華興國，鄭 穎，高 程，梁 歡，張雨晴

(四川省生態(tài)環(huán)境科學研究院，四川 成都 610000)

地下水作為重要的城鄉(xiāng)供水水源，在維護經(jīng)濟社會健康發(fā)展等方面發(fā)揮著不可替代的作用，是支撐經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。根據(jù)成都市水務局的《2019 年成都市水資源公報》，2019年全市供水量為53.58億 m3，其中地下水供水量1.65億 m3，地下水是成都市供水的重要組成。成都市紅層區(qū)面積4 075.42 km2，占全市面積近1/3，覆蓋11 個區(qū)(市)縣的 94 個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，由于地質(zhì)以及水文、氣象等因素的影響，水土涵養(yǎng)條件差，水資源短缺，因而多數(shù)地方屬于干旱缺水區(qū)或嚴重干旱缺水區(qū)。在這片地域廣大、人口眾多的土地上，十年九旱，旱災頻繁。它嚴重制約著紅層干旱缺水區(qū)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善，紅層地下水是成都市地下水的重要組成[1]。本文通過對成都市紅層區(qū)地下水污染特征進行研究，綜合評價地下水水質(zhì)和污染程度，分析了主要污染因子形成機理，以期為成都市紅層區(qū)地下水安全利用及污染防治提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 地理環(huán)境

殷家溝小流域位于青白江區(qū)清泉鎮(zhèn)五桂村三組，屬龍泉山區(qū)深丘低山與山前淺丘地貌的過渡帶，海拔 480～560 m，相對高差達80 m左右，屬中丘地貌類型。殷家溝谷寬20～60 m，溝谷上游谷窄坡陡，下游山前地帶溝谷相對較寬。

1.2 地層巖性

殷家溝小流域出露地層為侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組(J3p)，巖性特征為砂泥巖不等厚互層，產(chǎn)狀比較平緩，地層傾角變化于4°～16°之間，風化裂隙發(fā)育且雜亂，連通性一般，少數(shù)張開，風化程度中等，風化帶發(fā)育深度5～18 m，厚度15～25 m，上覆黏土層厚度4～10 m不等，流域內(nèi)砂、泥巖風化帶發(fā)育深度在15～25 m 左右。

1.3 水文地質(zhì)條件

殷家溝典型小流域?qū)儆跂|南部龍泉山前紅層淺切丘陵砂泥巖互層的風化帶網(wǎng)狀裂隙水含水單元，該流域內(nèi)降雨量比較充沛，降雨是地下水最主要的補給源，地表水(殷家溝、殷家溝水庫)亦會在一定區(qū)域補給地下水。補給區(qū)植被良好，但接近龍泉山區(qū)的上部溝谷坡高谷深，溝谷狹窄，地下水在丘坡處接受降雨入滲補給后，沿砂泥巖互層的風化裂隙、層面裂隙由高處向低處運移，徑流路徑一般較短，溝谷是地下水的匯集和排泄區(qū)。流域內(nèi)地下水類型主要為紅層網(wǎng)狀風化帶裂隙水，地下水主要賦存于砂巖、泥巖風化裂隙之中。流域內(nèi)地下水賦存具不均一性，主要表現(xiàn)為水井水量、水質(zhì)均存在較大差異。

研究區(qū)水位埋深普遍較淺，總體平均水位為2.63 m，最大埋深約為4.5 m，最小埋深約為0.83 m，整體呈“穩(wěn)定～上升～緩降”的趨勢。在枯水期的4-5月，降水量小，蒸發(fā)量大，水位相對較低，其平均水位為4.44 m；在豐水期的6-8月初，降水量大，水位迅速回升，且受大氣降雨影響明顯，雨后水位回升速率較一般情況大，其平均水位為2.91 m；在豐水期過后8月初-11月初，含水層富水趨于飽和，水位變化整體趨于平緩，但在強降雨后水位仍會明顯上升，而后再緩慢下降，其水位平均值約為1.32 m。通過對比降雨曲線，發(fā)現(xiàn)在4-7月間，隨著降雨量的增加，地下水位也隨之增高。由此可知大氣降水是對地下水水位變化產(chǎn)生影響的重要因素。由8月開始，降雨量開始逐月較少，而在此期間地下水水位保持相對平穩(wěn)的狀態(tài)，水位波動不大，變化幅度較小[2]。

2 研究方法

2.1 樣品采集

在殷家溝小流域設置1口長觀監(jiān)測井，監(jiān)測因子為pH、總硬度、溶解性總固體、氰化物、硫酸鹽、硝酸鹽、錳和氟化物，監(jiān)測頻次為1年5次。

2.2 分析方法

水質(zhì)分析的主要檢測設備為DZB-718型便攜多參數(shù)分析儀、ICS-600型離子色譜儀、全自動流動注射儀、25.0 ml酸式滴定管、原子吸收分光光度計，檢測方法及依據(jù)參考《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版) (3.1.6.2)、GB/T 5750.4-2006(7.1 )、GB/T 5750.4 -2006(8.1 )、HJ 84-2016、GB/T 5750.5-2006(4.1 )、HJ 700-2014。

2.3 評價方法與分級標準

評價標準執(zhí)行《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848-2017)，評價方法采用標準指數(shù)法[3]，標準指數(shù)Pi為：

(1)

式中：Ci，j為i項污染物在j點的實測濃度值，mg/L；Cs，j為i項污染物的濃度標準值，mg/L。

對pH值，當pH≤7.0時，標準指數(shù)Pi為：

(2)

