随着工业化加速和农业工业化推进，我国已成为世界上最大的活性氮、有机化合物生产国和消费国。氮肥大量施用在保证粮食生产的同时也带来了负面影响，农业面源污染严重；有机化合物能够对人体健康造成不可逆转的严重危害，已成为污染防控的重点对象。2015年4月国务院颁布《水污染防治行动计划》（“水十条”），明确要求实施全国农业面源污染综合防治、开展有机物污染风险评价。针对农业面源污染中的地下水硝酸盐污染、水体中有机化合物污染，中国科学院地理科学与资源研究所副研究员韩冬梅与合作者系统收集全国范围内的海量调查数据，对我国地下水硝酸盐污染、水体有机污染进行了全面分析评价。
研究人员整合分析了全国52个盆地尺度地下水系统的深层、浅层地下水硝酸盐调查数据，全面进行了地下水硝酸盐污染程度评价。结果显示，36个主要盆地浅层含水层中，25个盆地中90%的监测点超出我国生活饮用水质量标准（10 mg/L-N以氮计）；37个主要盆地深层或岩溶含水层中，10个盆地含水层超标。滨海地区、特别是滨海岩溶地区地下水中硝酸盐污染程度远高于内陆地区。氮同位素污染示踪表明，除了农业施肥外，土壤中氮素和生活废水排放也是影响地下水中硝酸盐分布的重要因素。硝酸盐污染存在向深层发展趋势，与海量农业灌溉机井和报废机井造成深浅层含水层贯通有关。为防止深层地下水进一步污染，亟需开展报废机井的调查和有效封井工作。
研究选取典型持久性有机污染物（POPs），综合分析了其在不同水体（包括河水、水库、湖水、地下水、近岸海水）中的分布现状。结果表明，经济发达的长江三角洲、珠江三角洲、闽江三角洲和浙江省是POPs污染的重灾区，这些地区地表水体中多环芳烃（PAHs）、有机氯农药（OCPs）和多氯联苯（PCBs）的浓度均超过了国际和中国水质标准。我国水生环境中OCPs污染水平与世界代表性区域相当，但PAHs和PCBs污染程度极为严重（PAHs区域平均值为15.1-72400 ng/L；PCBs区域平均值为0.2-985.2ng/L）。全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸铵（PFOA）污染已经开始显现。研究采用化合物的诊断比例等系列方法分析了POPs的主要来源和运移过程，提出了主要有机污染物在水圈迁移转化的过程示意图，认为大尺度水文循环过程是控制污染物迁移的重要控制条件。
两项研究均显示，滨海地区的地下水污染程度要远高于内陆地区，并可能造成近岸海水质量恶化，影响海洋生态。滨海地区地下水超采造成的海水入侵与地下水污染相互交织，造成滨海地下水环境保护和污染修复异常复杂。水污染的控制与修复仍需要持续努力，研究就此提出了一系列具体的应对措施。
上述研究得到了中科院青年创新促进会、国家自然科学基金委的资助。
相关论文：
1. Han D.M.*, Currell M.J., Cao G.L., 2016. Deep challenges for China’s war on water pollution. Environmental Pollution. 218:1222-1233.
2. Han D.M.*, Currell M.J., 2017. Persistent organic pollutants in China’s surface water systems. Science of the Total Environment. DOI:10.1016/j.scitotenv.2016.12.007.
图1. 基于最新政府统计数据的中国水污染状况：A）主要河流水质等级按照地表水水质分级（GB 3838-2002，见EP文章的表1），主要沿海海水水质等级按照海水水质等级分类（GB3097-1997）; B）包括浅层和深层地下水在内的6个地区地下水等级，采用地下水质量标准等级分类（GB / T 14848-93）。图1b 中较小饼图中的黄色与红色部分表示水质最差的两个等级（IV类水和V类水）水所占百分比。两幅地图（a和b）均有已知的“癌症村”的位置（Gong和Zhang，2013）。
图2. 中国主要盆地的地下水系统中硝酸盐浓度：a）数据来源的52个研究区域的位置图；浅层地下水（b）和深部或喀斯特地下水（c）中的硝酸盐浓度（以N计）统计图。将数据与美国环境保护局规定上限值（10 mg / L）和1 mg / L的背景浓度（根据Burow等 2010）进行比较。数据揭示了中国深层和浅层地下水中的地方性硝酸盐污染。
图3. 不同流域的地下水样品中NO3-的δ15NNO3和δ18ONO3组成特征
图4. 可持续有机污染物在环境中的来源及运输过程，及与水循环之间的关系示意图(注：数字代表不同类型的POPs：1- PAHs; 2- OCPs; 3- PCBs; 4- PFCs.)
