焦團(tuán)理，胡　波

(1.合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽 合肥 230001)

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淮河流域(安徽段)淺層地下水有機(jī)污染特征

焦團(tuán)理1,2，胡波2

(1.合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽 合肥 230001)

[摘要]通過(guò)對(duì)淮河流域安徽段地下水污染調(diào)查，在獲取大量第一手資料的基礎(chǔ)上對(duì)研究區(qū)淺層地下水有機(jī)污染特征進(jìn)行分析研究，結(jié)果表明，淺層地下水已經(jīng)受到一定程度的有機(jī)污染，檢出率相對(duì)較低，檢出含量也不高，僅局部地段存在超標(biāo)現(xiàn)象；空間分布上呈現(xiàn)散點(diǎn)狀和局部地段的聚集性，與地表的污染源密切相關(guān)。

[關(guān)鍵詞]淮河流域；安徽段；淺層地下水；有機(jī)污染

淮河流域安徽段是我國(guó)重要的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和加工基地、能源工業(yè)基地，又是淮河行蓄洪區(qū)，戰(zhàn)略地位十分重要。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)初見(jiàn)成效，兩淮煤炭、電力工業(yè)已具規(guī)模，蚌埠的生化工業(yè)雄踞亞洲，“兩淮一蚌”經(jīng)濟(jì)圈已初露端倪。地下水是工作區(qū)內(nèi)主要的供水水源，隨著工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，水的供需矛盾日益突出。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，也產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問(wèn)題，水污染就是其突出問(wèn)題之一。隨著化工、冶煉、皮革、人工合成有機(jī)物生產(chǎn)等高污染企業(yè)的增多，各種有機(jī)廢水的排放，居民生活污水的下滲、大量農(nóng)藥和化肥的使用，導(dǎo)致大量的有機(jī)物通過(guò)不同途徑進(jìn)入地下水體，許多有機(jī)物具有的“三致作用”(致癌、致畸、致突變作用)[1～4]，嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康和生活質(zhì)量，破壞了社會(huì)的穩(wěn)定與和諧。本次調(diào)查研究范圍主要為淮河流域(安徽段)平原區(qū)，面積約4.4萬(wàn) km2。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)屬北亞熱帶至暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，是我國(guó)南北氣候過(guò)渡地帶，年降水量一般小于1 000 mm。地表水屬淮河水系。研究區(qū)以淮河為界，北部為淮北平原，南部為江淮波狀平原。淮北平原除東北部分布有低山丘陵，其余皆為由西北向東南傾斜的平原，由第四系松散堆積物組成，厚度由東南向西北遞增。第四系巖性以粘性土與砂性土互層，具多層結(jié)構(gòu)。江淮波狀平原第四紀(jì)分布較廣泛，總體變化趨勢(shì)為由山前向平原厚度遞增，巖性在河谷地區(qū)以砂性土為主，其余地區(qū)以粘性土為主。

根據(jù)地下水的賦存條件、含水介質(zhì)及水力特征，將研究區(qū)內(nèi)含水層劃分為碳酸鹽巖類裂隙巖溶水和松散巖類孔隙水。松散巖類孔隙水在區(qū)內(nèi)分布廣泛，以埋深50 m且分布穩(wěn)定的粘性土為界，劃分為淺層含水巖組和深層孔隙含水巖組。淺層孔隙含水巖組主要巖性為第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)及部分中更新統(tǒng)上部的亞粘土、亞砂土、粉砂和細(xì)砂組成。其分布與富水性變化受古河道帶的控制，呈條帶狀展布。單井涌水量一般小于1 000 m3/d，地下水位埋深1～4 m，礦化度多小于1 g/L，水化學(xué)類型以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg或HCO3-Na·Ca為主。淺層地下水是區(qū)內(nèi)農(nóng)灌與農(nóng)村居民生活用水的主要來(lái)源，開(kāi)發(fā)潛力大。

