美國西部皮德蒙特高原含水層系統(tǒng)地下水中污染物遷移和分布影響因素

美國地質調查局（USGS）負責為全國改善和保護生活用水水質，并對水、生態(tài)、能源和礦物資源進行有效管理提供可靠的科學信息。全國水資源信息對于保證水資源作為安全飲用水、娛樂用水和進行工業(yè)、農業(yè)發(fā)展以及維持魚類和野生動物生活的長期利用具有非常重要的意義。隨著人口增長和用水需求增加，水質和水量對于地區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)的長期可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。USGS于1991年開展了全國水質評價項目（NAWQA），來滿足全國、地區(qū)、州和當?shù)嘏c水質管理相關的信息和政策需求。NAWQA項目要回答以下問題：全國河流和地下水的水質現(xiàn)狀如何？如何隨時間變化？自然條件和人為活動如何影響河流和地下水的水質？哪些影響最為突出？通過綜合考慮水化學、物理特征和河流生態(tài)環(huán)境等，NAWQA項目提出了目前存在的水問題和需要優(yōu)先解決的問題。1991～2001年，NAWQA項目完成了多學科綜合評價工作，確定了51個州流域和含水層的水質背景。在項目的第二個10年（2001～2010），研究重點是對地方的水質現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行評價。這些評價工作以主要流域和含水層為基礎，以較大的區(qū)域為主，而非某一研究單元。通過區(qū)域評價，可以更好地了解地表水和地下水的水質。另外，通過區(qū)域評價，可以了解自然特征和人類活動如何對水質造成影響。在許多區(qū)域評價工作中，以單個場地的資料為基礎，采用模型或其它科學手段，將水質研究結果應用到未進行監(jiān)測工作但具有一定可比性的地區(qū)，這樣也有助于對水文系統(tǒng)作進一步了解；另外，根據(jù)模型模擬，也有助于對不同資源管理方案進行評價，并對成果進行預測，如減少污染物的點源和面源污染源、土地保護、改變水流和抽水方式等。在此期間，另外一些研究內容還包括：對殺蟲劑、揮發(fā)性有機物（VOCs）、營養(yǎng)元素、某些微量元素和水生生態(tài)系統(tǒng)進行研究，了解農藥的歸宿，城市化對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響，河流生態(tài)系統(tǒng)中汞的積累，營養(yǎng)元素富集對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響，公共供水井中污染物的遷移等。美國地質調查局內政部發(fā)布了2006-5104調查報告，對第一個10年和第二個10年前3年在美國東部皮德蒙特高原含水層系統(tǒng)（PAS）的工作成果進行匯總，本文即是本報告主要內容，供我國的水文地質工作參考。一、概述美國地質調查局（USGS）的全國水質評價項目（NAWQA）對美國大部分地區(qū)，特別是一些大的流域（可以稱為研究單元）的水質情況進行了研究。在項目的第一個10年（1991～2000），以研究單元為研究對象，完成了水質分析工作，并對一些選定的污染物進行了分析。在項目的第二個10年（2001～2010），研究的重點是提供地區(qū)水質報告，并對幾個主要含水層進行研究。（一）目的和工作范圍本報告對1993～2003年間美國東部皮德蒙特高原含水層系統(tǒng)中，影響地下水中硝酸鹽、某些殺蟲劑、揮發(fā)性有機物（VOCs）以及氡出現(xiàn)和分布的因素進行了分析，所選擇的這些污染物對人類健康具有潛在影響。在研究過程中，選擇了11個研究區(qū)，采集了255口水井和19個泉的水樣。研究工作包括對主要含水層、土地利用方式和飲用水供水進行研究。在本報告中，對皮德蒙特高原基巖含水層，NAWQA地下水研究區(qū)、NAWQA井網和水質數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)計方法進行了描述。（二）研究區(qū)描述皮德蒙特高原含水層系統(tǒng)面積為93000mi2（1mi=1.609km），是沿海平原松散沉積物和山區(qū)的過渡地帶，為起伏的低山。皮德蒙特高原從紐約州延伸至阿拉巴馬州，約有1000mi長，最大寬度約為125mi（Hunt，1967），該含水層系統(tǒng)包括9個NAWQA研究單元。1、地理和地質條件皮德蒙特高原含水層系統(tǒng)可以分為兩個地理區(qū)段，最大的地理區(qū)段是皮德蒙特高原丘陵地理區(qū)段，巖石主要為火成巖和變質巖，下文稱結晶巖，耐腐蝕，形成了丘陵地形，結晶巖下伏的含水層稱為結晶巖含水層。皮德蒙特高原山前低洼地理區(qū)段由硅質碎屑巖和碳酸鹽巖組成，基巖為石灰?guī)r、白云巖或古生代的大理巖。2、土地利用方式、人口和用水在皮德蒙特高原，土地主要是作為林地，占全區(qū)總面積的66%；農業(yè)用地約占23%，城市用地約占6%（Vogelmann等，1998），見表1。該區(qū)土地利用方式變化很大，在北部地區(qū)，城市和農業(yè)用地較多；在南部地區(qū)，以林地為主。結晶巖含水層地區(qū)的人口約為1600萬（Solley等，1998），人口與土地利用方式具有很大關系；碳酸鹽巖含水層地區(qū)人口約為50萬，人口密度較前者高，每平方英里有500人左右；硅質碎屑巖含水層地區(qū)人口約為550萬。在結晶巖含水層地區(qū)，公共用水主要來自地表水，只有約100萬居民（6%）以地下水為公共供水水源，約有370萬人（22%）以地下水作為家庭用水（Solley等，1998），總共有470萬人，或28%的居民利用結晶巖含水層的地下水，總抽水量約為每天4.51億加侖。在碳酸鹽巖含水層地區(qū)，主要是以地表水作為公共水源，約有5.7萬（12%）的居民采用地下水作為公共水源，另有15.5萬人（32%）以地下水作為家庭用水，總共有21.2萬人（或44%）以地下水為供水水源，總抽水量為每天2400萬加侖。硅質碎屑巖含水層地區(qū)比前兩個地區(qū)的地下水用量要大一些，約有110萬（21%）居民以地下水為公共水源，另有72.3萬人（13%）以地下水作為家庭用水，總共約有200萬人，或35%的居民以地下水為供水水源，地下水抽水量為每天2.18億加侖。在硅質碎屑巖含水層地區(qū)，地下水抽水量最大，是結晶巖含水層抽水量的7倍左右。表1皮德蒙特高原含水層系統(tǒng)土地利用現(xiàn)狀叛土地利用分類暈含水層芝皮德蒙特高原邀含水層系統(tǒng)籍碳酸鹽巖含水只層丑硅質碎屑巖含吧水層柔結晶巖含水層戶

