水污染監(jiān)測(cè)

《農(nóng)學(xué)名詞》第一版。 2100433B

1993年，經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

介紹

地面水污染監(jiān)測(cè)surfare water pollution monitoring按 照國(guó)家有關(guān)地面水環(huán)境監(jiān)測(cè)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)某地面水域(呵 流、湖泊、水庫(kù)等)內(nèi)污染物的成分、濃度、時(shí)空分布、污染范 圍、污染程度、污染危害和污染源等進(jìn)行的監(jiān)測(cè)。通常根據(jù)水 域特征、水文條件、用水點(diǎn)功能及分布、朽染源分布、;虧染物排 放量、污染物衰減特性等因素。設(shè)置若干個(gè)監(jiān)測(cè)斷面和it測(cè) 點(diǎn)，按豐水期、平水期和枯水期進(jìn)行必測(cè)項(xiàng)目與選測(cè)項(xiàng)日的監(jiān) 測(cè)。必要時(shí)還需進(jìn)行底部沉積物的監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)孔可用來(lái)采集地下水水樣，并獲取水位資料，監(jiān)測(cè)孔的各個(gè)設(shè)計(jì)要素必須以不改變水樣的水質(zhì)為前提。對(duì)場(chǎng)地污染物化學(xué)性質(zhì)與地質(zhì)構(gòu)造的了解，在鉆進(jìn)技術(shù)和成井材料的選擇方面起著主要的作用。

地下水污染監(jiān)測(cè)井徑

監(jiān)測(cè)孔的直徑大小一般取決于獲取地下水水樣的設(shè)備（提桶、水泵等）的尺寸。在高滲透性的巖層中，含水層有能力提供大量的地下水。然而，在嚴(yán)重缺水區(qū)布設(shè)監(jiān)測(cè)孔時(shí)，如果井的直徑非常大，在低滲透性巖層中大量抽取地下水將會(huì)產(chǎn)生水量不足的問題。此外，當(dāng)?shù)叵滤挥泻σ后w廢物污染時(shí)，抽取地下水進(jìn)行處理需要大口徑孔。因此，從安全和處理費(fèi)用的角度來(lái)看，都應(yīng)盡量使監(jiān)測(cè)階段抽取的地下水量最小化。鑒于以上原因，監(jiān)測(cè)孔成井技術(shù)規(guī)程規(guī)定井徑的標(biāo)準(zhǔn)通常為50 mm。如果監(jiān)測(cè)工作完成后，還需要繼續(xù)進(jìn)行地下水及污染土壤的處理時(shí)，可以將大口徑的監(jiān)測(cè)孔用作抽水井，以抽取被污染地下水進(jìn)行處理。另外，由于大口徑井具有更高的強(qiáng)度，它們常被用于深井監(jiān)測(cè)。

地下水污染監(jiān)測(cè)套管與過濾器材料

監(jiān)測(cè)孔成井材料的類型對(duì)于所采集水樣的水質(zhì)有明顯的影響。因而，成井材料應(yīng)不吸收或過濾水樣中的化學(xué)組分，且不應(yīng)影響水樣的代表性。通常所用成井材料的類型包括如下幾種。

（1）聚氯乙烯

由于聚氯乙烯（PVC）材料非常便宜，且易于處理，因此廣泛地應(yīng)用于套管與水井過濾器的制造。聚氯乙烯在一般環(huán)境里不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。然而，當(dāng)聚氯乙烯與低分子酮、乙醛及氯化物溶液直接接觸時(shí)，將會(huì)發(fā)生變質(zhì)現(xiàn)象。一般來(lái)說，當(dāng)溶液中的有機(jī)物含量增加的時(shí)候，將會(huì)對(duì)聚氯乙烯造成直接的破壞或發(fā)生吸收作用。

（2）聚四氟乙烯

聚四氟乙烯被認(rèn)為是化學(xué)性質(zhì)最不活潑的成井材料。但由于其價(jià)格昂貴，所以只在不允許任何化學(xué)擾動(dòng)的情況下使用。

（3）電鍍套管

電鍍套管的性能要優(yōu)于聚氯乙烯材料，這是由于電鍍套管對(duì)于有機(jī)化合物來(lái)說是惰性的，而且在巖層中也更為經(jīng)久耐用。電鍍套管的電鍍膜還可以防止生銹。但需要明確的是，電鍍套管會(huì)增加地下水中鐵、錳、鋅、鎘等元素的濃度。由于鐵、錳濃度的增加，水樣中污染物的濃度可能也會(huì)增加。因此，在監(jiān)測(cè)地下水中的重金屬污染時(shí)，采用聚氯乙烯做成井材料更為適合。