2樣品采集與測(cè)試

在系統(tǒng)收集和分析區(qū)內(nèi)的地質(zhì)、水文地質(zhì)和污染狀況的基礎(chǔ)上，按《地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)規(guī)范》[5]中統(tǒng)一的技術(shù)要求，進(jìn)行1：25萬(wàn)地下水污染調(diào)查，地下水樣品的采集遵循區(qū)域控制，重點(diǎn)區(qū)結(jié)合污染源的分布特點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)。2006-2010年在研究區(qū)內(nèi)共采集了淺層地下水有機(jī)樣品1119組(見(jiàn)圖1)，其中0～20 m地下水(廣大農(nóng)村地區(qū)飲水以20 m以淺地下水為主)樣品471組，20～50 m地下水樣品648組，采集的樣品大部分為居民生活飲用水。有機(jī)物測(cè)試項(xiàng)目共56項(xiàng)，其中單環(huán)芳烴9項(xiàng)，多環(huán)芳烴6項(xiàng)，鹵代烴17項(xiàng)，氯代苯6項(xiàng)，有機(jī)氯農(nóng)藥18項(xiàng)(見(jiàn)表1)。

圖1　研究區(qū)淺層地下水采樣點(diǎn)分布圖

有機(jī)物分類有機(jī)物名稱單環(huán)芳烴苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間對(duì)二甲苯、苯乙烯、正丙苯、異丁基苯、叔丁基苯多環(huán)芳烴苯并(a)芘、萘、苯并b熒蒽、苯并k熒蒽、二苯并(a,h)蒽、苯并(ghi)苝鹵代烴三氯甲烷、四氯化碳、1,1,1-三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,2-二氯丙烷、一溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷、三溴甲烷(溴仿)、氯乙烯、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、順1,3-二氯丙烯、反1,3-二氯丙烯氯代苯氯苯、鄰-二氯苯、間-二氯苯、對(duì)-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,3-三氯苯有機(jī)氯農(nóng)藥α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC、總六六六、p,p'-DDE、p,p'-DDD、o,p'-DDT、p,p'-DDT、總滴滴涕、六氯苯、七氯、艾氏劑、環(huán)氧七氯、α-氯丹、β-氯丹、狄氏劑、異狄氏劑

3有機(jī)污染物特征

3.1有機(jī)污染物檢出特征

從檢出的情況來(lái)看，20 m以淺的471組淺層地下水樣品中有98組檢出有機(jī)污染物(見(jiàn)表2)，檢出率為20.81%，有8項(xiàng)有機(jī)指標(biāo)檢出，單個(gè)樣品檢出有機(jī)因子一般1～3項(xiàng)，最多為5項(xiàng)，說(shuō)明地下水已經(jīng)受到了一定程度的有機(jī)污染[6]。在測(cè)試的56項(xiàng)有機(jī)指標(biāo)中，鹵代烴有2項(xiàng)檢出，其中二氯甲烷檢出率最高，達(dá)11.46%，1,2-二氯乙烷檢出率為0.64%；單環(huán)芳烴中苯和甲苯有檢出，檢出率分別為1.49%和6.79%；多環(huán)芳烴中有苯并(a)芘和萘檢出，檢出率分別為2.34%和7.86%；有機(jī)氯農(nóng)藥僅有2項(xiàng)因子檢出，同時(shí)檢出率很低，由于采集的樣品主要為居民生活用水井，農(nóng)灌井較少，同時(shí)近些年國(guó)家對(duì)有機(jī)氯這類高毒、難分解、殘效長(zhǎng)農(nóng)藥的生產(chǎn)進(jìn)行了嚴(yán)格控制，導(dǎo)致有機(jī)氯農(nóng)藥檢出項(xiàng)目少。從超標(biāo)情況來(lái)看，根據(jù)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿(GB/T 14848-2007)，只有1,2-二氯乙烷、苯和苯并(a)芘三項(xiàng)超過(guò)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)率分別為0.21%、0.21%和2.12%，在以后的工作中應(yīng)重點(diǎn)分析與監(jiān)測(cè)。

