Estado actual y evaluación de seguridad de la contaminación orgánica en aguas subterráneas poco profundas en Ciudad X
(1. Estación de Monitoreo del Medio Ambiente Geológico de Zhejiang, Hangzhou 310007; 2. Instituto de Geología y Recursos Minerales de Nanjing, Nanjing 210016)
Se realizó un análisis cuantitativo de contaminantes orgánicos en muestras de aguas subterráneas poco profundas en Eastern X City y se estudiaron las características de distribución de los contaminantes orgánicos en aguas subterráneas poco profundas. Con base en el límite de detección y el valor estándar del agua potable, se utilizó el método del índice de contaminación para realizar una evaluación preliminar de la contaminación orgánica en aguas subterráneas poco profundas y se discutieron sus fuentes. Los resultados muestran que los hidrocarburos halogenados detectados con mayor frecuencia en las aguas subterráneas poco profundas de la ciudad X son el cloroformo, seguido del tribromoformo, y los hidrocarburos aromáticos policíclicos son el acenafteno, acenaftileno, fenantreno, antraceno, pireno, benzo[a]antraceno y benzo[b]. ] Fluoranteno, fluoranteno, naftaleno y pireno, el pesticida organoclorado es P,P′-DDT. Las aguas subterráneas poco profundas en la ciudad X están ligeramente contaminadas por materia orgánica. Entre ellas, el P, P′-DDT y el benzo[a]antraceno, que tienen un mayor impacto en el medio ambiente, deben tomarse en serio. Con base en parámetros geoquímicos y antecedentes ambientales de aguas subterráneas someras, se infiere que los contaminantes orgánicos se originan en diversas empresas industriales y mineras, aplicación de fertilizantes y pesticidas químicos, vertederos y combustión incompleta de combustibles fósiles, existiendo diferencias en las diferentes áreas funcionales de la ciudad. .
Palabras clave: aguas subterráneas poco profundas; contaminación orgánica; ciudades del este de China
X City es una ciudad de rápido crecimiento en las áreas desarrolladas del este de China. mares, lagos, La confluencia de ríos. Tiene una población densa, fuertes características de ciudad acuática, desarrollo simultáneo de la industria y la agricultura, un alto grado de desarrollo y utilización de aguas subterráneas, una gama completa de tipos de extracción de aguas subterráneas, una amplia gama de minería y una gran cantidad de minería en particular. , la fuente de agua potable para los residentes, la agricultura y la construcción ecológica rural están estrechamente relacionadas con las aguas subterráneas. Con el desarrollo de la economía social, la carga contaminante de las aguas subterráneas está aumentando, especialmente el vertido de contaminantes orgánicos. Algunos de ellos suelen ser difíciles de degradar y tienen bioacumulación, "tres causas" o toxicidad crónica. amenazará la seguridad del agua potable, el medio ambiente ecológico y la salud humana en la región. Sin embargo, las aguas subterráneas poco profundas son más susceptibles a la contaminación. Por lo tanto, la investigación y evaluación de la contaminación orgánica en aguas subterráneas poco profundas en la Ciudad X proporcionará una base para la protección de sus recursos de aguas subterráneas y la prevención y control de la contaminación orgánica, y también proporcionará una referencia para que otras ciudades del este lleven a cabo Investigación y evaluación de la contaminación orgánica en aguas subterráneas.
1 Muestreo y análisis de muestras
Las muestras de aguas subterráneas poco profundas se organizan en el este de la ciudad X de acuerdo con áreas funcionales urbanas como áreas agrícolas, áreas residenciales, áreas comerciales, áreas industriales, vertederos de basura. (Tabla 1).
Tabla 1 Distribución de muestras de aguas subterráneas poco profundas en la ciudad Monitorear dinámicamente los puntos de los pozos.
Prepare el equipo de muestreo: botellas vacías en la parte superior, recipientes de PTFE o vidrio con buenas propiedades de sellado y películas selladoras de PTFE. La botella de agua orgánica no volátil se empapó en ácido nítrico 1:1 durante la noche, se enjuagó 3 veces con agua del grifo, 3 veces con agua para eliminar la materia orgánica, 2 veces con acetona y se secó a 360°C durante 1 hora.
