王艷紅，趙峰，王彥輝

河南蘭考地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)

王艷紅1，趙峰2，王彥輝1

（1.河南省蘭考縣水利局，河南蘭考475300；2.河南省開封水文水資源勘測(cè)局，河南開封475000）

分析了地下水污染對(duì)人身體健康的危害，對(duì)工業(yè)成本、生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。采用單項(xiàng)組分法和綜合評(píng)價(jià)法，對(duì)蘭考縣不同含水巖層組的水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果為：蘭考縣地下水污染比較嚴(yán)重，埋深小于300m的水質(zhì)處于較差和極差（Ⅳ類、Ⅴ類）水平，埋深大于300m的水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

河南蘭考；地下水質(zhì)量；單項(xiàng)組分法；綜合評(píng)價(jià)法

0　引言

水是生命之源，生命產(chǎn)生于水，更離不開水；水是生產(chǎn)之要，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不可替代的基礎(chǔ)支撐；水是生產(chǎn)之基，是生態(tài)環(huán)境改善不可分割的保障系統(tǒng)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們生活需水量也逐漸增加。而各類企業(yè)由于開發(fā)利用不當(dāng)所排放的廢水和城鎮(zhèn)居民的生活污水通過排污、滲漏途徑進(jìn)入地下水系統(tǒng)，不僅嚴(yán)重污染了地下水質(zhì)，還對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。地下水自凈能力弱、循環(huán)周期長(zhǎng)，一旦遭受污染，不易被發(fā)覺，更難恢復(fù)。因此，地下水污染的防治首先應(yīng)立足于“防”。即，對(duì)地下水質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以便及時(shí)了解水質(zhì)污染狀況，并采取相應(yīng)的防治措施。這不僅是地下水資源合理開發(fā)利用的前提，也是對(duì)地下水環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要任務(wù)。

早期的地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)主要是對(duì)水體質(zhì)量的定性描述評(píng)價(jià)，如觀察水體的混濁程度，品味水體的味道，嗅其氣味等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)水體的化學(xué)組成和生物狀況有了深入的了解。根據(jù)毒理試驗(yàn)，獲得了各種化合物危害閾值，制定出了各種水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。目前，水環(huán)境研究已由早期的定性描述過渡到以定量評(píng)價(jià)水體質(zhì)量為主的階段。

豫東平原是我國黃淮大平原的組成部分，包括開封、商丘、周口和駐馬店4個(gè)市。它以其坦蕩的平原文化和大量的文物古跡吸引著中外游客［1］。目前，水資源匱乏和水環(huán)境惡化等問題對(duì)該區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成巨大威脅，迫切需要對(duì)其地下水質(zhì)量進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)。由于開封、周口、商丘、濮陽等市的自然地理環(huán)境、水文地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋深等特征基本類似，淺層、中深層、深層地下水受人類活動(dòng)影響及地球物理化學(xué)特征也基本相似，筆者對(duì)蘭考縣地下水質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為豫東平原區(qū)地下水質(zhì)量研究提供數(shù)據(jù)支持。

1　蘭考縣概況

蘭考縣位于河南省東部，地處豫東平原西部，北依黃河，東臨山東，是豫東北通往魯西南的重要門戶。該縣轄16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，1個(gè)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，1個(gè)商務(wù)中心區(qū)，451個(gè)行政村，總?cè)丝跒?3.24萬人（2013年末統(tǒng)計(jì)），總面積為1 367 km2。蘭考縣具有豐富的農(nóng)產(chǎn)品資源，是全國商品糧生產(chǎn)基地縣，全國優(yōu)質(zhì)棉基地縣［1］。

蘭考縣屬暖溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為14℃，平均年降雨量為678.2 mm，多年平均水資源總量為32 562.9萬m3，其中，地表水資源為9 612.6萬m3，占水資源總量的29.5%，地下水資源為22 950.3萬m3，占水資源總量的70.5%。近年來，隨著蘭考縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口迅速增加，大量的工業(yè)廢水和生活污水排入河流，使河流及地下水污染逐年加重。地下水環(huán)境的惡化進(jìn)一步加劇了水資源問題的復(fù)雜性和嚴(yán)峻性。

2　地下水污染的危害［2～4］

2.1對(duì)人類身體健康的危害

若人類生活飲用水中亞硝酸鹽或硝酸鹽含量過高，不僅能引發(fā)硝酸中毒，還會(huì)轉(zhuǎn)化成亞硝胺致癌物。同時(shí)，地下水污染會(huì)使水硬度過高，使人體胃腸功能紊亂，出現(xiàn)脹氣、腹瀉、嘔吐等癥狀。如果地下水源受到的是重金屬污染或有機(jī)物的污染，那么對(duì)人體健康造成的危害將更大。

