地下水水质监测实用手册

公开披露授权公开披露授权公开披露授权公开披露授权实用手册地下水质量监测彼得·拉文斯克罗夫特和露西·莱顿 关于水全球实践世界银行集团的水全球实践于 2014 年推出，将融资、知识和实施整合在一个平台上。通过将世行的全球知识与国家投资相结合，这种模式为帮助各国实现可持续增长的转型解决方案提供了更多动力。请访问我们的网站 www.worldbank.org/water 或在 Twitter 上关注我们：@WorldBankWater。关于 GWSP本出版物得到了全球水安全与卫生伙伴关系 (GWSP) 的支持。 GWSP 是一个多方捐助信托基金由世界银行水资源全球实践部管理，并得到澳大利亚外交和贸易部、奥地利联邦财政部、比尔和梅琳达·盖茨基金会、丹麦外交部、荷兰外交部的支持，瑞典国际开发合作署、瑞士国家经济事务秘书处、瑞士发展与合作署和美国国际开发署。请访问我们的网站 www.worldbank.org/gwsp 或在 Twitter 上关注我们：@TheGwsp。 实用手册地下水质量监测彼得·拉文斯克罗夫特和露西·莱顿 © 2022 国际复兴开发银行/世界银行 1818 H Street NW, Washington, DC 20433电话：202-473-1000；互联网：www.worldbank.org这项工作是世界银行工作人员在外部捐助下的产物。本文中表达的调查结果、解释和结论不一定反映世界银行、其执行董事会或它们所代表的政府的观点。世界银行不保证本文中包含的数据的准确性。本作品中任何地图上显示的边界、颜色、面额和其他信息并不意味着世界银行对任何领土的法律地位或对此类边界的认可或接受作出任何判断。权利和许可本作品中的材料受版权保护。由于世界银行鼓励传播其知识，只要注明对本作品的全部出处，本作品可以全部或部分复制用于非商业目的。请引用以下作品：Ravenscroft、Peter 和 Lucy Lytton。 2022.《地下水水质监测实用手册》。世界银行，华盛顿特区。有关权利和许可（包括附属权利）的任何疑问，应发送至 World Bank Publications, The World Bank Group, 1818 H Street NW, Washington, DC 20433, USA；传真：202-522-2625；电子邮件：pubrights@worldbank.org。封面设计：Bill Pragluski，Critical Stages，LLC。 地下水水质监测实用手册3内容前言八致谢九缩写X定义十二化学浓度单位十三第 1 章：简介1背景1目的和读者群2手册的组织2第 2 章：地下水化学和利用4地下水使用标准4天然地下水质量6污染物在地下水中的表现7笔记9第 3 章：概念模型和表征风险10介绍10概念水文地质模型11建立基线12水体、化学状态和趋势14污染途径14污染危害测绘和表征15化学登记和毒理学数据16漏洞映射16风险评估17监管及其后果19笔记21第 4 章：地下水污染物及其监测22天然地下水污染物22人为污染物32盐度和盐水侵入40笔记42 地下水水质监测实用手册4第 5 章：地下水质量监测基础知识 43第 6 章：建立和审查地下水质量监测网络 52第 7 章：了解监测井 56第 9 章：现场操作 74 地下水水质监测实用手册5地下水现场测试77地下水水质现场监测80质量保证：空白、标准和重复80进一步信息的来源82笔记82第 10 章：处理实验室和实验室数据83初步数据评估和验证83实验室数据的详细评估83未检测到的问题84内部实验室和分析服务85改进分析技术和仪器85笔记86第 11 章：解释地下水质量数据87方法论87使用 GIS 和地统计学88地下水水质图和剖面88笔记92第 12 章：信息管理93原则93地下水水质数据的特殊性95地下水数据处理的新趋势95笔记96参考97盒子2.1.氧化和还原（氧化还原）反应83.1。概念水文地质模型的要素133.2.