地下水是重要的淡水资源,约占全球淡水资源总量30%,全世界约一半饮用水由地下水提供,我国约有2/3人口以地下水为饮用水源。然而,由于人们在生产实践活动中对工业废水的不合理排放,对城镇垃圾堆积及其污水的不适当处理,农业耕种中广泛使用富含磷、钾等农药化肥等,导致有机物进入生态环境,使地下水物理性质、化学成分、生物学特性等发生改变,如此一来,便会造成地下水的有机污染。

随着分析技术的不断进步,越来越多浓度低至微克/升、纳克/升,甚至皮克/升级别的有机物在地下水中被检出,对生态系统平衡和人类生活造成影响。这类有机物通常被称为“有机微污染物”。地下水中“有机微污染物”来源广泛、种类较多、浓度很低、不易检出,其危害不可忽视,严重影响居民身体健康。因此,准确识别地下水中有机微污染物的特征和来源,并掌握相关分析方法和修复技术,对评价和预防地下水中有机微污染物对人类健康的风险意义重大。

有机微污染物,顾名思义,即含量极低的有机污染物,有时也被称为痕量有机污染物。与无机污染物相比,地下水有机微污染物有以下几个特点：

（1）种类繁多。污染物数量极多,涉及范围广泛,存在于人类生活的各个方面,包括农药、药物（如常见的诺氟沙星）、个人护理用品、激素、工业化学品等上万种物质,其中涵盖了持久性有机污染物,具有内分泌干扰效应的有机物,甚至是人类致癌物等;

（2）含量极低。绝大多数有机污染物难溶于水,在地下水中含量非常低（一般小于微克/升）,定量分析十分困难,也难以判断其相应的环境毒性。

（3）毒害性大。许多有机微污染物的毒性已得到证实,甚至是致癌、致畸型、致突变物,如双酚A、苯并(a)芘、林丹、五氯酚等已经被国际癌症研究机构列为人类致癌物;

（4）难以生物降解、中间产物复杂。有机污染物一旦进入包气带和含水层,其残留物可以维持数十年乃至上百年,长期污染环境,而且由于其降解反应过程复杂,反应路径不唯一,会出现许多中间产物。

此外,有机微污染物数量和种类日益增多,但缺乏登记或管理,绝大部分微污染物会最终排放进入自然水体,而水质指标中并没有明确规定其最高允许浓度,从而可能引发严重的环境风险。因此,掌握有机微污染物在地下水中的浓度含量水平、迁移转化规律和生物降解机制是做好地下水污染防治和地下水资源保护的基础。

地下水有机微污染物的来源包括两个方面：自然环境和人类活动,其中后者是主要来源。一般来说,在天然的水文地质条件下,当含水层与含油层、煤系地层有着密切的水力联系时,地下水中便存在相应的有机微污染物。

人类活动中排放的有机微污染物,会通过多种途径进入水体环境中：生活污水排放、医院废水排放、工业废水排放、化粪池渗滤、水产养殖、农药化肥施用,以及各类水体间的交换,等等。其中,各类污水的排放是有机微污染物的主要来源。一般来说,各类污水均需先经过污水处理厂处理,待达标后再排放到环境中。然而,大部分有机微污染物浓度极低,且不溶于水,由于设备的局限性,操作技术的不娴熟,使污染物不能被清除彻底,而被排放到环境中,渗入地下,造成地下水污染。因此,我们也可以认为污水处理厂的排放是有机微污染物的主要来源。

从污水处理厂排放出的有机微污染物,虽然会通过沉降、颗粒物吸附、直接或间接光解和生物降解等作用得到稀释,但大部分会汇入地表水,同时还会被地表水稀释。与其他自然水体相比,地表水负载了最大量的有机微污染物,它们通过向下补给地下水,或者通过水力交换转移到地下水中,造成地下水的有机污染。因此,承载多种类、高浓度污染物的地表水是地下水有机微污染物重要来源之一。

另外,石油开采过程中原油泄漏、地下输油管道破裂、地下储油库突发事故、垃圾堆放场淋滤等也是地下水有机微污染物的主要来源。那么,如何检测地下水有机微污染物呢?

