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期刊：Journal of Environmental Management

英文题目：Groundwater risk-based zoning in a representative chemical park along the Yangtze river: Health risk assessment, source apportionment, and multi-scenario contaminant transport modeling

中文题目：长江沿岸典型化工园区地下水调查、风险评估、溯源分析与多情景污染物迁移模拟

发表时间：2026年

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2026.129737

摘要

近年来，长江流域地下水污染及其潜在影响受到广泛关注。然而，现有方法在综合评估地下水污染物扩散风险方面仍表现出一定局限，尚难以为区域特异性和差异化风险管理提供系统的科学支撑。本研究以长江流域某典型临江化工园区为对象，系统调查了地下水污染特征、健康风险、溯源分析和水动力扩散过程，以划定管理分区并支撑针对性风险管控。结果表明，重金属、NH₃–N和挥发性有机物是研究区地下水中的关键污染物，其中Mn、NH₃–N和苯胺的超标率分别为72%、43%和13%，最高浓度分别为66.1、192和16.0 mg/L。污染物主要分布在中部生产集聚区和第四系松散岩类孔隙水中。健康风险分析显示，儿童的平均潜在致癌风险为4.80 × 10⁻⁵‌，高于成人的3.89 × 10⁻⁶；同样，儿童的非致癌风险也高于成人，分别为1.74 和0.90。源解析结果表明，93.4%的污染物可归因于污水处理厂长期泄漏和地下水汇聚作用。基于上述结果，研究区被划分为健康风险区、排泄区、潜在污染源区和侧向降雨补给区，并提出绿色再开发、地表硬化、水力截获、原位生物修复和原位垂向阻隔建设等管控策略。本研究结果可促进地下水风险管理，并为类似化工园区的修复提供参考。

Highlights

  1. 长期污水处理厂泄漏和地下水汇集贡献了93.4%的污染来源。

    污染物扩散主要受降雨诱导的污染物冲刷迁移驱动。

    集成溯源分析、风险评估和迁移模拟的评价框架可支撑地下水风险分区。

研究框架

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地下水污染风险管控的关键，不仅在于识别污染物超标情况，更在于明确污染来源、迁移路径和分区管控策略。针对临江化工园区污染源复杂、地下水流场受降雨和排水系统影响明显等特点，本研究构建了“污染识别—健康风险—源解析—迁移模拟—风险分区”的综合评价框架，以支撑差异化地下水风险管理。

研究首先基于地下水监测数据识别主要污染物及其空间分布特征，并结合健康风险评估确定优先管控污染物和敏感受体。结果表明，Mn、NH₃-N和苯胺是研究区地下水中的典型超标污染物，儿童健康风险高于成人。随后，研究通相关性分析、PCA和PMF模型解析污染来源，发现长期污水处理厂泄漏和地下水汇流是主导污染来源，贡献率达到93.4%。

在此基础上，研究进一步利用MODFLOW和MT3DMS开展多情景污染物迁移模拟，比较自然迁移、抽水控制、增强降雨入渗和地下阻隔墙等情景下的污染扩散差异。综合污染特征、健康风险、源解析和模拟结果，研究最终划定健康风险区、排泄区、潜在污染源区和侧向降雨补给区，并提出绿色再开发、地表硬化、水力截获、原位生物修复和原位垂向阻隔等分区管控措施。

未来展望

本研究为临江化工园区地下水风险分区提供了一个较完整的综合评价框架，但仍存在进一步拓展空间。未来可在现有“源解析—风险评估—迁移模拟”框架基础上，进一步融合人工智能方法，提升地下水污染源识别、污染羽迁移预测和风险分区判别的自动化与智能化水平。尤其是在监测数据不断积累的条件下，可结合机器学习、时空预测模型和不确定性分析方法，实现对污染物迁移趋势、风险变化和修复响应的动态识别。

未来研究可进一步加强数字孪生平台建设，将场地地层结构、地下水流场、污染物浓度分布、工程设施和在线监测数据集成到统一平台中。通过构建面向化工园区地下水风险管控的数字孪生系统，可实现污染过程可视化、风险预警实时化和修复措施动态优化，推动地下水污染防治由静态调查评价向智能化、精细化和长期化风险管理转变。