熊江波，李雁勇，王翠紅，謝紅霞，李洪斌，葉麗麗，王麗慧

（湖南農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院，湖南 長沙 410128）

隨著我國城市化進程的迅速發(fā)展和人口的快速增長，土壤面積減少、各種廢棄物大量增多、食物資源供應增加、城郊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化程度和復種指數(shù)提高等一系列的問題日益突出，這些問題帶來的影響在城市周邊地區(qū)更為明顯，表現(xiàn)為生態(tài)環(huán)境受到的威脅正日益加劇。其中，作為人們主要飲用水源之一的地下水水質(zhì)變化受到人們的高度重視。由于硝酸鹽被認為是損害人體健康的致癌性、致畸性污染物質(zhì)，故在地下水水質(zhì)指標中，硝酸鹽態(tài)氮含量的變化綜合反映了地表水和土壤的污染狀況而備受關(guān)注。國內(nèi)外許多研究學者曾就地下水中的硝酸鹽含量，污染狀況及其影響因素進行了大量研究報道[1-5]，研究結(jié)果表明，地下水硝酸鹽的污染與城市化發(fā)展、土地利用變化、人口膨脹等因素有關(guān)[6]。但關(guān)于各大城市周邊地區(qū)地下水硝酸鹽含量的系統(tǒng)研究尚未見有報道，長沙市東郊農(nóng)田周圍地下水硝酸鹽含量僅見王翠紅等[7]人的報道。項目以長沙市4個行政區(qū)周邊地區(qū)地下水為研究對象，通過取樣調(diào)查，分析測定其硝酸鹽含量，研究探討城區(qū)周邊地區(qū)地下水硝酸鹽的含量及其污染狀況，旨在為保護地下水資源、保護人體健康提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試地下水的采取

供試地下水的采樣于2009年5月至8月進行，以長沙市芙蓉區(qū)、雨花區(qū)、岳麓區(qū)和開福區(qū)等4個行政分區(qū)周邊地區(qū)的地下水為研究對象，根據(jù)各分區(qū)經(jīng)濟發(fā)展特點，在全面兼顧的原則上對采樣地域進行挑選，最終定于長沙市周邊的黃花鎮(zhèn)、東岸鄉(xiāng)、樃犁鎮(zhèn)、黃興鎮(zhèn)、黎托鄉(xiāng)、鴨子鋪、洪西社區(qū)、苗圃、含浦鎮(zhèn)等地。采樣點范圍介于東經(jīng)112°50′～113°10′E、北緯 28°16′～28°06′N 之間，采樣點周邊環(huán)境分為水泥地、地表水、農(nóng)作區(qū)、養(yǎng)殖場以及小型作坊等5種類型。從居民家中獲取當天抽取的4～40 m深的井水作為供試水樣，采樣的同時用GPS儀定位。各區(qū)采集的水樣數(shù)分別是芙蓉區(qū)29個、雨花區(qū)30個、岳麓區(qū)29個和開福區(qū)27個。采集分布圖見圖1所示。

圖1 長沙市城區(qū)周邊地區(qū)地下水樣采樣點分布圖

1.2 測定方法

采回來的水樣立即用紫外分光光度法進行硝酸鹽態(tài)氮含量的測定。

1.3 評價標準

地下水硝酸鹽含量分析綜合參照我國地下水水質(zhì)標準（GB/T14848-93）及生活飲用水衛(wèi)生標準（GB/T 14848-2006），即我國生活飲用水衛(wèi)生標準限定飲用地下水硝酸鹽氮含量不得超過10 mg/L；地下水水質(zhì)標準中，將地下水水質(zhì)分為5類。

表1 我國地下水各級硝酸鹽態(tài)氮標準

2 結(jié)果與分析

2.1 長沙市城區(qū)周邊地下水硝酸鹽態(tài)氮的含量

從總體來看（見表2），長沙市周邊地區(qū)的地下水硝酸鹽態(tài)氮含量的平均值為10.02 mg/L。其中，最高值為77.51 mg/L，最小值為0.18 mg/L，最高值為最低值的430倍；各行政分區(qū)中以芙蓉區(qū)的平均含量最高，為13.66 mg/L（地下水硝酸鹽態(tài)氮含量最高的取樣點也在芙蓉區(qū)），雨花區(qū)的次之（11.28 mg/L），開福區(qū)和岳麓區(qū)的硝酸鹽態(tài)氮含量較低，分別為7.23 mg/L和6.34 mg/L；各區(qū)地下水硝酸鹽態(tài)氮含量的變異系數(shù)均較大，高達78%以上，其中尤以芙蓉區(qū)和岳麓區(qū)的最大，平均達102%，這說明地下水硝酸鹽態(tài)氮含量可能受多種因素影響。

