《地下水污染》PPT课件.ppt

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1、第七章第七章地下水地下水污污染染 7.1 地下水污染（含义、特征）地下水污染（含义、特征）7.2 污染物、污染源、污染途径污染物、污染源、污染途径7.3 常见地下水污染常见地下水污染7.4 地下水环境质量评价地下水环境质量评价 目目 录录 7.1 7.1 地下水污染地下水污染人类活动造成水体质量恶化人类活动造成水体质量恶化天然环境下，地下水中某些组分天然环境下，地下水中某些组分含量较高，不适宜人类饮用含量较高，不适宜人类饮用一、地下水污染的含义一、地下水污染的含义 关于地下水污染，目前还没有统一的的定义。关于地下水污染，目前还没有统一的的定义。不一致或矛盾之处主要集中在：不一致或矛盾之处主要集

2、中在：污染的属性：污染的属性：污染是人类活动的结果，还是包括天然的水文地污染是人类活动的结果，还是包括天然的水文地质作用？质作用？污染的标准：污染的标准：以何种标准确定地下水是否受污染？以何种标准确定地下水是否受污染？明确的标准：地下水某些组分超过水质标准的现象；明确的标准：地下水某些组分超过水质标准的现象；抽象的标准：抽象的标准：“限制或阻碍了水的应用限制或阻碍了水的应用”，“适用性遭到破适用性遭到破坏坏”到底如何定义地下水污染，或者说地下水污染的含义是到底如何定义地下水污染，或者说地下水污染的含义是什么呢？什么呢？污染属性污染属性 成因（科学性）：成因（科学性）：天然环境和漫长地质历史过程

3、中，地下水中天然环境和漫长地质历史过程中，地下水中某些组分在某些地方可能富集或者贫化，不适用于人类饮用或某些组分在某些地方可能富集或者贫化，不适用于人类饮用或其它用途（卤水，咸水，高氟水，高砷水等）；人类活动的结其它用途（卤水，咸水，高氟水，高砷水等）；人类活动的结果，也可能产生类似的现象。果，也可能产生类似的现象。成因不同，不能混在一起。成因不同，不能混在一起。水质保护（实用性）：水质保护（实用性）：天然环境和漫长地质历史过程中某些地天然环境和漫长地质历史过程中某些地方某些组分含量高，是已经发生了的过程，是不能防止的；人方某些组分含量高，是已经发生了的过程，是不能防止的；人类活动造成的组分含

4、量增加，可以通过适当的措施，控制和防类活动造成的组分含量增加，可以通过适当的措施，控制和防止。止。地下水污染是由地下水污染是由“人类活动引起的或影响的人类活动引起的或影响的”污染标准污染标准应用水质标准作为污染标准，在实用上不可取。应用水质标准作为污染标准，在实用上不可取。判别地下水是否受污染的主要目的，是为了防止。而污染在判别地下水是否受污染的主要目的，是为了防止。而污染在许多情况下是一个渐变的过程，如果待污染组分超过水质许多情况下是一个渐变的过程，如果待污染组分超过水质标准才定为污染，就失去了预防的意义。标准才定为污染，就失去了预防的意义。地下水水质朝着恶化方向发展地下水水质朝着恶化方向发

5、展 地下水污染的含义：地下水污染的含义：凡是在人类活动影响下，地下水水质朝着恶化方向发展的凡是在人类活动影响下，地下水水质朝着恶化方向发展的现象，统称为现象，统称为“地下水污染地下水污染”。不管此种现象是否使水质。不管此种现象是否使水质恶化达到影响使用的程度，只要这种现象一发生，就应视恶化达到影响使用的程度，只要这种现象一发生，就应视为污染。天然水文地质环境中出现不宜使用的水质现象，为污染。天然水文地质环境中出现不宜使用的水质现象，不应视为污染，而应称为天然异常。不应视为污染，而应称为天然异常。水质变化是人类活动引起的；水质发生变化，且其变水质变化是人类活动引起的；水质发生变化，且其变化是朝着

6、恶化方向发展的。化是朝着恶化方向发展的。实际工作中，污染的判断一般应用背景值或者对照值。实际工作中，污染的判断一般应用背景值或者对照值。背景值（或本底值）背景值（或本底值）地下水各种组分的天然含量范围。不是单值，是区间值地下水各种组分的天然含量范围。不是单值，是区间值 （环境背景值演化）对照值对照值某历史时期地下水中有关组分的含量范围；或者地表环境污某历史时期地下水中有关组分的含量范围；或者地表环境污染相对较轻地区地下水有关组分的含量范围。染相对较轻地区地下水有关组分的含量范围。位置年份SO4ClNaTDS11975237.7608.0378.41.641999529.841585.59 10