地下水有机微污染物危害性大,需对其进行检测,同时也是作为预防、保护和治理地下水污染的一项重要内容。因此,对地下水有机污染检测技术方法的研究至关重要。目前,国内外传统地下水检测方法,一般是原地取样后,在实验室进行试剂或仪器分析。随着社会发展和科学技术不断进步,地下水有机微污染物前处理技术及分析测试技术逐渐成熟。有机物的分析方法主要有气相色谱法、气相色谱-质谱法、液相色谱法和液相色谱—质谱法,等等。

由于地下水有机微污染物含量极低,需首先对其分离、富集。因此,有机微污染物前处理技术是确保其准确分析至关重要的一步。目前,地下水有机微污染物前处理技术很多,主要包括顶空法、萃取法、超声萃取法、固相微萃取法、液相微萃取法、顶空固相微萃取法、加速溶剂萃取法等,其中应用最广泛的是加速溶剂萃取、超声萃取和固相萃取法。这些前处理技术改善了样品的提取效果和进样条件,为得到可靠检测数据提供了有力保障。

随着人们对有机污染物的不断重视,地下水有机微污染物的检测技术发展迅速,从样品净化、检测灵敏度、快速、便捷、成本、适应性等角度,都在不断被优化;从单纯的气相色谱、液相色谱,逐渐发展成色谱—质谱联用技术,再到样品前处理技术—色谱—质谱联用相结合的各类新型检测技术;从实验室大型仪器的室内检测技术发展到室外快速、便携式检测技术,等等。这些新型检测技术方法,为地下水中有机微污染物的检测分析提供了有力的技术支撑。

随着地下水有机污染日益严重,人们会产生一个疑问：被污染的地下水能否修复?科学家的回答是：运用一定技术手段,可以将地下水中的有机微污染物在原地去除,以达到环境修复目的。这一技术称作原位修复技术,并受到社会广泛关注。地下水原位修复技术对周围环境的干扰小,修复效果明显,常见的包括物理、化学、生物和可渗透反应墙修复技术,等等。

常用的物理修复技术有曝气技术和电动修复技术。地下水曝气技术就是将空气注入污染区域以下,将挥发性和半挥发性有机污染物从地下水中解析到空气流,并引至地面上进行处理,从而达到地下水修复的目的。电动修复技术的基本原理与电池类似,是将电极插入受污染土壤和地下水区域,施加直流电压形成电场梯度,利用直流电场产生的电渗析、电迁移和电泳等效应,使污染物沿电力场方向定向移动,将污染物从土壤和地下水中去除的原位修复技术,其中电渗析适用于非离子态污染物（如有机微污染物）的去除。

化学修复技术是将强氧化剂直接注入到受污染的地下含水层中,通过氧化还原反应将污染物转化为无害的物质,使污染物得以去除。常用的氧化剂有Fenton试剂（双氧水与亚铁离子的结合）、类Fenton试剂、高锰酸盐、臭氧和过硫酸盐,等等。其中,Fenton试剂法因其能够氧化大多数有机物,具有无选择性、反应迅速、处理彻底、原料简单便宜、无需复杂设备、操作简便、反应条件温和、无二次污染等特点,是最有前景的原位修复技术之一。

生物修复技术是利用天然存在或特别培养的生物,通过吸收、降解,即吃下并消化污染物,将其转化为无害物质的处理技术。为保证生物修复效果,水温、碱度、溶解氧、营养物等恰当的环境条件必不可少,它可以使“有用”的生物生长繁殖,进而吃掉更多污染物。如果环境条件不适宜,生物会生长缓慢甚至死亡,导致污染物得不到修复。该技术已成功应用于受多种有机氯（二氯乙烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯等）污染的地下水修复,而且受污染地下水中的甲基叔丁基醚、苯系物等有机污染物也能通过原位生物修复技术去除。

可渗透反应墙技术是在墙体中填充反应材料,受污染的地下水流经可渗透反应墙时,污染物与墙体中的填充材料发生物理、化学或生物等反应,转化为环境接收的另一种形式,最终被去除,达到修复地下水目的。可渗透反应墙技术具有能够对污染区的污染物在原位进行长期处理、能耗小、经济等优点,是目前被广泛关注的原位地下水修复技术。

总之,了解我国地下水有机微污染物来源、污染现状,加强对地下水有机微污染物防治,研发一些相应修复技术来挽救日益恶化的地下水环境,是当前所面临的一项迫切任务,也是推进国家生态文明建设发展的需要。