地下水污染多手段联合溯源——以珠三角典型污染场地为例

摘要

为识别地下水污染的主控因子，厘清其来源。选取佛山市产业重镇狮山镇某工业区作为研究区，采集135组地下水样品，运用水化学分类法和正定矩阵因子分解模型（PMF），对地下水主控因子和潜在污染源进行初步识别；基于自组织神经网络（SOM）开展污染区分类与源解析，划分为3个水化学分区：Ⅰ区为研究区中部及长虹岭工业园周边区域，Ⅱ区为北部、西部农田与低强度工业区交错带，Ⅲ区为东部原铅酸电池拆解工业区。结果表明：1)研究区地下水的Mn、Fe、Al和Ni含量均值超过国家地下水质量标准Ⅳ类水标准限值。区域重金属含量差异显著，受人类活动影响较大，PMF模型初步揭示了与工业活动相关的污染源占比为78.6%。2)Ⅰ区水化学类型为Cl·HCO₃-Ca·Na和Cl-Na型，Ⅱ区水化学类型为HCO₃-Ca和HCO₃·Cl-Ca型，Ⅲ区水化学类型为SO₄型。3)基于SOM聚类分析方法和水化学分析法的地下水水化学分区研究结果一致。Ⅰ区和Ⅲ区的地下水水化学类型差异最明显，Ⅰ区和Ⅱ区的差异相对较小。Ⅰ区和Ⅲ区的Ni含量均超标，但相互间无必然水化学联系；Ⅰ区的地下水Ni含量超标可能与历史填埋有关，属于点源污染类型。

关键词

地下水污染 / 水化学分类 / PMF模型 / 自组织神经网络(SOM) / 源解析 / 珠三角

基金资助

国家重点研发计划（2023YFC3709700）; 中央财政污染防治资金（2022440699S1-40002）; 中央高校基本科研项目（2652020016）; 佛山市科技创新项目（2420001003559）