7、41.7 3.8721975180.1127.6220.80.971999632.0491.2396.12.09河北平原某地地下水水质变化表河北平原某地地下水水质变化表离子含量:mg/L;TDS:g/L据:水环所科研报告7.2 污染物、污染来源、污染特点及污染途污染物、污染来源、污染特点及污染途径径 一、一、地下水中的污染物地下水中的污染物 凡是人类活动导致进入地下水并使水质恶化的溶解物或悬凡是人类活动导致进入地下水并使水质恶化的溶解物或悬浮物，无论其浓度是否达到使水质明显恶化的程度，均称浮物，无论其浓度是否达到使水质明显恶化的程度，均称为地下水污染物。为地下水污染物。化学污染物化学污染物 生

8、物污染物生物污染物 放射性污染物放射性污染物 化学污染物化学污染物化学污染物化学污染物 无机污染物无机污染物 最常见的是最常见的是NO3-，其次是，其次是Cl-、硬度、硬度、SO42-、TDS等。等。它们的特点是大面积的污染多，局部的污染少。它们的特点是大面积的污染多，局部的污染少。金属污染金属污染物比较少见。物比较少见。有机污染物有机污染物 最常见、检出率高的是氯代烃类最常见、检出率高的是氯代烃类(TCE，PCE,TCA,DCE,DCA),其次是单环芳烃其次是单环芳烃(BETX等）。它们的特点是浓等）。它们的特点是浓度低，度低，ppb级或级或ppt级，大多是有毒的级，大多是有毒的“三致三致”

9、物；局部物；局部污染的多，大面积的污染少。污染的多，大面积的污染少。ppm,Parts per million 百万分之几，百万分之几，10-6，相当于，相当于mg/Lppb，Parts per billion 十亿分之几，十亿分之几，10-9，相当于，相当于ug/Lppt,Parts per trillion 万亿分之几万亿分之几,10-12，相当于，相当于ng/L放射性污染物放射性污染物 如如226Ra、238U、232Th等，这类污染物只在局部地方发现。等，这类污染物只在局部地方发现。铀铀矿开采和精炼，原子能工业、放射性同位素的使用等。矿开采和精炼，原子能工业、放射性同位素的使用等。生物

10、污染物生物污染物 细菌和病毒细菌和病毒,地下水中已发现了地下水中已发现了20多种。多出现在农村多种。多出现在农村 复合污染物，共存污染物复合污染物，共存污染物二、污染来源二、污染来源 污染来源众多，分类不同污染来源众多，分类不同1、按成因：人为污染源，天然污染源、按成因：人为污染源，天然污染源 天然污染源：天然存在的，由于人类活动影响进入天然污染源：天然存在的，由于人类活动影响进入地下水环境。过量开采引起海水入侵，采矿活动造成酸性地下水环境。过量开采引起海水入侵，采矿活动造成酸性水和重金属污染水和重金属污染2、按分布形式：点污染源、线污染源、面（分散）污染源、按分布形式：点污染源、线污染源、面

11、（分散）污染源3、五类主要污染源、五类主要污染源 地下储存罐地下储存罐 化粪池化粪池 农业活动农业活动 城市垃圾填埋城市垃圾填埋 污水坑污水坑三、污染特点三、污染特点1、隐蔽性、隐蔽性 污染物浓度低，往往无色无味，难以觉察和发现；污染物浓度低，往往无色无味，难以觉察和发现；2、难以逆转性、难以逆转性（难恢复性；一旦污染，难以恢复和治理）（难恢复性；一旦污染，难以恢复和治理）由于含水层水交替缓慢，因此，污染的地下水往往难由于含水层水交替缓慢，因此，污染的地下水往往难以自身净化恢复；以自身净化恢复；地下水深埋地下，难于治理。地下水深埋地下，难于治理。四、污染途径四、污染途径间歇入渗型间歇入渗型（通

