于 淇，劉本華，管 旭

(1.濟(jì)南大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022；2.山東省環(huán)境規(guī)劃院，山東 濟(jì)南 250101)

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丁莊水源地地下水環(huán)境分析及評(píng)價(jià)研究

于 淇1，劉本華1，管 旭2

(1.濟(jì)南大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022；2.山東省環(huán)境規(guī)劃院，山東 濟(jì)南 250101)

丁莊水源地位于山東省棗莊市區(qū)東南部，是城市主要水源地。通過對(duì)該水源地地下水飲用水水源地環(huán)境質(zhì)量狀況和污染程度及地下水資源質(zhì)量變化過程進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，丁莊水源地地下水環(huán)境質(zhì)量相對(duì)較差，區(qū)域內(nèi)主要污染類型為無機(jī)污染，未發(fā)現(xiàn)有機(jī)污染現(xiàn)象，同時(shí)區(qū)域內(nèi)存在總硬度、硫酸鹽、三氮等污染呈緩慢上升和面狀發(fā)展趨勢(shì)。應(yīng)開展區(qū)域性地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)，全面掌握地下水環(huán)境質(zhì)量狀況及變化規(guī)律，合理劃分地下水源地保護(hù)區(qū)，控制地下水開采量，為該區(qū)域水資源合理開發(fā)利用提供依據(jù)。

地下水；水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)；丁莊水源地；無機(jī)污染

21世紀(jì)我國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略是可持續(xù)發(fā)展，而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展最為重要的基本條件之一是水資源可持續(xù)利用[1]。地下水資源作為水資源的重要組成部分，是構(gòu)成和影響環(huán)境的生態(tài)因素，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中具有重要地位。但地下水更新周期長(zhǎng)，一旦過量開采，不僅會(huì)造成地下水枯竭，而且可能引發(fā)一些環(huán)境問題[2]。水源地和人民日常生活息息相關(guān)，因此研究水源地地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況是十分必要且有意義的。

1 區(qū)域概況

1.1 自然地理概況

丁莊水源地位于棗莊市區(qū)東南部，是城市及工業(yè)供水的一個(gè)重要水源地，位于1977年啟用。丁莊水源地現(xiàn)日供水量約4萬 t，是棗莊市市區(qū)主要水源地之一，供水區(qū)域包括老城區(qū)和新城區(qū)的大部分地區(qū)，供水人口達(dá)17.5萬人。按照開采規(guī)模，丁莊水源地屬于中型水源地，按照含水層介質(zhì)劃分屬于巖溶裂隙水。本次調(diào)查的丁莊水源地位于棗莊市市中區(qū)東南，地表嶧城沙河稅郭支流與郭里集支流流經(jīng)丁莊水源地周邊(圖1)。

本區(qū)地下水的補(bǔ)給來源主要以大氣降水入滲補(bǔ)給為主，其次為地表水的滲漏補(bǔ)給。

圖1 丁莊水源地剖面圖

1.2 周邊主要污染源

丁莊水源地周邊存在工業(yè)企業(yè)、加油站、生活源、農(nóng)業(yè)源等污染源，地下水水質(zhì)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。調(diào)查范圍內(nèi)污染源分布見圖2。

調(diào)查區(qū)域內(nèi)污染源分布有如下特征：

(1)丁莊水源地調(diào)查范圍內(nèi)污染源主要以農(nóng)村生活、農(nóng)業(yè)污染為主，呈面狀分布，其次為以棉、化纖印染精加工行業(yè)和鐵礦采選為主的工業(yè)源。

(2)調(diào)查范圍內(nèi)工業(yè)污染源主要集中在稅郭紡織工業(yè)園，企業(yè)污水經(jīng)深度處理設(shè)施處理后排放到地表水系；丁莊水源地上游的鐵礦采選企業(yè)礦山排水部分外排入地表水系，部分用于農(nóng)田灌溉，地表水系和農(nóng)田灌溉形成線性和面狀的污染。

