典型案例地下水环境状况评估.doc

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1、典型案例地下水环境状况评估案例评估工作主要由技术组完成，地方协助提供资料。地下水环境状况评估主要包括污染状况综合评估、地下水脆弱性与污染风险评估、健康和生态风险评估以及修复（防控）方案评估。根据资料掌握情况及已有工作基础，2011年主要选择山东省大武水源地、北京北天堂垃圾填埋场等为典型案例评估对象。贵州和海南的评估对象根据地下水质量评价和污染现状评价结果确定。1.1地下水污染状况综合评估地下水污染状况综合评估主要目的是分析地下水污染途径及评估地下水主要污染物迁移趋势。当地下水发现污染状况严重时，开展地下水污染状况综合评估。1.1.1评估对象2011年，地下水污染状况综合评估以山东大武水源地、北

2、京北天堂垃圾填埋场等为评估对象，其中，山东省、北京市提供评估所需要的资料详见附件三，在技术组的指导下制订现场勘查工作计划，并实施现场工作。1.1.2评估步骤与方法地下水污染综合评估包括地下水污染途径评价和地下水主要污染物迁移趋势评价。（1）地下水污染途径评价根据工作等级对应的评估目标与潜在污染源调查资料，分析地下水补径排条件、解析污染源、评价污染途径及污染受体，并得出相应的评估成果。（2）地下水主要污染物迁移趋势评价结合案例地区水文地质条件、地下水污染途径、污染物水文地球化学特征、以及潜在污染受体的分析评价结果，根据评价级别选择定性分析或数值模拟的方法，对主要污染物的迁移趋势进行预测分析。1.

3、2地下水脆弱性与污染风险评估1.2.1评估对象2011年，地下水脆弱性与风险评估以山东淄博市、北京市、松花江松原江段沿岸地区，宁夏自治区吴忠市金积水源地为评估对象，其中，山东淄博市、北京市提供山东省和北京市评估所需要的历史资料详见附件三，具体的评估工作由技术组完成。松花江松原江段沿岸地区，宁夏自治区吴忠市金积水源地主要由技术组完成。1.2.2评估步骤与方法（1）地下水脆弱性评价地下水脆弱性评价是对地下水的污染采取预防的主要措施，根据不同水文地质条件和污染源特征，识别不同类型的地下水脆弱性主控因子，建立相应的地下水脆弱性评价方法，对于地下水水源地选取及保护区划分、地下水污染防控方案、区域土地利用

4、开发政策制定、城市垃圾堆放场地选址、地下水水质监测网布设都具有一定的理论指导意义。根据不同的评价对象和要求建立适合于不同水文地质条件和评价尺度下的地下水脆弱性方法体系。研究对象按照地下水埋藏位置分为潜水和承压水，按照地下水类型分为孔隙水、岩溶、裂隙水，评价尺度分为区域尺度、水源地尺度、城市尺度和污染场地尺度。其中孔隙水脆弱性评价基于美国环保局提出的DRASTIC方法，裂隙和岩溶地下水脆弱性评价基于欧盟科学技术委员会提出的COP法。地下水脆弱性评价步骤包括：明确地下水脆弱性评价对象、评价尺度和评价要求。识别地下水脆弱性主控因素。收集收集气象、水文、地质构造、水文地质条件、地下水开发利用状况、地下

5、水水质状况等基础资料，根据识别的地下水脆弱性主控因素分析并提取各个指标的表征信息。对于未能收集到的资料，要进行野外调查和勘探以及室内分析和实验获取。建立地下水脆弱性评价指标体系：根据收集到的资料，将评价体系中的各指标进行等级划分和赋值，形成单指标脆弱性评分图，在ArcGIS中完成评分分区。确定各个指标的权重；在完成了各因子独立评价结果并分配权重值后，将每个因子乘以权重值，利用ArcGIS的叠加工具计算叠加结果，得出研究区地下水脆弱性评价图，利用分区工具（reclassify）将其按等值区间划分为5个区域：脆弱性较低区、脆弱性低区、脆弱性中等区、脆弱性较高区和脆弱性高区。对影响研究区地下水脆弱性

6、的因素进行敏感度分析，分析判断对该区地下水脆弱性影响最高和最低的指标。（2）地下水污染风险评估地下水污染风险由地下水脆弱性和地下水污染源共同决定，是地下水污染的概率与污染后果的叠加。地下水污染风险评估不仅要考虑人类活动产生的污染负荷的影响以及含水层系统抵御污染的能力，还要考虑地下水系统价值功能的变化以及污染物的类型和污染的传递速度。地下水污染风险评价方法可采用迭置指数法和过程模拟法。基于迭置指数法的地下水污染风险评价方法通过选取的评价参数的分指数进行迭加形成一个反映脆弱性程度的综合指数，包括指标、权重、值域和分级。其地下水污染风险评价步骤包括：1）地下水本质脆弱性评价，以反映地下水系统消纳污染

