（第四纪地质学专业论文）延河、清涧河流域地表水污染调查评价.pdf

摘要 近年来，陕北地区石油天然气资源的开采、城市规模和人口数量的迅速膨胀都对这 一地区的地表水水质造成很大影响，使得本已紧张的水资源矛盾不断加剧。延安市地表 水资源质量状况已成为专家学者和人民群众关心的热点。本文通过资料收集、野外调查、 现场采样和室内测试评价相结合的方法，系统全面的得到了延河、清涧河流域地表水的 水质状况。在枯水期和平水期分别进行了2 次现场采样，布设地表水采样点3 0 个，共 采集地表水样4 0 0 余瓶，泉水和井水各l 瓶。选取了p h 值、矿化度( 全盐量) 、硬度、 六价铬、砷、镉、铅、氨氮、挥发酚、石油类、化学需氧量、氯化物、硫酸盐、硝酸盐 氮、总磷、氰化物、氟化物1 7 项监测项目进行测试分析，筛选出了主要污染因子，查 清了各污染区域的污染现状，并分析了造成该地区地表水污染的主要原因。对延安市水 源地王窑水库“8 2 9 ”杏子河流域原油泄漏事故之后水库上、下游的石油类含量进行了 重点分析，总结了经验教训。对北洛河流域和延河、清涧河流域的地表水水质进行了对 比，得出两区域的水质污染状况的异同，并探究了原因。其主要结论如下： ( 1 ) 延河、清涧河流域主要河段的地表水水质为劣v 类。平水期的主要污染物是 挥发酚、总磷、氨氮、石油类、c o d 。枯水期污染分担率排前五位的项目是石油类，总 磷，挥发酚，氨氮，氯化物。枯水期比平水期水质显著恶化，影响枯水期地表水质量的 关键因子是石油类。 ( 2 ) 造成延河、清涧河流域污染的主要原因有：在原油的开采、运输过程中的 滴漏，石油炼制过程中含油废水、废液的非法排放，以及频发的石油泄漏事故，都使得 该地区水质受到严重污染。人口的增加使得延安市城乡生活污水的排放量急速增长， 城市污水厂处理能力不足，大量未经处理的生活污水直接排入河道，超过了河流的纳污能 力。由于地处水土流失严重的黄土高原地区，表土和农业肥料中的氮和磷都极易流失， 农业肥料不合理的大量施用使得大量的氮和磷随地表径流汇入河流，造成河水水质恶 化。 ( 3 ) 王窑水库检测出少量石油类污染物。这是由于事故发生时尽管河面上的原油 已经被打捞清理干净，但是仍有原油残留于河岸边和河床泥上，在降雨期汇入了王窑水 库，致使水库石油类污染物微量积累。 ( 4 ) 延河、清涧河流域和北洛河流域地表水砷、镉、铅、氟化物、硝酸盐、氰化 物、氟化物、p h 、两区域的基本情况相同，几乎不存在超标现象。 ( 5 ) 延河、清涧河流域和北洛河流域地表水挥发酚、总磷、氨氮、c o d 这四项污 染因子相比较存在以下特点：氨氮的污染程度相近，挥发酚、总磷、c o d 在延河流域 污染程度比洛河更为严重，延河流域的污染的普遍程度大大超过洛河流域。这与延河流 域相对于洛河流域人口密集，排污口数量众多有很大关系。 关键词：地表水，水质评价，石油污染，水污染，石油污染事故 t h es u r f a c ew a t e rp o l l u t i o ni n v e s t i g a t i o na n de v a l u t i o n o fy a n h er i v e ra n dq i n g ji a n h er i v e r a b s t r a c t i nt h ep a s tf e wy e a r s ，s u r f a c ew a t e rw a ss e r i o u s l yd e t e r i o r a t e db yt h ee x p l o i t a t i o no f p e t r o l e u ma n dt h ee x p a n s i o no fu r b a n i z a t i o ni nt h en o r t h e r ns h a a n n x ip r o v i n c ea n dl a c ko f w a t e rr e s o u r c eh a sb e e nc o n t i n u o u s l ya g g r a v a t e d s ot h eq u a l i t yo fs u r f a c ew a t e ri ny a h a n c i t yh a sb e e np a i dm o r ea t t e n t i o nb ye x p e r t sa n dr e s i d e n t s b yc o l l e c t i n gp r e v i o u sm o n i t o r i n g d a t a ，f i e l di n v e s t i g a t i n g ，l o c a t i o ns a m p l i n ga n di n d o o rt e s t i n g ，t h ed e t a i l e dw a t e rq u a l i t yo f y a n h ea n dq i n g i i a n h er i v e rh a v eb e e ne v a l u a t e d t h es a m p l e sw e r ec o l l e c t e