要反映地下水化學(xué)組分的天然背景含量。適用于各種用途。 類(lèi) 以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù)。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水。 類(lèi) 以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù)。除適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水外，適當(dāng)處理后可作生活飲用水。 類(lèi) 不宜飲用，其他用水可根據(jù)使用目的選用。,2006-04,18

10、,地下水脆弱性評(píng)價(jià),定義 地下水在天然條件下（未經(jīng)人工防護(hù)）的防污性能 天然條件下污染物從地表隨入滲水自包氣帶進(jìn)入含水層的傾向或可能性 脆弱性分類(lèi) 內(nèi)在脆弱性 不考慮污染物的水文地球化學(xué)特性，它指地質(zhì)、水文、水文地質(zhì)等天然條件對(duì)人為活動(dòng)產(chǎn)生的污染物的防御性能 特殊脆弱性 在考慮 “內(nèi)在脆弱性”的各要素及其之間關(guān)系的前提下，特指含水層對(duì)某種污染物或某一組污染物的敏感程度,2006-04,19,地下水脆弱性評(píng)價(jià),方法 指標(biāo)疊加法 GOD法（Foster，1987） DRASTIC法（Aller，1987） AVI評(píng)分系統(tǒng)（Van Stempvoort，1993） SEEPAGE法 SINTACS 法 ISIS法（Gogu與Dassargues，2000） EPIK法（Doerfliger，1997，1999） DIVERSITY法（Ray，1993） 模型模擬法 衰減因子模型（Rao，1985） 遷移能力指數(shù)模型（Meeks和Dean，1990） 分類(lèi)指標(biāo)模型（Britt，1992）,2006-04,20,指標(biāo)疊加法,DRASTIC法 美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）提出 考慮7個(gè)指標(biāo) 地下水埋深（D