mini综述 | 地下水水质评估

地下水因其补排方式复杂，受外部因素驱动响应滞后等特点，其地下水水质评估难度较大，需从多角度对区域地下水水质进行评估，相关文献列举如下：

（1）本研究调查了印度安得拉邦阿南塔普拉姆区卡迪里盆地的地下水质量。收集了77个地点的地下水样品，并测试了各种物理化学参数的浓度。收集的数据以地下水质量指数的形式进行同化，使用基于信息熵的权重确定方法（EWQI）估计地下水质量（饮用水和灌溉）。研究区域的地下水污染有明确的趋势。据观察，研究区域地下水水质的恶化主要是由于浊度和铁含量超标所致。相对较高浓度的硫酸盐和硝酸盐对地下水质量造成了重大影响。这项研究对模拟其他类似干旱易发农业地区的地下水质量具有更广泛的意义。

Pathakamuri, P.C., et al., A holistic approach for understanding the status of water quality and causes of its deterioration in a drought-prone agricultural area of Southeastern India. Environmental Science and Pollution Research, 2022.

（2）地下水中的抗生素抗性基因（ARG）最近成为主要的环境问题。它们被大规模用于人类和动物，并在环境中持久存在。抗生素在生态环境中的长期影响尚不清楚，其发生和后果已成为全球重要的研究课题。抗生素和ARG的热点储存库包括医疗设施、畜牧业、水产养殖、垃圾填埋场、现场卫生系统、污水和废水处理厂。分析表明，抗生素包括环丙沙星、磺胺甲恶唑、红霉素和四环素浓度较高，而磺胺和四环霉素ARG在地下水中更普遍。抗生素的风险评估表明，目前地下水水平的抗生素不会对人类健康造成风险。

Zainab, S.M., et al., Antibiotics and antibiotic resistant genes (ARGs) in groundwater: A global review on dissemination, sources, interactions, environmental and human health risks. Water Research, 2020. 187: p. 116455.

（3）地下水污染预警已被视为区域地下水污染防治的有效工具，尤其是在中国。在本研究中，通过综合地下水质量现状（Q）、地下水质量趋势（T）和地下水污染风险（R），建立了地下水污染预警系统模型。该模型综合了地下水质量的时空变化，并结合了地下水污染的状态和过程。以洛阳市为例，生成了地下水污染预警图，并通过对应的地下水水质等级和预警程度进行了验证。结果表明，地下水以无预警和轻度预警为主，占77%研究区域。严重和巨大的预警区域受到地下水水质恶化趋势和相对恶劣/恶劣现状的影响，其中包括总硬度、硝酸盐、汞和COD等典型污染物。地下水质量现状是研究区地下水污染预警制图的最重要因素。地下水质量的恶化趋势在当地地区同样起着关键作用，同时也存在着高污染风险，主要受污染源负荷的影响。QTR模型被证明是评估区域地下水污染预警的有效方法。

Huan, H., et al., Groundwater pollution early warning based on QTR model for regional risk management: A case study in Luoyang city, China. Environmental Pollution, 2020. 259: p. 113900.

（4）该研究探讨了如今人类面临的一些关键地下水水质挑战，以及良好的地下水水质和处理方案对提高地下水安全使用带来的机遇。如北美、欧洲和亚洲部分地区，遗留的人为污染物和地质污染物可能有持续影响。同时在一些地区也存在数据难以获取的问题。这种情况会限制管理和保护地下水资源。更全面地获取对于地下水水质的威胁，需要现有的数据集和更多的研究。对这些威胁的识别和量化将有助于开采和保护地下水资源。

Lapworth, D.J., et al., Groundwater quality: Global threats, opportunities and realising the potential of groundwater. Science of The Total Environment, 2022. 811: p. 152471.

（5）本研究采用模糊综合评价方法对珠江三角洲（PRD）农业区地下水质量进行了评价，并通过主成分分析（PCA）确定了控制地下水质量的主要因素。结果表明，珠三角地区约85%的农田地下水水质良好（可饮用）。裂隙含水层和多孔含水层的可饮用地下水分别为95%和80%。根据PCA，多孔含水层中的地下水质量差由四个因素控制，包括海水入侵；地表水的侧向补给和灌溉以及As、Fe、NH4+、和Mn；废水渗透以及碘的来源。相比之下，另外四个因素，包括废水和农业肥料的渗入、重金属的地质来源、碘化物的地质来源以及受污染的河水的灌溉，是裂隙含水层中地下水质量差的原因。

Liu, L., S. Qi and W. Wang, Groundwater Quality in Agricultural Lands Near a Rapidly Urbanized Area, South China. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2021. 18(4): p. 1783.

（6）目前，影响评估以环境地下水需求（EGWR）的形式为环境和生态系统分配水。该研究建议将EGWR分为两部分，即与地表水影响相关的EGWR流和与地下水质量影响相关的EGWRwq。然后，提出了一种基于水质和测压水头之间关系的最大安全地下水抽取率建模方法。该方法提供了可持续取水率的估计，以确保稳定的水质和维持水安全。使用水文模型，根据3、6和9 m的三种不同条件水位降，估算了新西兰和丹麦的空间差异EGWRwq。研究发现，根据边界和不同条件水位，EGWRwq占地下水补给的2.5~83%。研究发现，与实际取水量相比，重新分配取水量将增加2700万m3可用水量。

Gejl, R.N., et al., Relating wellfield drawdown and water quality to aquifer sustainability – A method for assessing safe groundwater abstraction. Ecological Indicators, 2020. 110: p. 105782.

（7）地下水可以流入或流出地表水，因此会极大地影响地表水的数量和质量。改研究选取2018年和2019年的11个月的水量和水质进行分析，以评估地下水对大松寺地表水的时间贡献。地下水流量、地下水和地表水水位分别使用渗透计和压力计进行测量。对现场水质参数、地下水和地表水的阳离子和阴离子进行了分析。还分析了地下水、地表水和雨水的氢和氧同位素。地下水流入与降水没有直接关系，这表明它可能是雨水渗入后的延迟。水化学表明，地下水对地表水的水文地球化学特征有很大影响。地表水的同位素组成随时间变化，表明地下水在不同季节的贡献不同。这项研究表明，水量和水质数据可以结合起来评估地下水对地表水贡献的时间变化。

Kim, J., et al., Evaluation of Temporal Contribution of Groundwater to a Small Lake through Analyses of Water Quantity and Quality. Water, 2020. 12(10): p. 2879.

分享人介绍

金中天，2021级博士生

研究方向：农业非点源污染模拟与控制

邮箱：jinzhongtian@mail.bnu.edu.cn

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