db o t hi nl o w w a t e ra n dn o r m a lw a t e rp e r i o da t3 0s a m p l i n gs p o t s a p p r o x i m a t e l y4 0 0b o t t l e so fs u r f a c e w a t e r , 1b o t t l eo ff o u n t a i na n d1b o t t l eo fw e l lw a t e rw e r ec o l l e c t e d t o t a lo f17i n d e x e s ：p h ， s a l i n i t y , h a r d n e s s ，c r 6 + , a s ，c d ，p b ，a m m o n i an i t r o g e n ，v o l a t i l ep h e n o l ，o i l ，c o d ，c h l o r i d e ，s u l f a t e ， n i t r a t en i t r o g e n ，t o t a lp h o s p h o r u s ，c y a n i d e ，f l u o r i d ew e r ec h o s e nt oa n a l y z et h ep o l l u t i o n d e g r e e m a i np o l l u t i o nf a c t o r sa n ds i t u a t i o no fd i f f e r e n tp o l l u t i o na r e aw e r et h e na n a l y z e da n d t h em a i nr e a s o n so fp o l l u t i o nw e r ef o u n do u t i na d d i t i o n ，c a r e f u li n v e s t i g a t i o nw a sc a r d e d o u tb o t hi nt h eu p p e ra n dl o w e rr e a c h e so fw a n g y a or e s e r v o i r , w h i c hi st h ew a t e rs o u r c eo f y a n a nc i t y , a f t e rt h e “8 2 9 ”x i n g z i h er i v e rl e a k a g ea c c i d e n t b yc o m p a r i n gt h ew a t e rq u a l i t y o fb e i l u o h er i v e rt ot h ey a n h ea n dq i n g ji a n h er i v e r , t h es i m i l a r i t i e sa n dd i f f e r e n c e ss i t u a t i o n o fw a t e r p o l l u t i o n sb e t w e e nt w or e g i o n sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) t h es u r f a c ew a t e rq u a l i t yo fm a i nd r a i n a g ea r e a si ny a n h ea n dq i n g ji a n h er i v e ra r e t h ep o o rc a t e g o r yvt h em a j o rp o l l u t a n t sa r ev o l a t i l ep h e n o l ，t o t a lp h o s p h o r u s ，a m m o n i a n i t r o g e n ，p e t r o l e u ma n dc o di nn o r m a lw a t e rp e r i o d i nl o ww a t e rp e r i o dt h em a j o r p o l l u t a n t sa r et o t a lp h o s p h o r u s ，v o l a t i l ep h e n o l ，a m m o n i an i t r o g e na n dc h l o r i d e t h ep o l l u t i o n i nl o w - f l o wp e r i o di sm o r es e r i o u s t h ek e yf a c t o ro fs u r f a c ew a t e rq u a l i t yi nl o w - f l o w p e r i o di st h eo i l ( 2 ) t h em a i nr e a s o n sf o rt h ep o l l u t i o ni ny a n h ea n dq i n g j i a