如何通过地下水监测数据判断市政排水系统是否存在污染泄漏?-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-08-25 | 10 次浏览 | 分享到:
通过地下水监测数据判断市政排水系统污染泄漏,可从四维度入手:基础数据分析对比监测值与背景值,单指标(如 COD)3 倍以上升高或 pH 与电导率协同变化需警惕;特征污染物溯源,依生活污水(粪大肠菌群、LAS)、工业污水(特定重金属、VOCs)专属污染物锁定泄漏类型;多指标联动验证,通过有机物 - 营养盐、特征 - 常规、微生物 - 化学指标关联构建证据链;时空趋势分析确定泄漏时间与管段范围。同时需排除非市政污染源、确保数据准确并结合现场排查,未来可加密监测、增自动设备、建数据平台优化,精准识别泄漏风险以守护地下水资源。

市政排水系统(管网、污水处理厂、泵站等)的污染泄漏,是导致地下水污染的重要诱因。由于地下水具有隐蔽性、流动性及污染修复难度大的特点,一旦被污染,不仅威胁居民饮用水安全,还会破坏地下生态环境。而地下水监测数据作为 “地下水质哨兵”,能通过数值变化、指标关联、时空趋势等特征,为判断市政排水系统是否存在污染泄漏提供科学依据。本文从基础数据分析、特征污染物溯源、多指标联动验证、时空趋势研判四个维度,系统梳理基于监测数据的判断方法,助力精准识别泄漏风险。


一、基础数据分析:从 “背景值偏离” 识别异常信号

判断市政排水系统污染泄漏的首要步骤,是对比地下水监测数据与 “背景值” 的差异 —— 若监测指标出现显著偏离,且排除自然因素影响,则可能存在污染泄漏。这里的 “背景值” 需通过前期调查确定,即采集远离市政排水系统、无人类活动污染区域的地下水样,经多次检测后确定的指标基准范围(如 COD 背景值通常为 5-15mg/L,氨氮背景值为 0.1-0.5mg/L)。


(一)单指标浓度异常升高

市政排水系统泄漏的污水中,有机物(COD、BOD₅)、营养盐(氨氮、TN、TP)、微生物(粪大肠菌群)等指标浓度远高于地下水背景值,若监测数据中此类指标突然升高,需优先警惕泄漏风险。以 COD 为例,某城市老旧管网周边的地下水监测井,2023 年上半年 COD 浓度稳定在 10-12mg/L(接近背景值),但 7 月突然升至 45mg/L,且后续连续 3 次采样(间隔 7 天)COD 浓度维持在 38-50mg/L,远超背景值上限。经排查,该监测井上方 50 米处的铸铁管网存在裂缝,生活污水通过裂缝渗入地下水,导致 COD 异常升高。


需注意的是,单指标异常需排除自然因素干扰:例如,雨季地下水水位上升可能导致土壤有机物溶出,使 COD 轻微升高(通常不超过 20%),但不会出现倍数级增长;若 COD 浓度较背景值升高 3 倍以上,且无自然因素(如暴雨、地质活动)影响,则泄漏概率超过 90%。


(二)pH 值与电导率的 “协同变化”

地下水 pH 值通常呈弱碱性(7.2-8.5),电导率因区域地质差异波动较大(一般为 100-500μS/cm),但市政排水污水的 pH 值多为 6.5-7.5(生活污水)或 4-6(部分工业废水),电导率因含大量离子(如氯离子、硫酸盐)通常>1000μS/cm。若监测数据显示 pH 值从弱碱性骤降至中性或酸性,同时电导率显著升高(如从 300μS/cm 升至 1500μS/cm),则可能是污水泄漏导致的 “协同污染信号”。


某工业园区市政排水管网周边的地下水监测数据显示,2024 年 3 月 pH 值从 7.8 降至 6.2,电导率从 350μS/cm 升至 1800μS/cm,同期 COD 从 12mg/L 升至 68mg/L。进一步检测发现,该管网接入的某食品加工厂存在偷排行为,高盐、弱酸性的生产废水通过管网破损处渗入地下水,导致 pH 与电导率同步异常,这一 “协同变化” 成为判断泄漏的关键依据。


二、特征污染物溯源:锁定 “市政排水专属污染信号”

市政排水污水具有独特的 “污染物指纹”—— 如生活污水中的粪大肠菌群、阴离子表面活性剂(LAS),工业接入污水中的特定重金属(铬、镍)、挥发性有机物(VOCs),这些 “特征污染物” 是区分市政排水泄漏与其他污染源(如农业面源、工业固废)的核心标志。通过监测数据中的特征污染物,可精准溯源是否为市政排水泄漏。


