蘇巧云，趙文青，逯 娟

(蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730021)

1 飲用水水源區(qū)地理概況

甘肅省環(huán)縣樊家川鄉(xiāng)位于縣城東南部，屬馬蓮河上游水系涇河流域，為典型的黃土高原丘陵溝壑地貌，地形地貌復(fù)雜，以山脈嶺梁、丘陵掌區(qū)、川道溝臺(tái)和零碎殘塬四種類型常見。地勢(shì)北高南低，海拔在1300 m～1690 m之間，平均海拔1450 m，梁峁起伏，溝深坡陡，植被覆蓋較差；土壤以灰黃色砂質(zhì)粉土和粘質(zhì)粉土為主，分布較廣。

2 飲用水水源區(qū)特征

樊家川鄉(xiāng)地下水的形成、分布、埋藏條件及水量大小，受地形、地貌、地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造及氣象水文條件的控制，主要靠大氣降水入滲補(bǔ)給。主要賦存于河(溝)谷潛水的粉砂巖層、砂礫石和砂質(zhì)粉土層內(nèi)，富水性相對(duì)較弱，規(guī)模開發(fā)利用條件差。

樊家川飲用水水源地位于樊家川鄉(xiāng)砭溝門上游富水區(qū)響水淌洼溝谷中下部，地理坐標(biāo)東經(jīng)107°28′37″，北緯36°34′57″，為第四系黃土與白堊系灰綠色—青灰色粉砂巖與泥質(zhì)粉砂巖互層的結(jié)合部位(見圖1、2)，南東部為水源地主要的涵養(yǎng)區(qū)。響水淌洼溝谷下游呈“U”型，河谷平坦，上游呈“V”型，兩岸巖層與黃土坡面陡直，頂部為黃土塬，高程1515 m～1569 m，高出河水位250 m，黃土塬寬200 m～550 m，平坦開闊。取水井位于響水淌洼溝谷北坡下部邊緣，以集水廊道形式集水，集水廊道周邊地質(zhì)條件：地層為白堊系灰綠色—青灰色粉砂巖與泥質(zhì)粉砂巖互層，粉砂結(jié)構(gòu)，巖石主要由泥、粉砂構(gòu)成，可見少量鐵質(zhì)斑點(diǎn)，產(chǎn)狀近于水平，層厚0.4 m～0.8 m，水平層理發(fā)育，層理厚0.1 mm～1 mm，巖層中裂隙發(fā)育，集水井位于巖層頂板下5 m處[1-2]，巖層中裂隙發(fā)育，水源沿裂隙以山泉水形式滲出，水質(zhì)清凈，水源涵養(yǎng)條件好；巖層上部為巨厚的離石黃土和馬蘭黃土，主要為砂質(zhì)粉土和粉質(zhì)粘土，土質(zhì)結(jié)構(gòu)較疏松，垂向裂隙發(fā)育。水源地的供水主要采用基巖裂隙水和第四系松散巖類孔隙潛水，上游約1 km～2 km塬上為陽畔和柳樹崾峴，有少量的居民區(qū)及耕作區(qū)。

注：Q2為第四系中更新統(tǒng)離石黃土；K為白堊系灰綠色—青灰色粉砂巖與泥質(zhì)粉砂巖互層。

3 飲用水水源水質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)《集中式飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》，本次采樣檢測(cè)組分參照《集中式飲用水水源環(huán)境保護(hù)指南》(試行)(2012)中對(duì)地下水常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)要求，按《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GBT 14848-93)中的常規(guī)24項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行水質(zhì)分析，分別采用單因子指數(shù)法和綜合評(píng)價(jià)法對(duì)樊家川飲用水水源的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)[3-4]。

1)單因子指數(shù)法參照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GBT 14848-93)中的Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表3。

2)飲用水水源水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)法具體步驟如下：

①對(duì)各單項(xiàng)組分檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)比《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GBT 14848-93)標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行分類，劃分組分所屬質(zhì)量類別。

②對(duì)各類別按表1分別確定單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi。

表1 地下水分類別單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值一覽表

③按式(1)和式(2)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)分值F。

(1)

(2)

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根據(jù)F值，按表2規(guī)定劃分地下水質(zhì)量級(jí)別。

表2 地下水質(zhì)量級(jí)別劃分規(guī)定一覽表

樊家川飲用水水源地水質(zhì)檢測(cè)及綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表3。

表3 飲用水水源單因子指數(shù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果一覽表(參照GBT 14848-93)

由表3可以看出，樊家川飲用水水源水質(zhì)監(jiān)測(cè)的24個(gè)常規(guī)項(xiàng)目中[5]，只有Cr6+一個(gè)項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果超過《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GBT 14848-93)Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)為3.3，其他23個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目均符合Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。采用綜合評(píng)價(jià)法對(duì)樊家川飲用水水源水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值最小為0，最大為10，平均值為1.21；綜合評(píng)價(jià)分值為7.12，對(duì)比表2地下水質(zhì)量級(jí)別劃分規(guī)定可知，由于Cr6+一個(gè)項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果超過《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GBT 14848-93)Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，致使水源總體水質(zhì)為較差。