n h er i v e ra r e ：o l e a k s d u r i n gt h ep r o c e s so fc r u d eo i le x p l o i t a t i o na n dt r a n s p o r t a t i o n ，i l l e g a ld i s c h a r g e so f w a s t eo i l a n dw a s t ew a t e rd u r i n gt h ep r o c e s so fo i lr e f i n i n g ，a sw e l la st h ef r e q u e n to i ls p i l l s ，a l lo ft h e m m a k et h ew a t e rs e r i o u s l yc o n t a m i n a t e d ) t h ei n c r e a s eo fp o p u l a t i o ni nu r b a na n dr u r a la r e a s i i i m a k e st h er a p i de m i s s i o no fs e w a g e b u tt h ec a p a c i t i e so fm u n i c i p a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n t p l a n t sa r ei n a d e q u a t e l a r g ea m o u n t so fu n t r e a t e ds e w a g ed i s c h a r g e dd i r e c t l yi n t or i v e r sa n d o v e r l o a d e dt h er i v e r sp o l l u t a n tc a r r y i n gc a p a c i t y n i t r o g e na n dp h o s p h o r u si n s o i la n d a g r i c u l t u r a lf e r t i l i z e ra r ev u l n e r a b l et ol o o s ea n dr u n o f fi n t ot h er i v e rb e c a u s eo fi t sl o c a t i o n o nt h ec h i n e s el o e s sp l a t e a uw h e r es o i le r o d e ds e r i o u s l y , a n dw o r s e nt h er i v e rw a t e rq u a l i t y ( 3 ) af e wo i lp o l l u t a n t sw e r ed e t e c t e di nw a n g y a or e s e r v o i rb e c a u s et h ev e s t i g i a lo i l r e s i d u eo nt h er i v e rb a n ka n dm u dl e f to v e rb yt h ea c c i d e n te n t e r i n gi n t ot h er e s e r v o i rw i t h r a i n f a l l ( 4 ) a r s e n i c ，c a d m i u m ，l e a d ，f l u o r i d e ，n i t r a t e ，c y a n i d e ，f l u o r i d ea n dp hi ns u r f a c ew a t e r o f y a n h ea n dq i n g j i a n h er i v e ra r et h es a m ew i t hb e i l u o h er i v e ，a n dn e a r l ya l lt h es a m p l e sa r e l o w e rt h a nt h es t a n d a r d ( 5 ) v o l a t i l ep h e n o lp o l l u t i o nd e g r e ei ss i m i l a ri ns u r f a c ew a t e ro fy a n h e ，q i n g ji a n h ea n d b e i l u o h er i v e r t o t a lp h o s p h o r u s ，a m m o n i an i t r o g e n ，c o dp o l l u t i o nd e g r e ei ns u r f a c ew a t e r o fy a n h ea n dq i n g ji a n h er i v e ri sl a r g e rt h a nb e i l u o h er i v e rb e c a u s eo ft h el a r g ep o