俞光明1 刘红樱2 苏晶文2 张泰丽2 黎伟1 沈莽庭2
（1.浙江省地质环境监测总站，杭州310007；2.南京地质矿产研究所，南京210016）
摘要：针对东部X市的浅层地下水样品进行了有机污染物的定量分析，研究了浅层地下水中有机污染物的分布特征，并参照检出限和饮用水标准值，采用污染指数法对浅层地下水的有机污染进行了初步评价，同时探讨了其来源。结果表明：X市浅层地下水中普遍检出的卤代烃是三氯甲烷，其次为三溴甲烷，多环芳烃是亚二氢苊、二氢苊、菲、蒽、芘、苯并［a］蒽、苯并［b］荧蒽、荧蒽、萘和屈，有机氯农药是p，p′－DDT、o，p′－DDT、γ－六六六、p，p′－DDD和δ－六六六。X市浅层地下水受到轻度的有机污染，其中环境影响度较大的P，P′－DDT和苯并［a］蒽应引起重视。根据地球化学参数和浅层地下水环境背景推测有机污染物分别来自于各种类型的工矿企业、化肥农药的施用、垃圾填埋场和化石燃料的不完全燃烧，城市不同功能区存在差异。
关键词：浅层地下水；有机物污染；安全性评价；中国东部城市
X市是我国东部发达地区迅速崛起的一座城市，处江、海、湖、河交会之位，其人口稠密，水乡特色浓郁，工农业并举，其地下水开发利用程度高，开采地下水类型齐全、开采范围较大、开采量较高，特别是居民生活饮用水水源、农业和农村生态建设等与地下水关系密切。随着社会经济的发展，地下水的污染负荷不断加大，特别有机污染物的排放与日俱增，而其中一些往往难以降解，并具有生物积累性和“三致”作用或慢性毒性，因此地下水有机污染将威胁到区内的饮水安全、生态环境和人体健康。而浅层地下水更易受到污染的影响，因此针对X市的浅层地下水有机污染状况进行调查评价，将为其地下水资源保护和有机污染防治提供依据，也为东部其他城市开展地下水有机污染调查评价提供借鉴。
1 样品采取与分析
针对东部地区的X市，依据农业区、居民区、商业区、工业区和垃圾场等城市功能区布置了浅层地下水样品（表1）。
表1 X市浅层地下水样品的分布
在野外调查的基础上，选择具有代表性、资料翔实、易于取样操作、相对稳定、并尽可能与以往动态监测井重合的井点。
准备采样器材：顶空瓶、密封性好的聚四氟乙烯或玻璃容器、聚四氟乙烯封口膜。非挥发性有机物水样瓶用1：1硝酸浸泡过夜，自来水洗3次，去除有机物的水洗3次，丙酮洗2次，360℃下干燥1小时。
采样前清除井管的滞水，用所要采集的水冲洗采样器或采样瓶3～4次，然后将水样沿瓶壁缓缓加入瓶内，装样过程中，瓶内气泡不得上下翻滚，使水样尽量充满。装满采样瓶后，封口钳封盖或瓶口用聚四氟乙烯的膜盖上，然后塞紧盖子，翻转瓶子检查，如存有气泡，重新取样。样品避光低温保存，有条件的4℃下保存或用冰块保存，并隔离放置。在取样中选取10％的样品采集密码平行样，并按5％的比例采集野外空白样品。
分析浅层地下水样品7件。分析依据方法：水质，挥发性卤代烃的测定，气相色谱法，GB/T17130－1997；水质，苯系物的测定，气相色谱法，GB/T11890－1989；水质，六六六、滴滴涕的测定，气相色谱法，GB/T7492－1987；16种多环芳烃，USEPA方法525.2饮用水中有机化合物的测定，液相萃取、毛细管拄气相色谱/质谱法。样品分析测试由中国地质大学（北京）地学实验中心承担，仪器设备为HPGC－6890气相色谱仪，编号：19990006。测试过程质量监控。
共检测浅层地下水中有机物44项，其中卤代烃7项，苯系物（单环芳烃）7项，多环芳烃16项，有机氯农药14项。
2 评价方法
2.1 浅层地下水有机污染评价方法
测试的45种浅层地下水中有机化合物为毒理学指标，采用地下水中i组分的实测浓度Ci与其检出限（对照值C0max）和饮用水标准值 （表1）对比进行浅层地下水有机污染评价。
未污染：Ci≤检出限；轻度污染：检出限＜Ci≤1/2×饮用水标准值；中度污染：1/2×饮用水标准值＜Ci≤饮用水标准值；重度污染：饮用水标准值＜Ci≤5×饮用水标准值；极度污染：Ci＞5×饮用水标准值。
2.2 浅层地下水有机物安全性评价方法
浅层地下水中某一有机物的安全性采用环境影响度AS（Ambient Severit）评价方法，即：
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
式（1）中：ASi为某种有机物在浅层地下水中的环境影响度；Ci为某种有机物在浅层地下水中的浓度；
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
为某种有机物i在水体中的目标值，根据水环境目标值华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
、WHO推荐值［4］、国标值［1］等的最低值确定。AMEG即周围多介质环境目标值（Ambiet Multimedia EnvironmentalGoals），是美国环境保护局工业环境实验室推算出来的化学物质或其降解产物在环境介质中的限定值［3］。某一浅层地下水体中有机物的环境安全性评价采用总环境影响度评价法。假定所有有机物只要AS相同，则对人和环境的潜在危害程度相同，同时假定AS值大小与潜在危害呈线性关系［3］，则某浅层地下水体的环境危害程度可以近似地用各组分的AS之和TAS（称为总环境影响度）表示，即：