式中：pHj為在j點的pH實測值；pHsd為水質(zhì)標準中pH值的下限值。

對pH值，當pH>7.0時，標準指數(shù)Pi為：

(3)

式中：pHj為在j點的pH實測值；pHsu為水質(zhì)標準中pH值的上限值。

Pi≥1，表明地下水超過《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848-2017)III類，越大表明超標越嚴重，反之表示地下水未超標，越小表示質(zhì)量越好。

3 結果與分析

殷家溝小流域水質(zhì)監(jiān)測結果如表1所示，采用標準指數(shù)法對水質(zhì)監(jiān)測結果進行評價，評價結果見表2。

表1 殷家溝小流域地下水水質(zhì)監(jiān)測結果表 mg/L

表2 殷家溝小流域地下水水質(zhì)評價結果表

從表1可知，本次監(jiān)測的8個指標pH、總硬度、溶解性總固體、氰化物、硫酸鹽、硝酸鹽、錳和氟化物中檢出率為100%的指標為總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、硝酸鹽和氟化物，錳的檢出率為20%，氰化物未檢出。殷家溝小流域地下水在1年中的pH值為6.6～8.2、總硬度為317.8～442.9 mg/L、溶解性總固體為592.6～765.2 mg/L、氰化物為0.002 mg/L(未檢出)、硫酸鹽為70.0～152.4 mg/L、硝酸鹽為15.28～21.2 mg/L、錳為0.01L～0.04 mg/L、氟化物為0.27～1.04 mg/L。

殷家溝小流域地下水測試的8個指標中超過《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848-2017)III類標準的因子為氟化物和硝酸鹽，其中氟化物超標倍數(shù)為1.04 倍，硝酸鹽超標倍數(shù)為1.06 倍。氟化物和硝酸鹽超標頻率均為

20%，氟化物超標的月份為5月份，硝酸鹽超標的月份為6月份，超標時期均位于豐水期。

殷家溝小流域污染物進入地下水環(huán)境的主要途徑為間歇入滲和連續(xù)入滲兩種途徑。間歇入滲：土壤中殘留的化肥農(nóng)藥或居民垃圾集中堆放處的垃圾通過大氣降雨或灌溉的淋濾，使得有害物質(zhì)周期性的(灌溉旱田、降雨時)從異常因子源通過包氣帶土層滲入含水層。這種滲入一般是呈非飽水狀態(tài)的淋雨狀滲流形式，或者呈短時間的飽水狀態(tài)連續(xù)滲流形式。此類異常，無論在其范圍或濃度上，均可能有明顯的季節(jié)性變化。連續(xù)入滲：異常因子隨各種液體廢棄物不斷地經(jīng)包氣帶滲入含水層，這種情況下或者包氣帶完全飽水，呈連續(xù)入滲的形式，或者是包氣帶上部的表土層完全飽水呈連續(xù)滲流形式，而其下部(下包氣帶)呈非飽水的淋雨狀的滲流形式滲入含水層。

殷家溝小流域周邊無工業(yè)企業(yè)分布，小流域的地下水水質(zhì)主要受到家畜養(yǎng)殖，農(nóng)業(yè)種植和農(nóng)業(yè)及居民生活廢水處置不當?shù)挠绊憽＜倚箴B(yǎng)殖對地下水水質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢物以堆放或填埋的方式進行處理，產(chǎn)生的廢水未經(jīng)處理，直接進行排放從而使異常因子質(zhì)進入含水層。家畜養(yǎng)殖對地下水環(huán)境影響的特點表現(xiàn)為有害物質(zhì)在地下水中的含量在短期內(nèi)的快速上升[4]。農(nóng)業(yè)種植對地下水水質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為豐水期，降雨充沛，降雨會攜帶未被農(nóng)作物吸收的剩余化肥及噴灑的農(nóng)藥等異常因子以入滲的方式進入地表巖層，通過巖石裂隙補給地下水含水層。農(nóng)業(yè)種植對地下水環(huán)境影響的特點表現(xiàn)為有害物質(zhì)在地下水中的含量具有周期性，即豐水期及灌溉期的有害物質(zhì)含量呈現(xiàn)上升趨勢而枯水期的有害物質(zhì)含量呈現(xiàn)降低趨勢并趨于平穩(wěn)[5]。農(nóng)戶通常選擇挖一糞便存儲池對生活廢水進行處置，由于較為欠缺防滲措施導致生活廢水通過污水池滲入含水層。居民生活廢水處置不當對地下水環(huán)境影響的特點表現(xiàn)為有害物質(zhì)在地下水中的含量緩慢且持續(xù)的上升，即生活廢水通過污水池持續(xù)的滲入含水層[6]。

4 結語

(1)殷家溝小流域地下水的硝酸鹽和氟化物超標，超標主要原因為家畜養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)種植及生活廢水處置不當，造成污染物質(zhì)隨著降雨進入地下水中。

(2)殷家溝小流域地下水的超標具有顯著的季節(jié)性特征，地下水中的污染物質(zhì)往往呈現(xiàn)，豐水期高，平水、枯水期低的特征，硝酸鹽和氟化物均僅在豐水期出現(xiàn)超標，其余時期均滿足《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848-2017)III類標準。

(3)針對殷家溝小流域地下水污染的季節(jié)性特點，可針對性的采取污染防治措施，在雨季加強家畜養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)面源溢流廢水收集，防止豐水期地下水水質(zhì)進一步惡化。