緒土地利用百分煉比（省%倒）申城市叨6見15扇15旅5駐森林好66富18母42襯68敏農業(yè)辣23墊63協(xié)37猴22紙其它康5還4演6指53、氣候氣候可以通過以下幾種方式影響地下水的流動特征：第一，氣候對基巖風化具有長期影響，反過來又會改變巖石中地下水的儲量和流動；第二，降雨是地下水流動系統(tǒng)的驅動力之一，因此，降雨變化（表現(xiàn)為補給）對地下水流動具有極大的影響。4、溫度獻在皮德蒙特高但原含水層系統(tǒng)塔，從南到北平素均溫差很大（兄Falcon啊e塔，蚊2004返），在賓夕法餓尼亞州和新澤雅西溫度最低，沃年平均溫度為望10富℃比，在南加利福臨尼亞州、喬治促亞州和阿拉巴勸馬州溫度最高聚，年平均溫度揀為洋18談℃薯。賓夕法尼亞食州和喬治亞州眠1乳月份的平均溫廁度分別為蔽3.0留℃工和護8.3亂℃先，莫7部月份的平均溫挪度分別為儉21.7筑℃原和柴26.7箱℃例。5、降水商在皮德蒙特高辱原含水層系統(tǒng)耍，降水變化幅碗度在不足裕45賠英寸宜/車年至大于環(huán)60剃英寸掀/旁年之間（惰Falcon憑e棄，望2004貧）。降水率與此地形有關，在茅喬治亞州的山洲區(qū)降水率最高往。從北到南降聾水量呈增加趨鹿勢，較為潮濕醒的南方地區(qū)降把水量相對較高結。6、補給裙補給是降水、顧蒸發(fā)、地形和肥含水層特征的轉函數(shù)，影響補僵給的過程非常蟲復雜且極易變勝化。據(jù)昂Rutled袋ge尺和謝Mesko盜（吼1996嬌）報導，降水弊和流域地形與執(zhí)補給之間具有款正相關關系。觸當蒸發(fā)蒸騰率虎和含水層特征勾相似時，地形灘較為起伏和降桌水量較大的地劍區(qū)，補給率也倆相應較高。通仙過對喬治亞州蜓和南加利福尼坡亞州的降雨和蜜補給之間的關乎系進行比較，衡可以看出，在毯賓夕法尼亞州圈中南部的碳酸剪鹽巖含水層地止區(qū)，補給率最即高，在硅質碎斷屑巖含水層地因區(qū)，補給率最牙低。屋二、皮德蒙特獻高原含水層素和起NAWQ嚼A些地下水研究區(qū)粥皮德蒙特高原勵含水層系統(tǒng)可怖以分為膛3圍個基本含水層詞類型：結晶巖弊、硅質碎屑巖賽和碳酸鹽巖含餅水層，該區(qū)的買地下水流動特淋征差異很大。藝（一）結晶巖希含水層扶結晶巖由成因反和成分不同的飽火成巖和變質旁巖組成，巖性茶包括泥質片巖幟、粗粒長英片瘋麻巖、鐵鎂質柄火山巖、石灰明質片巖、花崗憐火成巖、輝綠選凝灰?guī)r和石英肺巖等?？餘AWQA陣項目在皮德蒙絹特高原含水層夫系統(tǒng)的結晶巖納含水層地區(qū)共筒有蚊7筋個研究單元，雀在覆LSUS趕單元進行主要外含水層研究；攪在幟POTO申單元進行主要糾含水層、城市靜土地利用方式用和飲用水供水變研究；在盼SANT續(xù)單元進行主要賺含水層研究；喇在旋ACFB虎單元進行兩項慶土地利用方式都研究，其中一福項以泉為研究幸對象。在研究森過程中，共采訂集了眉170謊個地下水水樣摘，整個結晶巖必含水層面積為淹86500m愧i充2駝，章NAWQA但研究范圍為慣14500m霧i萬2森，占混17%艇。鞭（二）碳酸鹽趟巖含水層腔皮德蒙特高原彈含水層系統(tǒng)中植，碳酸鹽巖含叛水層所占的比野例較小，而該再含水層是該區(qū)境重要的地下水悠水源。曬LSUS荒單元是皮德蒙望特高原含水層糕系統(tǒng)唯一的碳澡酸鹽巖含水層僑研究區(qū)，對該出區(qū)的農業(yè)土地眠利用方式進行以研究，采集了取30雹口家庭供水井緒的水樣。整個際皮德蒙特高原狠含水層系統(tǒng)的葉碳酸鹽巖含水示層面積為懶900mi漲2邪，研究區(qū)面積液為宰450mi停2條，占整個地區(qū)枕的賣50%硬。是（三）硅質碎答屑巖含水層悄早中生代的硅礎質碎屑巖分布卡于馬薩諸塞州指到南加利福尼誦亞州的不連續(xù)嚇地帶，有一些朽結晶巖侵入這介些含水層。在末這一含水層系匯統(tǒng)，共有晉3源個沉NAWQA卸研究單元，即基LINJ勢、閑DELR棟和橡POTO乞研究單元，這渴些單元均是對撕主要含水層進托行研究，因此番，并沒有考慮暈土地利用方式羅，主要是在家銹庭供水井采集借水樣。在滑3敵個研究單元，鞠共采集了玉74斯口水井的水樣萄，以3山個研究單元的依面積為災3100mi織2滋，約占整個硅足質碎屑巖含水正層（洽6000mi蝶2慚）面積的一半薪。傘三室、競NAWQ昌A墳井網怨NAWQA掏項目對全國阻50農個研究單元的創(chuàng)地表水和地下摩水水質進行了嘗評價，其中有現(xiàn)9舅個研究單元包夸括皮德蒙特高綢原含水層系統(tǒng)妥（缸PAS亂）的部分地區(qū)嶼。在每個研究危單元，選擇具喇有代表性的區(qū)她域進行地下水伸研究，共選擇假了盤11吳個研究區(qū)。地券下水研究工作曬分為膨3厲類，分別為主秤要含水層研究糞（頃MAS志）、土地利用仙方式研究（愉LUS浙）和飲用水研漠究（辦DWS熱）。主要含水樣層研究是為了俯刻畫研究單元阿的水質特征，陳沒有考慮土地問利用方式，主找要含水層井網啟包括家庭供水壟井。偷NAWQA百在早期將這些徐研究作為子單宴元進行研究（伐SUS品）。土地利用傍方式研究與主另要含水層研究狂類似，主要是云對具有代表性貫的特定含水層捉進行研究，取伯樣點的位置選腥擇在特定土地等利用條件下具映有代表性的淺鄰含水層。在進涂行土地利用方炸式研究的井網次中，如果家庭嘩供水井可以代嘩表淺層地下水卷系統(tǒng)的情況，奴則必須采集家榜庭供水井的水紗樣；如果家庭浩供水井太深，秩或無法利用，沃則可以采集其灑它水井的水樣液。這些水井可傳能是現(xiàn)有的監(jiān)箏測井或廢棄的窄水井。研究的卸兩種土地利用雄方式分別是農誘業(yè)用地和城市鑼用地，當土地咬用作農業(yè)生產路，如種植農作炊物或作為牧場埋時，主要目的押是確定淺層地勾下水水質；當久土地作為城市贊用地時，主要簽目的是確定靠否近工業(yè)、商業(yè)極或居民區(qū)的地唇下水水質。對游于飲用水研究貌，需要在選定和含水層的公共訊水源采集水樣山，飲用水研究麥井網包括的水蠅井要深一些。偵（一）水井特渾征和周圍環(huán)境烏取樣結果受水趣井物理特征和寺周圍因素的影傳響，這些因素眉包括水井穿透氏的含水層、水若井周圍的土地有利用方式、土較壤、氣候和水壤井建造特征等紹。競影響地下水水遼質的研究內容演包括污染源和巡含水層敏感性懲，含水層巖性長控制著污染物戲進入含水層的紀難易程度。在蠻研究過程中，轉根據(jù)基巖類型汗選擇取樣的水餡井，這樣基巖敏類型與給定水啟井或研究區(qū)具棕有一定聯(lián)系。粱然而，水井的益介質類型與基固巖類型并非完屯全相同，例如構，一些結晶巖影含水層的水井東穿透了裂隙巖爸，另一些穿透注殘積物。因此鏈，含水層巖性妹和介質類型都怕是影響水質的猾潛在因素。對半于某些污染源爪，如氡，含水歪層中的礦物質牲也是污染源。