4 水質(zhì)超標(biāo)原因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，樊家川水源地周圍并無工業(yè)及其面源污染，造成飲用水中Cr6+超標(biāo)原因主要與區(qū)域地質(zhì)條件有關(guān)，水源區(qū)大地構(gòu)造位置屬于鄂爾多斯盆地西緣，北與龍首山構(gòu)造帶相鄰，北西與祁連構(gòu)造帶相接，兩構(gòu)造帶分別在早古生代晚期受祁連運(yùn)動(dòng)的影響，形成大量超基性巖漿體，巖體中富含鉻尖晶石及微量元素鉻。白堊紀(jì)時(shí)期，由構(gòu)造區(qū)至鄂爾多斯盆地邊緣形成含微量鉻鐵的河湖相細(xì)碎屑沉積巖，巖層經(jīng)長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕與氧化，原巖中的Cr3+逐漸氧化成Cr6+，并隨地下水的流動(dòng)與滲濾從而導(dǎo)致現(xiàn)水源地地下水中Cr6+濃度升高。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

根據(jù)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，樊家川飲用水水源水質(zhì)監(jiān)測(cè)的24個(gè)常規(guī)項(xiàng)目中，只有Cr6+一個(gè)項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果超過《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GBT 14848-93)Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)為3.3，其他23個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目均符合Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。參照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)對(duì)樊家川飲用水水源水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，該水源地飲用水Cr6+超標(biāo)，根據(jù)資料Cr6+為吞入性毒物/吸入性極毒物，對(duì)人體具有全身致毒作用，皮膚接觸可能導(dǎo)致過敏、刺激作用、累積作用，更可能造成遺傳性基因缺陷，吸入具變態(tài)作用、致癌作用，對(duì)環(huán)境有持久危險(xiǎn)性。

5.2 建議

5.2.1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃建議

鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)要嚴(yán)格遵循鄉(xiāng)鎮(zhèn)總體規(guī)劃進(jìn)行，取水點(diǎn)上游地區(qū)不宜建設(shè)工業(yè)區(qū)或引進(jìn)工礦企業(yè)，也不宜發(fā)展居民區(qū)，切實(shí)控制保護(hù)區(qū)的污染源。

5.2.2 農(nóng)業(yè)污染源控制

在保護(hù)區(qū)邊緣的農(nóng)業(yè)種植，建議建設(shè)引水溝控制地表徑流，減少農(nóng)業(yè)面源進(jìn)入保護(hù)區(qū)內(nèi)，化肥建議使用生態(tài)肥料。

5.2.3 環(huán)境管理

管理能力建設(shè)，建立健全領(lǐng)導(dǎo)班子，組建領(lǐng)導(dǎo)小組，有關(guān)單位各負(fù)其責(zé)，各司其職。完善各項(xiàng)規(guī)章制度及崗位責(zé)任制，強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)，提高環(huán)境執(zhí)法水平。

5.2.4 應(yīng)急能力建設(shè)

建立一整套的搶救、處理、監(jiān)測(cè)、治安管理體系及機(jī)制，由指揮中心負(fù)責(zé)全盤工作，具體由環(huán)境保護(hù)局，水務(wù)局負(fù)責(zé)，會(huì)同各職能部門共同落實(shí)應(yīng)急預(yù)案。

5.2.5 對(duì)于地下水中Cr6+超標(biāo)問題建議解決措施

首先，在水源地上游180 m處設(shè)立水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)并追蹤地下水中Cr6+污染源。其次，對(duì)地下水Cr6+處理建議以下三種方法：①采用生物材料吸附法，非活體生物材料能快速結(jié)合金屬離子，可用于貴金屬的回收、金屬的富集以及從水體中去除重金屬離子[6-7]；②采用活性炭吸附法，活性炭因其有著特殊的表面結(jié)構(gòu)特征及表面化學(xué)特性，具有良好的吸附性能，利用Cr6+在活性炭表面的接觸還原作用轉(zhuǎn)化成Cr3+，并伴隨著Cr3+在活性炭表面含氧酸性官能團(tuán)之間的離子交換作用而被吸附，而且活性炭在吸附水中Cr6+離子時(shí)，具有較高吸附容量、較快的吸附速率和較強(qiáng)吸附選擇性，處理含Cr6+飲用水的效果較穩(wěn)定，價(jià)格也相對(duì)較低[8-9]；③在供水站增加水處理設(shè)施，安裝除鉻填料裝置，利用金屬腐蝕微電池原理去除飲用水中Cr6+[10]。