吳振,王松濤,衣偉虹,宋委,祝子惠,吳衍華
(山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東濰坊 261021)
地下水資源是一種珍貴的淡水資源。在我國(guó)北方城市中,地下水是城市的主要供水水源[1],而隨著城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的快速發(fā)展,工業(yè)活動(dòng)和居民生活產(chǎn)生了大量的污染源,對(duì)地下水環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。日照市海岸帶是指海岸線向陸地延伸10 km范圍,為日照市主城區(qū)和重點(diǎn)發(fā)展區(qū)。進(jìn)一步評(píng)價(jià)該區(qū)地下水環(huán)境質(zhì)量狀況,分析該區(qū)主要地下水污染因素,對(duì)于該區(qū)合理規(guī)劃利用地下水資源,支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,保障人民飲水安全具有重要意義。
日照海岸帶地下水按賦存、埋藏條件和含水層巖性主要分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水2種。松散巖類孔隙水主要分布在兩城河、付疃河、龍王河、繡針河中下游及海岸,含水層為沖積-沖洪積中粗粒砂層,地下水主要由側(cè)向補(bǔ)給和降水補(bǔ)給,主要消耗于人工開采和地下水徑流。富水性為500~3 000 m3/d,地下水徑流條件較好?;鶐r裂隙水分布在調(diào)查區(qū)除沿河流兩岸及海岸線低洼地段發(fā)育第四系孔隙水外的其他區(qū)域。含水層巖性主要為燕山晚期及晉寧期各種花崗巖、片麻巖及部分巖脈。由于各種花崗巖抗風(fēng)化能力強(qiáng),深部裂隙不發(fā)育,風(fēng)化裂隙只發(fā)育在淺部,深度一般為5~15 m,強(qiáng)風(fēng)化深度只有3~10 m。故富水性差,主要接受大氣降水的補(bǔ)給,水位變幅較小,單井涌水量小于20 m3/d,但水質(zhì)較好。
研究區(qū)地下水采樣密度為1點(diǎn)/6.5 km2,采樣點(diǎn)分布均勻,野外使用手持GPS定點(diǎn),采樣點(diǎn)位一般選擇機(jī)民井或大口井等,樣品采集采用瞬時(shí)采樣法,采樣時(shí)盡量輕擾動(dòng)水體[2]。
地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的目的是掌握全區(qū)地下水質(zhì)量現(xiàn)狀及環(huán)境功能的適宜性,評(píng)價(jià)現(xiàn)狀利用水平。
采用單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)2種評(píng)價(jià)方法。
3.1.1 單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)法
按地下水質(zhì)量分類中Ⅰ—Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn),對(duì)所評(píng)價(jià)因子劃分所屬類別,并遵循不同類別標(biāo)準(zhǔn)相同時(shí)從優(yōu)不從劣的原則[3-5],確定單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值 Fi。
3.1.2 綜合評(píng)價(jià)法
地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)采用加附注的評(píng)分法,在單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,按式(1)和式(2)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)分值F:
表1 評(píng)價(jià)法評(píng)分值
3.2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)[7]中第Ⅲ類水。根據(jù)綜合評(píng)分值F,按表1劃分地下水質(zhì)量級(jí)別(表2)。
表2 評(píng)分法評(píng)分值
3.2.2 評(píng)價(jià)因子的選取
根據(jù)調(diào)查區(qū)內(nèi)地下水多年的水化學(xué)動(dòng)態(tài)特征、污染物來源及水文地質(zhì)條件分析質(zhì)量,對(duì)該次野外取得的111個(gè)地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)樣品進(jìn)行分析,選取pH、總硬度、硫酸鹽、氯化物、鐵、錳、銅、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、氟化物、汞、砷、鎘、鉻(六價(jià))、鉛等16項(xiàng)指標(biāo)作為地下水環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)因子。其中pH、總硬度、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽等反映了地下水類型,氨氮、氟化物、鐵、錳、銅、汞、砷、鎘、鉻(六價(jià))、鉛等反映了工業(yè)污染對(duì)地下水的影響。
根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,工作區(qū)地下水質(zhì)量分為良好、較差和極差3個(gè)級(jí)別(表3、圖1)。
表3 評(píng)價(jià)結(jié)果
3.3.1 地下水質(zhì)良好區(qū)