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
当TAS大于l时，表明浅层地下水体中有毒化合物对人体健康具潜在危害，水体中TAS值小于1则其潜在危害作用不明显。
3 结果与讨论
3.1 浅层地下水中有机物的检出情况
X市浅层地下水中主要检出的卤代烃是三氯甲烷，其次为三溴甲烷，高值点主要分布在农业区和垃圾场（图1，表2）。
图1 东部X市浅层地下水中有机物的检出情况
表2 东部X市浅层地下水有机物含量及初步评价结果（单位ng/L）
续表
X市浅层地下水中未检出单环芳烃。
亚二氢苊、二氢苊、菲、蒽、芘、苯并（a）荧蒽和苯并（b）荧蒽所有样品均检出，荧蒽检出率86％，萘和屈57％检出。高值点主要分布在农业区、商业区和居民区。芴、苯并［k］荧蒽、苯并［a］芘、二苯并［a，h］蒽、茚并［1，2，3－c，d］芘和苯并［g，h，i］苝均未检出。
有机氯农药检出率较高的是p，p′－DDT（86％），次为o，p′－DDT、γ－六六六（57％）和p，p′－DDD、δ－六六六（43％）。高值点主要分布在垃圾场和工业区，其次为农业区和居民区。
3.2 浅层地下水有机污染初步评价
初步评价表明X市浅层地下水受到了轻度的有机污染，主要有机污染物为多环芳烃、滴滴涕和六六六（表2）。
3.3 浅层地下水有机物安全性评价
X市浅层地下水中有机物最大环境影响度AS均小于或远小于1，表明目前对环境和人体健康危害不显著。AS较大的为P，P′－DDT（0.32）和苯并［a］蒽（0.18），其次是芘（0.042）、O，P－DDT（0.037）、P，P′－DDD（0.031）、屈（0.019）、δ－六六六（0.013）和苯并［b］荧蒽（0.011），其中前两者应引起重视。
X市浅层地下水中总环境影响度为0.07～0.43，平均0.20，其中以农业区和垃圾场的为高，各代表性城市功能区浅层地下水有机污染未显示出明显的潜在危害作用。
3.4 浅层地下水中有机物来源探讨
在地球化学和环境地球化学研究中，经常使用一些特征化合物指数并结合地区环境特点和工业布局、污染排放类型等来判断PAHs的来源。
表3 东部X市浅层地下水有机物安全性评价
续表
注：A.中国GB3838－2002集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值［1］；B.1998WHO饮用水质量基准推荐值［4］；C.2002U.S.EPA现行饮用水标准［2］；D.中国CJ/T206－2005城市供水水质标准［5］；E.AMEGwh水环境目标值［3］。
4环及其以上的具有高分子量的PAHs主要来源于化石燃料高温燃烧，而低分子量（2～3环）的则来源于石油类污染［6］。炼焦、石油裂解、原油泄漏、煤焦油提炼、染料工业等废水排放和泄漏来源的PAHs菲/蒽比值（P/A）为4.4～7.9，而家庭及生活炉灶、工业锅炉、露天燃烧及失火、机动车及内燃机等燃烧过程和大气沉降来源的PAHs其P/A值＞10［7］。荧蒽/芘（Fl/Py）的比值为1.4代表煤型燃烧产物来源，比值为1左右代表木材燃烧来源，而比值小于1则显示来源于石油［8］。
浅层地下水中PAHs的含量总体是以以3环＞5环＞4环＞2环＞6环的顺序递减。P/A值0.68～8.52，Fl/Py值0～1.03，显示其来源于燃烧源和石油源的混合特征。其中农业区A1、居民区R1和垃圾场W1样品2＋3环PAHs含量远大于4环及以上PAHs，Fl/Py值（0.01～0.62）小于1，P/A值0.68～2.23，以废水排放和石油类泄漏来源为主；农业区A2和商业区C1样品2＋3环PAHs含量小于或约等于4环及以上PAHs，Fl/Py值1.23～3.45，P/A值0～0.25，其主要来自化石燃料的不完全燃烧，包括工业燃煤、生活供暖用煤和交通污染。工业区样品2＋3环PAHs含量远大于4环及以上PAHs，P/A值（6.60～8.52）较大，Fl/Py值（0.31～1.03）变化较大，为混合来源。
表4 东部X市浅层地下水中PAHs特征指数
4 结论
X市浅层地下水中主要检出的卤代烃是三氯甲烷，其次为三溴甲烷，高值点主要分布在农业区和垃圾场。亚二氢苊、二氢苊、菲、蒽、芘、苯并（a）荧蒽、苯并（b）荧蒽、荧蒽、萘和屈等10种多环芳烃普遍检出，高值点主要分布在农业区、商业区和居民区。有机氯农药检出率较高的是p，p′－DDT、o，p′－DDT、γ－六六六、p，p′－DDD和δ－六六六，高值点主要分布在垃圾场和工业区，其次为农业区和居民区。
初步评价表明X市浅层地下水受到了轻度的有机污染，主要有机污染物为多环芳烃、滴滴涕和六六六。
X市浅层地下水中有机物最大环境影响度和总环境影响度均小于或远小于1，表明目前对环境和人体健康危害不显著，但AS较大的P，P′－DDT和苯并［a］蒽应引起重视。