Antes de tomar el muestreo, limpie el agua acumulada en el tubo del pozo, enjuague el muestreador o la botella de muestreo con el agua que se va a recolectar de 3 a 4 veces y luego agregue lentamente la muestra de agua en la botella a lo largo de la pared de la botella. . Durante el proceso de carga de la muestra, las burbujas de aire en la botella no deben subir ni bajar para que la muestra de agua esté lo más llena posible. Después de llenar la botella de muestreo, los alicates de sellado deben cubrir la tapa de la botella o la boca de la botella con una película de politetrafluoroetileno, luego tapar firmemente la tapa de la botella, girar la botella y verificar, y volver a tomar la muestra si hay burbujas. Las muestras deben almacenarse en un ambiente oscuro y de baja temperatura, si es posible a 4°C o con hielo, y colocarse de forma aislada. En el muestreo, se seleccionó el 10% de las muestras para recolectar muestras paralelas y el 5% de las muestras se seleccionó para recolectar muestras de campo.
Se analizaron siete muestras de aguas subterráneas poco profundas. Métodos analíticos: Determinación de la calidad del agua e hidrocarburos halogenados volátiles, cromatografía de gases, GB/T 17130-1997; Determinación de la serie de benceno en agua, cromatografía de gases GB/T 11890-1989 Determinación de HCH y DDT en la calidad del agua, método de cromatografía de gases; GB/t 7492-1987; 16 hidrocarburos aromáticos policíclicos, método USEPA 525.2 Determinación de compuestos orgánicos en agua potable, extracción en fase líquida, cromatografía de gases en columna capilar/espectrometría de masas. El análisis y las pruebas de las muestras fueron realizados por el Centro de Experimentos de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Geociencias de China, y el equipo fue un cromatógrafo de gases HPGC-6890, con el número 1990006. Seguimiento de la calidad del proceso de ensayo.
* * *Se detectaron 44 tipos de compuestos orgánicos en aguas subterráneas poco profundas, incluidos 7 tipos de hidrocarburos halogenados, 7 tipos de series de benceno (hidrocarburos aromáticos monocíclicos), 16 tipos de hidrocarburos aromáticos policíclicos y 14 tipos de pesticidas organoclorados.
2 Método de evaluación
2.1 Método de evaluación de la contaminación orgánica en aguas subterráneas poco profundas
45 tipos de compuestos orgánicos en aguas subterráneas poco profundas son indicadores toxicológicos. El Componente I en las aguas subterráneas es. Compare la concentración medida Ci con su límite de detección (valor de control C0max) y el valor estándar del agua potable (Tabla 1) para evaluar la contaminación orgánica de las aguas subterráneas poco profundas.
Sin contaminación: Ci ≤ límite de detección; contaminación lumínica: límite de detección < ci ≤ 1/2 × valor estándar de agua potable; contaminación moderada: 1/2 × valor estándar de agua potable < CI ≤ valor estándar de agua potable ; contaminación grave: valor estándar del agua potable < CI ≤ 5× valor estándar del agua potable; contaminación extrema: CI > 5× valor estándar del agua potable;
2.2 Método de evaluación de la seguridad de la materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas
La seguridad de la materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas se evalúa mediante el grado de impacto ambiental AS (Ambient Severit), es decir:
Recopilación de resultados de estudios geológicos en el este de China: 1999~2005
En la fórmula (1), ASi es el grado de impacto ambiental de una determinada materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas; Ci es la concentración de; cierta materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas
Compilación de resultados de estudios geológicos en el este de China: 1999~2005
Como valor objetivo de I, una materia orgánica en el agua, según el agua. Valor objetivo medioambiental, compilación de resultados de estudios geológicos en el este de China: 1999 ~ 2005.
