湯崇發(fā)

(江西省贛州市水利電力勘測設(shè)計研究院，江西贛州341000)

污染指數(shù)法是當(dāng)前在地下水污染評價中最常用的評價方法［1－4］，包括單項指標(biāo)的污染指數(shù)(I)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)(PI)。污染指數(shù)法用于地下水污染評價，可以通過地下水污染的主要影響因子初步確定地下水污染源;進(jìn)行淺層地下水污染等級分區(qū)，并結(jié)合MAPGIS軟件計算污染區(qū)域面積;地表水對淺層地下水污染的影響評價等。

以吳川市地下水污染調(diào)查評價為例，針對吳川市調(diào)查區(qū)域范圍內(nèi)的101個取樣點的水質(zhì)分析結(jié)果，分別選用單項指標(biāo)的污染指數(shù)(I)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)(PI)法對取樣結(jié)果的22項因子進(jìn)行地下水污染分析［5－6］。由于吳川市地區(qū)以往的水文地質(zhì)研究程度不高，地下水資源僅限于大區(qū)域、小比例尺的概略性研究，因此本次應(yīng)用污染指數(shù)法評價吳川市地下水污染計算時的背景值(對照值)選用地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 14848 －93)二類水的標(biāo)準(zhǔn)值［5］。

1 地下水污染主要影響因子的確定

根據(jù)101個水樣點中22項因子的污染指數(shù)統(tǒng)計結(jié)果(見表1)，可以得出以下結(jié)論:對地下水污染最嚴(yán)重的污染因子是NH4+，是標(biāo)準(zhǔn)值的233倍;影響范圍最廣的因子是NO2－，超標(biāo)率達(dá)到66.7%。把超標(biāo)率大于或者等于30%的因子作為地下水污染的主要影響因子:氮類(NO2－、NH4+)、金屬元素(Cd、Pb、Mn、Fe、Al)以及酸堿度 pH 值。

表1 22項因子單項指標(biāo)污染指數(shù)統(tǒng)計表

2 淺層地下水污染等級分區(qū)

根據(jù)每個取樣點的PI值對其地下水污染等級分類，再結(jié)合調(diào)查區(qū)的地形地貌、環(huán)境和水文地質(zhì)條件，將吳川市調(diào)查區(qū)域淺層地下水分為4個污染區(qū)域:未污染區(qū)，輕微污染區(qū)，中等污染區(qū)域以及嚴(yán)重污染區(qū)域(見圖1)。

圖1 吳川市淺層地下水污染等級分區(qū)圖

3 地表水對淺層地下水污染的影響評價

鑒江兩岸平原地區(qū)淺層地下水與地表水的水力聯(lián)系密切，地表水水質(zhì)情況對淺層地下水污染有一定的影響。不同地段地表水水質(zhì)的不同，導(dǎo)致了淺層地下水污染程度及其影響因子不同。選鑒江上中下游附近平原地區(qū)11個取樣點的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析(見表2)，取樣點的位置如下(見圖2)。

根據(jù)上面取樣點的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可以作出不同區(qū)域內(nèi)取樣點PI值的變化離散圖(見圖3)。

通過圖表對照分析可知，隨著工業(yè)及城市化程度提高，地下水污染程度也在逐步加重，越靠近城市工業(yè)區(qū)，污染越嚴(yán)重。鑒江上中游區(qū)域工業(yè)及城市化程度低，污染源較少，地表水的污染程度較低，導(dǎo)致該地段取樣點的PI值也較低，地下水污染程度屬于輕微污染;而在鑒江下游，從吳川市區(qū)梅錄街辦開始，有城市污水和生活污水的長期注入，使得地表水受到嚴(yán)重污染，進(jìn)而污染地下水，導(dǎo)致該地段地下水(取樣點M5391)的評價因子 Mn、NO2－含量較中上游區(qū)域明顯提高，并作為地下水污染的主要影響因子;在塘尾街辦接受新一輪的污水注入，使附近區(qū)域取樣點M5396、M5346地下水的評價因子NH4+分別提高了90多倍和30多倍，成為主要的影響因子，導(dǎo)致PI值增大幅度很大;在更下游地區(qū)，由于沒有新的大污染源的注入，隨著水的稀釋其污染因子的含量有下降趨勢，PI值也有所下降。除此之外，根據(jù)各取樣點評價因子Mn的I值大小以及地貌地質(zhì)條件表明，在河道受河流長期侵蝕作用一側(cè)，影響地下水污染的重金屬元素相對含量較之河流堆積作用一側(cè)較小，這是因為長期受河流堆積作用，地下水交替緩慢，有利于重金屬元素的富集，又由于長期有污染源注入河道，導(dǎo)致在堆積一側(cè)地下水重金屬元素含量較高。

表2 11個取樣點的污染指數(shù)統(tǒng)計表

圖2 取樣點位置圖

圖3 各取樣點PI值變化離散圖

4 結(jié)語

綜合評價結(jié)果表明，輕度污染和中等污染區(qū)域主要的影響因子是氮類元素N，主要受到農(nóng)業(yè)化肥和農(nóng)藥的污染;鑒江下游地勢比較低，由于城市工業(yè)污水、生活污水的不合理排放，使得鑒江下游地表水體污染嚴(yán)重，而地下水得到污染地表水的補給，是造成下游平原地區(qū)地下水嚴(yán)重污染的主要原因，主要的影響因子是NO2－、NH4+、Mn、Al、Fe。評價結(jié)果基本符合調(diào)查區(qū)地下水水文地球化學(xué)環(huán)境、水文地質(zhì)條件、人為環(huán)境、地下水污染現(xiàn)狀等實際情況。

因此，通過污染指數(shù)法評價地下水污染是可行的。盡管如此，污染指數(shù)法在地下水污染評價中的應(yīng)用也只限于定性分析，只能反映地下水污染的程度，而難以建立模型分析地下水污染運移途徑特征和分析地下水污染趨勢變化。內(nèi)梅羅污染指數(shù)法用于評價地下水污染時考慮了污染最嚴(yán)重的因子，并選擇“1”作為未污染和污染的分界點，指數(shù)偏小，評價結(jié)果比較保守。

［1］林年豐，李昌靜.環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)［M］.北京:地質(zhì)出版社.1990.

［2］梁亦欣.我國地下水污染現(xiàn)狀及趨勢.科技信息○問題與探討○.2007.(27)，584.

［3］郭新體，馮斌.河南省永城市淺層地下水水質(zhì)污染分區(qū).工程勘察.2005.(1):17 ～21.

［4］潘國營，韓懷彥，王永安.應(yīng)用SPSS統(tǒng)計軟件和污染指數(shù)評價地下水污染.焦作工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)報).21(3)2002.5.

［5］國家技術(shù)監(jiān)督局.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T14848—93)，1994.

［6］中國地質(zhì)調(diào)查局.中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).地下水污染調(diào)查評價規(guī)范(1:5萬－1:25萬).2005.