“密懷順地區的地下水污染以排污河道線狀污染爲主zhǔ，局部地區存在硝酸鹽氮超標現象xiàng。”在密懷順平原區調研時shí，“京津冀地下水污染特徵識別與系統防治研究jiū”課題組專家說shuō。

密懷順平原區是北京市重要的供水水源地dì，八廠水源地dì、懷柔應急水源地等地下水水源地均位於這一區域內nèi，其地下水水質的重要性不言而喻yù。

而這裏lǐ，只是京津冀地區的縮影yǐng。地下水作爲京津冀區域重要戰略水資源yuán和飲用水源，超採嚴重且污染形勢嚴峻jùn，危及京津冀區域用水安全quán。

針對京津冀地區地下水污染形成機制及演變趨勢不清qīng、戰略佈局和關鍵技術體系不完善等問題tí，水專項xiàng“京津冀地下水污染特徵識別與系統防治研究jiū”課題着眼京津冀地下水污染防控與修復fù，由中國環境科學研究院總工程師席北斗研究員擔任課題負責人rén，中國環境科學研究院yuàn、生態環境部環境規劃院yuàn、中國地質調查局水文地質環境地質調查中心xīn、同濟大學xué、中國地質科學院水文地質環境地質研究所suǒ、清華大學xué、成都理工大學xué、中持水務股份有限公司等děng8家單位攜手shǒu，共同爲京津冀地下水安全保障提供科技支撐chēng。

精準識別污染特徵zhēng，明確防控發力點diǎn

地下水環境質量控制至關重要yào。

根據jù《2017年中國水資源公報bào》，我國供水結構中zhōng，地下水源供水量爲wèi1016.7億立方米mǐ，佔總供水量的de16.8%。“儘管地下水源供水佔比不到dào20%，但由於我國北方城市多爲地表水shuǐ、地下水shuǐ混合供水，供水人口比例相對較高gāo。”生態環境部環境規劃院水環境規劃部主任助理劉偉江說shuō。

但長期以來lái，京津冀地區的區域yù、行業地下水污染狀況kuàng、成因和形成機制不明確què，成爲掣肘地下水污染防治目標實現的重要因素sù。

“《國家十三五規劃綱要yào》《水污染防治行動計劃huà》《京津冀協同發展規劃綱要yào》《全國地下水污染防治規劃huà（2011-2020年nián）》和hé《華北平原地下水污染防治工作方案àn（2012-2020年nián）》等國家戰略均在着力佈局京津冀地下水安全保障工作zuò。”席北斗道出京津冀地下水安全保障的重要意義yì。

謀定而後動dòng。要開展地下水污染防治zhì，必須率先明確地下水污染特徵zhēng，進行分類分區qū，識別與評估地下水污染源yuán。

課題組以yǐ“六五wǔ”國家重點科技攻關項目mù《華北地區及分區地下水水質評價及水源保護研究報告gào》爲基準zhǔn，對duì2006-2009年地質調查項目mù“華北平原地下水污染調查評價jià”樣品檢測結果進行地下水系統數理統計分析xī，確定了京津冀地下水shuǐ“三氮dàn”、重金屬和有機指標的對照值zhí。基於對照值zhí，選取三氮dàn、重金屬shǔ、揮發性有機物wù、半揮發性有機物指標共gòng45項xiàng，對京津冀平原區的淺層地下水污染進行評價分級jí。

工欲善其事shì，必先利其器qì。針對典型行業與地下水污染關聯性分析xī，課題組基於地質統計學和貝葉斯方法構建了一套模型xíng。通過對京津冀地下水監測數據進行採集jí、污染指標關聯分析測算和評估數據庫構建jiàn，可以實現在線污染來源概率分析以及污染分級計算suàn。

以滹沱河平原區爲研究對象xiàng，課題組利用模型對比了le2006-2009年與yǔ2019年的淺層地下水樣品監測數據jù，發現該區域淺層地下水中有機污染指標含量明顯下降jiàng，主要的污染指標仍是shì“三氮dàn”，其中硝酸鹽氮污染有明顯惡化的趨勢shì。通過構建面狀分佈指標的地下水污染插值分區方法fǎ和非面狀分佈指標的單點影響範圍分區方法，課題組還劃分了地下水硝酸鹽氮的面狀污染分區和重金屬shǔ、有機物的非面狀污染分區qū。

“識別風險源yuán，必須精準zhǔn。”課題組專家說shuō。而精準的背後hòu，是對京津冀區域內各類污染源及其分佈狀況的詳細調查chá，是區域尺度和城市尺度風險源的科學識別方法fǎ。