12、过大气降水（通过大气降水或灌溉水的淋滤，或灌溉水的淋滤，固体废物及包气固体废物及包气带中的污染组分带中的污染组分周期性地进入含周期性地进入含水层）。水层）。连续入渗型连续入渗型（污染物随水的（污染物随水的不断渗入而进入不断渗入而进入含水层）。含水层）。农田、垃圾填埋场、矿山等农田、垃圾填埋场、矿山等污水坑、漏水排污管、受污染的地表水体污水坑、漏水排污管、受污染的地表水体越流型越流型（污染物通过越流（污染物通过越流从一个含水层进入从一个含水层进入另一个含水层）。另一个含水层）。径流型径流型（污染物通过各种途径（污染物通过各种途径以地下径流的形式进入以地下径流的形式进入含水层）。含水层）。地下水通

13、过弱隔水层、天窗及井管的越流地下水通过弱隔水层、天窗及井管的越流废水处理井、岩溶管道、海水入侵废水处理井、岩溶管道、海水入侵7.3 常见的地下水污染常见的地下水污染一、一、地下水氮污染及其转化机理地下水氮污染及其转化机理（一）地下水中氮的来源及其存在形式（一）地下水中氮的来源及其存在形式 氮的来源氮的来源 天然来源：天然土壤中的硝酸盐；天然来源：天然土壤中的硝酸盐；人为来源：化学肥料（尿素、碳酸铵人为来源：化学肥料（尿素、碳酸铵(NH(NH4 4)2 2COCO3 3、硝酸铵、硝酸铵 (NH (NH4 4NONO3 3)、硫酸铵、硫酸铵(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4 、铵水等）；、铵

14、水等）；农家肥（动物废物）；农家肥（动物废物）；城市生活污水和生活拉圾城市生活污水和生活拉圾 明尼苏达州明尼苏达州Sand Plain含水层中地下水样的含水层中地下水样的15N直方图直方图 氮的存在形式氮的存在形式 地下水中的溶解氮除地下水中的溶解氮除NONO3 3-外，还有外，还有NONO2 2-，NH NH+和溶于水中和溶于水中的气态氮以及有机氮；的气态氮以及有机氮；一般来说，一般来说，NO NO3 3-是常量组分，其它是微量组分；是常量组分，其它是微量组分；不同形式的氮，可以循环转化。不同形式的氮，可以循环转化。（二）（二）（二）（二）地下水中氮循环转化机理地下水中氮循环转化机理 有机氮

15、的矿化过程有机氮的矿化过程 有机氮转化为无机形式的有机氮转化为无机形式的NH4-N的过程。的过程。铵化细菌将有机物分解（将有机物中有机铵的成分分铵化细菌将有机物分解（将有机物中有机铵的成分分解出来），因此，有机氮的矿化过程也叫铵化过程。解出来），因此，有机氮的矿化过程也叫铵化过程。铵化细菌为异养型菌，可以是好氧菌或厌氧菌。铵化细菌为异养型菌，可以是好氧菌或厌氧菌。分解出来的分解出来的NH4+或者被植物吸收，或者在微生物作用或者被植物吸收，或者在微生物作用下被氧化成下被氧化成NONO3 3-。硝化过程硝化过程 NH4-N通过自养型微生物氧化为通过自养型微生物氧化为NO3-N的过程。反应分的过程。

16、反应分两步：两步：NH4-N通过亚硝化杆菌通过亚硝化杆菌转化为转化为NONO-2 2NONO-2 2-N通过硝化杆菌通过硝化杆菌转化为转化为NONO-3 34NH4+23-5H7NO223-2CO3能量能量碳源碳源反硝化过程反硝化过程 NO3-N通过微生物还原为气态氮（通过微生物还原为气态氮（N2，N2 O）的过程。）的过程。参加反硝化作用的微生物通常以异养型细菌为主。参加反硝化作用的微生物通常以异养型细菌为主。反硝化过程会造成氮的损失。反硝化过程会造成氮的损失。NO3-NO2-N2C6H12O6+4NO3-6H2O+6CO2+2N2反硝化反硝化菌菌固氮作用固氮作用 有机氮矿化过程产生的有机氮

17、矿化过程产生的NH4+，硝化过程产生的，硝化过程产生的NO3-，反硝化过程产生的反硝化过程产生的N2和和N2O，都可以被微生物和植物吸收，都可以被微生物和植物吸收同化，转变成有机氮。这个过程称为固氮作用，也叫氮的同化，转变成有机氮。这个过程称为固氮作用，也叫氮的同化作用。同化作用。铵吸附作用铵吸附作用 在水运动过程中，在水运动过程中，NH4+被包气带岩土吸附在其表面上（阳被包气带岩土吸附在其表面上（阳离子交换吸附）。离子交换吸附）。土壤中土壤中NH4+的吸附容量计算：的吸附容量计算：AAR为铵吸附比，无量纲；为铵吸附比，无量纲；EAR为交换性铵比，无量纲；为交换性铵比，无量纲；NH4x为每为每