輪單個水井的物弄理特征與含水盾層特征和水井款用途具有某種紹關系，在研究腸過程中，一般嘗需要考慮井深曬、套管長度和鈴水位。地下水側研究區(qū)和單個息水井區(qū)的土地漠利用方式不同搶，水井周圍的召土地利用方式妖會影響潛在的者污染源。例如芳，土地在作為就農田利用的過供程中會用到氮煙，通常認為這炒是影響硝酸鹽融濃度的原因。市類似地，農業(yè)每中用到的除草片劑，會影響地典下水中除草劑覆的濃度；城市芝生活中用到的略殺蟲劑，會影兵響地下水中殺騰蟲劑的濃度；物城市生活利用扔和釋放的嗽VOC勺也會影響地下然水中灣VOC講的濃度?；ǘ┨烊坏仡I下水化學特征噴水化學特征對續(xù)于了解含水層春中污染物濃度球非常重要，污廊染物的運移和驚降解受隆pH郵值和溶解氧濃即度的影響。研喜究結果表明，刷在硅質碎屑巖瞎含水層，地下傅水的繡pH徒值接近但一般意都大于謊7.0凍；在結晶巖含舞水層，地下水假的涌pH訊值在濤6.0亮左右；由于方淘解石不斷溶解傘，因此碳酸鹽匙巖含水層中的慈地下水緩沖能疫力要強一些。饒硅質碎屑巖含躺水層中的傅pH斷值范圍較大，沉與硅質碎屑巖鑄中的碳酸鹽巖登含量有關。電漏導率具有類似撒的變化趨勢，自碳酸巖含水層戰(zhàn)的電導率最高昌，結晶巖含水丑層的電導率最天低，硅質巖含欄水層的電導率炕介于二者之間誠。弄溶解氧濃度表斑示水中的含氧星量，溶解氧受努氧化還原反應許作用的控制，星鐵也受氧化還武原反應作用的腰控制，在有氧叮氣存在條件下?lián)?，鐵會沉淀下玻來；在缺氧環(huán)震境，鐵會溶解邪。還有一些組角分，如硝酸鹽走和一些有機組設分也受氧化還飽原反應作用的逼直接影響，因顯此，溶解氧是共一個重要的數(shù)聲據(jù)分析變量。反在缺氧條件下講，反硝化作用躲較強，硝酸鹽冠會被轉化為氮席氣。在水可以卷迅速穿過地表蔽水到達地下水鵝位的含水層中催，一般處于氧弱化環(huán)境，不易朗發(fā)生反硝化反無應；在具有地茫下導管的碳酸掘鹽巖含水層，翼通風和紊流可帽以維持充足的倘溶解氧，會降剃低反硝化作用閉的發(fā)生概率。座宏量離子濃度垃也與基巖類型識有關，在碳酸糟鹽巖含水層中撞，由于石灰?guī)r貨和白云巖中主季要的礦物質（步方解石和白云肥石）溶解，鈣孫和鎂的濃度最咳高；在結晶巖姨含水層中，由允于碳酸鹽含量駐較低，鈣和鎂慰的濃度較低；球在硅質碎屑巖愿含水層中，鈣逼和鎂的濃度介什于前二者之間減。在所采集的繡水樣中，鐵和籮錳濃度較低，桃有墓11%輝水樣中的鐵濃贏度超過二級最碑大污染物標準甲（揮SMCL越），粉0.3mg/尚L蘿；有蓮21%礎的水樣錳濃度淡超過衛(wèi)SMCL妹，普0.05mg極/L塘。待SMCL拍不是強制標準眨，一般僅涉及六美學問題，如愧味覺、嗅覺和妹色度等。鐵和怕錳平均濃度遠勵遠低于拾SMCL鼻，如前所述，曉鐵對氧化還原弊反應極為敏感銷，因此，溶解賊氧和鐵之間存花在負相關關系本。只有不足奉1%寶的水樣硫酸鹽散超出氧SMCL劫（漸250mg/唱L諒），硫酸鹽也洲受氧化還原反忽應作用的控制鑰，因此與溶解隔氧存在負相關壽關系。所有水老樣中的氯和氟疏都沒有超出肺SMCL稿（分別為濃250mg/閑L網和流2mg/L肌）。頑四、采用統(tǒng)計發(fā)方法來分析水支質數(shù)據(jù)嶄在對麥PAS征的水質數(shù)據(jù)進革行分析的過程鑒中，用到了統(tǒng)達計學方法。這庭些方法包括分伍組（分類）、葛采用連續(xù)說明枕變量（相關關勝系和線性回歸仍）、采用離散設分類（邏輯回掃歸）對水質進蠻行比較，采用廟這些方法可以微對影響水質的盡因素進行分析今，盡管可以采項用其它方法預誦測一些未取樣乓區(qū)的水質情況躁，但是在本報任告中沒有涉及題這些工作。仆（一）分類統(tǒng)矩計學疲采用尖Tukey筐檢驗（銀Tukey罷，擁1977死）對連續(xù)反應勁變量和分類說耍明變量數(shù)據(jù)進晴行分析，應用肢實例之一是確此定不同巖組的檔硝酸鹽濃度差胸異。塑在檢驗時，選刪擇摩的涌α懼值為撫0.05偷，這意味著置勝信區(qū)間為爭95%討。在檢驗過程脂中，根據(jù)統(tǒng)計戀分組，標上不助同的字母。中凈間濃度最高的尺組賦值挖為雄“椒A很”梯，中間濃度次凝之的組賦值胖為蟻“說B囑”罵，依次類推。福在檢驗過程中闖，同一組可能呀被賦于多個字憐母，例如，當翻某一組與其相純鄰的另外兩組沒在統(tǒng)計學上差胞異不大，但是射這兩組的差別毀較大時，則該等組可能同時屬掉于統(tǒng)計婚組濕“冒A值”澇和憂“伸B絕”賠。擇（二）連續(xù)說敬明變量統(tǒng)計學政對于連續(xù)說明滿變量和連續(xù)反譽應變量，采用汗了瞧Kendal察l緒的避τ濃相關或多重線囑性回歸法，連筐續(xù)變量可以賦差予一定范圍內督的任何值。應巡用實例之一對原施肥量（連續(xù)替說明變量）與航硝酸鹽濃度（奮連續(xù)反應變量艘）進行比較。占最常用的統(tǒng)計貪學方法是煌Kendal蓮l膛的扇τ懷相關法（潔Helsel錢和臣Hirsch阿，破1992拾），采用這一謝方法，可以確臉定說明變量和嬌反應變量之間俗的單調關系。威通過膜Kendal凱l弱的掙τ晃相關系數(shù)和概替率（或揉p鋸值）得到蜜Kendal雹l切的補τ榜檢驗的統(tǒng)計結友果。裳p伯值小于慘0.05懶，表示說明變壤量和連續(xù)反應劑變量的單調關嶺系具有召95%非的置信程度，積也就是說，說紀明變量的增加桂與反應變量的局增加呈正相關減關系。夢Kendal面l率的殲τ鼠值是相關關系描為正或負的一流個指標，在徹0聲～闊1圖之間變化，值痰越大說明相關籃關系越強。押Kendal鵲l軟的纏τ救值對于確定說際明變量和連續(xù)習反應變量之間累的關系非常重乖要，但并不能攻說明多重說明碗變量之間的相迅互作用。如果酷有足夠多的數(shù)言據(jù)和說明變量荷，可以得到多追元線性回歸結著果，這就決定惑了多重說明變腳量和反應變量取之間的線性關集系，見式（纏1我）：遵y材=備b越0剝+琴b韻1男x快1瞇+譽b凝2滔x弓2同+企…權b柄i排x雙i螞+阿∑夏隔因趁（戀1留）毫式中，凱b菊0塘是常量；柴x松1典是說明變量南1爸，句b齡1著是左x撈1拳的斜率；丈x償2炕是說明變量下2駱，奸b四2波是饒x塘2景的斜率；言x摘i謝是說明變量疾i黎，桶b米i栗是郊x他i臂的斜率，巡∑辭是隨機誤差。賽為求解式（姻1脅），開發(fā)了一利個模型，以使概計算結果與觀蠻測值最為匹配拼。在模型中，亭考慮到了那些糞具有重要統(tǒng)計揮學意義（霜P鑰值小于品0.05僻）的說明變量展，即只保留那諷些可以改進模理型的變量。采但用吩r手2草（平方殘差之門和）來確定模輝型的效果，以r事2賽值越大，說明押觀測值和預測躺值之間的匹配晉性越好。露（三）離散反她應統(tǒng)計學躍離散變量是僅物限于特定類別臺的一些數(shù)據(jù)，偵如大于或小于掘檢出限或特定低閾值。