地下水質(zhì)良好區(qū)面積約445.08 km2,占總面積的61.82%。分布在兩城鎮(zhèn)—東港區(qū)、高興鎮(zhèn)、巨峰河南岸—嵐山頭一帶。地下水類型近河岸為松散巖類孔隙水,外部為基巖裂隙水,嵐山區(qū)主要為基巖裂隙水。地下水良好區(qū)無工業(yè)污染源,主要污染物是生活污水及化肥、農(nóng)藥。綜合評(píng)價(jià)分值平均值F為2.18,綜合評(píng)價(jià)分值最大值F為2.25。區(qū)內(nèi)硝酸鹽含量普遍較高,單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi最高為3。該區(qū)地下水質(zhì)量特點(diǎn)是超標(biāo)組分少且倍數(shù)小,單項(xiàng)評(píng)價(jià)值小于或等于3,因此地下水水質(zhì)較好。
圖1 研究區(qū)地下水質(zhì)量分區(qū)圖
3.3.2 地下水質(zhì)較差區(qū)
地下水質(zhì)較差區(qū)分布面積約187.04 km2,約占總面積的25.98%。主要分布在兩城河、付疃河、巨峰河下游沖積平原地區(qū)以及河山—許家官莊一帶、龍王河上游地區(qū)。地下水類型多為松散巖類孔隙水,少部分為基巖裂隙水。由于河流下游接納了城鎮(zhèn)工業(yè)及生活污水,所以下游兩岸地下水遭受污染。在廣大的農(nóng)村地區(qū),仍然以農(nóng)業(yè)、林果業(yè)為主,大量施用化肥、農(nóng)藥引起污染,因此地下水水質(zhì)較差。地下水中主要超標(biāo)組分為總硬度、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽等。水質(zhì)較差樣品的綜合評(píng)價(jià)分值在4.29~7.19之間,綜合評(píng)價(jià)分值最高點(diǎn)分別位于濤雒鎮(zhèn)大棚種植地和東石梁頭村,分別為基巖裂隙水、第四系孔隙水,主要超標(biāo)組分為總硬度、硝酸鹽、亞硝酸鹽,單項(xiàng)組分評(píng)分值最高為10,污染較重。
3.3.3 地下水質(zhì)極差區(qū)
地下水質(zhì)量極差區(qū)面積約87.85 km2,占總面積的12.20%。主要分布在兩城河下游安家?guī)X一帶、山海天海水浴場(chǎng)一帶、付疃河及巨峰河下游奎山—濤雒—東湖一帶、河山鎮(zhèn)西北一帶、繡針河下游汾水鎮(zhèn)一帶,總體呈帶狀沿海岸線分布,地下水類型為松散巖類孔隙水。由于各河流下游接收了工業(yè)及生活污水,所以河流兩岸地下水遭受工業(yè)污染,海岸線附近海水入侵嚴(yán)重,地下水水質(zhì)極差。在111件樣品中,水質(zhì)極差樣29件,占總數(shù)的26.1%。綜合評(píng)價(jià)分值平均值F為7.30,最大值F為7.77,主要超標(biāo)組分為總硬度、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、鉛,超標(biāo)項(xiàng)目較多,超標(biāo)倍數(shù)較大,因此地下水質(zhì)極差。綜合評(píng)價(jià)分值最大值點(diǎn)位濤雒鎮(zhèn)棧子村,為第四系松散巖類孔隙水,主要超標(biāo)組分為總硬度、硫酸鹽、氯化物、錳、亞硝酸鹽、氨氮、鉛,單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值 Fi分別為 10,10,10,10,10,3,3,這說明該區(qū)地下水主要受工業(yè)污染和海水入侵影響。
為防止水污染的進(jìn)一步發(fā)生和發(fā)展,保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展,針對(duì)研究區(qū)地下水水質(zhì)現(xiàn)狀,提出以下綜合治理對(duì)策與措施:
(1)堅(jiān)持“預(yù)防為主、治理為輔”的方針,優(yōu)化水資源配置,提高工業(yè)用水重復(fù)利用率,對(duì)固體廢棄物應(yīng)加大綜合利用力度,加強(qiáng)危險(xiǎn)廢物無害化處理[6?。
(2)減少工業(yè)、生活“三廢”的排放量及農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥的施用量。
(3)合理開采地下水,減少海(咸)水入侵范圍。
(4)堅(jiān)持補(bǔ)源、攔蓄、節(jié)水“三為主”的治水方針,廣辟水源、梯級(jí)開發(fā)、層層攔蓄,最大限度地?cái)r蓄地表徑流及地下徑流,最大限度地保護(hù)地下水水質(zhì),使有限的水資源發(fā)揮最大的效能[3?。
[1]馬軍.中國(guó)水危機(jī)[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1999.
[2]龐緒貴,王炳華,田乃風(fēng),等.平陰縣淺層地下水地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].山東國(guó)土資源,2008,24(7-8):55 -58.
[3]魏嘉,魏媛.山東省地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及污染防治對(duì)策[J].科技信息,2006,(10):202 -204.
[4]李亞松,張兆吉,費(fèi)宇紅.地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法優(yōu)選與分析:以滹沱河沖洪積扇為例[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2011,38(1):6-10.
[5]程繼雄,程勝高,張煒.地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)常用方法的對(duì)比分析[J].安全與環(huán)境工程,2008,15(2):23 -25.
[6]李肖蘭,呂華.淮河流域山東段地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].水利經(jīng)濟(jì),2012,30(1):36 -39.
[7]GB/T14848-93.地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].