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【资料】地下水质量评价方法——指标分类综合评价法

访问次数:1502 录入时间:2016-09-30 11:18:42

摘要: 近年来随着污染加剧,地下水中检出的污染指标种类不断增加,新修订的地下水质量标准中水质指标由GB/T 14848 -1993 的39 项增加至93 项,其中大部分为有机毒理学指标。原有的地下水质量综合评价方法因不能区分毒理学指标和感官性状与一般化学指标的差异,评价结果容易产生歧义,且评价结果不符合地学统计特征,已不再适用。为此在反复摸索计算的基础上提出了指标分类地下水质量综合评价方法。该方法利用单指标质量分类统计法评价感官性状与一般化学指标,利用单指标最大分类确定法评价毒理学指标,最终结果分别给出感官性状与一般化学指标级别和毒理学指标级别,同时给出毒理学指标的饮水途径健康风险以供参考。该方法在淮河流域某地区的地下水质量综合评价中应用结果显示,评价结果简单明了,符合地学统计特征,与内梅罗指数法相比,评价结果更为客观。地下水质量指标分类综合评价方法,可有效解决水质综合评价结果容易产生歧义和误导的问题,满足常规指标和毒理学指标的综合评价,能够更好地综合体现地下水水质信息。

前言:为保护和合理开发地下水资源,需要对地下水质量做出科学可靠的评价。地下水作为一种宝贵的资源,是极其重要的生态环境因子。近些年来,随着人类活动的增加,对地下水资源的需求量越来越大,地下水污染问题越发严重。地下水污染中检出的组分越来越多、越来越复杂,而且污染程度和深度也在不断增加。检出“三致”(致癌、致畸、致突变)微量有机物已经是普遍现象,新修订的地下水质量标准中水质指标由GB/T 14848 -1993的39 项增加至93 项,其中47 项为有机毒理学指标,原有的地下水质量综合评价方法受到巨大挑战。

目前国内关于地下水质量综合评价的方法较多,没有统一的标准方法。常见的地下水质量评价方法有综合指数法、模糊综合评价法、灰色聚类法、熵权属性识别评价等。还有利用水质指标分类评价的方法以及在不同评价模型间进行交叉和融合的方法对地下水质量进行评价。这些方法普遍存在问题主要表现为:
(1)多数仅适用于常规指标,评价结果往往仅体现地下水的一般质量,难以客观全面的反映地下水的综合质量。
(2) 差异巨大的不同性质指标采用同一种评价方法,结果容易产生严重歧义和误导,掩盖有毒有机物、重金属等对人体健康危害较大污染物的影响;
(3) 评价出来的水质类别分布不符合地下水水质分布连续性地学统计特征,存在水质类别缺失和跳跃的问题。

国外对地下水质量评价是从水质指标出发,对比世界卫生组织饮用水标准或者美国环保局饮用水标准,查看水质指标的对比情况。还有运用多元统计方法以及水文地球化学图解法进行评价。以及基于化学浓度的测试,实验室毒性测试和物理化学分析三者相结合的地下水质量评价方法。与中国水质综合评价要求不一致,难以借鉴。

地下水质量评价结果的可靠程度与评价方法的科学性密不可分,为了合理地对地下水质量进行评价,针对目前存在的问题,本文提出了指标分类的地下水质量综合评价方法。利用单指标质量分类统计法评价感官性状与一般化学指标,利用单指标最大分类确定法评价毒理学指标,最终结果分别给出感官性状与一般化学指标级别和毒理学指标级别。考虑到毒理学指标级别并不能完全体现其对人体的健康风险,评价结果附上毒理学指标的饮水途径健康风险以供参考。

1 、地下水质量指标分类综合评价方法
针对地下水指标繁多,类型不一,尤其是在地下水质量标准中纳入了大量的有机毒理学指标,并且考虑到感官性状与一般化学指标和毒理学指标对人体健康的危害性存在比较大的差异,两者一起评价的结果可能会存在严重歧义。提出了指标分类评价,分别对感官性状与一般化学指标和毒理学指标进行评价,最终结果用两者共同表示。

提出感官性状与一般化学指标评价方法之前,曾经尝试从单指标赋值和综合指数分级区间调整对内梅罗指数法进行改进,并且尝试利用20 项感官性状与一般化学指标所有排列组合的地下水水样进行评价试算,试算结果均不理想。对其它常用地下水质量评价方法的改进也以失败告终。几经反复最终提出了单指标质量分类统计法评价感官性状与一般化学指标。由于毒理学指标危害性大,评价过程中采用一般的方法容易掩盖其危害性,评价结果可能产生严重歧义和误导。比如评价中同时存在一个高风险指标和一个低风险指标,叠加评价使得评价结果体现不出高风险指标。

本文提出利用单指标最大分类确定法进行评价。考虑到地下水质量标准的制定不仅仅从水质指标出发,还要从社会经济管理的角度出发,因此某些毒理学指标在饮用水标准下已经存在一定的健康风险,所以非常有必要在水质评价结果的基础上,补充毒理学指标饮水途径的健康风险。本文利用美国环境保护署的健康风险评价模型计算出毒理学指标的人体健康风险水平。

1.1 感官性状与一般化学指标评价方法
(1)参加评价的指标依据GB /T 14848 - XXX《地下水质量标准》修订版规定的20 项感官性状与一般化学指标确定,参评指标应不少于10 项。
(2) 依据GB /T 14848 - XXX《地下水质量标准》修订版地下水质量指标及限值,对参评的各项单组分指标进行评价,划分单指标组分所属质量类别。
(3)统计所有参评指标Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ不同质量类别的个数。
(4)根据Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ不同质量类别的个数划分地下水综合质量类别,划分标准见表1。

1. 2 毒理学指标评价
依据GB /T 14848 - XXX《地下水质量标准》修订版地下水质量指标及限值,对各项单组份毒理学指标进行质量类别判断,将毒理学指标中质量类别最高的作为评价的最终结果。

1. 3 毒理学指标人体健康风险
毒理学指标区分致癌指标与非致癌指标,查询毒理学指标参数信息,获取相关参数分别计算致癌指标与非致癌指标的人体健康风险。

1. 4 地下水质量综合评价结果表示
地下水质量综合评价结果采用联合表示方法,以罗马数字表示感官性状与一般化学指标评价结果,以阿拉伯数字表示毒理学指标评价结果,并将实际计算得出的毒理学指标总健康风险以括弧表示。示例如下:

2、实例验证及对比分析(略)

3、结论
针对目前地下水质量综合评价存在的问题,采用指标分类地下水质量综合评价方法,分别利用单指标质量分类统计法评价感官性状与一般化学指标,利用单指标最大分类确定法评价毒理学指标,最终结果联合表示,同时给出毒理学指标的饮水途径人体健康风险。该方法简单实用,评价结果意义明确。
(1)通过实例验证,该方法评价结果简单明了,符合地学统计特征。与内梅罗指数法相比,指标分类评价结果更为客观。
(2)提出的地下水质量指标分类综合评价方法可有效解决水质综合评价结果容易产生歧义和误导的问题,满足常规指标和毒理学指标的综合评价,能够更好的综合体现地下水水质信息。

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