表2 長沙市周邊地區(qū)地下水硝酸鹽態(tài)氮的含量

2.2 長沙市城區(qū)周邊地下水硝酸鹽態(tài)氮的污染狀況

參照我國飲用地下水硝酸鹽含量標準（10 mg/L）可以看出（表2），長沙市周邊地區(qū)地下水硝酸鹽平均含量略高于標準，在115個水樣中有40個超過國家飲用水標準，水樣超標率達35%。各分區(qū)地下水硝酸鹽污染狀況存在一定程度差異，除開福區(qū)和岳麓區(qū)外，芙蓉區(qū)和雨花區(qū)地下水硝酸鹽平均含量均超標，分別是標準值的1.4和1.1倍。

若參照我國地下水水質(zhì)的5類標準（表3）進行評價，結(jié)果表明，芙蓉區(qū)地下水硝酸鹽態(tài)氮含量達到國家Ⅱ類標準的不足15%，滿足Ⅰ類標準的不足5%；雨花區(qū)地下水硝酸鹽態(tài)氮含量達到國家Ⅱ類標準以上的也不足35%；岳麓區(qū)和開福區(qū)有50%以上的地下水樣硝酸鹽態(tài)氮含量滿足國家Ⅱ類以上標準。從所采集水樣的全體來看，檢測到的Ⅲ類水所占百分比最大（各行政區(qū)3類水樣比例均超過了30%）。其中，以芙蓉區(qū)Ⅲ類水所占百分比最大（64.3%）。項目中檢出的V類水質(zhì)較少。

表3 長沙市周邊各區(qū)地下水中硝酸鹽態(tài)氮含量占各分級標準的百分數(shù) （%）

若以取水井周邊的地物覆蓋狀況來分析（表4），可知硝酸鹽態(tài)氮超標率以水泥地為取水點的最大（46%），地面水的次之(36%)，其他的如養(yǎng)殖場、農(nóng)作區(qū)和手工作坊的平均超標率為30%。

表4 不同功能區(qū)地下水硝酸鹽態(tài)氮污染狀況

2.3 污染原因分析

在4個行政區(qū)中，芙蓉區(qū)污染情況最為嚴重，其主要可能原因有三：一是該區(qū)地處瀏陽河畔，其地下水水質(zhì)受瀏陽河污水淋濾作用的影響，硝酸鹽態(tài)氮含量較高；二是該區(qū)小型手工業(yè)比較發(fā)達，小型手工作坊的污染處理系統(tǒng)不夠完善，作坊排出的污水直接或通過下滲作用進入地下水層；三是該區(qū)是較早的農(nóng)業(yè)集中地，擁有大面積的稻田和蔬菜基地以及養(yǎng)殖場，極大加深了地下水的污染問題。同樣，雨花區(qū)經(jīng)濟發(fā)展較早，小型工廠密集，因此地下水硝酸鹽污染情況與芙蓉區(qū)相似。

開福區(qū)地下水污染的主要原因為養(yǎng)殖場、農(nóng)作區(qū)密集，含有氮磷的化肥被廣泛地施用，硝酸鹽態(tài)氮隨地表水通過地表滲透浸入地下水層。導致地下水硝酸鹽態(tài)氮含量偏高，平均值為7.2 mg/L。岳麓區(qū)居民區(qū)密集，又是大學集中地區(qū)，人口密度大，生活污水的排放是引起地下水硝酸鹽態(tài)氮含量偏高的主要原因。

根據(jù)水井周邊情況分析，以農(nóng)作區(qū)為周邊環(huán)境的水井受污染程度最低，主要是因為含氮、磷化肥的使用。養(yǎng)殖場、手工作坊及地面水為取水點的地下水硝酸鹽態(tài)氮含量基本相同。

3 結(jié)論

長沙市城區(qū)周邊地區(qū)地下水硝酸鹽態(tài)氮平均含量為10.02±9.90 mg/L；在4大行政分區(qū)中，芙蓉區(qū)、雨花區(qū)、開福區(qū)和岳麓區(qū)分別為13.66±14.51 mg/L、11.28±8.88 mg/L、7.23±6.73 mg/L 和 6.34±0.75 mg/L。地下水硝酸鹽態(tài)氮含量的變異系數(shù)均較大，高達78%以上。

長沙市城區(qū)周邊地區(qū)115個水樣中，水樣超標率達35%。各分區(qū)中，除開福區(qū)和岳麓區(qū)外，芙蓉區(qū)和雨花區(qū)地下水硝酸鹽態(tài)氮平均含量均超標，分別是標準值的1.4和1.1倍。

按我國地下水硝酸鹽態(tài)氮的五級標準評價，結(jié)果表明：芙蓉區(qū)地下水硝酸鹽態(tài)氮含量達Ⅱ類標準的不足15%，滿足Ⅰ類標準的不足5%；雨花區(qū)地下水硝酸鹽態(tài)氮含量達到Ⅱ類標準以上的也不足35%；岳麓區(qū)和開福區(qū)有50%以上的地下水硝酸鹽態(tài)氮含量達到國家Ⅱ類和Ⅰ類標準，沒有檢測到Ⅴ類級別水樣。

水井周邊地物覆蓋狀況分析結(jié)果表明：地下水硝酸鹽態(tài)氮超標率以是水泥地為取水點的最大（46%），地面水的次之（36%），其他的如養(yǎng)殖場、農(nóng)作區(qū)和手工作坊平均為30%。

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