表2　20 m以淺地下水有機(jī)組分檢出結(jié)果統(tǒng)計(jì)表　μg/L

20～50 m的648組淺層地下水樣品中有119組檢出有機(jī)污染物(見(jiàn)表3)，檢出率為18.36%，有11項(xiàng)有機(jī)指標(biāo)檢出，單個(gè)樣品檢出因子一般1～2項(xiàng)，最多為4項(xiàng)，此層地下水也已經(jīng)受到一定程度的污染[6]。檢出率最高的為多環(huán)芳烴的萘，檢出率為13.58%，苯并(a)芘檢出率為1.23%；單環(huán)芳烴中苯和甲苯檢出率分別為0.31%和6.33%；鹵代烴中四氯乙烯、二氯甲烷、1,2-二氯丙烷和1,2-二氯乙烯檢出率分別為0.15%、6.17%、0.62%和0.15%；氯代苯中鄰二氯苯檢出率為0.62%；有機(jī)氯農(nóng)藥與20 m以淺地下水類似，檢出項(xiàng)目少且檢出率很低。從超標(biāo)情況來(lái)看，超過(guò)地下水質(zhì)量Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的樣品僅有8組，超標(biāo)因子全部為苯并(a)芘，超標(biāo)率為1.23%。

表3　20～50 m地下水有機(jī)組分檢出結(jié)果統(tǒng)計(jì)表　μg/L

研究區(qū)內(nèi)淺層地下水污染測(cè)試數(shù)據(jù)表明，盡管淺層地下水受到了一定的有機(jī)污染，但有機(jī)物含量較低，檢出項(xiàng)目較少，僅局部地段存在有機(jī)物超標(biāo)現(xiàn)象。

3.2有機(jī)污染物分布特征

從地下水有機(jī)物檢出點(diǎn)區(qū)域分布特征來(lái)看，20 m以淺的地下水與20～50 m的地下水具有相似的分布特征及污染特征(見(jiàn)圖2和見(jiàn)圖3)。

圖2　20 m以淺地下水有機(jī)指標(biāo)檢出點(diǎn)分布圖

圖3　20～50 m地下水有機(jī)指標(biāo)檢出點(diǎn)分布圖

從有機(jī)指標(biāo)的檢出平面分布特征而言，淺層地下水中檢出的有機(jī)指標(biāo)呈現(xiàn)出空間分布的散點(diǎn)狀和局部地段的聚集性、高濃度及同類有機(jī)指標(biāo)的共同檢出等特征。在研究區(qū)中西部和南部的河間地塊檢出率最低，絕大多數(shù)未檢出，高檢出點(diǎn)主要分布于城鎮(zhèn)周圍，檢出項(xiàng)主要為甲苯、苯和萘；東北部黃泛平原和山前平原地帶有機(jī)污染物檢出呈塊狀分布，這與地下水防污性能較差有關(guān)，檢出項(xiàng)主要為甲苯、1,2-二氯丙烷和鄰二氯苯；在東南部懷遠(yuǎn)-蚌埠一帶大多數(shù)淺層地下水均檢出有機(jī)物，是有機(jī)污染物的高檢出區(qū)，在高檢出區(qū)有機(jī)污染已經(jīng)開(kāi)始呈現(xiàn)面狀污染特征，檢出項(xiàng)主要為二氯甲烷、六氯苯、萘、總六六六、1,2-二氯乙烷和苯并(a)芘，這與該區(qū)長(zhǎng)期以地表水灌溉和地下水位埋深較淺有關(guān)；沿淮河、渦河和奎河等污染河流兩側(cè)有機(jī)污染物檢出呈條帶狀展布，檢出項(xiàng)主要為苯并(a)芘、萘和二氯甲烷等，有機(jī)氯農(nóng)藥污染程度不明顯，在沿河方向上，有機(jī)污染物檢出濃度呈波狀分布，在垂直河流方向上，濃度有減小的趨勢(shì)即距離河流越遠(yuǎn)，檢出濃度越小。

4有機(jī)污染影響因素初步分析

(1)地下水有機(jī)污染與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密不可分的正相關(guān)關(guān)系，有機(jī)指標(biāo)的檢出點(diǎn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)周圍比較集中，與工業(yè)污染源的分布區(qū)范圍具有很好的對(duì)應(yīng)性，其有機(jī)污染物種類與檢出項(xiàng)也高于農(nóng)業(yè)區(qū)和居民生活區(qū)，說(shuō)明地下水有機(jī)污染物在一定程度上受到工業(yè)廠家“三廢”的不合理排放和處置有關(guān)。

(2)在污染河流的兩側(cè)地下水有機(jī)污染物呈帶狀展布。根據(jù)野外調(diào)查，生活污水和工業(yè)企業(yè)將未經(jīng)處理的廢水直接排入附近河道，造成地表水體大面積的污染，而這些受污水體又通過(guò)不同的方式如污水灌溉等進(jìn)入不同地段的土壤，以垂向入滲的形式進(jìn)入并污染淺層地下水。