在區域尺度上shàng，課題組構建了涵蓋污染源種類lèiK（包括毒性xìng、衰減能力lì、遷移性等děng）、污染物產生量liàngQ、污染物釋放可能性xìngL（有無防護措施shī、有無泄漏lòu）及污染緩衝半徑jìngD等děng4個指標的污染源評價體系xì。

在城市尺度上shàng，課題組從污染風險源自身的屬性xìng和污染風險源的排放量兩個方面考慮污染風險源的危害性。結合國家技術規範和目前地下水污染源分類研究進展zhǎn，識別了京津冀區域內工業源yuán、生活源yuán、農業源yuán、廢物處置類lèi、地下設施類和地表水體六大類污染源yuán。

綜合考慮污染物遷移性xìng、毒性特徵zhēng、降解性xìng、排放濃度dù、排放量liàng、防範措施和釋放可能性指標biāo，課題組構建出地下水污染風險源強度評價指標體系xì，確定了重點研究區各污染源的貢獻率lǜ，地下水污染風險源清單就此形成chéng。

清單顯示shì，在北京順義區qū，高風險源yuán爲工業源，貢獻率過半bàn，中風險源yuán爲農業源，貢獻率約yuē1/4。在天津靜海區qū，高風險源yuán同樣爲工業源，但貢獻率高達dá77.49%，其餘風險源yuán則爲低風險源。而石家莊滹沱河平原區的高風險源yuán則是生活源，貢獻率近半bàn，較高風險源yuán爲工業源，貢獻率約爲wèi1/3。

解析地下水污染過程chéng，突破關鍵節點diǎn

京津冀地區地下水污染的形成機制和影響因素是什麼me？優先控制污染物有哪些xiē？如何識別bié？過去qù，這些問題都是京津冀地下水污染治理工作中的de“攔路虎hǔ”。

這意味着zhe，地下水污染過程識別與成因分析xī、優控污染物識別與清單構建勢在必行xíng。

課題組研究發現xiàn，京津冀區域主要存在大氣降水滲入污染型xíng、河流或渠道滲入污染型xíng、滲坑kēng/水塘污染型xíng、垂向優勢通道污染型xíng和地下水水位回升污染型5種地下水污染模式shì。

從區域維度來看kàn，大氣降水滲入污染型主要分佈在除地表水體外的華北平原區qū；河流或渠道滲入污染型主要分佈在太行山shān、燕山山前至濱海的河道帶或人工渠系xì；滲坑kēng/水塘污染型主要分佈在白洋淀周邊及濱海區域yù；垂向優勢通道污染型主要存在於點狀污染源與水井並存區qū、油田油井分佈區qū；地下水水位回升污染型主要存在於地下水壓採區qū。

通過對京津冀地區區域尺度及場地尺度地下水污染調查評價成果進行分析xī，課題組形成了不同污染情景模式下的因子分類清單dān。

課題組創新結合包氣帶dài與飽水帶，構建了主控因子識別目標函數shù，形成了基於數值模型和敏感度分析的主控因子識別方法fǎ。採用yòngHydrus 2D/3D軟件jiàn，模擬了不同污染情景模式下的地下水污染過程chéng，分析了污染過程的主控因子zi。

例如rú，大氣降雨入滲模式下xià，主控因子是包氣帶吸附係數shù、彌散度和包氣帶土壤容重zhòng，而季節性河流驅動模式下xià，主控因子則是地下水水位變化幅度dù。

隨着污染過程逐漸明晰xī，課題組將目光投向優先控制污染物清單dān。

要建立優先控制污染物清單dān，必須首先了解污染物的種類lèi，從中加以篩選xuǎn。課題組紮實分析了京津冀地下水特徵污染物清單dān、國內外優控清單dān、國內外飲用水質量標準zhǔn、水環境質量標準zhǔn、生活污水排放標準zhǔn、文獻等資料liào，確立了含有yǒu197種污染物的京津冀優先控制污染物初始名單dān。其中包含hán49種揮發性有機物wù（VOC）、116種半揮發性有機物wù（SVOC）、22種重金屬和hé10種其他類污染物wù。

197種污染物wù，究竟哪些纔是優先控制污染物wù？

課題組結合文獻調研yán、模型驗yàn算和室內實驗，開展了污染物環境效應研究jiū。

一方面miàn，課題組確定了le14個毒性端點diǎn，評估了京津冀地下水優控污染物初始名單中每種污染物的一般毒性xìng（急性xìng和慢性毒性）、特殊毒性xìng（致癌致畸致突變性xìng）和內分泌干擾性等指標biāo，建立了毒性效應數據庫kù。