2.2對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響

我國的工業(yè)生產(chǎn)，尤其是北方地區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)，用地下水所占比重很大。當(dāng)?shù)叵滤晃廴竞?，使得地下水總硬度增大，從而?huì)使輸送管道內(nèi)部和工業(yè)鍋爐內(nèi)結(jié)污垢，導(dǎo)致管道和鍋爐的使用壽命縮短。同時(shí)，鍋爐內(nèi)存在污垢后，不僅要消耗大量的洗滌劑，還會(huì)消耗更多的燃料，又會(huì)產(chǎn)生次生品或廢品。此外，地下水的硬度高還會(huì)對(duì)紡織印染、化工、制藥、造紙、發(fā)電、釀酒等行業(yè)產(chǎn)生危害。由此可以看出，地下水的污染增大了工業(yè)生產(chǎn)的成本，嚴(yán)重影響了工業(yè)生產(chǎn)。

2.3對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害

地下水污染對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響也是十分顯著的。若長(zhǎng)期使用酸度過高的地下水灌溉農(nóng)田，會(huì)使土壤板結(jié)，土壤結(jié)構(gòu)改變，使其無法耕作。如果被污染的地下水中氮含量過高，則會(huì)使農(nóng)作物的營養(yǎng)價(jià)值下降，抗病能力減弱，也易于腐爛。另外，若灌溉水中硫酸鹽、氯化物含量過高，則會(huì)抑制農(nóng)作物的生長(zhǎng)，造成大面積減產(chǎn)。

3　地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)［5～6］

3.1評(píng)價(jià)方法的選擇

目前，國內(nèi)對(duì)地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法主要有：數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、地下水質(zhì)模型模擬預(yù)測(cè)法、單項(xiàng)組分法、綜合法、模糊綜合評(píng)判法、灰色系統(tǒng)法、環(huán)境水文地質(zhì)制圖法等。國家標(biāo)準(zhǔn)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB／T14848－93）中推薦采用單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)法。

3.1.1單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)

單項(xiàng)組分法是指分別對(duì)單個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。即，依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB／T14848－93），先由每個(gè)水質(zhì)檢測(cè)參數(shù)確定水質(zhì)類別，然后，選擇其中最差級(jí)別作為該區(qū)域的水質(zhì)狀況類別。該方法計(jì)算簡(jiǎn)便，并且能通過評(píng)價(jià)結(jié)果直觀地反映出水質(zhì)中哪一類或哪幾類因子超標(biāo)。同時(shí)，也可以清晰地判斷出主要污染因子和主要污染區(qū)域。但是，由于是對(duì)單個(gè)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立的評(píng)價(jià)，得到的評(píng)價(jià)結(jié)果不能全面地反映地下水質(zhì)量的整體狀況，可能會(huì)導(dǎo)致較大的偏差。

3.1.2綜合評(píng)價(jià)

為了能綜合反映評(píng)價(jià)水體的總體質(zhì)量，地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)常采用將單項(xiàng)組分法評(píng)價(jià)結(jié)果綜合起來的綜合評(píng)價(jià)方法。該方法簡(jiǎn)潔易懂、運(yùn)算方便、物理概念清晰，決策者和公眾可以快捷明了地通過評(píng)價(jià)結(jié)果掌握水質(zhì)信息。

3.2評(píng)價(jià)點(diǎn)的選擇

收集、檢測(cè)了2007～2014年蘭考縣境內(nèi)地下水水質(zhì)檢驗(yàn)成果74份（井點(diǎn)），并對(duì)水樣檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。該水樣基本代表了農(nóng)灌井、農(nóng)村安全飲水井、工業(yè)及產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)井、城鎮(zhèn)居民飲水井、學(xué)校師生飲水井、生活洗浴井、多種行業(yè)服務(wù)井等的水質(zhì)情況。為了進(jìn)一步了解不同深度地下水的水質(zhì)狀況，根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)特征，分別對(duì)埋深小于300m、300～600m、大于600m的不同含水巖層水質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，了解不同深度地下水的功能和用途，為合理開發(fā)利用地下水提供技術(shù)依據(jù)。

3.3評(píng)價(jià)步驟

（1）根據(jù)評(píng)價(jià)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行單項(xiàng)組分質(zhì)量類別劃分。按照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB／T14848－93），將地下水質(zhì)量劃分為5類（代號(hào)與類別相同）：I類主要反映地下水化學(xué)組分的天然低背景含量，適用于各種用途；II類主要反映地下水化學(xué)組分的天然背景含量，適用于各種用途；III類以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù)，主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水；IV類以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù)，除適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水外，適當(dāng)處理后可作生活飲用水；V類不宜飲用，其他用水可根據(jù)使用目的選用。不同類別標(biāo)準(zhǔn)值相同時(shí)，從優(yōu)不從劣。