(3)由于區(qū)域地表水與地下水存在一定的相互補(bǔ)給，同時(shí)部分河段存在較多地下漏斗，地表入滲補(bǔ)給狀況對(duì)地下水水環(huán)境質(zhì)量狀況存在較大影響。

圖2 丁莊水源地調(diào)查范圍及污染源分布圖

2 丁莊水源地地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

各監(jiān)測(cè)井分布詳見丁莊地下水水源地監(jiān)測(cè)井分布示意圖3及表1。

表1 丁莊水源調(diào)查范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位信息

2.2 地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.2.1 地下水質(zhì)量單指標(biāo)評(píng)價(jià)

無機(jī)指標(biāo)評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)，以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-93) Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值作為是否符合飲用水的評(píng)價(jià)依據(jù)。除水溫、電導(dǎo)率、溶解氧、鉀、鈣、鎂、碳酸根、碳酸氫根等指標(biāo)外，其他指標(biāo)參與水質(zhì)評(píng)價(jià)。

有機(jī)指標(biāo)評(píng)價(jià)方法：有機(jī)組分在棗莊地下水天然環(huán)境中不存在，一旦檢出就代表有污染。因此，以評(píng)價(jià)檢出限作為評(píng)價(jià)值，以標(biāo)準(zhǔn)限值判斷是否超標(biāo)。本次評(píng)價(jià)以《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006及《美國(guó)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，以評(píng)價(jià)其是否超標(biāo)。

單指標(biāo)評(píng)價(jià)需指明超標(biāo)項(xiàng)目和超標(biāo)倍數(shù)(見表2)。

圖3 丁莊水源地監(jiān)測(cè)布點(diǎn)圖

表2 丁莊水源地監(jiān)測(cè)井分布及監(jiān)測(cè)超標(biāo)項(xiàng)目

表3 單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi對(duì)照表

2.2.2 地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法：采用加附注的評(píng)分法，參加評(píng)分的項(xiàng)目，應(yīng)不少于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)規(guī)定的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，但不包括細(xì)菌學(xué)指標(biāo)；首先進(jìn)行各單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)，劃分組分所屬質(zhì)量類別，對(duì)各類別按表3分別確定單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi；按照式(1)和(2)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)分值F，根據(jù)計(jì)算的F值，按表4劃分評(píng)價(jià)對(duì)象的地下水質(zhì)量級(jí)別。丁莊水源地地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表5。

(1)

(2)

表4 地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)級(jí)別對(duì)照表

表5 丁莊水源地地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.3 地下水污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)過程中，以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)、《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)為對(duì)照。采用污染指數(shù)Pki法進(jìn)行地下水污染評(píng)價(jià)。

式中：Pki為k水樣i指標(biāo)的污染指數(shù)；Cki為k水樣i指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果；C0為代表k水樣無機(jī)組分i指標(biāo)的對(duì)照值，有機(jī)組分等原生地下水中含量微弱的組分背景值按零計(jì)算；CⅢ為見《全國(guó)地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況調(diào)查評(píng)估實(shí)施方案(2012)》附件四的標(biāo)準(zhǔn)。

去除所有監(jiān)測(cè)井均未檢出的指標(biāo)、低于最低檢出限的指標(biāo),以及不作為判斷水質(zhì)污染的指標(biāo)，對(duì)剩下的鐵、錳、銅、鋅、銻、鋇、硼、鉬、鎳、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽氮、總硬度、溶解性總固體、陰離子合成洗滌劑、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、砷19個(gè)指標(biāo)進(jìn)行污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，地下水水質(zhì)污染評(píng)價(jià)結(jié)果見表6。

表6 丁莊水源地地下水水質(zhì)污染評(píng)價(jià)結(jié)果

2.3 結(jié)果分析

根據(jù)丁莊水源地地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果可知，調(diào)查區(qū)域內(nèi)存在總硬度，硫酸鹽、總大腸菌群、亞硝酸鹽氮等指標(biāo)超標(biāo)。綜合分析水質(zhì)超標(biāo)原因如下：