（4）不銹鋼套管

不銹鋼套管在實(shí)質(zhì)上對(duì)所有的污染物都是惰性的。然而，在pH值很低的情況下，不銹鋼會(huì)向地下水中釋放鉻離子。這將對(duì)一些有機(jī)污染物的生物降解反應(yīng)起到催化作用。不銹鋼套管的另一個(gè)顯著缺點(diǎn)是價(jià)格太高。

地下水污染監(jiān)測(cè)密封材料

當(dāng)鉆進(jìn)時(shí)采用回轉(zhuǎn)、螺旋等方法時(shí)，成型后的鉆孔直徑要大于監(jiān)測(cè)孔的套管直徑，應(yīng)在監(jiān)測(cè)孔套管和鉆孔壁之間充填止水材料（膨潤(rùn)土泥漿、水泥泥漿或膨潤(rùn)土與水泥的混合物等）。下面將對(duì)每一種充填材料在使用時(shí)的注意事項(xiàng)加以討論。

（1）膨潤(rùn)土泥漿

膨潤(rùn)土泥漿一般用作鉆進(jìn)泥漿，也可以在成井后用作鉆孔密封材料。膨潤(rùn)土的結(jié)構(gòu)為鋁硅鍵通過陽(yáng)離子橋而聯(lián)系起來(lái)。膨潤(rùn)土具有很強(qiáng)的鐵離子交換能力，當(dāng)作為密封材料靠近過濾器或監(jiān)測(cè)孔入口時(shí)，所采集到的水樣的化學(xué)組分可能會(huì)發(fā)生改變。

（2）水泥泥漿

采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法成孔并下入套管之后，水泥泥漿用于密封環(huán)形套筒。對(duì)于地下水來(lái)說，水泥的滲透性要大于膨潤(rùn)土，因此水泥有時(shí)被認(rèn)為不適合用作充填材料。然而，水泥是剛性材料，而且極易在監(jiān)測(cè)孔的套管周圍形成整體。要注意的是，水泥的不正確使用可能會(huì)影響水樣的pH值。

（3）膨潤(rùn)土與水泥的混合物

膨潤(rùn)土與水泥的混合物常被用作充填泥漿?；旌夏酀{的強(qiáng)度略小于純水泥，滲透性則略大于膨潤(rùn)土?；旌衔锏淖儺愖饔糜兄诩訌?qiáng)充填泥漿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與抗?jié)B透性。

地下水污染監(jiān)測(cè)過濾器長(zhǎng)度及埋置深度

監(jiān)測(cè)孔過濾器的長(zhǎng)度及其在地下的埋設(shè)深度取決于污染物在飽水帶與包氣帶的性質(zhì)和監(jiān)測(cè)目的。當(dāng)對(duì)某一用作供水源地的含水層進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，在整個(gè)含水巖層的厚度范圍內(nèi)都應(yīng)安置過濾器。然而，當(dāng)需要在某一具體的深度區(qū)間內(nèi)取樣時(shí)，通常采用多個(gè)垂向監(jiān)測(cè)點(diǎn)即定深取樣（depth—specific sampling）的方式。當(dāng)?shù)叵滤娘査畮Ш穸忍?，以致利用長(zhǎng)過濾器都不足以進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)也是非常必要的。

特別需引起注意的是，輕質(zhì)非水相液體，即密度小于水的液體污染物，將會(huì)漂浮在地下水面之上。對(duì)這類漂浮污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，過濾器的長(zhǎng)度必須擴(kuò)展到整個(gè)地下水飽水帶，以便這些輕質(zhì)液體能夠進(jìn)入監(jiān)測(cè)孔中。過濾器的長(zhǎng)度與位置必須與地下水位及其變化幅度相對(duì)應(yīng)。

地下水污染監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)孔的位置與數(shù)目

在一個(gè)監(jiān)測(cè)過程中，監(jiān)測(cè)孔的位置與數(shù)目和該監(jiān)測(cè)過程的目的密切相關(guān)。大多數(shù)的溶解性化合物在包氣帶以垂直遷移為主，一旦到達(dá)飽水帶以后，就將隨著地下水的流動(dòng)微水平運(yùn)動(dòng)。