18、100克介克介质中交换性铵的毫克当量数，质中交换性铵的毫克当量数，meq/100g；CEC为阳离子交换容量为阳离子交换容量 NH4+、Ca2+、Mg2+毫克当量浓度毫克当量浓度地下水中氮的循环转化过程示意图地下水中氮的循环转化过程示意图（三）影响氮循环转化的主要因素（三）影响氮循环转化的主要因素 氮循环转化过程，涉及到细菌生存环境、氧化还原条件、氮循环转化过程，涉及到细菌生存环境、氧化还原条件、pH、水等，影响因素很复杂。、水等，影响因素很复杂。环境因素环境因素：温度；：温度；Eh；土壤含水量；土壤和污水的养分；土壤含水量；土壤和污水的养分；地质因素地质因素：包气带岩性及其结构；含水层类型：包

19、气带岩性及其结构；含水层类型 二、地下水微量金属及非金属污染二、地下水微量金属及非金属污染 （一）（一）微量金属污染微量金属污染 地下水中微量金属污染物主要为铬、铅、镉、锌和镍等，它地下水中微量金属污染物主要为铬、铅、镉、锌和镍等，它们主要来源于工业废液和废渣（电镀、采矿、废弃电池，化妆们主要来源于工业废液和废渣（电镀、采矿、废弃电池，化妆品等）。品等）。控制微量金属迁移的主要机理控制微量金属迁移的主要机理 吸附吸附：地下水中大多数微量金属污染物以阳离子的形式：地下水中大多数微量金属污染物以阳离子的形式存在，它们很容易被岩土中的吸附剂吸附；存在，它们很容易被岩土中的吸附剂吸附；沉淀沉淀：主要以

20、难溶的硫化物，碳酸盐和氢氧化物的形式：主要以难溶的硫化物，碳酸盐和氢氧化物的形式沉淀，与沉淀，与Eh,pH关系密切关系密切;植物吸收植物吸收：植物选择性地吸收微量金属元素。：植物选择性地吸收微量金属元素。吸附、沉淀、植物吸收吸附、沉淀、植物吸收能有效地阻止微量金属在水中的迁移。能有效地阻止微量金属在水中的迁移。标准状态下标准状态下CrO2H2O体系的体系的pE(Eh)pH图图 在地下水中，铬有两个氧化态，即在地下水中，铬有两个氧化态，即Cr（）和）和Cr（），其毒性前者要比后者大；），其毒性前者要比后者大；Cr（）主要以络阴离子形式存在；）主要以络阴离子形式存在；Cr（）以带正电的络合离子形式

21、存在）以带正电的络合离子形式存在 3Fe2+CrO42-+8H2O 3Fe(OH)3+Cr(OH)3+4H+地下水中地下水中地下水中地下水中铬污染铬污染铬污染铬污染（电镀等工（电镀等工（电镀等工（电镀等工业）业）业）业）1300 m 铬和镉铬和镉 纽约长岛浅层地下水中铬和镉的污染纽约长岛浅层地下水中铬和镉的污染 在在6年的监测期内，污染年的监测期内，污染晕中晕中Cr（）的最大浓的最大浓度减少了度减少了10倍。倍。大部分水样点位于大部分水样点位于Cr()的稳定区内，含的稳定区内，含水层中的水层中的Cr()被还原被还原成成Cr()（沉淀、被吸（沉淀、被吸附）。附）。含水层（对地下水的）含水层（对地

22、下水的）自净能力自净能力美国得克萨斯州一含水层中铬酸盐美国得克萨斯州一含水层中铬酸盐水样点在水样点在EhpH图的分布图的分布 标准状态下标准状态下FeH2OO2体系的体系的EhpH图图地下水中地下水中地下水中地下水中铁污染铁污染铁污染铁污染（采矿，油田水（采矿，油田水（采矿，油田水（采矿，油田水等）等）等）等）高铁地下水一般是含高铁地下水一般是含Fe2+比较高的地下水；比较高的地下水；含铁的酸性水进入弱碱性介质中，含铁的酸性水进入弱碱性介质中，会发生会发生Fe(OH)3沉沉 淀。淀。导致水中铁浓度减少。导致水中铁浓度减少。（二）（二）微量非金属污染微量非金属污染砷砷（采矿、冶炼、农药；天然来源