p u l a t i o n k e yw o r d s ：s u r f a c ew a t e r , w a t e rq u a l i t ya s s e s s m e n t ，o i lp o l l u t i o n ，w a t e rp o l l u t i o n ， p e t r o l e u mp o l l u t i o na c c i d e n t 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学 校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人 允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构 将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库或其它相关数据库。 萎差姜妻羹萎裹茎? 三美指导教师签名：盟 学位论文作者签名：歌佳音指导教师签名：百广卜 j 2 d d ，年6 月9 日 年月日 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢 的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：张佳音 勿d 7 年舌月罗日 两北人学硕i ：学位论文 第一章绪论 地表水是人类生活用水的重要来源之，也是各国水资源的主要组成部分。水污染 在全球普遍存在，我国的水污染现状尤为严重，近三十多年来，我国经济迅速发展，传 统的经济模式使我国的有限资源不断减少，废弃物逐渐增多【赵章元，2 0 0 5 】，地表水水 质遭到严重破坏。中国环境状况公报( 2 0 0 7 ) 显示，全国各大水系都受到了不同程度的 污染。造成地表水污染的原因有人为因素和自然因素，由人类活动而引起的水质恶化愈 演愈烈，受到人们的极度关注。 陕北是中国石油工业的发祥地。自2 0 世纪8 0 年代中后期石油大规模开发以来， 石油工业不但已成为陕北的支柱产业，而且带动了运输、化工和服务业等相关产业的快 速发展 姬雄华等，2 0 0 7 。近年来，石油工业已成为陕西省发展最快的支柱产业和陕北 地区财政收入的主要来源。一方面，石油的丌采使得革命老区脱贫致富，获得了巨大的 经济效益，同时，也带了一系列环境问题，使得老区原本脆弱的生态环境雪上加霜，本 己紧张的水资源矛盾不断加剧。地表水水质污染导致这一地区水环境质量恶化，严重危 害农业生态系统的良性循环和人民的生活质量，已成为众多专家和学者关注的焦点。 1 1 选题依据 1 1 1 研究区背景 延安是中国革命的圣地，是陕北地区的政治、经济和文化中心。延安也是一个水资 源十分贫乏的地区，主要表现在降水量低，分布极不均匀，水资源总量少，人均占有量 低等方面。受大陆季风气候影响，延安地区降水时空分布极不均匀，降水年际变化大， 旱涝灾害频繁。同时延安市水资源开发利用中存在丌发利用水平低、缺水形势严峻、石 油工业用水比重过大、重复利用率低和水污染严重等问题 刘雪英等，2 0 0 8 】。 近年来，陕北天然气石油资源的丌采利用，带动了延安市各项事业蓬勃发展，使得 人民群众生活水平不断提高。与此同时，油气丌发带来的环境问题使得延安地区的水环 境遭受到很大威胁 朱艳吉等，2 0 0 6 ；余银玲等，2 0 0 6 。延河和清涧河都属于延安市的 主要河流，河流补给主要靠大气降雨，属季节性河流。延河、清涧河流域地处黄土高原 腹地，地表形态支离破碎，黄土塬、梁、峁、沟分布广泛，植被稀少，土质疏松，团结 性差【延安地区计划委员会，1 9 8 6 】。油井广泛分伟在沟壑纵横的黄土坡地上，在石油勘 探过程中不可避免的出现原油的跑冒滴漏，开采、运输、加工等过程都会产生落地原油。 第一章绪论 加上钻井作业现场含油岩屑、泥浆的随意处置，以及含油废水的非法排放 任磊等，2 0 0 0 1 程金香等，2 0 0 3 ；林积泉等，2 0 0 5 】，造成了延河、清涧河流域土壤和水体石油类污染， 城市规模和人口数量的迅速膨胀也都给延安市的水环境带来很大压力。 1 1 2 目的及意义 随着社会的发展，人类对能源的需求量也在不断增加。陕北地区能源的丌发和利用 对当地的生存环境形成了严重的威胁。延河是延安市最重要的饮用水水源和灌溉水源， 同时也是最大的纳污水体 黄廷林等，2 0 0 4 】。延河、清涧河流域的水污染和延安市城区 居民饮水安全问题已成为众多学者和人民群众观注的焦点【毛延萍，2 0 0 2 ；高云文等， 2 0 0 5 ；刘治国等，2 0 0 6 】。但是，由于目日i 延河的水质监测资料仅仅局限于延安市区下 游延河干流的几个监测点( 柳树店、四联队、七里村、王家川等) ，并没有对石油开发 区的水环境质量进行系统监测，所以不能了解各污染区域的污染现状，导致对各地区水 质状况无法作出币确的判断 毛延萍，2 0 0 2 】，从而阻碍了延河、清涧河流域水污染防治 工作的丌展。这一区域有很多问题急待解决：延河、清涧河流域的地表水水质状况如何? 哪些污染因子对该地区水质状况起决定性作用? 这些污染因子之间有什么联系? 