, valor recomendado por la OMS[4], valor estándar nacional[1], etc. AMEG, o Ambiet Multimedia Environmental Goals, es el valor límite de sustancias químicas o sus productos de degradación en medios ambientales calculado por el Laboratorio Ambiental Industrial de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. [3]. La evaluación de la seguridad ambiental de la materia orgánica en masas de agua subterránea poco profundas adopta el método de evaluación del impacto ambiental total. Suponiendo que toda la materia orgánica tiene el mismo daño potencial para las personas y el medio ambiente, siempre que As sea el mismo, y suponiendo que el valor de AS tiene una relación lineal con el daño potencial [3], el grado de daño ambiental de las aguas subterráneas poco profundas Los cuerpos se pueden expresar aproximadamente como la suma del AS de cada componente (llamado impacto ambiental total), es decir:
Compilación de resultados de estudios geológicos en el este de China: 1999~2005
Cuando TAS es mayor que L, significa que los compuestos tóxicos en aguas subterráneas poco profundas son perjudiciales para la salud humana. Hay daño potencial Cuando el valor de TAS en el agua es menor que 1, el daño potencial no es obvio.
3 Resultados y Discusión
3.1 Detección de materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas
Los hidrocarburos halogenados detectados en aguas subterráneas poco profundas en Ciudad X son principalmente cloroformo, seguido por It es bromoformo, y los puntos de alto valor se distribuyen principalmente en áreas agrícolas y basureros (Figura 1, Tabla 2).
Figura 1 Detección de materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas en el este de X City
Tabla 2 Contenido de materia orgánica y resultados de la evaluación preliminar en aguas subterráneas poco profundas en el este de X City (ng/L)
Continuar
No se detectaron hidrocarburos aromáticos monocíclicos en aguas subterráneas poco profundas en X City.
Se detectaron muestras de acnaftilendihidrógeno, acenaftilendihidrógeno, fenantreno, antraceno, pireno, benzo(a)fluoranteno y benzo(b)fluoranteno, y la tasa de detección de fluoranteno fue del 86%. La tasa de detección de naftaleno y drazina. fue del 57%. Los puntos de alto valor se distribuyen principalmente en zonas agrícolas, zonas comerciales y zonas residenciales. No se detectó fluoreno, benzo[k]fluoranteno, benzo[a]pireno, dibenzo[a,h]antraceno, indeno[1,2,3-c,d]pireno ni benzo[g,h,i]perileno.
La tasa de detección de plaguicidas organoclorados es mayor en P,P′-DDT (86%), seguido de O,P′-DDT, γ-HCH (57%) y P,P′-DDT. , delta-HCH (43%). Los puntos de alto valor se distribuyen principalmente en basureros y zonas industriales, seguidos de zonas agrícolas y zonas residenciales.
3.2 Evaluación preliminar de la contaminación orgánica en aguas subterráneas poco profundas
La evaluación preliminar muestra que las aguas subterráneas poco profundas en la ciudad X han sido ligeramente contaminadas por contaminantes orgánicos. Los principales contaminantes orgánicos son los hidrocarburos aromáticos policíclicos. , DDT y 666 (Tabla 2).
3.3 Evaluación de la seguridad de la materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas
El impacto ambiental máximo de la materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas en X City es menor o mucho menor que 1, lo que indica el daño actual a el medio ambiente y la salud humana No es grande.
p-, p-DDT (0,32) y benzo[a]antraceno (0,18) son las principales especies de arsénico, seguidas por pireno (0,042), o-, p-DDT (0,037) y p-DDD (0,031).
El impacto ambiental total de las aguas subterráneas poco profundas en X City es de 0,07 ~ 0,43, con un valor promedio de 0,20, especialmente en áreas agrícolas y vertederos de basura. La contaminación orgánica de aguas subterráneas poco profundas en áreas funcionales urbanas típicas no muestra daños potenciales obvios.
3.4 Discusión sobre las fuentes de materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas
En la investigación de geoquímica y geoquímica ambiental, algunos compuestos característicos se utilizan a menudo en combinación con características ambientales regionales, diseño industrial y emisiones contaminantes. Tipos de indicadores para determinar el origen de los HAP.
Tabla 3 Evaluación de seguridad de la materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas en la ciudad X
Continuación
Nota: a. Fuente de agua superficial centralizada de agua potable específica. Límites estándar del proyecto [1]; B.1998Valores recomendados por la OMS Estándares de calidad del agua potable de la OMS [4]; C.2002U.S.EPA Estándares actuales del agua potable [2] d. Norma [5]; E.AMEGwh valor objetivo del medio ambiente hídrico [3].
