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目的1.评价武威市凉州区地下水环境质量,分析地下水污染现状。2.评估武威市凉州区以地下水为生活饮用水源,其环境介质中毒性污染物所致居民健康危害的风险水平。3.为防治武威市凉州区地下水污染,保障当地居民饮用水的卫生安全,制定健康风险管理措施提供科学依据。方法1.地下水环境质量评价方法(1)多元统计分析法:采用相关性分析、因子分析、系统聚类分析地下水水质的主要污染物及污染空间分布特征。(2)单项指标评价法:采用单因子评价法评价地下水水质等级、水质超标污染因子及污染倍数。(3)综合指标评价法:采用内梅罗指数法及其改进方法对地下水污染程度及分布特征做出综合评价。2.地下水环境暴露健康风险评价方法采用美国环保局公布的环境健康风险评价模型,针对地下水水质中毒性污染物进行健康风险评估。结果1.武威市凉州区地下水环境质量(1)2013年地下水环境评价结果(1)因子分析和聚类分析结果表明,影响水质污染的首要因素为F1自然地质因子与硝酸盐污染因子,其次为F2有机污染因子和F3农牧业排放因子。A类为高度污染空间,主要受F1和F2因子控制;B类为重度污染空间,受F1、F2、F3因子控制;C类为轻度污染空间;D类为中度污染空间,主要受F2和F3因子控制。4类亚空间地下水污染程度排序为:B类>A类>D类>C类,水质受到污染的地区主要分布在金塔河灌区和西营河灌区的铁路东北带,即清水乡、双城镇、金沙乡、长城乡、清源镇、九墩乡、发放镇、下双乡、永昌镇和大柳乡。(2)单因子评价结果显示,79.17%的监测点的地下水水质均未达到国家III类标准,超标指标及超标率依次为氨氮(58.33%)、硫酸盐(41.67%)、亚硝酸盐(37.50%)、总硬度(33.33%)。(3)改进的内梅罗指数法评价结果显示,70.45%的地区地下水水质达到国家III类标准,IV类水质地区占29.55%,分布在西营河灌区、金塔河灌区和黄羊河灌区的铁路东北带,即洪祥镇、双城镇、永昌镇、九墩乡、下双乡、金沙乡、大柳乡、长城乡、发放镇、清水乡、清源镇、河东乡、黄羊镇和吴家井乡水质较差。(2)20082013年地下水环境评价结果(1)改进的内梅罗指数法结果显示,丰水期和枯水期半数以上地区的地下水水质达到国家III类标准,IV类水质比例分别为25.40%和20.32%,且丰水期与枯水期的水质超标率差异无统计学意义(2=22.165,P>0.05)。(2)丰水期铁路东北带的水质超标率(29.89%)高于铁路西南带(19.08%),差异有统计学意义(2=4.717,P<0.05)。金塔河灌区铁路东北带的水质超标率(42.19%)均高于西营河灌区铁路西南带和东北带(23.26%和25.40%)、金塔河灌区铁路西南带(12.50%)和黄羊河灌区铁路东北带(20.00%),且差异均有统计意义(P均<0.05)。(3)枯水期金塔河灌区的水质超标率(29.81%)均高于其它3个灌区,差异有统计学意义(P均<0.05)。铁路东北带的水质超标率(26.09%)高于铁路西南带(12.21%),差异有统计学意义(2=9.097,P<0.05)。除了金塔河灌区铁路东北带与杂木河灌区铁路东北带的水质超标率差异无统计意义(P>0.05)外,金塔河灌区铁路东北带的水质超标率(40.63%)均高于其它6个地区,且差异均有统计学意义(P均<0.05)。2.