各污 染因子在哪罩含量高、哪罩含量低? 造成污染的主要原因? 探究这些问题的答案，对延 河、清涧河流域的地表水状况进行全面系统的监测，以期得到水质的总体状况和主要污 染因子以及水质的空间分布，探讨污染原因和规律成为摆在我们眼前的重要课题。 从2 0 世纪5 0 年代丌始，在一些发达工业化国家，环境污染事件的频繁发生，常导 致环境灾难或危机发生。这些环境灾难都在不同程度上对环境、人类健康、社会和经济 产生了重大影响。据环保总局统计，2 0 0 5 年我国共发生环境污染事故1 4 0 6 起，其中水 污染事故6 9 3 起，占全部环境污染事故总量的4 9 2 。延河、清涧河流域石油勘探丌发 很快，石油工业发展很迅速，污染灾害事件也多次发生。2 0 0 7 年8 月2 9 同由于连降暴 雨，靖边县输油管线被洪水冲毁路基，管线悬空后在管道焊缝处断裂，从而导致原油泄 漏。山洪裹着原油向杏子河扩散，导致延安市民饮用水水源地王窑水库库尾部分水面被 污染。延安市立即启动城市供水应急预案，停止了王窑水库向外供水，启用城市备用水 源。经过当地政府紧急处理，2 8 0 0 多名当地干部群众两天两夜的奋战，油污漂浮物基本 被打捞完毕，所幸没有造成严重的水质污染事故。这次“8 2 9 ”含子河流域原油泄漏事故 影响很大，延安市人民群众对生活水源地在经历这次事故后的水质状况十分关心。因此， 西北入学硕i j 学位论文 对王窑水库水质的进行监测，尤其是对石油类含量进行监测评价，具有重要科学意义和 社会意义。 北洛河是延安市的主要河流之一，是延安市最主要的石油勘探丌发区，石油勘探开 发时间长、开发强度大。已经有学者开展了北洛河流域石油勘探开发的水环境问题研究 【z h a n ge ta 1 ，2 0 0 7 ；s h ie ta 1 ，2 0 0 8 ；康媛等，2 0 0 8 ；】，例如，对北洛河上游地表水进 行采样测试分析；对油层水、土壤进行采样调查等等，从而使我们对对水质状况得到了 一定认识。同处于陕北地区，洛河流域和延河、清涧河流域两大区块的水质污染状况相 比较有什么异同? 造成这一现象的的原因是什么? 是自然原因还是人为原因? 探寻这 些问题的答案，能够对整个延安地区地表水污染防治对策的制定提供依据，具有重要的 科学意义和现实意义。 环境污染和生态破坏除了给人的生理健康带来危害，还会影响人们的心理健康，可 能带来更多的家庭问题、社会问题【曹行船，2 0 0 6 1 。本论文内容作为延安市环保局项目 延安市北部石油勘探开发的环境问题及解决建议的重要组成部分，对延河、清涧河 流域地表水质量进行调查和评价，并将结果与北洛河流域的地表水水质状况进行比较， 力图真实反映研究区污染现状，查明污染原因，从而为延安地区水污染防治对策的实施 提供重要的依据和参考，具有重要的科学意义、社会意义和现实意义。 1 2 国内外研究历史与研究现状 1 9 0 2 1 9 0 9 年，德国的柯克维兹和莫松等最早提出了生物学的水质评价分类方法； 1 9 0 9 1 9 1 1 年，英国首先提出以化学指标对河流进行污染分类。h o r t o n 在1 9 6 5 年提出了 水质评价的质量指数法( q i ) ，以此标志着水质现状评价工作的丌始。1 9 6 9 年，美国成为 了世界上第一个把环境评价以法律形式肯定的国家 薛巧英，2 0 0 4 。随后b r o w n 等人于 1 9 7 0 年提出了水质现状评价的质量指数法( w q i ) ，n e m e r o w 在1 9 7 4 年提出内梅罗指数 法，并对纽约州的一些地面水的污染情况进行了指数分析。9 0 年代后，水质评价的方法 得到了进一步的扩展，各种数学方法和模型都得到了应用。自i 东欧和苏联的多位学者在 进行水质评价时既考虑物理和化学指标，还考虑生物指标，使得水质评价更加全面、科 学 n e m e r o w ，1 9 7 4 ；郦桂芬，1 9 8 9 ；迟永山，2 0 0 6 ；李银银，2 0 0 7 。纵观环境评价的 发展，有由单目标向多目标，由单环境要素向多环境要素，由单纯的自然环境系统向自 然环境与社会环境的综合系统，由静态分析向动态分析发展的趋势 陆雍森，2 0 0 2 】。 我国最严重的环境问题是水污染 薛巧英等，2 0 0 4 ；钱正英，2 0 0 6 】。自2 0 世纪8 0 3 第一章绪论 年代以来，中国经历了一个经济快速发展的过程，同时也经历了一个水需求量不断增大， 水污染不断加重的过程 钱易，2 0 0 7 】。我国水质评价研究始于2 0 世纪5 0 年代，重点 对我国主要河流、湖泊( 水库) 的水质进行了评价。6 0 年代提出了中国河流水化学特 征报告及有关图表；7 0 年代开展了官厅水库、松花江、图们江、白洋淀、湘江、杭州 西湖、武昌东湖、昆明滇池、太湖、东海海域等水环境水质评价工作 迟永山，2 0 0 6 】。 1 9 7 8 年，中国科学院地理研究所在我国地表水水质污染现状评价中，提出了一种评价地 表水质污染指数，用来对河流进行污染程度评价。7 0 年代术，广州进行了水质分级评价。 第一次全国水质评价丌始于1 9 8 1 年，而后水利部约每5 年组织一次全国范围的水质评 价，评价河长约1 0 万l ( m 【申献辰等，2 0 0 2 】。