(1)地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響。棗莊地下水類型主要為碳酸鹽型裂隙水，其鈣鎂含量偏高導(dǎo)致地下水硬度、溶解性總固體超標(biāo)嚴(yán)重。丁莊水源地總硬度、硫酸鹽超標(biāo)，是由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件造成，該區(qū)域巖石性質(zhì)決定該處水質(zhì)總硬度、硫酸鹽含量高。

(2)受污染的地表水下滲對(duì)地下水水質(zhì)產(chǎn)生影響。水源地下水主徑流方向上游的鐵礦企業(yè)礦井排水、稅郭紡織工業(yè)園區(qū)深度處理后的生產(chǎn)廢水部分排入水源地補(bǔ)給區(qū)內(nèi)地表水水系郭里集支流，部分用于廠區(qū)內(nèi)綠化、灌溉，部分排水用于農(nóng)田灌溉。根據(jù)相關(guān)污水處理設(shè)施控制指標(biāo)和排水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，雖然污染源排水滿足各項(xiàng)排放標(biāo)準(zhǔn)，但工業(yè)污染源排水氨氮或硝酸鹽氮濃度仍然較高。稅郭紡織工業(yè)園區(qū)和下游洪村地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)處水質(zhì)亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮超標(biāo)，說明工業(yè)污染源對(duì)地下水產(chǎn)生了一定的影響。

(3)大腸菌群是生活污水的特征污染物，丁莊水源總大腸菌群超標(biāo)說明該水系受到生活污水的污染。由于城區(qū)污水管網(wǎng)不完善，水源周邊村莊污水管網(wǎng)鋪設(shè)不到位，農(nóng)村生活污水不經(jīng)處理直接排放，沿河兩岸生活垃圾傾倒河內(nèi)，使河床變窄，流水不暢，垃圾浸泡后水質(zhì)惡化，受污染的河水直接滲透補(bǔ)給地下水；再加上地下水過度開采，地下水位下降，形成地下水降落漏斗，加劇地表污水倒灌，以上因素綜合影響造成丁莊水源調(diào)查區(qū)域內(nèi)多點(diǎn)位超標(biāo)。

(4)丁莊水源地地下水污染存在一定的歷史原因，污染物在地下水中運(yùn)移受流場(chǎng)和地層結(jié)構(gòu)等因素的影響，地下水的污染是個(gè)緩慢而長(zhǎng)期的歷史過程，歷史和現(xiàn)狀的人類活動(dòng)均對(duì)地下水環(huán)境存在影響。調(diào)查區(qū)域內(nèi)總硬度、硫酸鹽以及三氮污染呈現(xiàn)緩慢上升和面狀發(fā)展趨勢(shì)，主要與區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)、農(nóng)村和城鎮(zhèn)生活污水排放、種植等農(nóng)業(yè)面源污染等因素密切相關(guān)。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

通過對(duì)丁莊水源地調(diào)查范圍內(nèi)地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況調(diào)查評(píng)估，主要結(jié)論如下：

(1)丁莊水源地地下水環(huán)境質(zhì)量相對(duì)較差，主要超標(biāo)指標(biāo)為總硬度、硫酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽以及總大腸桿菌。其中總硬度、硫酸鹽、大腸菌群等指標(biāo)呈面狀分布，硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮在局部超標(biāo)現(xiàn)象突出，無有機(jī)污染物檢出。

(2)調(diào)查區(qū)域內(nèi)地下水綜合污染評(píng)價(jià)結(jié)果為中污染或較重污染，在稅郭工業(yè)園區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處存在水質(zhì)極差區(qū)。調(diào)查區(qū)域內(nèi)主要污染類型為無機(jī)污染，未發(fā)現(xiàn)有機(jī)污染物污染現(xiàn)象，調(diào)查區(qū)域內(nèi)存在總硬度、硫酸鹽、三氮等污染。

