王会霞1,2,3,史浙明2,姜永海1,3,廉新颖1,3,杨昱1,3,冯帆1,3,贾永锋1,3*
1.中国环境科学研究院,环境基准与风险评估国家重点实验室,北京.中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京.中国环境科学研究院,国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室,北京
来源:《环境科学研究》年
摘要:地下水污染识别与溯源是开展地下水环境保护的重要基础.由于地下水系统的隐蔽性、复杂性以及污染物的多样性和多源性,使得地下水污染识别与溯源研究面临挑战.如何快速判断地下水是否受到污染以及准确识别污染来源是地下水污染识别与溯源研究的关键.通过调研国内外相关研究,梳理地下水污染识别与溯源指示因子,探讨了这些指示因子的研究现状及适用条件,发现稳定同位素是污染溯源中最常用的工具,卤化物作为常规水化学指标的代表,适用于污水影响等部分特定场景,新污染物、人为来源稀土元素等的检出是地下水受到人为污染的直接证据.由于地下水污染来源的复杂性,多指示因子与多技术手段联合使用对于准确识别污染过程与来源尤为重要,是未来研究的重点.
关键词:地下水污染;污染识别;污染溯源;指示因子;稳定同位素;新污染物
注:①硝化作用(人为输入的氨氮和有机氮转化成地下水中NO3-,造成NO3-浓度升高,δ15N-NO3-值升高);②硼的吸附作用(人为输入的硼在迁移过程中被黏土吸附,剩余的δ11B升高);③新污染物的吸附、降解与迁移(易降解的污染物在迁移过程中被吸附降解;持久性污染物在地下水中逐渐积累);④硫酸盐还原作用(在还原环境中,发生细菌的硫酸盐还原作用,导致地下水中SO42-浓度减少,δ34S-SO42-和δ18O-SO42-值升高);⑤异养反硝化作用(多数情况下,有机碳参与的反硝化作用,使地下水中NO3-浓度降低,δ15N-SO42-和δ18O-SO42-值升高);⑥自养反硝化作用(以黄铁矿为例,还原性黄铁矿参与到反硝化过程中,造成NO3-浓度降低,δ15N-NO3-和δ18O-NO3-值升高,而SO42-浓度升高,其δ34S-SO42-值不变,δ18O-SO42-值取决于参与此过程的氧源);⑦铬的还原作用〔Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),使得水体中剩余Cr(Ⅵ)的δ53Cr升高〕;⑧硫化物的氧化作用(氧化环境中,还原性硫化物转化成SO42-,其δ34S-SO42-值保持稳定).图1地下水典型污染物迁移转化过程中同位素含量变化特征示意
地下水作为重要的饮用水源,其水质问题一直受到人们高度