国内外水质评价方法很多，较为常用的方 法有单因子评价法、标准指数评价法 薛巧英等，2 0 0 4 ；j a c e ke ta 1 ，2 0 0 0 】、综合污染 指数评价法【林宗振，1 9 7 9 ；张松滨，1 9 8 9 ；张松滨等，1 9 9 1 ；梁德华等，2 0 0 2 ； 、灰 色系统理论评价法 慕会波等，1 9 9 1 ；史晓新等，1 9 9 7 ；肖新平等，1 9 9 7 ；陆洲等，2 0 0 0 】、 模糊评价法 李风仙，1 9 9 5 ；翟由涛等，1 9 9 5 ；冯玉国，1 9 9 5 、物元评价法 王国平等， 1 9 9 7 、神经网络评价法 李柞泳等，2 0 0 1 ；罗先香等，2 0 0 2 等。随着计算机技术的快速 发展理论方法与计算机技术相结合应用于水环境评价的研究越来越多 潘术香，2 0 0 4 】。 国外早在2 0 世纪4 0 年代就已经开始关注石油污染和引发的生念环境问题。很多学 者关注于对海洋石油污染情况及其对生态环境造成的影响【d o u g l a s ，2 0 0 2 ；a l a s t a i re t a 1 ，2 0 0 2 】，有研究表明溢油事故或长期慢性暴露于原油、多环芳烃( p a h s ) q b ，可对沉 积物造成污染，会导致鱼类和无脊椎动物以及鸟类、哺乳动物慢性死 = b u m s ，1 9 8 9 ； a l v a r e z ，1 9 9 6 ；i r v i n e ，1 9 9 9 。据估计，全球每年都有7 5 1 1 5k t 石油烃通过油f f l 采出 水进入海中，欧洲北海海域石油污染主要来源于钻井废液，其年排放量最大可达2 5 8 8 k t k i n g s t o n ，1 9 9 2 。水体如被石油污染将对水色、水昧和溶解氧有较大的影响。 石油对生物的危害较大，石油开采过程中原油中的重会属可在生物体内富集，从而 对整个生物链造成严重危害 g u l e c ，1 9 9 4 ；p l a s m a n1 9 9 8 。已经有研究表明，在水体环 境中，石油类污染物可以富集转化成为有毒性的中间代谢产物，对水生生物的个体生长 发育，脏器组织结构和生理功能有毒害作用 l e f c o n ee ta 1 ，1 9 9 7 ；p r a t ie ta 1 ，2 0 0 0 ；贾 晓平，2 0 0 0 ； a v c ie ta 1 ，2 0 0 5 ；黄德军，2 0 0 7 】。石油烃含量与双壳类抗氧化酶具有相 关性，有学者据此来探讨抗氧化酶作为石油污染的生物标志物的可行性 p o n ee t a 1 ， 1 9 9 1 ：s o l ee ta 1 ，1 9 9 4 ；陈荣，2 0 0 2 。我国每年通过工业废水排入河流和海洋中的石 油类物质达3 力多吨，石油类是水体的主要污染物之一 刘廷良等，2 0 0 0 】。通过生物技 4 两北人学硕j ：学位论文 术可以治理石油污染，美国b g i 公司的一项专利技术就是利用混合菌群来促进石油烃的 降解 b a l t i cg e n e r a li n v e s t m e n tc o r p o r a t i o n ，1 9 9 6 。已经有学者开展了陕北干旱地区 石油污染土壤生物修复方面的一系列研究 任磊等，2 0 0 1 ；黄廷林等，2 0 0 7 ；顾传辉等， 2 0 0 0 3 。 国内外的很多专家学者对石油开发引起的地下水的污染及其规律十分关注。据美国 e p a ( 2 0 0 0 ) 资料表i 明 c h r y s i k o p o u l o se ta 1 ，2 0 0 0 - 在美国有1 8 亿个地下储油罐，其 中2 8 万个存在泄漏状态，并且有2 5 直接造成地下水严重污染。赵章元提出用环境地 球物理的方法可以对地下储油、气设施渗漏进行检测【赵章元，2 0 0 2 ，潘世兵等以地理 信息系统( g i s ) 作为空间分析工具，开发了石油污水回注适宜性综合评价模型 潘世兵 等，2 0 0 3 1 。对于油田地下水的污染问题的研究大多侧重于对其污染物的成分分析陈余 道等，1 9 9 7 ；王玉梅等，2 0 0 0 ；郭华明等，2 0 0 1 】以及对其迁移和转化进行模型预测【王 洪涛，2 0 0 5 ；吕华，2 0 0 5 ；薛强，2 0 0 5 】。 综上所述，现代方法的水质评价与研究已经有一百多年的历史，石油类污染研究始 于工业革命的2 0 世纪4 0 年代，也有半个多世纪。这些研究在国内外都得到很大的发展。 陕北黄土高原地区的地表水污染和石油类污染研究开始的很晚，仅有十多年时间。对于 黄土区地表水系统的污染因子、污染程度和污染机制都尚不清楚。因此，本论文主要以 位于黄土高原区的延河、清涧河水系为研究平台，展开相关的研究。 1 3 基本思路与研究步骤 1 3 1 基本思路 本文的初步目的是为了系统全面的了解清楚延河、清涧河流域地表水水质状况。通 过对延河、清涧河流域的地表水质量的调查、分析和评价来探究：研究区地表水水质状 况如何? 哪些是对水质起决定性作用的污染因子? 这些污染因子之间有什么联系? 各 污染因子的区域分布规律? 造成污染的主要原因等一系列科学问题的答案。 