23、）（采矿、冶炼、农药；天然来源）（1）As是变价元素，有是变价元素，有As5+、As3+、As0和和As3-四四个氧化态；个氧化态；（2）毒性大，不同形态砷毒性不同，）毒性大，不同形态砷毒性不同，As3+比比As5+毒性大；毒性大；（3）现行饮用水标准从为）现行饮用水标准从为10 g/L（1986年标准年标准为为50 g/L）；）；（4）地下水砷异常是一个世界性的）地下水砷异常是一个世界性的环环境境问题问题。(1)在地下水中主要以在地下水中主要以As(V)和和As(III)出现。出现。As在地下水中的存在在地下水中的存在形态严格受形态严格受pH-Eh的控的控制。制。(2)在氧化条件下，地在氧化

24、条件下，地下水中下水中As(V)多以络合多以络合阴离子出现；在还原条阴离子出现；在还原条件下，地下水中的件下，地下水中的As(III)以带负电或不带以带负电或不带电络合离子存在。电络合离子存在。pHEh:-15383 mVHCO3-:1600 mg/LNO3-:mostly 60%AsFe:5.9 mg/LMn:1.27 mg/LMostly Na-Cl-HCO3(Guo et al.,2008)内蒙古河套平原高砷地下水氟氟（冶金工业排放的（冶金工业排放的“三废三废”、含氟磷灰石、含氟磷灰石开采；天然来源）开采；天然来源）饮用水标准：饮用水标准：1.0 mg/L（最优浓度）（最优浓度）氟含量氟

25、含量低（低（1.5 mg/L），斑釉症），斑釉症三、地下水盐污染三、地下水盐污染 地下水盐污染是指地下水受总硬度、地下水盐污染是指地下水受总硬度、Cl-和和TDS的污染。其污染来的污染。其污染来 源主要是城市的生活废水和源主要是城市的生活废水和垃圾。垃圾。四、地下水微量有机化合物污染四、地下水微量有机化合物污染 （一）（一）地下水中有机污染物地下水中有机污染物 地下水中已检出的有机污染物种类繁多，有地下水中已检出的有机污染物种类繁多，有170多种，主要的是多种，主要的是氯代烃类、芳烃类、农药等。氯代烃类、芳烃类、农药等。USEPA优先控制优先控制污染物污染物USEPA饮用饮用水标准水标准我国饮

26、用水我国饮用水标准标准GB5749城市供水行城市供水行业业2000年技年技术进步发展术进步发展规划规划 生活饮生活饮用水卫用水卫生规范生规范 总指标数总指标数12978207351068896有机指标有机指标数数114541715533954年份年份1979199620021985200619922001氯代烃类：氯代烃类：化工原料和有机溶剂化工原料和有机溶剂；广泛应用于金属清洗、脱脂和干洗广泛应用于金属清洗、脱脂和干洗等现代工业中。等现代工业中。三氯乙烯（三氯乙烯（TCE）四氯乙烯（四氯乙烯（PCE）三氯乙烷（三氯乙烷（TCA）二氯乙烯（二氯乙烯（DCE）挥发性有机化合物（挥发性有机化合物（

27、VOCs)二氯乙烷（二氯乙烷（DCA）氯乙烯（氯乙烯（VC）Trichloroethylene,perchoroethylene,trichloroethane,dichloroethylene,dichloroethane,vinyl chloride单环芳烃单环芳烃 单环芳烃主要来源于燃料油，由于燃料油储存、加工、运单环芳烃主要来源于燃料油，由于燃料油储存、加工、运输过程中的跑、冒、滴、漏而对地下水造成的污染威胁也输过程中的跑、冒、滴、漏而对地下水造成的污染威胁也很大。很大。苯苯 乙苯乙苯 甲苯甲苯 二甲苯二甲苯BenzeneEthylbenzeneToluene Xylenes BETX

28、多环芳烃（多环芳烃（PAHs）锅炉、焦碳生产、石油裂解、垃圾焚烧等，常见的有锅炉、焦碳生产、石油裂解、垃圾焚烧等，常见的有16种。种。我国优先控制污染物黑名单中于我国优先控制污染物黑名单中于7个，包括萘、荧蒽、苯个，包括萘、荧蒽、苯并并b荧蒽、苯并荧蒽、苯并K荧蒽、苯并荧蒽、苯并a芘、茚并芘、茚并1,2,3-c,d芘、苯并芘、苯并ghi芘。芘。农药农药 随着农业的发展，农药使用量的增加，同样也会随着农业的发展，农药使用量的增加，同样也会使地下水受到污染。美国的优先控制污染物中包使地下水受到污染。美国的优先控制污染物中包括括18种农药。我国的优先控制污染物中包括种农药。我国的优先控制污染物中包括