Los HAP con pesos moleculares elevados superiores a 4 anillos provienen principalmente de la combustión a alta temperatura de combustibles fósiles, mientras que los HAP con pesos moleculares bajos (de 2 a 3 anillos) provienen de la contaminación por petróleo [6]. La relación fenantreno/antraceno (P/A) de los HAP procedentes de descargas de aguas residuales y fuentes de fugas como coquización, craqueo de petróleo, fugas de petróleo crudo, refinación de alquitrán de hulla y la industria de tintes es de 4,4 ~ 7,9, mientras que las estufas domésticas y domésticas, las calderas industriales, la quema al aire libre y el fuego, los vehículos de motor y los motores de combustión interna, y los HAP procedentes de fuentes de deposición atmosférica tienen un valor P/A > 10 [7]. La relación fluoranteno/pireno (Fl/Py) es 1,4, que representa la fuente de los productos de combustión del carbón, una relación de 1 representa la fuente de combustión de la madera y una relación inferior a 1 indica que proviene del petróleo [8].
El contenido de hidrocarburos aromáticos policíclicos en aguas subterráneas poco profundas generalmente disminuye en el orden de 3 anillos > 5 anillos > 4 anillos > 2 anillos > 6 anillos. El valor P/A es 0,68 ~ 8,52 y el valor Fl/Py es 0 ~ 1,03, lo que muestra las características de mezcla de la fuente de combustión y la fuente de petróleo. Entre ellos, el contenido de HAP de 2+3 anillos en el área agrícola A1, el área residencial R1 y el vertedero de basura W1 es mucho mayor que el de los 4 anillos y superiores, el valor Fl/Py (0,01 ~ 0,62) es inferior a 1. y el valor P/A es 0,68 ~ 2,23. El contenido de HAP de 2+3 anillos en muestras del área agrícola A2 y del área comercial C1 es menor o aproximadamente igual a 4 anillos y superiores. El valor Fl/Py es 1,23 ~ 3,45 y el valor P/A es 0 ~. 0,25 Proviene principalmente de la combustión incompleta de combustibles fósiles, incluida la quema de carbón industrial, el carbón para calefacción doméstica y la contaminación del tráfico. El contenido de PAH de 2+3 anillos es mucho mayor que el de 4 anillos y más, el valor P/A (6,60 ~ 8,52) es mayor y el valor Fl/Py (0,31 ~ 1,03) cambia mucho, lo que indica que es una fuente mixta.
Tabla 4 Índice característico de hidrocarburos aromáticos policíclicos en aguas subterráneas poco profundas en el este de la ciudad X
4 Conclusión
Los hidrocarburos halogenados detectados en aguas subterráneas poco profundas en la ciudad X son principalmente Cloroformo, seguido del bromoformo, con valores elevados distribuidos principalmente en zonas agrícolas y basureros. Se detectaron comúnmente diez hidrocarburos aromáticos policíclicos, incluidos acenafteno, acenafteno, fenantreno, antraceno, pireno, benzo(a)fluoranteno, benzo(b)fluoranteno, fluoranteno, naftaleno y koji, con puntos de alto valor distribuidos principalmente en áreas agrícolas, comerciales. y zonas residenciales. La tasa de detección de pesticidas organoclorados es relativamente alta en P, P′-DDT, O, P′-DDT, γ-HCH, P, P′-DDT y δ-HCH. Los puntos de alto valor se distribuyen principalmente en vertederos de basura e industriales. , seguidas de las zonas agrícolas y las zonas residenciales.
La evaluación preliminar muestra que las aguas subterráneas poco profundas en X City han sido ligeramente contaminadas por contaminantes orgánicos. Los principales contaminantes orgánicos son los hidrocarburos aromáticos policíclicos, DDT y HCH.
El impacto ambiental máximo y el impacto ambiental total de la materia orgánica en aguas subterráneas poco profundas en X City son menores o mucho menores que 1, lo que indica que el daño actual al medio ambiente y la salud humana no es grande, pero AS es P grande, el P ′-DDT y el benzo[a]antraceno deben tomarse en serio.