作者通过现场调查和实地采样，取得地表水质量状况的第一手资料。对水样品的1 7 项测试项目的结果逐个进行系统的分析和评价( 分枯水期、平水期两次) ，用超标率、 平均值、单因子污染指数和水质类别百分比等指标得出不同监测指标污染状况的总体认 识，对于不超标的项目仅作简要说明。以m a p g i s 为平台获得不同测试项目的各水质类 别在空i 、日j 上的分布情况，从而得到各污染物在不同区域的不同污染程度。 然后通过数学手段，对1 7 项测试项目进行统计分析计算，分别得出延河、清涧河 气 第一章绪论 流域枯水期和平水期的主要污染物( 5 项) 和各监测断面的综合污染指数，分析污染物 的变化趋势，对水质状况进行总体评价，探讨污染原因。 为了了解“8 2 9 ”杏子河流域原油泄漏事故对王窑水库水质的影响状况，在延河的支 流：杏河镇王窑水库沿河湾一线进行布点采样，并对水源地上游石油丌发情况进行实 地调研，从上游到下游进行布点采样，重点分析石油类含量变化。 最后，通过水文特征对比、人口和经济状况对比、石油勘探丌发情况对比、地表水 评价结果对比( 超标率，单因子污染指数p i ，平均值、最大值) 等手段，从宏观上实现 对北洛河流域和延河、清涧河流域两区块的水质污染状况的对比。 1 3 2 研究步骤 ( 1 ) 准备阶段 本阶段的主要工作是客观物质条件的准备，包括收集资料、文献查阅和工作计划的 拟定。首先要确定研究目的、研究范围、研究方法，制定出切实可行的计划。对己掌握 的相关资料做初步分析，初步确定出主要污染源和主要污染因子。 ( 2 ) 监测阶段 在准备工作的基础上，确定评价范围、选择评价因子和评价标准。根据确定的主要 污染因子和主要污染项目，丌展环境质量现状监测工作。实际监测应当分枯水期、平水 期分别监测两次，具体监测方法按国家规定标准进行。采集的样品送至具有资质的环境 监测部门进行测定。 ( 3 ) 评价和分析阶段 根据国家标准和环境监测资料，分别对枯水期、平水期地表水环境污染程度进行定 量和定性分析，对不同监测项目的水质类别的空间分布状况进行详细说明，系统地得到 延河、清涧河流域的地表水环境质量状况，并分析说明造成地表水环境污染的原因。 ( 4 ) 区域对比阶段 将延河、清涧河流域地表水水质评价分析结果与洛河的地表水水质评价分析结果进 行对比。通过对比进行综合分析，从而比较两大区块地表水的污染程度，污染特点和污 染的原因。 ( 5 ) 论文的撰写 通过阅读国内外相关文献资料，了解研究历史与现状，对自己的测试数据进行分析 和统计，制作相关数据表格和图件，对结果进行综合分析和评价。 6 两北人学硕1 ：学位论文 1 4 技术依据与研究方法 1 4 1 技术依据 序号技术依据 l环境影响评价技术导则总纲( h j t 2 1 9 3 ) 2 环境影响评价技术导则地面水环境( h j t 2 3 9 3 ) 3 地表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) 4 生活饮刖水p 生标准( g b5 7 4 9 2 0 0 6 ) 5 水环境监测规范( s l 2 1 9 1 9 9 8 ) 6 中华人k 共和国地卜水质譬标准( g b t 1 4 8 4 8 - 9 3 ) 1 4 2 评价因子的选择 根据我国地表水水资源质量特点、水质监测状况以及水体功能评价要求，地表水水 质评价包括必评项目、选评项目和参评项目三个层次的水质项目【周怀东等，2 0 0 4 。其 中必评项目包括溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、挥发酚和砷，共六项；选 评项目包括五日生化需氧量、氟化物、氰化物、汞、铜、铅、锌、镉、铬( 六价) 、总 磷、石油类等项目；参考评价项目三项：包括p h 值、水温和总硬度。此外，各地还应 根据水质监测情况和当地水环境特点，选择其他具有当地特点的水质监测评价项目。 根据论文的研究的目的和研究区特点，为了测试分析石油丌采过程中各个环节对河 流水质的影响程度及范围，确定石油丌发在不同地区、不同地质环境背景条件下的污染 物，将监测分析项目确定为：p h 值、矿化度( 全盐量) 、硬度、六价铬、砷、镉、铅、氨 氮、挥发酚、石油类、化学需氧量、氯化物、硫酸盐、硝酸盐氮、总磷、氰化物、氟化 物。 1 4 3 评价方法 利用单因子污染指数法对测试结果进行地表水环境质量现状评价，其计算公式为： 珊纠= 邑 式中p i 为单因子污染指数；c i 为单因子监测实测值( m e l ) ；c s i 为单因子评价标 准。当单因子污染指数大于1 时，说明该因子已超过标准。p i 值越大说明污染越严重。 当单因子污染指数小于1 时，说明该水质因子未超过标准，p i 值越小则该处水质越好。 7 第一章绪论 对水质综合评价参照环境影响评价技术导则地面水环境( h j t 2 3 9 3 ) 中 推荐的综合评价方法以综合污染指数对延河与清涧河水质进行评价，根据单因子污染指 数( 即污染分指数) 的评价结果，求算综合污染指数，并计算出主要污染物的污染分担率。 