29、8种农种农药（包括六六六、滴滴涕、敌敌畏、乐果、对硫药（包括六六六、滴滴涕、敌敌畏、乐果、对硫磷、甲基对硫磷、除草醚、敌百虫）。磷、甲基对硫磷、除草醚、敌百虫）。（二）影响有机污染物迁移的主要机理（二）影响有机污染物迁移的主要机理 挥发挥发 吸附吸附 生物降解生物降解 沉淀沉淀 生物吸收等生物吸收等挥发挥发亨利常数亨利常数KH（也称为气水分配系数）是表征有机化合物挥（也称为气水分配系数）是表征有机化合物挥发性的参数。发性的参数。KH定义为有机化合物的气体分压与在水中溶解度之比：定义为有机化合物的气体分压与在水中溶解度之比：KH=P/S 式中，式中，KH为亨利常数，为亨利常数，atmm3mol-

30、1；P为一定温度下有机化为一定温度下有机化合物的气体分压（也称蒸汽压），合物的气体分压（也称蒸汽压），atm；S为有机化合物的为有机化合物的水溶解度，水溶解度，mol/m3。一般认为，一般认为，当当KH 10-6时，化合物基本不挥发，时，化合物基本不挥发，当当10-6 KH 10-5时，化合物为缓慢挥发的，时，化合物为缓慢挥发的，当当10-5 KH 10-3时，化合物是很易挥发的。时，化合物是很易挥发的。水溶解度水溶解度 有机化合物水溶解度变化也很大。从完全与有机化合物水溶解度变化也很大。从完全与水混溶，如丙酮；到几乎不溶于水，如苯并水混溶，如丙酮；到几乎不溶于水，如苯并a芘，芘，其水溶解度仅

31、为其水溶解度仅为4g/L。常见有机化合物物理性质表常见有机化合物物理性质表LNAPLs（Light non-aqueous phase liquids）NAPLs（Dense non-aqueous phase liquids）A cross sectional view of a hypothetical LNAPL spill LNAPL 污染场地采样污染场地采样 吸附作用吸附作用 土壤或含水层介质的有机质含量与有机化合物的吸附密切相关，土壤或含水层介质的有机质含量与有机化合物的吸附密切相关，微量有机化合物主要吸附在土壤和含水层介质当中的有机质颗微量有机化合物主要吸附在土壤和含水层介质当中

32、的有机质颗粒上。土壤有机质的含量越高，其吸附量也越大。粒上。土壤有机质的含量越高，其吸附量也越大。吸附方程：吸附方程：Kd=Koc foc 式中：达到吸附平衡时，式中：达到吸附平衡时，Kd：有机污染物在固相和液相之间的分配系数（：有机污染物在固相和液相之间的分配系数（L/kg）；）；Koc：有机污染物在纯有机碳（含：有机污染物在纯有机碳（含100%的碳）和水间的分配系数（的碳）和水间的分配系数（L/kg）；）；foc：为土壤或含水层介质中有机碳的百分含量，无量纲。：为土壤或含水层介质中有机碳的百分含量，无量纲。Kd=Koc focKoc是有机化合物在有机碳和水中的分配系数，它是达到吸是有机化合

33、物在有机碳和水中的分配系数，它是达到吸附平衡时，单位重量有机碳所吸附的有机化合物量与单位附平衡时，单位重量有机碳所吸附的有机化合物量与单位体积溶液中有机化合物量的比值。体积溶液中有机化合物量的比值。对于特定的有机化合物对于特定的有机化合物来说，来说，Koc是一个常数。是一个常数。Koc=C有机碳有机碳/C水水 式中式中Koc为有机碳为有机碳-水分配系数，水分配系数，L/kg；C有机碳有机碳为有机化合物在有机碳上为有机化合物在有机碳上的浓度，的浓度，mg/kg；C水水为有机化合物在水中的浓度，为有机化合物在水中的浓度，mg/L(1)foc 可通过实验测定。可通过实验测定。(2)当当foc大于大于