如果反晨應變量是離散惰的，則可以根倍據(jù)邏輯回歸方輔法來確定超過臭閾值的反應變姻量概率。應用鼓實例之一，是撒檢驗農藥施用質量增加是否會砌造成超過檢測掠限的農藥檢出曉概率增加，事俱件發(fā)生的概率味可以由式（分2番）確定：屑叫北種哀示（慎2歌）削式中，嗚b垮0旨是常量；單x之1史是說明變量差1晶，凝b超1奧是胳x叨1糟的斜率馬；睡x號2武是說明變量沾2向，胞b侍2襖是洗x風2沃的斜率；搜x企i頌是說明變量擁i課，估b務i印是債x職i彼的斜率艙（論Helsel宰和供Hirxch咽，債1992刪）。分析邏輯究回歸的結果比朋分析線性回歸論的結果要復雜由得多，這一方嬌法的統(tǒng)計學意蕩義在于：（臣1邊）模型的整體逢意義；（兄2蠶）說明變量值碗和概率值；（芒3院）廳Hosmer巡-Lemes淡h(huán)ow數(shù)結果；（飲4轎）一般化的什r司2子；（床5丙）重新調整的哲r抱2拒最大值；（始6毛）一致性；（吩7龍）皮爾森殘差勵。押p外值小于袍0.05挽的模型，表明保與僅采用截距枝的模型相比，梅采用說明變量雁的模型在預測奪事件發(fā)生的概蓄率時效果更好抬；川p乘值小于獻0.05所的說明變量，劉表明采用特定闊的說明變量，醋可以提高預測日事件發(fā)生概率厘的能力。采用坐Hosmer久-Lemes志how廳吻合度統(tǒng)計學精方法（掃Hosmer息-Lemes刻how黃，皺1989航），對模型預斷測結果與原始攀數(shù)據(jù)是否有顯砌著差異進行檢誦驗。旗Hosmer餅-Lemes研how息試驗的煮p襪值小于蒙0.05列，說明模型預闊測結果與原始抹數(shù)據(jù)明顯不同脾，然而模型應廊當與原始數(shù)據(jù)氣匹配，因此孔p究值小于充0.05預表示模型擬合槳欠佳。從根據(jù)邏輯回歸迎模型與根據(jù)線碌性回歸方法得切到的衣r牛2寺值不同，然而它可以計算一些呼r煩2角的替代值。廣掘義的粉r湖2奇基于最大化對滔數(shù)似然方法，垮是一種估算削r億2翁的廣義方法。冤重新調整的胞r突2蛾最大值（禿Nnagel弄kerke醒，園1991猜）是近乎直線頸回歸槍r殿2驢的另一種方法肢。盡管這些統(tǒng)裝計數(shù)字無法解銳釋模型的差異揮，但是可以對側不同的模型進霜行比較。搜術柴語賞“達協(xié)春調螞”鮮和爛“繳不協(xié)樸調踏”堂也用來描述邏勾輯回歸的結果燦，當一個事件響取撲“靠1留”冠，另一個事件苦取翠“蠻0黨”秒時，可以對數(shù)異據(jù)點的可能組億合進行比較。我如果事件毛為吉“虧1挑”停的比換事件庫為滾“至0沸”柄的萄預測概率高，揚則這兩個事件呢是協(xié)調的，相忠反則不協(xié)調。愛模型預測個別沒事件的能力，眼可以用計算檢濱驗殘差的方法順進行判斷，通越過觀測頻率減澤去預測頻率可霜以計算出原始搏殘差。皮爾森據(jù)殘差是類似的嬌統(tǒng)計學方法，板代表了各觀測漿值對皮爾屑森族χ歡2逐的貢獻。盡管共模型預測某一峰事件發(fā)生的概快率很低，但該微事件仍然可能特發(fā)生，這樣將宜會有一個很高宵的負皮爾森殘喚差，皮爾森殘既差值最高和最勻低時，說明模新型不能對事件鳳進行很好地預筐測。吳五、皮德蒙特灣高原污染物的騎出現(xiàn)和分布情昆況章NAWQA佛項目在皮德蒙條特高原含水層濕系統(tǒng)的取樣范鼻圍較大，考慮古到了像3機個基巖含水層竹和土地利用方漫式。這樣，可甚以將多個水樣離相結合，從而的提供研究眾多滿污染物出現(xiàn)和漠分布情況的機奶會。除了評價問污染物出現(xiàn)和持分布的情況以渠外，還分析了躁影響這些污染泰物出現(xiàn)和分布揉的因素。有些議污染物與人類觀活動（人為因訓素）有關，另昏一些來自于自患然界。對人類振健康具有不利索影響的幾乎所訂有場地的污染工物都進行了分雪析，包括營養(yǎng)孔物質（主要是都人為引進的硝聯(lián)酸鹽）、農藥訊（人為作用）破、揮發(fā)性有機習物（人為作用表）和氡（天然款的）。美國環(huán)歇保局（芽USEPA債）規(guī)定了飲用害水中這些污染廁物的最大污染順物濃度標準（孔MCL框）。在研究過屯程中，大部分誠取樣水井并非喂公共供水井，蘿因此可以不考拒慮啦MCL鑰，但是可以將獄MCL偵或其它既定的酬衛(wèi)生標準作為攝比較依據(jù)。益（一）地下水暮中的硝酸鹽前從夕1945鏈年至啄1985壞年，在美國氮皮肥的用量增加弄了極20棋倍（侄Pucket屬t徒，低1994芽），在此期間敏，大氣中的氮藍沉積量和化糞六池系統(tǒng)數(shù)量也最在逐年增加。耀硝酸鹽易溶于勿水，可以進入倉地下水中，因久此由這一物質鴉造成的健康風驢險引起了廣泛脹關注。美國環(huán)雞保局規(guī)定硝酸吹鹽的距MCL藝為春10mg/L棄（以氮計）。型飲用水中硝酸慘鹽引起的健康蘇風險主要是可肯以引發(fā)高鐵血浙紅蛋白癥，對手嬰兒有致命作屢用。許多農村鮮家庭供水在使飲用前未進行處厚理，全國地下離水硝酸鹽研究排顯示，在柏15%滾水井采集的水未樣中硝酸鹽濃吧度超過了該MCL收（嗓10mg/L技）（螞Nolan憤和蜂Stoner井，遣2000宰）。對皮德蒙裙特高原含水層陡系統(tǒng)此10昏個研究區(qū)取樣誼進行營養(yǎng)鹽分暖析，根據(jù)分析厘結果來確定這曾一地區(qū)影響硝淘酸鹽濃度的空基間模式和運移急機制。登對皮德蒙特高名原含水層系統(tǒng)增241省口水井和天19更個泉取樣進行騾營養(yǎng)鹽分析，竹由驅USGS紫國家水質實驗蠅室（春NWQL叮）分析有機氮征、氨氮、氨氮稠＋有機氮、亞塔硝酸鹽、硝酸叉鹽改+距亞硝酸鹽、磷帆和磷酸鹽等指語標。磷、亞硝類酸鹽、氨氮和杰有機氮濃度很問低，磷和磷酸酒鹽的最高濃度功分別為累0.25色和餅0.27mg惱/L堆（以磷計）；適氨氮＋有機氮茅的最高濃度為湯2.8mg/濟L申，籍260登個水樣中只有少14覆個水樣濃度高勸于托0.2mg/懷L鋤；亞硝酸鹽最露高濃度為禽0.38mg炒/L舊，只有艙17模個水樣濃度高北于渡0.1mg/晴L競（以氮計）。司水井中氮的主采要存在形式是利硝酸鹽，實驗趣室報告提供的揀是硝酸鹽戶+劫硝酸鹽濃度之丈和，由于亞硝狀酸鹽濃度極低慮，因此認為氮慮的存在形式主蠟要為硝酸鹽。兵井水中硝酸鹽炭+枯亞硝酸鹽濃度勝（以下稱為硝域酸鹽）范圍在樂低于檢出限（灰0.05mg俘/L輝）至浮25mg/L碧（以氮計）。殊260亞個水樣中，只慰有擴32端個水樣濃度低衣于檢出限；有紫29夸個水樣硝酸鹽應濃度高于美國憐環(huán)保局的硝酸破鹽劇MCL驟。由于地下水配中硝酸鹽濃度繼與含水層類型縮和環(huán)境因素具爺有一定關系，牲因此需要考慮鼓潛在的氮源、惹含水層對污染收物的敏感性和刻地下水中最終亞的硝酸鹽濃度悲。1、氮源漿氮在環(huán)境中有咐多種存在形式嗎。通常，如果斑無人為作用，碗地下水中氮的頃濃度無升高的桐變化趨勢。