根据地球化学参数和浅层地下水环境背景推测有机污染物分别来自于各种类型的工矿企业、化肥农药的施用、垃圾填埋场和化石燃料的不完全燃烧，城市不同功能区存在差异。
参考文献
［1］国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局.地表水环境质量标准GB3838－2002.2002
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Status of the Organic Pollution for the Surficial Groundwater in X City of Eastern China and Its Security Assessment
Yu Guangming1, Liu Hongying2, Su Jingwen2,Zhang Taili2,Li Wei1, Shen Mangting2
(1. Zhejiang General Monitoring Station for Geo-environment, Hangzhou 310007;2. Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, Nanjing 210016)
Abstract: Based on the concentration of organic pollutants in the surficial groundwater samples collected from X city of Eastern China were investigated and quantitatively analyzed, the distributing characteristics of these compounds were studied, the Pollution Index Mathod was adopted to assess the organic pollution of the surficial groundwater in X city by reference to minus detected limit and the drinking water Standard of China, WHO and U. S. EPA, and the sources of these compounds were discussed.
Results show that Trichloromethane, then Tribromomethane of chlorinated solvents, Acenaphthene, Acenaphthylene, Phenanthrene,Anthracene, Pyrene, Benzo [a]) acenaphthene, Benzo [b] fluoranthene, Fluoranthene, Naphthalene and Chrysene of PAHs, p, p′-DDT, o, p′-DDT, γ-BHC, p, p′-DDD and δ-BHC of organochlorine pesticides are mostly found in the surficial groundwater of X city. the surficial groundwater in X city mostly are polluted in light degree, in which p, p′-DDT and Benzo [a] Anthracene having bigger Ambient Severit (AS) should be considered. Depending on the geochemistry parameters of the organic pollutants and the environmental setting of the surficial groundwater, various types industrial production areas, use of fertilizer and pesticides, waste landfill and the incomplete pyrolysis of the fuel may be the various source of the organic pollutants in X city, there existed differences in various function district of city.
Key words: Surficial groundwater; Organic pollution; Security assessment; City in Eastern China