综合污染指数：尸= 土 i = 1 只 ( 1 2 ) 污染分担率：t = j a 1 0 0 ( 1 3 n r p 为断面综合污染指数；p i 为断面i 项污染物的污染分指数；k i 为i 项污染物在各 项污染物中的污染分担率。 本研究样品依据中华人民共和国环境保护行业标准水环境监测规范( s l 2 1 9 1 9 9 8 ) 进行布点和采样。依据中华人民共和国地表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 - - 2 0 0 2 ) ， 对本研究区样品进行地表水评价。其中对硫酸盐、硝酸盐氮、硬度和氯化物的评价参考 中华人民共和国地下水质量标准( g b t 1 4 8 4 8 9 3 ) 。不同地表水质量类别标准值相同 时，从优不从劣，综合对比各项指标的评价结果，采用就高不就低的原则判定地表水的 类别。 根据环境因子测试结果的不同特点用不同的方法进行统计分析后，再进行评价。当 测定值小于分析方法的最低检出限时，依照环境监测技术规范按1 2 最低检出限值作 为结果，参加统计计算。当测试结果变幅较小时，用平均值作为检测统计代表值。当测 试结果变幅较大时采用内梅罗法计算出水质现状评价因子的监测统计代表值，其计算公 式为： c = ( 1 4 ) c 为某水质监测因子的内梅罗值；c 极为某水质监测因子的实测极值；c 为某水质 监测因子的算术平均值。 地表水水质评价以i i i 类地表水标准值作为水体是否超标的限值，水质类别i 类至i i i 类定义为水质合格，超过水质类另l j l i i 类( i v 类、v 类、劣v 类) 定义为污染。地表水环 境质量定性评价分为：优、良好、轻度污染、中度污染、重度污染五个等级。根据中国 环境监测总站2 0 0 4 年发布的地表水环境质量评价有关问题的技术规定( 暂行) ， 评价断面水质时，其水质类别与定性评价分级的对应关系见表l 。 8 西北人学硕f ：学位论文 表1 断面水质评价 水质类别水质状况 i i i 类水质优 i i i 类水质良好 类水质轻度污染 v 类水质中度污染 劣v 类水质重度污染 评价河流整体水质状况时，计算出各水质类别断面数占评价断面总数的百分比，以 表1 所示的方法对其评价。当同一类别水质断面比例大于等于6 0 时，以该类水质按照 表2 评价。河流中的主要水质类别的判定条件为：当河流的某一类水质断面比例大于或 等于6 0 时，则称河流以该类水质为主。当不满足上述条件时，若i - i i i 类，或v 类水质断面比例大于或等于7 0 ，则称河流以i i i i 类水质或v 类水质为主。除此 之外，不指出主要水质类别。 对于平水期和枯水期两时期断面浓度变化的对比分析评价某项污染项目的浓度值 与前一时段的变化程度时，按以下规定进行： 表2 河流水质评价 水质类别水质状况 ib i l l 类水质比例芝9 0 优 7 5 茎i i i i 类水质比例 9 0 良好 i i i i 类水质比例 7 5 ，且劣v 类l l n 2 0 轻度污染 i i i i 类水质比例 7 5 ，且2 0 5 劣v 类比例 4 0 中度污染 i i i i 类水质比例 7 5 ，且劣v 类比例三4 0 重度污染 ( 1 ) 当评价指标浓度值升高或降低的幅度小于2 0 时，且没有使该指标的水质类 别发生变化，则属于水质无明显变化； ( 2 ) 当评价指标浓度值升高或降低的幅度大于或等于2 0 时，且没有使该指标的 水质类别发生变化，则属于水质有所好转或有所恶化； ( 3 ) 当评价指标浓度值的升高或降低使该指标的水质类别发生了一级或多级变化， 则属于水质显著好转或显著恶化。 9 第一章绪论 1 5 论文撰写过程与工作量 1 5 1 论文撰写过程 选题 ( 确定研究目的、研究范同和研究方法，布阅相关资料) 上 选择评价冈子，评价标准；野外调研，实地采样两次( 枯水期、平水期) 上 l 样品送至有资质的环境监测部fj 进行测试 1r ii 1r 对1 7 个测试项 对于窑水库现场 用m a p g i s 软件 目的监测结果进 调研结果与彳i 油得出各测试项目 行数据处理与系 类监洲结果进行的水质类别空间 统分析分析讨论分布 参 1r 1 r1r 考 上 相 关 综合分析，总体评价 文 上 献 资与北洛河地表水水质状况进行对比分析 料 上 和 专讨论j 0 结果 家 意 7 见论文撰写 1 5 2 主要工作量 ( 1 ) 基础资料收集和文献资料查阅。 通过与延安市政府、环保局、水利局、以及部分县水利局、环保局、农牧局、土地 1 0 西北人学硕i j 学位论文 局、石油钻采公司等各部门的交流和实地调研考察，获取了大量延河、清涧河流域自然、 经济、社会发展概况以及与资源、环境问题等方面有关的第一手资料。通过查阅国内外 水污染调查评价与石油类污染的迁移和转化规律等有关水环境问题研究的文献资料2 0 0 余篇，掌握了国内外有关地表水污染调查评价与石油类污染防治对策研究的现状和发展 动态。 ( 2 ) 野外实地调研考察，样品采集。 多次赴延安地区进行野外实地考察，了解研究区排污口分布、井场和集油站位置和 当地工农业生产和居民的生活状况。2 0 0 7 年1 0 月( 平水期) 和2 0 0 8 年5 月( 枯水期) 在延河、清涧河流域展开地表水污染调查和样品采集工作，共进行了2 次现