氮罩源包括大氣沉節(jié)降、人類污水蹤、牲畜糞便和兄化肥。了解氮附源和氮的循環(huán)框方式對于確定翼地下水中硝酸憂鹽或氮的濃度塑極為重要，例攻如，作為農田片肥料的糞肥與勁化糞池系統(tǒng)的伶排放物具有類麻似的氮濃度變泳化，然而，這集些糞肥會受許菌多作用的影響衡，如揮發(fā)和反笛硝化作用，這競樣氮在進入地完下水之前，濃槽度會有所降低牙；而化糞池系壺統(tǒng)的排放物會扁直接進入地下抵水中，因此不穴受這些作用的佛影響。根據(jù)土婆地利用方式可乞以確定潛在的貫人為氮源，土購地利用方式通嘩常可以作為確嶼定氮源的綜合法指標。除了土裕地利用方式，臭還有其它一些球數(shù)據(jù)資料可以伙利用，如對水束井周圍半徑為決1640ft父范圍內的數(shù)據(jù)冒進行匯編，或杏利用大氣沉積呼的氮濃度資料桿（觸Hitt載，源2005討）。根據(jù)化肥乓銷售資料，也階可以推斷化肥材施用量，通常羨只估計農業(yè)肥麻料的使用量，燦但有時也會對境居民用量進行恥估計。某一地琴區(qū)的動物糞便戰(zhàn)產生量是普遍焦采用的一項確肌定潛在肥料使枝用量的指標（和Hitt甚，鬧2005恢）。采用式（肉3改）來確定化糞驅池系統(tǒng)的氮量蜘：贏Ns=Ce池×疤Ve恨×謎n養(yǎng)戲椒控（捕3面）染式中，例Ns之是化糞池系統(tǒng)體排放總量；倦Ce菠是化糞池排放妥物中氮的濃度聯(lián)（柏85mg/L憲，批Miller編，評1980躍）；術Ve箱是每人每天的倍排放量（要170L/d刃，差Miller島，查1980奴）；搶n垃是對水井具有名影響范圍內利愈用化糞池的人陶數(shù)（假定每戶織4鏈人）。幼2書、硝酸鹽分布繭情況賴除氮源以外，抵含水層特征也點是影響地下水幟中硝滾酸鹽歪濃度變化的要脾素之一，含水蠅層特征包括含斷水層性質和含紅水層介質的有巧機組成。滲透姥性低或滲透性孫隨深度增加而淺減小的含水層涌，地下水年齡頃較長。在許多拼情況下，從地器表到水井中的劇運移時間過程園中，會發(fā)生反乏硝化作用（榮Lindse旱y華等，芽2003晝）。從地表到譜水位的距離會呼影響硝酸鹽的慎歸宿和運移。內在農業(yè)區(qū)，硝祖酸鹽濃度最高穿；城市地區(qū)和旬林區(qū)，硝酸鹽梅濃度較低；在弄一些混合區(qū)域疾，硝酸鹽濃度肉的變化范圍較匆大。指最初采用分類欲比較的方法對粒10么個研究區(qū)地下嶄水中的硝酸鹽愉濃度進行分析支，其中央8榮個研究區(qū)硝酸若鹽的中間濃度攤小于炒3mg/L灑；秋LSUS登研究區(qū)結晶巖罪含水層和碳酸撿鹽巖含水層的撫硝酸鹽中間濃幸度分別為道7mg/L追和餅11mg/L雙。其中雨29讀個水樣濃度高銀于美國環(huán)保局隨的節(jié)MCL借（貫10mg/L番）。線Tukey薯檢驗表明，有伐3火組硝酸鹽濃度業(yè)在盯95%敞的置信區(qū)間內察差異很大，妨Lsuslu販sag1執(zhí)研究區(qū)的硝酸日鹽濃度最高，翅Lsussu釀s2夢研究區(qū)硝酸鹽樓濃度次之，其煙它研究區(qū)可以品歸為第三組。濃研究結果表明燃，濃度差異與初氮源和含水層棗特征有關，氮胃輸入量最大的候地區(qū)，硝酸鹽促中間濃度最高帽，含水層的敏激感性也是影響鏈因素之一。有澇研究人員對污當染物在碳酸鹽忽巖含水層的運弄移作過研究，鑰然而，由于沒愿有按照研究區(qū)揉類型（碳酸鹽樂巖含水層、非享農業(yè)區(qū)、非碳尖酸鹽巖含水層披農業(yè)區(qū)等）進宗行比較，因此怒，無法確定含逃水層敏感性或調土地利用方式努是否是影響高考硝酸鹽濃度的廣因素。境3逃、影響硝酸鹽咸濃度的因素學為了確定影響抱研究區(qū)硝酸鹽仇濃度的因素，節(jié)采用了幾種統(tǒng)構計學方法。對哨于分類說明變涉量，采用如工Tukey磁檢驗的方法來斤確定各個類型洞的統(tǒng)計學差異懶，之后采用選Kendal哲l栽的脆τ繪相關檢驗來確克定硝酸鹽濃度帖和不同連續(xù)說抓明變量之間的猛關系。糕說明變量包括染與氮源相關的倍潛在因素，如疤人口密度、土首地利用方式和挽氮輸入量；另友一些說明變量豈包括運移變量醬，如土壤的水泳文特征、含水顆層類型、滲透神性類型和井的冒結構特征等。竿統(tǒng)計學檢驗結欣果表明，硝酸晶鹽濃度和總氮澡源之間具有顯墓著的正相關關選系，類似于硝砍酸鹽濃度與源辣自化肥的氮、黑來自糞肥的氮這和大氣沉降的版氮之間的關系舍。潛在氮源和暈整個研究區(qū)硝封酸鹽濃度之間墨的關系取決于尤化肥的輸入量商。盡在整個研究區(qū)男和每一類型的稻含水層中，硝敞酸鹽和溶解氧沫濃度都具有顯興著的統(tǒng)計學正警相關關系。在素單個水井中，壇溶解氧可以作耽為與硝酸鹽濃巷度相關的替代宅要素，如含水器層介質的有機征成分和潛在的吸反硝化作用等器。因此，只能釣在單個水井中脅取樣分析溶解泰氧，無法在取繳樣點之間進行杰插值，這樣對演于預測區(qū)域范渣圍的硝酸鹽濃簽度意義不大。災對水井構造特序征與硝酸鹽濃舅度進行比較，咳井深和套管長秘度并非具有統(tǒng)努計學意義的說顫明變量，但硝村酸鹽濃度與水頌位有一定的相左關關系，水位趕越深，硝酸鹽耍的濃度越高，謀這與占Hitt肢和運Nolan汗（謝2005聲）的研究結果攤類似，他們認開為水位越接近允地表，硝酸鹽險的污染程度越去小，這是由于月飽水土壤具有職較高的反硝化證能力。灌對土壤特征與辰硝酸鹽濃度進邀行比較，來確務定高滲透性土為壤是否與高濃誰度硝酸鹽有關傳。劃分奶為圖“沃A艘”牌水文組的土壤襪（土壤滲透性壟最強），在整鋒個結晶巖含水細層地區(qū)，與硝夠酸鹽濃度具有璃顯著正相關關倒系；劃分歪為?！八笲棋”柄水文組的土壤闖（土壤滲透性漸次之），在硅下質碎屑巖含水麥層地區(qū)，與硝儉酸鹽濃度具有刪顯著的正相關仔關系。在硅質嚇碎屑巖含水層突中，不存成在橡“坊A認”竊水文組土壤，鹽從而解釋了硝殊酸鹽濃度與排戴水良好土壤（邪水文愁組情“鋪A枯”度和水文均組?！坝翨哄”它相結合）具有笨同樣的相關關體系。在硅質碎聽屑巖含水層中蔬，有機質和硝柱酸鹽濃度之間切存在顯著的負旁相關關系，即艙有機質含量越伯高，硝酸鹽濃邁度越低。在所吧有含水層中有員機質含量都較日低，其中在硅堤質碎屑巖含水狂層，有機質含問量的中間值和班最大值最高。龍除碳酸鹽巖含辮水層以外，在好所有的研究區(qū)尸，粘土含量與范硝酸鹽濃度具售有顯著的統(tǒng)計渡學負相關關系斜，這是由于粘連土的滲透性低缸，當硝酸鹽通饞過飽和帶時，乖淋濾作用降低佛。對于硅質碎轟屑巖含水層，惕砂含量與硝酸聞鹽濃度具有顯共著的統(tǒng)計學正聚相關關系，說筒明砂的滲透性拖高，可以允許哀更多的硝酸鹽初進入地下水中爪。對于硅質碎渠屑巖含水層和校結晶巖含水層算，粉砂含量與晨硝酸鹽濃度分蹄別具有負相關鉆關系和正相關繁關系。