武威市凉州区农村生活饮用水质量评价结果(1)2013年生活饮用水的总合格率为47.73%,合格率较低的指标依次是总硬度(59.09%)、硫酸盐(61.36%)、溶解性总固体(75.00%)和硝酸盐(81.82%),且均低于90.00%。(2)2008年2013年生活饮用水总合格率为78.10%,2011年水质合格率最高(84.13%),2013年水质合格率(65.38%)最低。水质总合格率为丰水期(66.03%)低于枯水期(87.93%),差异无统计学意义(2=0.085,P>0.05)。除了2010年两水期的水质合格率差异无统计学意义(2=1.933,P>0.05)外,其余各年份的水质合格率均为枯水期高于丰水期,差异均具有统计学意义(P均<0.05)。丰水期的总硬度(79.05%)、菌落总数(81.27%)、硫酸盐(82.86%)和硝酸盐(88.25%)与枯水期的总硬度(87.94%)、硫酸盐(88.89%)的合格率均低于90%。3.武威市凉州区地下水环境暴露健康风险评价结果(1)2013年横断面调查和20082013年监测数据表明,非致癌物(硝酸盐、亚硝酸盐和氨氮)通过饮水途径所致的个人年风险指数及总风险指数均高于皮肤接触途径,且均小于阈值1.0,属人体可接受风险。(2)2013年非致癌物饮水途径所致年总风险指数依次为黄羊河灌区>金塔河灌区>西营河灌区>杂木河灌区;铁路东北带>铁路西南带。非致癌物所致的各灌区年总风险指数为硝酸盐>氨氮>亚硝酸盐。硝酸盐所致个人年风险指数为西营河灌区最高,铁路西南带>铁路东北带;亚硝酸盐所致个人年风险指数为黄羊河灌区最高;氨氮所致的个人年风险指数为杂木河灌区最高。亚硝酸盐和氨氮所致个人年风险指数均为铁路东北带>铁路西南带。(3)20082013硝酸盐饮水途径所致的个人年风险指数为丰水期>枯水期,铁路东北带>铁路西南带。(1)丰水期硝酸盐所致的个人年风险指数依次为金塔河灌区>西营河灌区>杂木河灌区>黄羊河灌区;(金塔河、杂木河、西营河)灌区铁路东北带>(西营河、杂木河、黄羊河)灌区铁路西南带>黄羊河灌区铁路东北带>金塔河灌区铁路西南带。(2)枯水期硝酸盐所致的个人风险指数依次为金塔河灌区>西营河灌区>黄羊河灌区>杂木河灌区;(金塔河、西营河、黄羊河)灌区铁路东北带>(西营河、黄羊河、金塔河、杂木河)灌区铁路西南带>杂木河灌区铁路东北带。结论1.2013年横断面调查和20082013年监测数据均表明,武威市凉州区半数以上地区的地下水水质已达到国家III类标准,部分地区存在IV类较差水质,其水体污染受自然生态因素和人类活动因素的影响。地下水环境的污染具有明显地形地貌和水文地质分布特征,丰、枯两期的水质随着西营河、金塔河、杂木河和黄羊河由西南向东北方向的汇流,水质逐渐变差。其中金塔河灌区的铁路东北带水质污染最为严重,其次为西营河灌区的铁路东北带水质污染较为严重。地下水超标的污染物为氨氮、硫酸盐、亚硝酸盐和总硬度。生活饮用水在各年度的合格率均低于90%,且波动幅度不大。丰水期的总合格率低于枯水期,合格率较低的指标为总硬度、硫酸盐、菌落总数、溶解性总固体和硝酸盐。2.武威市凉州区地下水水质中“三氮”非致癌物健康风险主要来自于饮水途径,其中硝酸盐是危害居民健康的主要因子。分布在西营河灌区和金塔河灌区的铁路东北带地区的地下水中硝酸盐所致的个人年风险指数较高,但均在人体可接受范围内,对健康危害作用较小。若人群长期暴露于以地下水为生活饮用水的氮污染环境中,可能会对居民造成潜在的健康风险,其危害效应不容忽视,应当引起有关部门的高度重视。