Con base en parámetros geoquímicos y antecedentes ambientales de aguas subterráneas someras, se infiere que los contaminantes orgánicos se originan en diversas empresas industriales y mineras, aplicación de fertilizantes y pesticidas químicos, vertederos y combustión incompleta de combustibles fósiles, y diferentes áreas funcionales. de la ciudad Hay diferencias.
Referencia
[1] Administración Estatal de Protección Ambiental, Administración Estatal de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena.
"Estándares de calidad ambiental de aguas superficiales" GB3838-2002.2002
[2] Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos. Normas de agua potable y recomendaciones de salud, edición de 2002. 2002
Wang Jing, He, Wang Yaoqu, et al. Manual de datos de evaluación ambiental: valores de identificación de sustancias tóxicas (primera edición). Beijing: Chemical Industry Press, 1988, 2 ~ 423.
[4]QUIÉN. Guía de calidad del agua potable, 2.ª edición. Apéndice sobre estándares de salud y otra información de respaldo. Ginebra: Organización Mundial de la Salud, 1998, 2:123~152
[5] República Popular China y Ministerio de Construcción. "Estándar de calidad del agua para el suministro de agua urbana" CJ/T 206-2005.2005
[6] Erwin L. Impacto del uso de la tierra en la biodiversidad y el soporte vital en la evaluación del ciclo de vida. Journal of Cleaner Production, 2000, 8:313~319
[7] Gschwend P. M., Hites R A. "Flujo de hidrocarburos aromáticos policíclicos a sedimentos marinos y lacustres en el noreste de Estados Unidos". Acta Geochemistry and Cosmochemistry, 1981, 45:2359~2367
[8] Edward N. t. "Hidrocarburos aromáticos policíclicos en el medio terrestre: una revisión". j.Medio ambiente. Cual. 1983, 12:427 ~432
[9] Simoneit B R T. Caracterización de la materia orgánica troposférica y fuentes de petróleo y residuos de pirólisis en suelos superficiales del oeste de Estados Unidos. átomo. ambiente. ,1984.,18:51 ~67
La situación actual de la contaminación orgánica de las aguas superficiales y la evaluación de la seguridad en la ciudad X, este de China
Yu Guangming1, Liu Hongying2, Su Jingwen2, Zhang Taili2, Li Wei1, Shen Manting2
(1. Estación de Monitoreo Integral del Medio Ambiente Geológico de Zhejiang, Hangzhou 310007; 2. Instituto de Geología y Recursos Minerales de Nanjing, Nanjing 210016)
Resumen: A través Investigación y análisis cuantitativo de la concentración de contaminantes orgánicos en el agua subterránea de X City en el este. Se estudiaron las características de distribución de estos compuestos con referencia a los estándares de agua potable y los límites de detección negativos de China, la OMS y la EPA de EE. UU. Se utilizó el método del índice de contaminación para analizar el agua subterránea de la Ciudad X, se evaluó la contaminación orgánica y se exploraron las fuentes de estos compuestos.
Los resultados muestran que el agua superficial en X City es principalmente cloroformo, seguido de bromoformo en solventes clorados, acenafteno, acenafteno, fenantreno, antraceno, pireno, benzo[a]acenafteno, benzo[b]fluoranteno, fluoranteno, naftaleno y antraceno en hidrocarburos aromáticos policíclicos, p,p′-DDT, o,p′-DDT, γ-HCH, p,p′-DDD y δ-666. La mayor parte del agua superficial de X City está ligeramente contaminada, entre las cuales las concentraciones ambientales (AS) de p, p′-DDT y benzo[a]antraceno son relativamente grandes. De acuerdo con los parámetros geoquímicos de los contaminantes orgánicos y los antecedentes ambientales de las aguas subterráneas superficiales, los diferentes tipos de áreas de producción industrial, el uso de fertilizantes y pesticidas químicos, los vertederos y la pirólisis incompleta de combustibles pueden ser diferentes fuentes de contaminantes orgánicos en la Ciudad X, la ciudad. Existen diferencias en diferentes áreas funcionales.
Palabras clave: aguas subterráneas superficiales; evaluación de la seguridad en ciudades del este de China