消確定影響水質賤因素的難題之素一，是分析敏問感性因子（如惡土壤滲透性）啞和氮源（如土課地利用方式）崗之間的相互作泛用。為了同時越評價這些影響鼻作用，采用多葛重線性回歸方葉法對多變量進林行分析，并對屆具有統(tǒng)計學相霧關關系的所有安變量進行分析只。應用這些資罪料進行回歸，億結果表明，氮劇源要素（農業(yè)窮用地百分比和戒來自糞肥的氮肥源）和運移要鞭素（溶解氧）效，在京95%脾的置信區(qū)間內肯具有顯著相關燦關系。檢驗的飼p菠值一般都小于衰0.0001綁，利r拐2債為客0.49觸。碳酸鹽巖含協(xié)水層比其它研滲究區(qū)的硝酸鹽侄中間濃度要高總，該區(qū)的溶解煎氧濃度、糞肥月輸入量和農業(yè)淘用地百分比也啞都較高。為了散確定這些要素語如何影響回歸品結果，在模型由運行過程中，萌沒有選擇碳酸板鹽巖含水層的勻水樣資料，回脹歸結果類似，縫但鎖r充2腳只有哄0.28峰。研究結果表怪明，這些要素途對硝酸鹽濃度箏具有一定影響窄，但是無法預鏡測其它地區(qū)的施硝酸鹽濃度變姨化情況，或對永分析結果進行糊插值。要完成斬以上工作需要刪在地下水研究握區(qū)另外取一些壩水樣，來分析辦影響硝酸鹽濃引度的含水層特婦征和氮源分布門情況，但并不載確定這樣一定敏可以得到可靠遼的預測模型。聾分析影響硝酸花鹽濃度要素的退另一種方法是播采用邏輯回歸墾法，邏輯回歸俘法用于預測某游一類型（如超村過閾值）模型慰響應的概率，異事件的概率由川式（箭2鄉(xiāng)）確定。在邏也輯回歸模型中嚇，采用的閾值蒙濃度為頓4mg/L膝。選擇這一閾慨值是由于其接播近數(shù)據(jù)庫的中葬間濃度和對人研類健康造成影班響的濃度（牙Ward喝等，誼1996嗓）。另外，全綁國肯NAWQA館進行的地下水逗中硝酸鹽研究儲工作所采用的糞閾值也是握4mg/L坊（鮮Hitt費和烏Nolan且，返2005無；呀Nolan震，雀2001蓋）。邏輯回歸備模型對在線性確回歸模型中采束用的變量進行烈了檢驗，采用謝反向消除方法涼來減去模型中斜的變量，直到臘有效變量數(shù)量智最大為止。有引效變量是指那裳些喬Wald處的籍χ頌2越概率小于藍0.05蝦的變量，在此蜻過程中建立了滿兩個模型。建滲立的模型尚1短包括所有可以崗利用的變量，率模型常2豆僅利用了無需據(jù)進行野外測量宴就可以確定的禍空間數(shù)據(jù)，這渡樣可以在未進爸行采樣的地區(qū)假進行插值，在權模型跑2訴中沒有考慮諸閱如水井構造特宜征和溶解氧等善變量。蜓與模型翻1津匹配叼的唐χ蒜2稼概率小于鄰0.0001煎，在優(yōu)化邏輯般回歸模型過程凱中具有重要意基義的變量是溶妖解氧濃度、總摩氮輸入量和農味業(yè)用地百分比間。由于不同類直型的回歸單位脈不同，因此需侮要對回歸系數(shù)肆進行標準化，扁這樣可以對模陷型中的不同變拘量進行比較（援Menard沃，殊2002記），結果表明雕，在模型象1跑中，最重要的報變量是溶解氧率。采用一致性躁、辯Hosmer紙-Lemes憑how因檢驗、將漸r迅2尼進行一般化和澆最大化來評價復邏輯回歸模型括。比較觀測值墓和預測值，結看果表明駝87%厲的預測結果是隱準確的（一致琴的），思13%隊的結果不準確局（不一致）。和Hosmer慎-Lemes宵how尼檢驗將數(shù)據(jù)進垂行詳細分類，培并對每一類型羨的預測值和觀灣測值進行比較潛，秒Hosmer琴-Lemes枕how咬的擺p考值為征0.79盒，說明模型擬幼合良好（維p備值小于剩0.05零說明模型擬合密程度較差）。級一般化的棉r菌2棟為孕0.36姐，重新調整的占r覽2怎最大值是達0.51蛇，這些套r幼2明與線性回歸的日r香2撇不同，但是提夸供了一種衡量大模型與數(shù)據(jù)擬辨合程度的方法燦。緊與模型山1南匹配嘴的陵χ娛2暴概率小于園0.0001冷，在模型坦2場中具有重要意代義的變量是粉粉砂含量、總氮憲輸入量、農業(yè)蠻用地的百分比抹、砂含量和有載機質含量。粉洞砂含量和總氮術輸入量具有最駝高的標準化系碌數(shù)，說明在模趣型中這兩個變概量最為重要。盟有機質含量與茂濃度大于求4mg/L戲的硝酸鹽概率題成反比，對觀帳測值和預測結衛(wèi)果進行比較，柿說明慎85%晌的預測結果是側正確的（一致純的），陪15%歐的預測結果不馬正確（不一致礙）。潑Hosmer接-Lemes積how掩的槽p揪值為染0.59偶，一般化的同r螞2燭是惑0.32慣，重新調整的低r東2逢最大值是障0.46掩。遲對模型作進一嗽步評價，來衡喂量預測能力。連計算每一模型銅的皮爾森殘差囑，當模型預測犧給定區(qū)域超過頃選定閾值的小攤概率事件時，話皮爾森殘差較易高；當模型預絞測超出某一閾總值的大概率事露件時，皮爾森乞殘差為負值。族對皮爾森殘差邁進行分析，結葬果表明了預測獨能力較差的兩猜種情況，一是趁預測水井周圍嫂主要是農業(yè)用歷地，而且氮的帶輸入量很大時茄，硝酸鹽的濃臥度會超過閾值帳4mg/L淘，但是情況并章非如此。正確叨地預測硝酸鹽煤濃度超出級4mg/L炭的概率時，模趣型不穩(wěn)定性的類另一個原因，府可能是在空間揭數(shù)據(jù)庫中，沒窮有考慮復雜的忠含水層資料，畏如各向異性等兵?？鋵€性和邏輯脅回歸模型和兩蘇個模型中的所蟻有重要變量（絮溶解氧、氮負蠟荷量和農業(yè)用誠地百分比）的迷多重協(xié)同線性肥進行評價。采比用線性回歸方網法計算每個變檔量的方差膨脹熟因子炮（焰VIF件），這些變量降中最大的閣方差膨脹因子喪是氮負荷量和莖農業(yè)用地的百虛分比，值為俘2.25語，低于閾值村2.5嚴，說明多重舅協(xié)同線性會影份響參數(shù)估計的慮變化。盟對皮德蒙特高噸原含水層系統(tǒng)野硝酸鹽資料分沾析結果表明，敗硝酸鹽濃度與喬說明變量，如工農業(yè)用地百分慘比、氮輸入量氣、滲透性類型連和溶解氧具有次統(tǒng)計學聯(lián)系。期這些要素具有洗統(tǒng)計學意義，博但是無法對模四型進行驗證。權將數(shù)據(jù)庫分為鷹校準數(shù)據(jù)庫和甲驗證數(shù)據(jù)庫，亭分別占桶85%鷹和灣15%志，但是根據(jù)驗那證數(shù)據(jù)得到的靈模型明顯不同胖于根據(jù)校準數(shù)設據(jù)得到的模型縫，這就說明在墾對模型進行驗般證時，數(shù)據(jù)量盞不夠。在另一爺些研究區(qū)，認誘為土壤類型、禮含水層滲透性濤、補給率、水瓜位和井深等是脂影響硝酸鹽濃補度的要素。悶沒有分析根據(jù)戰(zhàn)線性回歸預測徹硝酸鹽的濃度支或根據(jù)邏輯回宮歸確定硝酸鹽蝴濃度大于誘4mg/L浮的結果，主要疑有幾個原因：褲對于線性回歸用和邏輯回歸方浩法，絲r搖2由均小于娘0.5箭，在兩個模型衡中，單個水井拜中的溶解氧濃醬度均是重要的當說明變量，由午于無法利用繪辟制溶解氧濃度踐的空間資料，樣因此無法對結坡果進行插值；翼另外，由于并摟非按空間分布逝進行取樣，用錦于建立模型的上水質資料并不俗能完全表示忌PAS憶的水質情況。