危险、风险和 SPR 链接173.3.基于风险的纠正措施 (RBCA)193.4.为什么我们需要概念模型204.1.报告硝酸盐浓度335.1.监测井的系统性错误465.2.地下水质量监测在实践中如何出错487.1.观察井、监测井和渗压计567.2.设计与施工569.1.水文地质学家的工具包749.2.检查挥发物和易燃气体：顶空筛查76 地下水水质监测实用手册69.3.行程空白的实用性 819.4.良好 QA/QC 计划的五个技巧 8110.1。如何阅读地下水质量报告 8411.1。抽样问题如何影响地下水质量的印象 91图1.1.地下水质量监测和手册的组织3B2.1.1。污染场地的氧化还原区83.1.概念模型的图形表示示例113.2.漏洞映射的 DRASTIC 方法184.1.还原溶解砷动员244.2.印度西北部的反相关氟化物和钙浓度274.3.加纳和印度氟化物 (F) 的空间和垂直变化284.4.中国河套盆地铀及其他污染物的发生情况304.5.病原体和含水层孔径344.6.LNAPL 发生示意图374.7.DNAPL发生的广义概念模型394.8.沿海盐水入侵416.1.网络评论526.2.监测生产井和渗压计的比较547.1.井内流动对水采样的影响577.2.屏幕长度和位置对质量监控的影响597.3.获取垂直水质剖面的一般方法617.4.清洗盐水监测井的重要性638.1.与清除有关的术语648.2.流通井概念668.3.低流量吹扫和采样组件678.4.膀胱泵操作688.5.免吹扫取样装置6911.1.刚性图映射示例9012.1.地下水监测和数据归档概述94地图4.1.地下水砷污染风险地区和人群244.2.地下水中氟化物浓度超过 1.5 mg/L 的预测概率26B11.1.1。孟加拉国南部两个独立的砷污染概率 (>50 ppb)时间段 91相片4.1。手动泵的铁和锰染色示例 299.1.用于碱度测量的数字滴定仪 789.2.在孟加拉国使用砷现场工具包 79 地下水水质监测实用手册7表3.1。危险化学品及其控制信息来源示例 164.1.重要的天然地下水污染物235.1.地下水监测系统按功能分类 445.2.监测特定地下水污染物的常见问题和指标507.1.监测井对比水瓶座608.1.美国环境地下水质量监测的单位成本 729.1。特定化合物的取样程序 77 地下水水质监测实用手册8前言这是“看到隐形：地下水质量战略报告”的配套卷，它解释了为什么地下水质量对世界银行和其他地方的发展项目管理人员如此重要。其目的是为管理人员及其团队提供有关如何建立和管理地下水质量监测计划的实用指导。它提供了一种合乎逻辑的、循序渐进的方法，可以根据实施此类计划的能力进行定制并随其增长。指导原则是，监控是塑造我们对问题的识别、问题的框架、解决方案的设计以及这些解决方案的有效性测量的基本活动。监测通常被视为简单且被低估，但对地下水质量的监测及其解释在技术上要求很高。另一方面，也是非常有收获的。 地下水水质监测实用手册9致谢得益于全球水安全与卫生伙伴关系 (GWSP) 的财政支持，这项工作得以实现。感谢审稿人和顾问的支持。正式评审由同行评审提供：南方科技大学郑严博士和教授； Abedalrazq F. Khalil 博士，世界银行可持续发展部门负责人； Amal Talbi 博士，世界银行中东和北非地区首席水资源管理专家。英国伦敦大学学院的 John McArthur 教授在起草这项工作期间提供了宝贵的建议和指导。世界银行同事 Esha Zaveri、Aude-Sophie Rodella、Soma Ghosh、Nagaraja Rao Harshadeep 和 Eileen Burke 还提出了其他意见和建议。如果没有世界银行团队的不懈支持，特别是 Ayelen Nadia Becker、Erin Barrett 以及来自全球水资源实践和沟通团队的同事，这项工作的交付是不可能的。 