34、0.1%时，吸附方程才有效时，吸附方程才有效 Kd=Koc foc如何计算如何计算Koc？有两种方法：有两种方法：（1）利用辛醇）利用辛醇-水分配系数（水分配系数（Kow）估算）估算Koc（2）利用溶解度）利用溶解度S估算估算Koc（1）利用辛醇）利用辛醇-水分配系数水分配系数（Kow）估算）估算Koc 辛醇是一种典型的疏水溶剂。辛醇是一种典型的疏水溶剂。研究发现，有机物在辛醇研究发现，有机物在辛醇-水间的水间的分配与其在土壤有机质分配与其在土壤有机质-水间的分配极为相似。所以，当获得水间的分配极为相似。所以，当获得有机化合物在辛醇和水中的分配系数有机化合物在辛醇和水中的分配系数Kow以后，就

35、可以估算以后，就可以估算Koc。把有机化合物加入到辛醇水混合溶剂中并加以振荡时，分别把有机化合物加入到辛醇水混合溶剂中并加以振荡时，分别测定溶于辛醇和水中有机化合物的浓度便可求得测定溶于辛醇和水中有机化合物的浓度便可求得Kow：辛醇辛醇-水分配系数：水分配系数：Kow=C辛醇辛醇/C水水利用利用Kow估算估算Koc的经验方程的经验方程 利用溶解度利用溶解度（S）估算）估算Koc研究发现，有机化合物（有机溶质）在土壤或沉积研究发现，有机化合物（有机溶质）在土壤或沉积物上的吸附量与其溶解度成反比。由此，获得了物上的吸附量与其溶解度成反比。由此，获得了利用溶解度利用溶解度S估算估算Koc的一些经验方

36、程。的一些经验方程。利用溶解度利用溶解度S估算估算Koc的经验方程的经验方程 生物降解作用生物降解作用 有机污染物在细菌作用下，从大分子分解为小有机污染物在细菌作用下，从大分子分解为小分子，从有毒或有害转变为无毒或无害，最后转分子，从有毒或有害转变为无毒或无害，最后转变为变为CO2，CH4，H2O等的过程。等的过程。例如：例如：PCETCEDCE 许多有机污染物很难降解，或者过程进行的很缓慢。许多有机污染物很难降解，或者过程进行的很缓慢。有机物的生物降解是一个氧化还原反应，有机物的生物降解是一个氧化还原反应，有机物有机物失去电子被氧化，失去电子被氧化，电子受体得到电子被还原。地电子受体得到电子

37、被还原。地下水中许多组分可作为电子受体，包括下水中许多组分可作为电子受体，包括O2、NO3-、Fe()、SO42-和和CO2。反应过程中，微生物只是起氧化还原催化剂的作反应过程中，微生物只是起氧化还原催化剂的作用。用。有机化合物既是微生物的碳源，又是能源。有机化合物既是微生物的碳源，又是能源。在微生物代谢过程中，分解有机化合物，获得生在微生物代谢过程中，分解有机化合物，获得生长、繁殖所需的碳及能量。长、繁殖所需的碳及能量。电子电子供体供体电子电子受体受体碳源碳源释放释放能量能量C6H626CO2+3H2O生物降解生物降解生物降解生物降解反应反应（氧化（氧化（氧化（氧化还原反应），为微生还原反应

38、），为微生还原反应），为微生还原反应），为微生物生长代谢提供能源物生长代谢提供能源物生长代谢提供能源物生长代谢提供能源C6H63-4+5H7O22O（合成反应）生（合成反应）生成微生物的细胞成微生物的细胞物质，提供碳源物质，提供碳源 地下水环境质量评价地下水环境质量评价 按照一定的评价目的、评价标准和评价方法，对一定区域范按照一定的评价目的、评价标准和评价方法，对一定区域范围内的地下水环境质量加以调查研究，并在此基础上做出科围内的地下水环境质量加以调查研究，并在此基础上做出科学、客观和定量的评定或预测（回顾；现状；预测）。学、客观和定量的评定或预测（回顾；现状；预测）。地下水污染现状评价地下水

39、污染现状评价地下水（环境）质量评价地下水（环境）质量评价地下水环境质量影响评价（环境影响评价）地下水的防污性能评价（地下水污染敏感性、脆弱性评价）一、一、地下水污染现状评价地下水污染现状评价 评价目的：评价目的：旨在说明地下水的污染程度及范围，并不说明旨在说明地下水的污染程度及范围，并不说明地下水的适用性，受污染的地下水并不一定影响其使用。地下水的适用性，受污染的地下水并不一定影响其使用。评价标准：评价标准：背景值或对照值背景值或对照值 计算背景值的方法有多种，最简单的方法如下：式中：式中：Y 为背景值；为背景值；为多个点组分测试浓度的算术平均值；为多个点组分测试浓度的算术平均值；S 为标准偏