鄙因此，需要進派一步了解影響貼硝酸鹽濃度的廣要素，從而更聾好地了解地下殼水中硝酸鹽的芬情況；另外，罩需要作進一步寒研究和獲得更曠多的數(shù)據(jù)，來中建立預測硝酸臥鹽濃度的模型躺，或預測硝酸窄鹽濃度超出閾秩值的概率模型擔。頭（二）地下水綱中的殺蟲劑攻在美國，寶1964我年的殺蟲劑用常量為愿6.17駐億磅，到智1979損年達到峰值，痰為滑11.44握億磅，在諸2001女年，用量減至葉8.88鴨億磅（肉Kiely晨等，戀2004祖）。大部分殺頌蟲劑用于農業(yè)討生產，鮮1964家年用量為響3.66茅億磅（占總用研量的鋼59%詳），舊1979校年用量為糊8.43剩億磅（占總用之量的士74%猾），到窄2001誘年降至寄6.75胡億磅（占總用渴量的遠76%錘）（號Kiely瞧等，巷2004說）。幾種老品滾種殺蟲劑，如公DDT慎和狄氏劑，由啦于在環(huán)境中分迅解緩慢，即使緣停止使用多年疲之后，仍會檢笑出，因此劃分魯?shù)接谰眯杂袡C仁污染物（北POPs喉）類型中（南Jorgen版son余，衛(wèi)2001南）。另一些殺默蟲劑，如甲草懲胺和異丙甲草扭胺相對易技溶于水，因此磁易于在含水層芝中遷移（追Barbas鵲h漠和咬Resek并，時1996饅）。接觸殺蟲劈劑對健康的潛商在影響包括神悶經系統(tǒng)破壞、雁器官破壞和增渡加癌癥風險（謊美國環(huán)保局，型2003濁）。盡管某些驕殺蟲劑被列入逼將來的污染物瓦候選名單中（卻美國環(huán)保局，裳2005醉），但是美國偽環(huán)保局已經規(guī)沫定了幾種殺蟲濤劑的漂MCL也（美國環(huán)保局繭，稅2003烏）。美國環(huán)保銜局沒有對殺蟲廊劑的降解產物柜（通過物理、盜化學和生物作幅用被分解為副畫產物）進行分辰析，但是許多謎副產物都與母席體相似，會造屑成急性或慢性窗疾?。ɑ霮olpin蹦等，堅1998巡）。內對全國地下水肯中殺蟲劑的研藏究混結果勸表明，在農業(yè)夜區(qū)或城區(qū)的淺氏井所采集的水艇樣中，至少會沈檢測到一種殺框蟲劑，在許多欺水樣中可以檢年測到兩種以上拌的殺蟲劑（懂Fuhrer扯等，垮1999繪）。在愛荷華哈州進行的地下脆水殺蟲劑研究犧過程中，有辭75%普的水樣檢測到暈了殺蟲劑的降禽解產物。菠1有、殺蟲劑來源蘇許多殺蟲劑都滾是人造化學物泄質，在自然界把中并不存在。撕因此，在環(huán)境睡中出現(xiàn)殺蟲劑踏及其降解產物節(jié)是人為活動的捉直接結果。在架2001怎年，農業(yè)生產挎中應用的殺蟲申劑量占總用量斷的桂76%慈，工業(yè)（商業(yè)逃、政府）和家鑒庭（園藝）用圾量分別占總用酷量的惕12.5%晴和吹11.5%愉（盼Kiely旺等，蓄2004浴）。可以估計處城市中農業(yè)殺吐蟲劑的用量，芽但是無法估計遺非農業(yè)生產的粗用量，由于缺胞乏這些資料，鎖使得分析工作巷較為困難，特恭別是在利用某疤些特定殺蟲劑母的城市地區(qū)。養(yǎng)通常選擇瓜6慘種殺蟲劑進行第統(tǒng)計學分析，支分別是莠去津灶、西瑪津、梨甲草胺、異丙園甲草胺、撲草芬通和狄氏劑以狼及莠去津的降竊解產物為Deseth租yl很莠去津。晚2霉、殺蟲劑的分般布情況朝1993斤～陰2003字年進行的例NAWQA峰項目，采集了荒PAS251桌口水井和罰19襯個泉的水樣。膛USGS地國統(tǒng)家水質實驗室非對每一個取樣織點的溶解殺蟲男劑進行分析，瀉共分析了贏44戚種殺蟲劑和區(qū)3捐種降解產物，劇在研究過程中驅增加了一些分尾析組分。根據(jù)姑這些水樣分析擊結果，采用零Kendal掉l門τ郵相關和邏輯回閘歸方法壯來確定影響含干水層中殺蟲劑賺運移的因素。惹每一組分的檢挖測限都有所不盯同，由于在研腿究過程中會改乖變分析方法，磨因此即使是同指一種組分，檢撇出限也隨時間肢變化而異。抹濃度最高的殺累蟲劑是異丙甲水草胺，濃度為銀4.99μg亮/L磁。檢出組分的稻濃度較低，所鍛有組分都沒有解超出皂MCL立。辰Deseth菠yl伴莠去津是檢出蘇頻率最高的組誠分，在綢45%繳的水樣中都檢壞出了該組分。路5%鳴的水樣中妹檢出了尸莠去津、西瑪攀津、咱甲草胺、異丙所甲草胺、撲草冷通和狄氏劑。宜選擇這松7笨種組分進行統(tǒng)凈計學分析，來海確定影響這些階組分在含水層似中運移的影響切因素。在不到盒10技口水井中檢測副了其它嘗22朝種組分，有世19煙種未檢出。圓含水層特征，溉如滲透性和含俊水層介質的有掀機組分以及殺聞蟲劑的化學性驅質會對檢測地訴下水中殺蟲劑怨的能力造成一浙定影響。滲透夏性差的土壤或埋水位距地表較籃遠也會使殺蟲借劑運移滯后，縱而可以使水迅父速穿過地表的舊含水層，如碳畢酸鹽巖含水層繳，會加快殺蟲午劑的運移速度統(tǒng)。殺蟲劑的性儀質（如溶解度符）、土壤－水覆分配系數(shù)以及游半衰期均會影凡響檢測地下水菌中殺蟲劑的能敬力。作統(tǒng)計學判分析的濾7浮種殺蟲劑溶解駛度差異較大，擱狄氏劑的溶解焰度最低，君Deseth病yl熊莠去津的溶解送度最高。有機誰碳－水分配系呆數(shù)表明狄氏劑招最易被土壤吸吳附，船Deseth郵yl慢莠去津最不易機被土壤吸附（德表恭2絮）。如狄氏劑撤之類的殺蟲劑毀由于易于與有緒機質或粘土結糊合，因此淋出算速度緩慢，而說Deseth壩yl時莠去津易于在葡含水層中運移區(qū)。影響殺蟲劑齒降解（物理、趁化學和光降解衰）速率以及吸恨附和運移率的束因素，也會影煌響殺蟲劑在含炮水層中的運移輛（慢Fishel盡，乓1997翻）。殺蟲劑的德半衰期可以作溜為影響降解的蔬因素，殺蟲劑躺降解所需的時永間越長，在地努下水中檢測到囑殺蟲劑的可能喜性就越大（樓Capel岸等，相2001性）。然而，采脾用半衰期和有而機碳－水分配孩系數(shù)等性質，稼對于預測殺蟲哄劑的出現(xiàn)并不插可靠（種Barbas量h旗和卸Resek撈，設1996懷），這可能是腎由于確定殺蟲尤劑在土壤中的級半衰期時具有蛇一定的難度，鐮受環(huán)境因素的垃影響（如季節(jié)貝變化），半衰作期可能會相差揪一個數(shù)量級（叉Mackay紋，魄2001廢）。穗表討2濟朱7敏種殺蟲劑的遭物理性質愚殺蟲劑名稱大物理性質可溶解度（枝mg/L燕）鑒LogK臨ow隔LogK腫oc疼狄氏劑（裙Dieldr貌in地）慈0.17滔5.4念5.01國甲草胺潑（旨Acetoc鉤hlor私）接240咳3.52嶄3.13寺西瑪津（娃Simazi回ne作）李550足2.18擁1.79像莠去津（史Atrazi洞ne彼）北550臺2.61常2.22答撲草通（統(tǒng)Promet各on顧）警750鷹2.99看2.60撓異丙甲草胺杜（退Metola補chlor照）為1700呀3.13擊2.92顆Deseth滅yl但莠去津（音Deseth池ylAtr丘azine首）榜3200惕1.51年1.12增備注：啟K震oc躲=0.041去K請ow們總之，溶解度日低、有機碳分揮配系數(shù)高的殺籌蟲劑（隙甲草胺和狄氏各劑）民，檢測概率較喬低；溶解度高范、有機碳分配披系數(shù)低的殺蟲合劑（省Deseth辮yl脹莠去津等）下，檢測概率較遍高。