7、物的自净能力，部分反映污染物达到含水层的速度和质量。2）污染源危害影响评价，即对人类活动和各种污染源对地下水中污染的可能性及负荷量的评价；分析污染源的各种特征，包括污染源种类、排放方式、排放量、特征污染物类别和性质、排放规模以及防护措施等，污染物的存在形式、迁移性、衰减特征以及毒性等。3）地下水系统价值功能评价，即通过地下水的资源供给功能、生态环境维持功能和地质环境稳定功能的评价来表征评价区域的地下水价值。4）确定权重：采用层次分析法，分别确定地下水本质脆弱性、污染源危害影响和地下水价值功能中各项指标的权重。5）结果叠加：利用ArcGIS工具将地下水脆弱性评价图、污染源载荷评价图和地下水价值功

8、能评价图三张图进行赋权求和，得到评价区的地下水污染风险评价图。利用分区工具（reclassify）将其按等值区间划分为5个区域：污染风险较低区、污染风险低区、污染风险中等区、污染风险较高区和污染风险高区。6）对地下水污染风险评价结果进行验证；如果验证结果不合理，要对地下水污染风险评价模型进行调整。如果验证结果合理，其评价结果可直接应用。基于过程模拟法地下水污染风险评价方法过程模拟法是在地下水和污染质运移模型的基础上，使用确定性的物理化学方程来模拟污染物在包气带和饱水带的迁移、转化过程，利用模型得到一个用于评估地下水污染风险的指数，并生成污染风险量化图。基于过程模型的污染风险评价方法可以确定地下

9、水污染风险评价中的控制性参数，使我们能够清楚地认识到污染范围、污染程度、污染影响情况，从而对地下水污染风险做出更科学、准确的评估。污染物在土壤及地下水中迁移转化过程的模拟模型可分为两类：包气带模型（VLEACH模型）和饱和带模型（BIOSCREEN、GMS、Visual MODFLOW）。基于过程模拟法地下水污染风险表征的步骤是：1）地下水中目标污染物背景值调查。通过调查了解该区某种污染物的环境背景值，如果环境背景值低于检测限，则采用地下水水质标准中的三类水标准中规定的浓度来代替背景浓度。2）建立地下水污染风险模拟评估模型，模拟计算不同时间的地下水污染风险指数R。3）计算时段平均污染风险指数。

10、4）进行风险时空分级，利用ArcGIS插值得到研究区连续的污染风险量化图。1.3地下水健康及生态风险评估1.3.1 评估对象2011年，地下水健康及生态风险评估以山东大武水源地、北京市北天堂垃圾填埋场等为评估对象，其中山东省、北京市提供评估所需要的资料（详见附件三），具体的评估工作由技术组完成。1.3.2评估步骤与方法（1）地下水健康风险评估地下水污染导致的健康风险评价以风险值作为指标，把地下水污染与人体健康相联系，对污染给人体造成损害的可能性及其程度作出科学估计，且对污染物的管理提供可靠的依据。对存在污染风险的地下水区域，都应开展健康风险评估工作，定量评价污染地下水对暴露区人群健康的影响。健

11、康风险评估主要采用NAS四步法，评价步骤如下：危害识别收集评价区的环境调查资料、土地利用方式（过去、现在、将来利用方式）等资料；根据污染物检测数据资料开展相应的调查取样分析；判定某种特定污染物是否产生危害，筛选出目标污染物。暴露评估在危害识别工作的基础上，确定人群对目标污染物的暴露情景；分析目标污染物从污染源到暴露点的可能途径以及人群暴露方式；选择并确定评价污染物迁移转化模型和人群暴露模型及模型所需参数；建立污染源一污染物迁移一暴露点一人群暴露方式的暴露途径模型，定量计算污染地下水被敏感人群摄入的暴露量。毒性评估在危害识别和暴露评估的工作基础上，确定与目标污染物相关的毒性参数，包括参考剂量、参

12、考浓度、致癌斜率因子和单位致癌因子等，分析目标污染物对人体健康的危害效应，包括致癌效应和非致癌效应。风险表征在前述工作的基础上，采用风险评估模型计算污染物在暴露途径下的风险值；对评估模型进行不确定性分析，对目标污染物经不同暴露途径产生健康风险的贡献率和关键参数取值的敏感性分析；进行风险空间表征。（2）地下水生态风险评估地下水生态风险评价主要评价由污染地下水对生态环境造成的不良影响。当存在污染风险的地下水直接补给湿地、河流、湖泊等地表水体时，应开展此项工作，评价由地下水导致的生态环境危害。评价步骤如下：问题提出收集数据资料并进行风险评估的数据空间分析，明确存在问题，界定评价范围，确定风险受体和评

