辽宁省浅层地下水水质与人体健康风险综合评价.pdf

摘要

摘要

地下水是我国重要的淡水资源，但近年来随着工农业的大力发展和城镇建

设的不断加快，许多地区的地下水受到了污染。辽宁省作为东北老工业基地的

重要省份之一，水资源供需矛盾突出。目前，辽宁省地下水资源供水总量中有

30%来自地下水的开采，因此地下水水质是区域供水安全的重要保障。本文以

辽宁省为研究区，对研究区浅层地下水水化学特征分析、地下水污染风险源识

别、地下水水质以及人体健康风险评价开展综合研究，旨在为研究区浅层地下

水污染风险管控和用水安全保障提供一定的科学依据。

本文基于辽宁省地下水水质监测数据，综合运用水化学分析、自组织映射

网络模型、正定矩阵因子、随机森林分类算法和改进的综合水质标识指数及人

体健康风险评价模型等方法，对研究区浅层地下水水化学类型及成因、地下水

污染来源、水质等级及人体健康风险进行综合分析评价，主要研究内容及结果

如下：

（1）基于2021年430组浅层地下水水质资料，将采样点以溶解性总固体

(TDS)为标准进行分类，分成淡水、微咸水、咸水以及盐水，其中，淡水、微咸

水中水化学类型主要为HCO-Ca型和HCO-Ca·Mg型；咸水以及盐水中水化

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学类型主要为Cl-Na。利用GIS空间分析模型，系统全面地分析研究了主要离子

+−

的空间分布特征，结果得：矿化度、总硬度与Na、Cl的空间分布特征基本一

致，高值区在铁岭市、抚顺市北部以及本溪市、鞍山市、丹东市部分地区。采

用相关性分析、离子比例系数法和自组织映射结合K-means聚类等方法分析研

究了研究区浅层地下水水化学特征，除了HCO3-与TDS呈极弱相关性，其余6

种离子均与TDS呈显著相关性。

（2）采用正定矩阵因子法（PMF）对研究区地下水潜在污染源识别解析，

结果表明研究区地下水污染来源主要有三种，分别为原生地质条件、农业面源

污染和海水入侵。分别采用随机森林分类算法和基于博弈论组合赋权的改进综

合水质标识指数法对研究区浅层地下水进行水质评价，两种方法的评价结果均

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吉林大学硕士学位论文

表明研究区整体水质较好，适宜饮用的地下水占比达到80%以上。

+--

（3）采用Fe、Mn、NH4、NO3、As、F作为评价指标，对辽宁省浅层地

下水成人与儿童进行确定性与不确定性人体健康风险评价，结果表明研究区内

致癌风险总体上为可接受水平，成人风险高于儿童；非致癌风险为不可接受水

平，儿童非致癌风险远远高于成人。确定性模型、MonteCarlo模拟和云模型计

算结果的风险超标率相差不大。由MonteCarlo模拟敏感性分析结果可得，污染

物浓度对致癌风险和非致癌风险的贡献率最高，对地下水污染治理时应该重点

关注地下水中污染物浓度。

关键词：

辽宁省，地下水，水质评价，源解析，健康风险

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摘要

Abstract

ThegroundwateristheimportantfreshwaterresourcesinChina.However,with

thedevelopmentofindustryandagricultureandaccelerationofurbanconstructionin

recentyears,thegroundwaterinmanyareashasbeenpolluted.LiaoningProvinceis

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