另一方面miàn，課題組利用yòng8個環境行爲參數shù，評估了京津冀地下水優控污染物初始名單中各污染物的環境排放量和污染程度dù、遷移性xìng、降解性和生物累積性等指標biāo。基於包氣帶和飽水帶的二維水流liú-溶質運移模型xíng，課題組綜合考慮污染物在水中的擴散係數shù、地下水孔隙結構的彎曲度dù、污染物在土壤中的吸附fù-解析平衡héng，鑑定了反映地下水中優控污染物遷移性的特徵因子zi，修正了污染物在地下水中的遷移行爲wèi，建立了污染物環境行爲數據庫kù。

摸清每種污染物的環境效應後hòu，課題組更進一步bù，分別利用潛在危害指數法fǎ、密切值法fǎ、層次分析法fǎ3種方法fǎ，對重點研究區及典型行業的地下水優控污染物進行了篩選xuǎn。通過對比分析xī，初步建立了京津冀重點區域的地下水優控污染物清單dān。

以密懷順研究區爲例lì，課題組形成了含有yǒu89種優控污染物的清單dān，其中包含hán16種金屬元素和hé73種有機物wù。

“這份清單涵蓋了填埋場chǎng、化工行業yè、冶煉行業等重點行業污染場地以及有機物wù、重金屬shǔ、無機鹽yán、微生物wù等類型的污染物，與國內外重點關注的污染物名單及相關標準具有較高一致性xìng。”課題組專家介紹shào。

“多虧了課題組zǔ，有了優先控制污染物清單dān，我們的地下水環境監管和污染綜合防治工作纔能有的放矢shǐ，纔能有抓手shǒu。”地方生態環境部門的同志表示shì。

劃定風險分區qū，科學管控風險xiǎn

“身邊沒有井jǐng，總感覺地下水與自己有距離lí。”這或許是不少人對地下水的印象xiàng。實際上shàng，如果地下水被污染rǎn，不僅會對工農業生產產生深遠危害hài，而且修復需要的時間也相當漫長zhǎng。因此cǐ，防控地下水污染風險十分重要yào。

知己知彼bǐ，方能百戰不殆dài。長期以來lái，京津冀地區地下水污染風險不清qīng、缺乏風險管控措施的問題一直存在zài，是保證地下水安全必須啃下的de“硬骨頭tóu”。

但可能造成地下水污染的風險很複雜zá，要想精準識別風險並不容易yì。

收集資料liào、調研採樣yàng、分析檢測cè、室內試驗yàn、地質鑽孔建井jǐng……課題組通過大量實際工作zuò，構建了耦合風險源綜合危害性xìng、地下水脆弱性xìng、地下水功能價值的多要素評價模型xíng。

有了這個模型xíng，評價工作隨之展開kāi。

課題組結合京津冀jì“山前平原yuán-中部平原yuán-濱海平原yuán”等不同區域的水文地質特徵zhēng，主要考慮地下水埋深shēn、含水層淨補給量liàng、含水層介質zhì、土壤介質zhì、地形坡度dù、包氣帶介質類型xíng、含水層滲透係數shù等水文地質參數，確定了地下水的脆弱性xìng。

而針對飲用水shuǐ、農業或工業用水等不同的地下水使用功能和環境管理目標biāo，課題組建立了綜合考慮水質zhì、水量liàng、含水層深度等多因素的地下水功能價值評估方法fǎ。

隨後hòu，以多因素綜合評價方法爲基礎chǔ，課題組利用層次分析法fǎ、迭置指數法fǎ，建立京津冀地下水污染風險分級分類方法fǎ，並對京津冀平原區qū、北京密懷順平原區qū、石家莊滹沱河平原區等區域進行了地下水污染風險區劃huà。

研究發現xiàn，京津冀平原區地下水污染風險等級呈現出自西部山前至東部濱海平原逐漸降低的趨勢shì，北京jīng、石家莊zhuāng、保定dìng、唐山等山前地區地下水污染風險相對較高gāo，污染源集中區域yù、衝洪積扇上游以及水源地分佈區的地下水污染風險普遍較高gāo。

在此基礎上shàng，課題組提出了le“以防爲主zhǔ、綜合施策cè、突出重點diǎn、分類防治zhì”的地下水污染風險分級防控基本原則zé，結合地下水污染風險區qū劃結果將京津冀平原區劃定爲嚴格防治區、一般防控區qū和系統保護區。針對不同等級地下水污染風險防控分區qū，分別提出了le“治理措施爲主zhǔ”“防控措施爲主zhǔ”和hé“制度控制爲主zhǔ”的地下水污染風險防控策略lüè，並按照區域yù、城市和場地dì3個尺度dù，提出了地下水污染風險的管控技術對策cè，形成了京津冀地下水污染風險識別分級與分類管控體系xì，併發布了le《集中式地下水飲用水水源地補給區污染源強評價與分級技術指南nán（試行xíng）》團體標準zhǔn。