13、价终点，对评价重点的潜在胁迫因子、暴露特征和生态效应特征作出假设，构建生态水文地质概念模型。风险分析识别风险源、最终确定风险受体和评价终点，建立评价模型，并进行暴露评价和生态效应表征，描述受体对胁迫因子的暴露途径、暴露强度和暴露的时空范围，预测可能产生的生态效应。风险表征采用改进商值法表征污染地下水对生态环境造成的风险大小。改进商值法依据已有资料数据，设定受体的污染物浓度标准，受体中某一污染物的实测浓度与浓度标准进行比较获得商值，由商值划分风险等级来描述风险的大小。1.4地下水修复（防控）方案评估1.4.1评估对象2011年，地下水修复评估以山东大武水源地和北京北天堂垃圾填埋场为评估对象，山东

14、省和北京市负责提供评估所需资料（详见附件三），具体的评估工作由技术组完成。地下水修复（防控）评估包括三个方面的内容，一是对已有的国内外修复（防控）方案及工程进行评估；二是制定适合我国国情的地下污染修复方案的技术规程；三是为试点省（市）的典型案例制定地下水污染修复（防控）方案，其具体步骤与方法如下所示。1.4.2制定地下水修复方案的步骤与方法根据地下水基础环境状况调查评估结果，针对污染场地主要类型推荐适用的地下水污染防控及修复技术，具体的地下水污染防控与修复工作的基本流程为：（1）污染地下水调查及风险评估完备的场地信息及污染分布是地下水污染控制与修复工作得以顺利开展的基本前提。污染场地调查工作包

15、括：掌握污染场地历史及使用类型；收集场地水文地质信息；确定污染物类型、浓度，及污染范围；完成场地风险评价；确定修复目标及相应的地下水修复范围。其中可结合地下水污染综合评估专题、地下水脆弱性及污染风险评估技术组、地下水健康及生态风险技术组收集的历史资料及研究成果完成。（2）地下水污染修复（防控）技术的筛选经过几十年的发展，地下水修复（防控）技术已经逐渐多样并日趋成熟，因此针对特定污染场地，筛选出适合的污染控制/修复技术是十分重要的。地下水污染治理技术包括制度控制和工程修复两类。其中制度控制主要是依据法律法规及行政的手段和方法来保护人类健康及地下水的环境安全。工程修复主要是通过采取物理的手段，比如

16、封盖、包裹、泥浆墙、抽提井或者处理的方法来降低污染物的水平或限制暴露途径进而管理环境和健康风险。依据西方发达国家的经验，大规模使用制度控制和工程修复相结合的方式可使修复目标更加明确，能够降低成本及缩短时间。对于污染范围广、治理难度较大、风险较低或不急于开发利用的地下水，可以选择制度控制的方法对地下水污染进行控制。对于污染较严重、对周围生态环境和人群健康存在较大威胁的地下水污染场地，则需要采取工程措施予以修复。地下水修复（防控）技术的选择应综合考虑以下几方面：场地特征参数：包括场地饱和层厚度、深度、渗透性、地下水流速等参数。污染特征参数：包括污染物种类、特性及浓度等。修复（防控）技术的可实施性。

17、技术实施过程中的二次污染及环境保护措施。修复参数：包括修复周期、修复效果、修复成本。并根据实际情况选择制度控制或工程修复，若需要实施工程修复，需对修复技术进行小试或中试以对修复技术进行进一步的筛选。（3）地下水修复（防控）方案设计根据实际情况，若需要制度控制，应采取相应的法律法规及行政手段进行，如整治污染源、减少地下水利用、禁止人员及牲畜进入等。若需要工程修复，应根据前期修复技术筛选、小试或中试所获得的参数设计修复技术方案，修复技术方案的设计主要应包括：修复技术的筛选与比对；使用设备及型号；修复技术设计参数；修复设备的运行与维护；修复过程中的检测；修复效果验收；修复工程施工组织；修复成本与周期。（4）修复（防控）系统的建立、运行与维护修复（防控）工作进入现场实施阶段后首先要完成修复（防控）系统的搭建，包括监测井的建立，修复设备的安装等。修复系统的运行与维护地下水修复工作通常是一个长期的过程，因此修复系统的运行与维护至关重要，通常也是修复技术成本的重要组成部分。（5）修复效果的监测与验收地下水监测是地下水修复效果评价与验收的重要依据。