40、差。为标准偏差。评价方法评价方法 单要素指数法；单要素指数法；多要素综合指数法多要素综合指数法;参数分级评分叠加型指数法参数分级评分叠加型指数法 单要素指数法（单因子污染指数法）：单要素指数法（单因子污染指数法）：式中：I 为单因子污染指数，无量纲；Ci为地下水中某种组分的实测浓度，mg/L；C0i为该组分的对照值或背景值。如果对照值或背景值为区间值时，Ci值在区间内，令I1，如果I大于区间值的最大值，或小于区间值的最小值时，分别用Ci值除以区间值的最大值或最小值。，无污染；，无污染；I1，有污染有污染 单因子污染指数法优点是能直观、简便地反映单组分的污染状况；缺点是不能反映地下水中多组分污染

41、时的整体污染情况。多要素综合指数法（多因子；综合污染指数法）：多要素综合指数法（多因子；综合污染指数法）：均值法：均值法：加和法：加和法：内梅罗指数法：内梅罗指数法：PI 为综合污染指数为综合污染指数,无量刚；无量刚；Ii 为为 i 组分组分的单因子污染指数，无量刚；的单因子污染指数，无量刚；n 为评价的组分数；为评价的组分数；I 为所评价的组分为所评价的组分 I 值的平均值，值的平均值，无量刚无量刚；Imax为为所评价组分中最大的所评价组分中最大的 I 值。值。前两个往往失真；后一个物理意义不明确前两个往往失真；后一个物理意义不明确参数分级评分叠加型指数法参数分级评分叠加型指数法首先，在单因

42、子污染指数法计算首先，在单因子污染指数法计算I(Ii)值的基础上；对值的基础上；对I(Ii)值进行评分。评分标准如下：值进行评分。评分标准如下：Fi=0 Fi=1 Fi=10 Fi=100 Fi=1000 Fi 为组分为组分 i 的评分，的评分，PI为为叠加型指数叠加型指数评价结果：根据PI进行污染程度分级：未污染，轻、中、重度污染等2 地下水（环境）质量评价地下水（环境）质量评价 评价目的：评价目的：旨在说明地下水质量的好坏及其适用性；旨在说明地下水质量的好坏及其适用性；评价标准：评价标准：各类水质标准各类水质标准 目前针对各种用途的用水水质标准比较多，但只有饮用水水质标准有目前针对各种用途

43、的用水水质标准比较多，但只有饮用水水质标准有比较系统的水质标准。比较系统的水质标准。因此地下水水质现状评价多以饮用水水质标准因此地下水水质现状评价多以饮用水水质标准作为评价标准进行评价。作为评价标准进行评价。由于我国现有的饮用水水质标准仅有五项有由于我国现有的饮用水水质标准仅有五项有机组分指标，不全面，在涉及地下水有机污染调查评价时，考虑到与机组分指标，不全面，在涉及地下水有机污染调查评价时，考虑到与国际上的对比性，可参考美国环保局饮用水标准和国际上的对比性，可参考美国环保局饮用水标准和WHO饮用水标准饮用水标准作为评价标准。作为评价标准。评价方法：评价方法：与污染现状评价方法基本一致；所用的

44、公式也与污染现状评价方法基本一致；所用的公式也基本是一样的。基本是一样的。但是，公式中符号含义不同：但是，公式中符号含义不同：I：单要素水质指数；：单要素水质指数；C0i为为i水质标准；水质标准；PI 为多为多要素综要素综合水质指数。合水质指数。评价结果：优良，良好，较好，较差，极差评价结果：优良，良好，较好，较差，极差 目前最常用的地下水评价标准和评价方法是按照地下水目前最常用的地下水评价标准和评价方法是按照地下水质量标准（质量标准（GB/T14848-93）来进行的。）来进行的。其中的第三类水质指标与生活饮用水卫生标准（其中的第三类水质指标与生活饮用水卫生标准（GB 6749-85）基本相

45、同。）基本相同。地下水质量标准地下水质量标准（GB/T14848-93）地下水质量标准地下水质量标准（GB/T14848-93）（续）（续）l类类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。各种用途。l类类 主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。种用途。l类类 以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。用水水源及工、农业用水。l类类 以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。l类类 不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用3 地下水污染现状评价与地下水（环境）质量评价地下水污染现状评价与地下水（环境）质量评价的异同的异同 评价目的评价目的 评价标准评价标准 评价方法评价方法 评价结果评价结果