(一)生活污水特征污染物:粪大肠菌群与 LAS

生活污水是市政排水的主要组成部分,其中粪大肠菌群(浓度通常为 10⁴-10⁶个 / L)与 LAS(浓度为 5-20mg/L)是典型特征污染物,而自然地下水中几乎不含此类物质。若地下水监测数据中检出粪大肠菌群,且浓度>100 个 / L,同时 LAS 浓度>0.5mg/L,则可初步判定存在生活污水泄漏。


某居民小区周边的地下水监测井,2023 年 9 月首次检出粪大肠菌群(1200 个 / L),LAS 浓度为 1.8mg/L,同期 COD 升至 52mg/L、氨氮升至 8.5mg/L。经开挖检查,该小区地下管网的混凝土管接口因沉降出现缝隙,生活污水通过缝隙渗入地下水,与监测数据中的特征污染物信号完全吻合。需注意的是,若仅检出粪大肠菌群而无 LAS,可能是农业养殖污染(如畜禽粪便渗漏),需结合其他指标进一步验证。


(二)工业接入污水特征污染物:特定重金属与 VOCs

若市政排水管网接入工业废水(如电镀、印染、化工企业),则泄漏污水中会携带 “行业专属” 特征污染物,如电镀废水的六价铬、镍,印染废水的苯胺类,化工废水的苯系物(VOCs)。通过监测数据中的这类指标,可锁定是否为工业接入管网泄漏。


某电镀园区周边的地下水监测数据显示,2024 年 1 月六价铬浓度从 0.001mg/L(背景值)升至 0.08mg/L,镍浓度从 0.002mg/L 升至 0.12mg/L,同期 COD 升至 75mg/L。排查发现,该园区接入市政管网的支管存在腐蚀穿孔,电镀废水泄漏后渗入地下水,六价铬与镍的检出成为判断工业污水泄漏的直接证据。此外,若监测数据中出现多种 VOCs(如苯、甲苯、二甲苯)且浓度符合化工废水特征(如苯浓度>0.05mg/L),则可判定为化工类工业污水泄漏。


三、多指标联动验证:构建 “污染泄漏证据链”

单一指标或特征污染物可能存在 “误判风险”(如自然因素导致的单指标异常),需通过多指标联动分析,构建 “浓度变化 - 指标关联 - 污染逻辑” 的完整证据链,确保判断结果的准确性。核心联动逻辑包括 “有机物 - 营养盐联动”“特征污染物 - 常规指标联动”“微生物 - 化学指标联动” 三类。


(一)有机物 - 营养盐联动:验证生活污水泄漏

市政生活污水中,COD(有机物)与氨氮、TN(营养盐)存在稳定的比例关系(通常 COD: 氨氮 = 10:1-15:1,COD:TN=5:1-8:1),若地下水监测数据中这一比例与生活污水比例一致,且浓度同步升高,则可强化泄漏判断。


某城市管网干管周边的地下水监测数据显示,COD 从 15mg/L 升至 60mg/L,氨氮从 1.2mg/L 升至 4.8mg/L,TN 从 3.0mg/L 升至 8.5mg/L,计算得 COD: 氨氮 = 12.5:1,COD:TN=7.1:1,与当地生活污水的比例(COD: 氨氮 = 12:1,COD:TN=7:1)高度吻合。同时,该监测井检出粪大肠菌群(800 个 / L),进一步验证了生活污水泄漏 —— 若仅 COD 升高而氨氮、TN 无变化,则可能是工业有机废水(如食品加工废水)泄漏,而非生活污水。


(二)特征污染物 - 常规指标联动:锁定工业污水泄漏

工业污水泄漏时,特征污染物(如六价铬、苯系物)与常规指标(COD、电导率)会呈现 “同步变化” 趋势,且特征污染物浓度与 COD 存在行业特定比例。例如,电镀废水的六价铬与 COD 比例通常为 0.001:1-0.005:1,若监测数据中六价铬浓度为 0.1mg/L、COD 为 50mg/L(比例 0.002:1),且电导率同步升高,则可确认电镀废水泄漏。


某印染园区的地下水监测数据显示,苯胺类(特征污染物)从 0.01mg/L 升至 0.3mg/L,COD 从 18mg/L 升至 90mg/L,电导率从 400μS/cm 升至 2000μS/cm,苯胺类与 COD 的比例为 0.0033:1,符合印染废水的特征比例(0.002:1-0.005:1),且 pH 值从 7.6 降至 6.0(印染废水多为弱酸性),多指标联动验证了印染废水通过市政管网泄漏的结论。


(三)微生物 - 化学指标联动:排除非市政污染源

市政排水污水中,微生物(粪大肠菌群)与化学指标(COD、LAS)存在 “伴随关系”—— 若存在泄漏,粪大肠菌群与化学指标会同步检出或升高;若仅化学指标异常而无微生物,则可能是工业固废渗滤液、农业面源等非市政污染源。