随着工业化加速和农业工业化推进，我国已成为世界上最大的活性氮、有机化合物生产国和消费国。氮肥大量施用在保证粮食生产的同时也带来了负面影响，农业面源污染严重；有机化合物能够对人体健康造成不可逆转的严重危害，已成为污染防控的重点对象。2015年4月国务院颁布《水污染防治行动计划》（“水十条”），明确要求实施全国农业面源污染综合防治、开展有机物污染风险评价。针对农业面源污染中的地下水硝酸盐污染、水体中有机化合物污染，中国科学院地理科学与资源研究所副研究员韩冬梅与合作者系统收集全国范围内的海量调查数据，对我国地下水硝酸盐污染、水体有机污染进行了全面分析评价。
研究人员整合分析了全国52个盆地尺度地下水系统的深层、浅层地下水硝酸盐调查数据，全面进行了地下水硝酸盐污染程度评价。结果显示，36个主要盆地浅层含水层中，25个盆地中90%的监测点超出我国生活饮用水质量标准（10 mg/L-N以氮计）；37个主要盆地深层或岩溶含水层中，10个盆地含水层超标。滨海地区、特别是滨海岩溶地区地下水中硝酸盐污染程度远高于内陆地区。氮同位素污染示踪表明，除了农业施肥外，土壤中氮素和生活废水排放也是影响地下水中硝酸盐分布的重要因素。硝酸盐污染存在向深层发展趋势，与海量农业灌溉机井和报废机井造成深浅层含水层贯通有关。为防止深层地下水进一步污染，亟需开展报废机井的调查和有效封井工作。
研究选取典型持久性有机污染物（POPs），综合分析了其在不同水体（包括河水、水库、湖水、地下水、近岸海水）中的分布现状。结果表明，经济发达的长江三角洲、珠江三角洲、闽江三角洲和浙江省是POPs污染的重灾区，这些地区地表水体中多环芳烃（PAHs）、有机氯农药（OCPs）和多氯联苯（PCBs）的浓度均超过了国际和中国水质标准。我国水生环境中OCPs污染水平与世界代表性区域相当，但PAHs和PCBs污染程度极为严重（PAHs区域平均值为15.1-72400 ng/L；PCBs区域平均值为0.2-985.2ng/L）。全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸铵（PFOA）污染已经开始显现。研究采用化合物的诊断比例等系列方法分析了POPs的主要来源和运移过程，提出了主要有机污染物在水圈迁移转化的过程示意图，认为大尺度水文循环过程是控制污染物迁移的重要控制条件。
两项研究均显示，滨海地区的地下水污染程度要远高于内陆地区，并可能造成近岸海水质量恶化，影响海洋生态。滨海地区地下水超采造成的海水入侵与地下水污染相互交织，造成滨海地下水环境保护和污染修复异常复杂。水污染的控制与修复仍需要持续努力，研究就此提出了一系列具体的应对措施。
上述研究得到了中科院青年创新促进会、国家自然科学基金委的资助。
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1. Han D.M.*, Currell M.J., Cao G.L., 2016. Deep challenges for China’s war on water pollution. Environmental Pollution. 218:1222-1233.
2. Han D.M.*, Currell M.J., 2017. Persistent organic pollutants in China’s surface water systems. Science of the Total Environment. DOI:10.1016/j.scitotenv.2016.12.007.
图1. 基于最新政府统计数据的中国水污染状况：A）主要河流水质等级按照地表水水质分级（GB 3838-2002，见EP文章的表1），主要沿海海水水质等级按照海水水质等级分类（GB3097-1997）; B）包括浅层和深层地下水在内的6个地区地下水等级，采用地下水质量标准等级分类（GB / T 14848-93）。图1b 中较小饼图中的黄色与红色部分表示水质最差的两个等级（IV类水和V类水）水所占百分比。两幅地图（a和b）均有已知的“癌症村”的位置（Gong和Zhang，2013）。
图2. 中国主要盆地的地下水系统中硝酸盐浓度：a）数据来源的52个研究区域的位置图；浅层地下水（b）和深部或喀斯特地下水（c）中的硝酸盐浓度（以N计）统计图。将数据与美国环境保护局规定上限值（10 mg / L）和1 mg / L的背景浓度（根据Burow等 2010）进行比较。数据揭示了中国深层和浅层地下水中的地方性硝酸盐污染。
图3. 不同流域的地下水样品中NO3-的δ15NNO3和δ18ONO3组成特征
图4. 可持续有机污染物在环境中的来源及运输过程，及与水循环之间的关系示意图(注：数字代表不同类型的POPs：1- PAHs; 2- OCPs; 3- PCBs; 4- PFCs.)
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