地下水水质监测实用手册10缩写ABS 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯 AD 碱解吸ADI 可接受的每日摄入量AI人工智能AMD酸性矿山排水ANN人工神经技术BTEX苯、甲苯、乙苯和二甲苯 CBE 电荷平衡错误新兴关注的 CEC 化学品 CHM 概念水文地质模型 DL 深度学习DNAPL致密非水相液体剧烈的深度-补给-含水层-土壤-地形-冲击-电导率DT温差EC 电导率（盐度的代表） EIA 环境影响评估EM电磁EMP 环境管理计划 ESP 可交换钠百分比公平的可找到-可访问-可互操作-可重复使用的 FC 粪便大肠菌群FIB粪便指示菌FID 火焰离子化检测器FSP现场抽样计划GC-MS气相色谱-质谱GEMS全球环境监测系统GHS 全球化学品分类和标签协调系统 GIS 地理信息系统GPS全球定位系统GRACE 重力恢复和气候环境 GWB 地下水体GWMU地下水管理单位高密度聚乙烯高密度聚乙烯HSP 健康和安全计划高温聚乙烯高密度聚乙烯 ICP电感耦合等离子体InSAR 干涉合成孔径雷达ISO 国际标准化组织 地下水水质监测实用手册11IT信息技术 LNAPL轻质非水相液体MCL 最大浓度水平，USEPA MDI 每日最大摄入量使用的法律定义机器学习机器学习MSP 多方平台 MTBE 甲基叔丁基醚 NAPL 非水相液态 PAH 多环芳烃PCE 全氯乙烯或四氯乙烯PCP个人护理产品PFAS 全氟烷基和多氟烷基物质 PFOA 全氟辛酸酯PFOS 全氟辛烷磺酸盐 PID 光电离检测器POP持久性有机污染物聚四氟乙烯聚四氟乙烯PVC聚氯乙烯质量保证质量保证质量控制QHRA 定量健康风险评估 QRA 定量风险评估RBCA 基于风险的纠正措施 RD 还原性溶解RSC 残留碳酸钠SAR钠吸附比SDG 可持续发展目标 SO 硫化物氧化SOP标准作业程序SPR源-通路-受体三氯乙烯三氯乙烯TDS 总溶解固体UNEP 联合国环境规划署 USEPA 美国环境保护署 UST 地下储罐VOC挥发性有机化合物WASH 供水、环境卫生和个人卫生 WFD 水框架指令谁世界卫生组织 地下水水质监测实用手册十二定义地下水.地球表面以下的所有水。含水层.我们应用了一个松散的定义，指的是具有足够渗透性以允许大量提取的地层。地下水体.我们使用该术语来表示公认含水层内不同或划定的地下水体积或区域，相当于欧盟水框架指令 (WFD) 对“含水层或含水层系统内的不同体积地下水的定义，该地下水与附近水力隔离地下水体。”地下水体也可以被视为一个地下水管理单元（GWMU）。污染和污染.这些术语经常但错误地用作同义词。所有污染物都是污染物，但并非所有污染物都是污染物。污染只是一种物质的存在，它不应该存在或浓度高于背景。污染是可能导致不利生物效应的污染（Chapman 2007）。 地下水水质监测实用手册十三化学浓度单位克/升 =ppt克每升或千分之几。该装置很少用于地下水，几乎总是用于高盐度水。Mg/L = ppm 毫克每升或百万分之几。这些缩写实际上是同义词，除了非常咸的水，以及地下水中遇到的主要离子的最常见单位。例如，钙 (Ca)、镁 (Mg)、氯化物 (Cl) 和硫酸盐 (SO4).μ克/升 =ppb每升微克或十亿分之几。这些单位通常用于微量元素和合成有机化合物。纳克/升 =ppt每升纳克或万亿分之一。这些用于一些在极低浓度下显着的合成有机化合物，如杀虫剂和全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS)。请注意，缩写 ppt 使用的是万亿分之几和千分之几；但是，上下文应该使含义显而易见，因为盐度永远不会以纳克级测量，而例如农药的 g/L 将代表纯产品。μS/cm 微西门子每厘米。这些是电导率 (EC) 的单位，它是盐度和总溶解固体 (TDS) 的常用测量和代表。当 EC 超过约 1,000 至 2,000 时μS/cm，它与 TDS 呈近似线性关系。 地下水水质监测实用手册1第一章 简介天然地下水质量及其人类活动污染的重要性不断提高。由于综合水资源管理模