場(chǎng)地的地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、污染物性質(zhì)及勘察區(qū)域的范圍都是確定監(jiān)測(cè)孔的數(shù)目及布置方式的因素。當(dāng)然，場(chǎng)地的地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件越復(fù)雜，污染物的運(yùn)動(dòng)情況也越復(fù)雜?？辈靺^(qū)域的范圍越大，監(jiān)測(cè)孔的數(shù)目應(yīng)越多 。2100433B

（1）水文地質(zhì)和水力條件調(diào)查

進(jìn)行地下水污染調(diào)查時(shí)，必須確定調(diào)查的范圍和合理的布置采樣點(diǎn)，使樣品的測(cè)定具有代表性。只有在搞清水文地質(zhì)以及地下水的動(dòng)力條件的基礎(chǔ)上，才能了解污染物在地下水中的擴(kuò)散過程和方式，找出污染源的所在，為采取合理的保護(hù)地下水措施提供科學(xué)依據(jù)。

（2）環(huán)境背景值選擇

環(huán)境背景值的調(diào)查是評(píng)價(jià)地下水污染程度的重要依據(jù)。選擇時(shí)應(yīng)尋找受人類活動(dòng)影響少或未曾受到人類活動(dòng)的地區(qū)。這一地區(qū)地下水的巖層、地面表層、土壤、地下水動(dòng)力條件等天然因素未遭受人為的破壞，仍保持著經(jīng)漫長(zhǎng)歷史過程所形成的特點(diǎn)。在這樣地區(qū)內(nèi)，也有可能有一種或幾種天然物質(zhì)存在，它們?cè)谶@一地質(zhì)單元和自然條件下，含量變化不大。因此可以把某地區(qū)含有某種物質(zhì)的天然含量的平均值作為背景值。但在目前人類活動(dòng)頻繁的環(huán)境內(nèi)，很難尋找到自然環(huán)境的原始組成。只有選擇相對(duì)潔凈的地區(qū)作為背景值的依據(jù)。

（3）監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇

在對(duì)地下水進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí)，監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)考慮污染源的分布，環(huán)境水文地質(zhì)條件，含水層性質(zhì)，地下水開采狀況和區(qū)域水化學(xué)特征等因素。網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)置還要點(diǎn)面結(jié)合，在有毒物質(zhì)排放量大、危害性大的污染源，重污染區(qū)和水源地要多布點(diǎn)。布點(diǎn)時(shí)還應(yīng)根據(jù)污染物往地下水中的擴(kuò)散形式來(lái)確定。

（4）分析測(cè)定方法的可信度

在對(duì)一個(gè)地區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，所采用的分析測(cè)定方法的可靠性是取得真實(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。每一個(gè)數(shù)據(jù)的真實(shí)程度，與樣品的采集、處理和分析測(cè)定過程都有關(guān)系。

樣品的采集包括監(jiān)測(cè)井的選擇、采樣時(shí)間和所用的采樣方法。要使樣品具有代表性，除要合理選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)外，采樣方式和采樣時(shí)間的確定是不可忽視的因素。

（5）獲取數(shù)據(jù)的分類

在取得大量的數(shù)據(jù)之后，必須對(duì)它們進(jìn)行分析和解釋，才能對(duì)地區(qū)污染程度作出正確的評(píng)價(jià)。我們按照下列幾個(gè)方面的原則，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類處理：

a．按布點(diǎn)的地區(qū)分成為工業(yè)污染區(qū)、農(nóng)業(yè)污染區(qū)、城市污染區(qū)和污灌區(qū)。

b．按監(jiān)測(cè)井深度分類。因?yàn)檫x擇不同深度的水源井比較困難，也不能按所需的條件來(lái)開鑿合乎要求的井。目前僅能選擇現(xiàn)有的水源井中條件合適者進(jìn)行研究。

c．按采樣時(shí)間分類。目的是比較枯水期和豐水期的水質(zhì)變化，以追蹤污染源。

d．污染預(yù)報(bào)

監(jiān)測(cè)地下水的目的是及時(shí)地預(yù)報(bào)水質(zhì)污染和提供水源保護(hù)和建設(shè)的資料。由于地下水流動(dòng)緩慢，自凈能力遠(yuǎn)比地表水弱，一旦受到污染就難以消除。所以保護(hù)地下水源要堅(jiān)持預(yù)防為主，尤其是以地下水為主要水源的地區(qū)，預(yù)報(bào)更顯得特別重要 。