由于其它她因素，如殺蟲搖劑使用率、地排形、非飽和帶坡厚度、土地利煤用方式和含水挪層類型等會影逆響殺蟲劑在地低下水中的運移憂，因此在同一描含水層類型，逢檢測到的殺蟲灑劑差異很大。豬3時、影響殺蟲劑爸檢出的因素縫土地利用方式荒和殺蟲劑用量侍具有一定聯(lián)系逃，例如，莠去簽津用作農作物陰除草劑，狄氏賺劑用于處理建湖筑物中滋生的瞞白蟻，在水井叼周圍補給區(qū)的餅土地利用方式明是影響地下水秋中殺蟲劑出現(xiàn)答或降解的主要法潛在因素，其渴它一些潛在影柳響包括土壤性詳質（如粘土或輝有機質含量）僵和含水層特征般（如巖石類型您或水位）。采黨用了統(tǒng)計學檢難驗方法來確定晃殺蟲劑或降解閃產物檢出與這夢些不同因素之霉間的關系，根楚據(jù)豆Kendal況l慢的憶τ喬相關方法對殺伶蟲劑濃度和單刃個說明變量進借行分類，采用錘邏輯回歸方法刑來確定每一種旁殺蟲劑和多個畝說明變量之間元的關系。汗以頃莠去津和鈴Deseth駝yl慧莠去津為例，政統(tǒng)計學檢驗結短果表明，莠去碰津和絡Deseth以yl冒莠去津濃度與緩農業(yè)土地利用疤的相關因素（速硝酸鹽濃度、逝農作物所占比掠例、牧場所占榮比例和殺蟲劑等的估計用量等團）具有顯著的阻統(tǒng)計學正相關令關系，與城市抓用地具有不太便顯著的負相關友關系。友在碳酸鹽巖含閑水層所取的水設樣中，莠去津承和戚Deseth案yl按莠去津與稱pH棵值具有顯著的屆統(tǒng)計學負相關襲關系，說明在攝偏堿性的水中責，這些物質降盲解較快（億Fishel閱，距1997牲）。在碳酸鹽遮巖含水層和結謊晶巖含水層所膏取的水樣中，霞Deseth演yl溫莠去津與牧場折用地比例分別畝表現(xiàn)正相關和雜負相關關系?；⒉捎眠壿嫽貧w驅方法來確定影第響殺蟲劑檢出夕的最重要因素比，根據(jù)單一殺吸蟲劑的檢出限隸，劃分桌為枕“宿檢借出港”市和朋“劃未檢旗出塞”出。研究結果表凍明，土地利用腦方式是影響殺趟蟲劑檢出的重陽要因素之一。保另外，單個水炒井周圍的水文底地質因素也會笨影響殺蟲劑的體檢出，復雜的灘含水層會造成踏殺蟲劑從上游浸位置很快向下唐游運移，從而掌造成殺蟲劑的莫檢出概率很小勉，同時，水井咸的結構也會對慨殺蟲劑的檢出栗造成一定影響由。鉤總之，邏輯回婆歸結果表明，縮大多數(shù)殺蟲劑法的研究結果相省似，影響殺蟲絮劑出現(xiàn)的因素帽主要是來源因捉素（如殺蟲劑痰的實際用量或賴土地利用方式增）、運移因素森（如砂或粘土穴的百分含量以撕及滲透性）。龍（三）地下水本中的揮發(fā)性有膨機物復揮發(fā)性有機物送（虧VOC疏）是人造的化字學物質，經過探工農業(yè)生產應貧用進入到環(huán)境推中。盡管術永語咽“咐揮發(fā)攏性躲”沖暗示這些物質惜可以從水中進泊入到空氣中，石但是由于這些襲組分可溶于水浴，因此會出現(xiàn)次在地下水中。1、VOC源惡一般而言，土徐地利用與人類娃活動密切相關領，由于比VOC內的廣泛應用，吧這一物質會釋彩放到環(huán)境中。且例如，由于地摩下貯油罐泄漏朋和使用殺蟲劑年（卸VOC西被用作殺蟲劑租），畢VOC嘉會進入環(huán)境中挽。另外，由于荒工業(yè)生產和汽鐘車尾氣排放以濱及制冷劑泄漏謀和使用薰劑，偷VOC叫也會被釋放到偽環(huán)境中。萍VOC白以尾氣、氣體活和浮質飛沬的誘形式被釋放出辦來，分布范圍賊很廣。明VOC渾也是飲用水氯床化處理的消毒氧副產物（三鹵幻甲烷），由于湖水管中處理水囑的泄漏，或采舊用處理水澆灌指草坪，必VIC套也可以被釋放鵝到環(huán)境中。在技農村地區(qū)，家呢庭脫氯漂白處我理和其它一些校氯化產物會進撈入到化糞池系仇統(tǒng)，以三鹵甲升烷的形式進入自到環(huán)境中。腰2合、耍VOC匪分布情況展為了評價鞏PAS員的陰VOC叮分布情況，在董9半個旬NAWQA楚研究區(qū)，采集繼了剃206僅個場地的水樣胳，包括日187元口水井和哄19出個泉（地下水雙排泄），來分柴析浪59汁種煩VOC鋤。探35%悶的水樣中有一夫種或多種林VOC旬檢出，在甩206測個水樣中，有持10%宴以上的水樣只計檢出了三氯甲閑烷（氯仿）和禽甲基叔丁基醚激（資MTBE薯），其余貪27雅種蝦VOC繭的檢出率不足萄3.5%乏。在喬治亞州侵、馬里蘭和賓翻夕法尼亞城區(qū)臭，氯仿檢出率菜最高，在這些訂地區(qū)和香MTBE系用量較高的農儀業(yè)用地區(qū)，也痰有胃MTBE胖檢出，可能是香來源于大氣沉頭降。東氯仿（乖29.2%瀉）和溶劑（凱28.5%更）是最常檢出蜂的雕VOC堆，檢出的其它掛類型叼VOC譜包括汽油氧化勇劑（古15.3%蠅）、汽油碳氫劇化合物（騎15.3%再）、致冷劑（么8%涂）、用作有機雁(囑物會)幕合成的頂VOC那（脾2.2%轉）和薰劑（斤1.5%呈）。傅7患種鴨VOC暢中有辭6郊種主要是在城渠區(qū)檢出，只有浩汽油氧化劑主村要在居民區(qū)、詳農業(yè)區(qū)和林業(yè)劫區(qū)檢出。林3友、影響驗VOC至檢出的因素痛VOC妖的檢出率部分用可以根據(jù)距地度表的取樣深度暢來解釋，在淡9充個蹄NAWQA雄研究區(qū)，其中冊1鼓個研究區(qū)的泉垃和宜2球個研究區(qū)的淺徐監(jiān)測井水樣中尼，有焦60.6%仔的怎VOC摘檢出。這曾2逗個研究區(qū)的監(jiān)豎測井中間總深正度分別為結31ft欣和艦61ft害，因此與其它喝6篩個研究區(qū)的公星共供水井和家左庭水井相比，解取樣深度距地立表較近。其中沿1捆個研究區(qū)的公矮共水井中間深似度為叮300ft或，另外績5株個研究區(qū)的家這庭水井深度為饞140儲～珍200ft笨。立除了取樣深度按，旦VOC潮的檢出率與土財?shù)乩梅绞接行雨P。在泉水研看究區(qū)和選1那個淺監(jiān)測井研享究區(qū)采集水樣捕時，土地利用繩方式為血60%顛作居民用地，仇不足井25%嗓作為農田。在虹居民區(qū)采集的就水樣，專VOC質的檢出率是另孝一個淺監(jiān)測井匪研究區(qū)的接2貓倍左右，隨著蕉居民用地減少擱，農業(yè)用地增輪加，燥VOC騙的檢出率也在嫂下降。主要作窯為林地的家庭萍水井中采集的昆水樣，寄VOC蛾檢出率最低。槍因此，在居民嶄和農業(yè)用地區(qū)佳，蜂VOC披的檢出率較高暈；在林業(yè)用地識區(qū)，跡VOC你檢出率較低。盟采用邏輯回歸浮模型，根據(jù)人壁口密度和水位光可以預測氯仿賄的檢出情況，鼻該模型的一致席性為糾82%寺，錢Hosmer綿-Lemes梳how恨的幕p促值為潤0.38蕩。一般化的米r