（2）按表1分別確定各單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi。

表1　地下水質(zhì)量評(píng)分表Tab.1 Underground water quality score

（3）計(jì)算綜合評(píng)價(jià)分值F。選用F值法計(jì)算綜合評(píng)價(jià)分值。

式中：F=為各單項(xiàng)組分評(píng)分值Fi的平均值；Fmax為單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi中的最大值；n為項(xiàng)數(shù)。

（4）地下水水質(zhì)級(jí)別劃分。根據(jù)F值，按表2劃分地下水水質(zhì)級(jí)別，再將細(xì)菌學(xué)指標(biāo)評(píng)價(jià)類別注在級(jí)別定名之后。如，“優(yōu)良（II類）”、“較好（III類）”。

表2　地下水質(zhì)量分級(jí)表Tab.2 Underground w ater quality grading

3.4評(píng)價(jià)結(jié)果

（1）經(jīng)分析，蘭考縣地下水中，肉眼可見物、渾濁度、錳、鐵、氯化物、砷、硫酸鹽、溶解性固體、總硬度、氟化物、菌落總數(shù)、總大腸菌群都有超標(biāo)顯示，而其他元素均未超標(biāo)或未檢出，具體如表3所示。

表3　蘭考縣地下水超標(biāo)指標(biāo)超標(biāo)率排序表Tab.3 Underground water excessive indicators and rate rank of Lankao county

（2）地下水水質(zhì)達(dá)標(biāo)（優(yōu)良、良好、較好）井?dāng)?shù)占檢測(cè)井總數(shù)的39.2%；而超標(biāo)（較差和極差）井?dāng)?shù)占檢測(cè)井總數(shù)的60.8%。由于細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群、渾濁度等對(duì)人為活動(dòng)影響比較敏感，瞬間變化大，瞬時(shí)檢測(cè)超標(biāo)率高，影響了其代表性。但是，也基本表明該研究區(qū)地下水污染比較嚴(yán)重。地下水水質(zhì)達(dá)標(biāo)（優(yōu)良、良好、較好，即I類、II類、Ⅲ類）的檢測(cè)井主要分布在埋深大于300m的地下水中，而埋深小于300m的水質(zhì)處于較差和極差（IV類、V類）水平。

（3）地下水的渾濁度、鐵元素、錳元素、氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度、化學(xué)耗氧量、氟化物、硝酸鹽、氮、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群評(píng)價(jià)指標(biāo)都具有較明顯的地理分布規(guī)律，各評(píng)價(jià)指標(biāo)隨著評(píng)價(jià)點(diǎn)地理位置的變化而變化。地下水的總硬度、硫酸鹽、溶解性總固體、氟化物、氯化物、錳、鐵、砷等評(píng)價(jià)指標(biāo)超標(biāo)或含量較高的主要是由當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境所致；地下水中細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群污染的來源主要是人為原因。

4　結(jié)語

通過對(duì)蘭考縣地下水質(zhì)量分析評(píng)價(jià)，建議在今后的地下水資源開發(fā)利用中，應(yīng)根據(jù)取水用途的不同，分別開采對(duì)應(yīng)的地下水源，可有效地減少盲目取水和浪費(fèi)，達(dá)到合理開采利用地下水和有效保護(hù)水環(huán)境的目的。對(duì)于農(nóng)村安全飲水工程，應(yīng)開采深度為300～600m的地下水。在用水量較大或人群相對(duì)集中的區(qū)域，應(yīng)規(guī)劃完善雨污分流和污水處理功能，有效地減少污廢水排放。

［1］百度百科.蘭考縣［EB／OL］.（2015－08－20）http：／／baike.baidu.com／link？url＝txiN fQecM 2iaqU iwRhD 7＿w cza-O xNW kGTgksZ jUSzaFiVP1YcW aXH idO ldyjua61rqd7B oEsVLoXSHSW v8NENa

［2］楊強(qiáng)，李金軒，丁偉翠.淺析地下水污染的主要途徑、危害及防治［J］.地下水，2007（3）：72－75.

［3］張潔.地下水污染的來源與影響［J］.大江周刊：論壇，2013（8）：57－57.

［4］王玉和.淺論地下水污染［J］.地下水，2004（4）：194－296.

［5］GB／T14848－93，地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［6］GB5750－2006，生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法［S］.

[責(zé)任編輯楊明慶]

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1008-486X（2016）01-0018-03

2015－08－09

王艷紅（1982－），女，河南蘭考人，助理工程師，主要從事水利工程管理工作。