某乡镇地下水监测井曾出现 COD 升至 45mg/L、氨氮升至 5.0mg/L,但未检出粪大肠菌群,进一步检测发现该区域存在农业大棚,化肥流失导致氨氮升高,有机物则来自土壤腐殖质溶出,排除了市政排水泄漏;而另一监测井同时出现 COD 升高、粪大肠菌群检出、LAS 超标,则明确指向市政生活污水泄漏。


四、时空趋势分析:从 “动态变化” 定位泄漏范围与时间

地下水监测数据的 “时间序列变化” 与 “空间点位差异”,能进一步定位市政排水系统的泄漏时间、泄漏管段范围,为后续修复提供精准指引。


(一)时间趋势:确定泄漏发生节点

通过分析连续 6 个月以上的监测数据,若指标浓度从 “稳定背景值” 突然跃升至高浓度,并持续维持在高位(或波动上升),则跃升时间点即为泄漏发生的大致时间。某城市污水处理厂周边的地下水监测数据显示,2023 年 11 月前 COD 稳定在 12mg/L,11 月第 2 周突然升至 35mg/L,后续每月采样均维持在 30-40mg/L,结合污水处理厂 11 月初的管网检修记录,判断泄漏发生在 11 月检修后的管道接口松动。


若指标浓度呈 “渐进式升高”(如每月升高 5-10mg/L),则可能是管网轻微渗漏,污染物缓慢累积导致;若浓度 “波动下降”,则可能是泄漏点已自行封堵(如管道裂缝被泥沙堵塞)或地下水稀释作用,需结合现场排查确认。


(二)空间趋势:定位泄漏管段范围

在市政排水管网沿线布设多个监测井(如按 50-100 米间隔布设),通过对比不同点位的监测数据,若某一区域的监测井指标浓度显著高于周边点位,且浓度从该区域向两侧逐渐降低,则该区域即为泄漏管段的核心范围。


某城市管网沿线 5 个监测井(编号 1-5,间隔 80 米)的 COD 数据显示:井 1(15mg/L)、井 2(55mg/L)、井 3(62mg/L)、井 4(20mg/L)、井 5(18mg/L),井 2、井 3 的 COD 浓度远高于其他点位,且呈 “中间高、两侧低” 的分布趋势,判断泄漏管段位于井 2 与井 3 之间(160 米范围)。后续开挖检查发现,该段管网的 PE 管存在 2 处裂缝,污水持续渗入地下水,与空间趋势分析结果完全一致。


五、注意事项与优化建议

基于地下水监测数据判断市政排水系统污染泄漏,需避免 “单一数据下结论”,同时通过优化监测方案提升判断精度。


(一)关键注意事项

排除自然与其他污染源:需提前调查监测区域的地质背景(如是否存在高盐地层导致电导率升高)、农业活动(如是否使用化肥农药)、工业固废堆放(如是否有废弃工厂),避免将非市政污染源误判为排水系统泄漏。


确保监测数据准确性:采样时需严格遵循规范(如使用酸洗采样瓶、加固定剂),实验室检测需做平行样与加标回收(误差控制在 10% 以内),避免因操作失误导致的数据失真影响判断。


结合现场排查验证:监测数据仅为 “间接证据”,需结合现场排查(如管道闭水试验、红外检测)确认泄漏点,例如某监测井数据显示疑似泄漏,但闭水试验证明管道完好,最终发现是周边化粪池渗漏,避免了误修。


(二)监测方案优化建议

加密监测频次与点位:在老旧管网、工业接入管、污水处理厂周边等 “高风险区域”,将监测频次从每月 1 次增至每两周 1 次,点位间隔从 100 米缩至 50 米,提升泄漏发现的及时性。


增加自动监测设备:在关键监测井安装地下水在线监测仪(如 COD、氨氮、电导率在线仪),实现 24 小时实时监测,捕捉瞬时泄漏导致的指标骤升(如工业偷排导致的浓度突变)。


建立数据联动平台:将地下水监测数据与市政排水管网 GIS 系统、污水处理厂运行数据(如进水 COD、流量)联动,若管网某段流量突然下降,同时周边地下水 COD 升高,则可快速锁定泄漏管段。


总之,基于地下水监测数据判断市政排水系统污染泄漏,需以 “背景值为基准、特征污染物为标志、多指标联动为核心、时空趋势为补充”,构建科学的判断体系。通过精准识别泄漏风险,既能及时修复排水系统,防止地下水污染扩散,也能为市政排水管理提供数据支撑,守护地下水资源安全。