(3)地下水有機(jī)污染程度與地質(zhì)條件密不可分。在研究區(qū)東北部的黃泛平原和山前地帶，由于地下水防污性能較差，其有機(jī)物檢出率相對(duì)較高；在河流下游的東南部平原由于淺層地下水埋深淺，地表的污染物易隨降水下滲，穿過(guò)包氣帶層進(jìn)入地下含水層中，這也是東南部有機(jī)污染物檢出相對(duì)集中的原因之一。

(4)研究區(qū)地處平原地區(qū)，地勢(shì)平坦，淺層地下水徑流緩慢，其主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水。但在降水入滲的同時(shí)，也會(huì)將地表的一些污染物質(zhì)攜帶進(jìn)入含水層中，造成淺層地下水的污染。通過(guò)對(duì)有時(shí)間序列的樣品對(duì)比分析，淺層地下水一般污染指標(biāo)在枯水期含量較低，豐水期含量有所增加的變化規(guī)律，但由于包氣帶土層的吸附過(guò)濾作用，有機(jī)物污染物濃度變化水平非常低。

(5)研究區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)包氣帶巖性為粘性土，具有良好的防污性能，對(duì)有機(jī)污染物有吸附過(guò)濾作用，使地下水的污染程度比地表水低。由于粘性土具有較大的比表面積，可以吸附污染物，阻滯有機(jī)污染物向地下水中遷移，因而地表的污染物難以下滲遷移，僅很少一部分進(jìn)入淺層地下水中，從而使得研究區(qū)呈現(xiàn)地表水污染嚴(yán)重，而淺層地下水污染程度較輕的特點(diǎn)。

5結(jié)語(yǔ)

根據(jù)所采樣品的測(cè)試數(shù)據(jù)，淮河流域安徽段淺層地下水樣品中已有有機(jī)物檢出，20 m以淺的地下水有機(jī)物檢出率為20.81%，有8項(xiàng)有機(jī)指標(biāo)檢出；20～50 m地下水有機(jī)物檢出率為18.36%，有11項(xiàng)有機(jī)指標(biāo)檢出。檢出率較高的因子主要為二氯甲烷、苯、萘、甲苯和苯并(a)芘，根據(jù)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿(GB/T 14848-2007)，超過(guò)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的因子主要為苯并(a)芘，超標(biāo)率為3.35%。

盡管淺層地下水受到了一定程度的污染，但有機(jī)污染物檢出率相對(duì)較低，檢出含量也不高，僅局部地段存在超標(biāo)。地下水有機(jī)污染與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)且工業(yè)企業(yè)較多的城鎮(zhèn)地區(qū)及污染河流兩側(cè)，地下水中有機(jī)物檢出率相對(duì)較高，特別是在防污性能較差的山前地帶和黃泛平原區(qū)，污染物較易進(jìn)入到地下水中。從平面分布看，有機(jī)指標(biāo)的污染仍屬于點(diǎn)狀污染，與污染源關(guān)系密切。

參考文獻(xiàn)

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Characteristics of the Organic Pollution in the Shallow Groundwater in Huaihe River Basin of Anhui Province

JIAO Tuan-li1，2，HUBo2

(1.School of Resources &Environmental Engineering，Hefei University of Technology,Hefei 230009， China；2. Geological Survey of Anhui Province,Hefei 230001，China)

Abstract:This study investigated the groundwater contamination in Anhui section of the Huaihe River basin. The organic contamination characteristics of shallow groundwater were analyzed by using great amount of first-hand data. The results from this study show that shallow groundwater already had certain degree of organic contamination. The detection rate was relatively low, and measured contaminant loads were not high. High contaminants only occurred in a few locations and characterized with spatial scattered distribution and aggregation in certain local areas, and the high contaminants had close relationship with pollution condition on land surface.

Key words:Huaihe River Basin；Anhui section；Shallow groundwater；Organic contamination

[中圖分類號(hào)]X523

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)02-0091-03

[作者簡(jiǎn)介]焦團(tuán)理(1984-)，男，河南太康人，工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查研究工作。

[基金項(xiàng)目]中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(安徽平原地區(qū)地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)：1212010634501)

[收稿日期]2015-11-16