同時shí，爲了實現京津冀地下水污染風險信息化管理lǐ，課題組還開發了le“京津冀地下水污染風險分級管控技術平臺tái”，讓京津冀區域全面開展地下水污染頂層設計jì、分區防治zhì，讓地下水污染源分類監管更加智慧huì。

地下水如何安全回補也是課題組重點關注的問題之一yī。

“由於長期持續大規模開採cǎi，北京形成的地下水巨大虧空及局部地下水漏斗區依然會在zài一定時期內存在。”北京市水務局相關負責人表示shì。

“並不是所有地區都適合回補bǔ。”課題組專家說shuō。從識別京津冀地區地下水適宜回補區的角度入手shǒu，課題組基於水文地質條件的分析xī，系統梳理了京津冀平原區含水層巖性結構gòu、蓄水和給水條件jiàn，甄別地形地貌mào、包氣帶介質與含水砂層分佈bù、厚度以及粒徑特徵等děng，掌握了京津冀平原區水文地質特徵zhēng與包氣帶巖性結構特徵，確定了京津冀地區優先回補bǔ、可控回補和禁止回補地段duàn。

用理論指導實踐jiàn，以實踐驗證理論lùn。課題組選取了滹沱河平原區作爲重點區域yù，開展地下水位wèi、水質長期監測工作zuò，監測回補過程中地下水水化學演化規律lǜ、流場演化規律lǜ、水巖相互作用以及人類活動影響下水質變化規律lǜ，結合地下水回補過程和作用機制zhì，建立不同回補水源水質與地下水位抬升過程中物理lǐ-化學環境改變對地下水水質影響的關鍵因素鏈liàn，建立了環境約束條件對京津冀地下水回補影響評估與環境風險防控技術體系xì。

構建技術體系xì，完善頂層方案設計jì

在梳理京津冀地下水風險源時shí，課題組發現xiàn，規模以上工業行業在京津冀區域內分佈數量多duō、廢水體量大dà，對區域地下水環境具有一定的污染風險xiǎn。

“結合國內現有相關文件對重點行業的界定dìng，我們確定了化學原料和化學制品製造業yè、黑色金屬冶煉和壓延加工業yè、黑色金屬礦採選業yè、皮革gé、毛皮pí、羽毛及其製品和製鞋業yè、醫藥製造業yè、金屬製品業和非金屬礦物製品業等děng7個行業yè，作爲京津冀地下水污染重點行業yè。”課題組專家介紹shào。

考慮到地下水污染防治工作的複雜性xìng和長期性，地下水質量改善的滯後性xìng，採取各類控源yuán、風險管控和污染修復措施shī，遏制地下水水質惡化趨勢的任務十分緊迫pò。

課題組的專家們知道dào，必須有一套污染防治技術體系xì，搭建起頂層防治技術方案àn，才能爲地下水提供更好的保障zhàng。

結合地下水污染狀況kuàng、脆弱性及水資源功能價值的評價結果guǒ，課題組劃分出chū7個典型的重點行業地下水污染防治區域yù。

聚焦京津冀重點污染區的重點行業特點和水文地質條件jiàn，課題組篩選了有效防治技術shù，對比多種方法後hòu，最終確定以改進的deIOC方法來確定京津冀重點污染區地下水污染防治適宜技術清單dān。

課題組專家表示shì，改進的deIOC排序法無需獲取各評價指標的具體權重值zhí，減少了多次評分過程中主觀因素的影響xiǎng，結果也更科學xué、合理lǐ。

通過運用改進的deIOC方法對京津冀重點防控區域進行分類lèi、分區的地下水污染防治適宜技術篩選xuǎn，課題組形成了涵蓋gài12項技術的分區qū、分類地下水污染防治適宜技術清單dān。例如rú，對於中部衝擊平原地區的有機污染區域yù，推薦適宜的源處理技術shù有原位熱處理技術、強化生物wù修復技術shù和原位化學修復技術shù。

而針對京津冀地下水污染重點行業之首shǒu——石油化工行業yè，課題組專門編制了le《石油化工地下水污染防治技術指南nán》，保障我國石油化工污染場地地下水環境質量的改善shàn。

基於京津冀水文地質條件及地下水污染特徵等因素sù，課題組結合國內相關導則規範fàn，確定了京津冀重點區域地下水污染修復與風險管控目標與模式shì，篩選了不同類型污染場地的可行性技術shù，並分別提出了重點區域地下水污染修復與防控的技術方案àn，京津冀地下水污染防治的頂層設計更加完善shàn，防治目標的實現更有保障zhàng。