(3)丁莊水源地地下水污染分析表明，丁莊水源地地下水超標(biāo)和污染受到一定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響和污染的地表水下滲對(duì)地下水水質(zhì)產(chǎn)生的影響。同時(shí)，調(diào)查區(qū)域內(nèi)總硬度、硫酸鹽以及三氮污染呈現(xiàn)緩慢上升和面狀發(fā)展趨勢(shì)，主要與區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)、農(nóng)村和城鎮(zhèn)生活污水排放和種植等農(nóng)業(yè)面源污染等因素密切相關(guān)。

3.2 建議

(1)目前已開展的區(qū)域性地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作外，還應(yīng)定期對(duì)納污地表河流、地下水水質(zhì)變化較大或遭受污染的重點(diǎn)地段進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，掌握水質(zhì)的變化規(guī)律、污染程度、有害物質(zhì)成分?jǐn)U散范圍以及發(fā)展趨勢(shì)等，全面掌握水源地地下水環(huán)境質(zhì)量狀況及其變化規(guī)律，為環(huán)境整治提供科學(xué)依據(jù)。

(2)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位難以說清污染場(chǎng)地對(duì)周邊水源地地下水的污染程度和范圍，建議優(yōu)先建立水源地地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，建立水源地周邊補(bǔ)給徑流區(qū)內(nèi)地下水長(zhǎng)效環(huán)境監(jiān)測(cè)體制，同時(shí)建立完善的地下水監(jiān)測(cè)井后續(xù)運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和管理機(jī)制。

(3)合理劃分水源地保護(hù)區(qū)，合理處置水源周邊村民生活污水和垃圾，逐步有序治理搬遷影響水源水質(zhì)的污染源。

(4)控制地下水開采量，已建項(xiàng)目通過采取節(jié)水措施，逐漸減少開采量，控制地下水位下降和地面沉降，減緩地下水漏斗的形成。

[1]左一嗚, 崔廣柏, 王振龍,等. 我國(guó)水資源可持續(xù)利用探索[C]// 2005中國(guó)可持續(xù)發(fā)展論壇——中國(guó)可持續(xù)發(fā)展研究會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(下冊(cè)). 2005，41-42.

[2]朱學(xué)愚. 地下水水文學(xué)[M]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.2005.

[3]李海濤, 韓燕, 張爽娜. 衡水市飲用水源區(qū)地下水環(huán)境狀況調(diào)查分析[J]. 地下水.2011, 33(2):102-104.

Study on groundwater environment analysis and evaluation of Ding Village

YU Qi1，LIU Ben-hua1，GUAN Xu2

(1.College of resources and environment; University of Jinan, Ji'nan, Shandong, 250101, China；2.Shandong environmental planning institute, Ji'nan, Shandong,250022,China)

Ding Zhuang source in Shandong province is located in the southeast of Zaozhuang City, is the city's main water source. The groundwater sources of drinking water environmental quality and pollution degree of groundwater resources and quality change process analysis and evaluation results show that Ding Zhuang groundwater environment quality is relatively poor, the main type of pollution in the region inorganic pollution, organic pollution is not found within the same region, total hardness, sulfate, three nitrogen pollution was slowly rising and areal development trend. Should carry out regional underground water quality monitoring; fully grasp the groundwater environmental quality status and changes, reasonable division of underground water source protection zone, control of groundwater exploitation provide the basis for the rational development of water resources of this region.

groundwater; water environmental quality assessment; water source area; inorganic pollution

2017-03-03

于淇(1992-)，男，安徽蚌埠人，在讀碩士研究生，主攻方向：地下水污染研究。

劉本華(1967-)，男，山東濟(jì)南人，副教授，主要從事水文地質(zhì)教學(xué)研究工作。

P641.8

A

1004-1184(2017)03-0026-04