唐　歡，馬　莉，馮加遠(yuǎn)，郭　康，劉博榕

(西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069)

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神府礦區(qū)地下水有機(jī)污染現(xiàn)狀及其分布規(guī)律研究

唐歡，馬莉，馮加遠(yuǎn)，郭康，劉博榕

(西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069)

[摘要]以2012年在神府礦區(qū)所取72組地下水樣的微量有機(jī)測(cè)試結(jié)果為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，全面認(rèn)識(shí)該區(qū)地下水有機(jī)污染現(xiàn)狀，并討論其分布特征與地質(zhì)地貌及地下水水位埋深之間的關(guān)系，進(jìn)一步研究其分布規(guī)律，這對(duì)保障礦區(qū)人民生命安全和身體健康具有重要的價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。結(jié)果顯示，72組地下水水樣中，有29組出現(xiàn)有機(jī)檢出現(xiàn)象，檢出率為40.3%，有機(jī)檢出物種類高達(dá)7項(xiàng)，其中甲苯和鄰二甲苯的檢出組數(shù)最多；整個(gè)區(qū)域的河谷地區(qū)是最易檢出有機(jī)指標(biāo)的地方，其次是沙蓋黃土區(qū)，以及黃土和沙漠地區(qū)，最后是灘地區(qū)；淺層地下水是最容易受到有機(jī)物的污染，有機(jī)指標(biāo)檢出點(diǎn)基本分布于地下水水埋深0～20 m范圍內(nèi)。

[關(guān)鍵詞]神府礦區(qū)； 地下水； 有機(jī)污染現(xiàn)狀； 分布規(guī)律

隨著工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，地下水污染問(wèn)題逐步威脅到人們的日常生活，特別是地下水有機(jī)污染所造成的威脅日益受到重視。本文通過(guò)對(duì)神府礦區(qū)地下水有機(jī)污染的取樣調(diào)查研究，查明整個(gè)神府礦區(qū)內(nèi)地下水有機(jī)污染的檢出特征，分析其檢出物與地形地貌及水位埋深之間的關(guān)系，并詳細(xì)討論了區(qū)內(nèi)有機(jī)污染的分布特征規(guī)律，為該礦區(qū)地下水污染防治、地下水資源保護(hù)以及保障飲水安全提供理論依據(jù)。

1神府礦區(qū)概況

神府礦區(qū)位于陜西省最北端神木、府谷兩縣境內(nèi)，地處毛烏素沙漠與黃土高原接壤地帶，屬大陸性干早、半干早氣候，是我國(guó)新建的一個(gè)特大型現(xiàn)代化煤礦區(qū)。

1.1地質(zhì)地貌特征

礦區(qū)地貌分為兩大類，西部為風(fēng)積沙地貌(毛烏素沙地前灘)，地形較平緩，相對(duì)高差不大；東部及北部為黃土梁峁丘陵地貌，侵蝕溝谷與黃土梁峁相間分布，縱橫交錯(cuò)，地形起伏。具體將其可分為五大不同地貌類型，分別為黃土區(qū)、沙蓋黃土區(qū)、沙漠區(qū)、灘地區(qū)和河谷區(qū)(圖1)。

1.2水文地質(zhì)特征

神府礦區(qū)地下水主要賦存于第四系薩拉烏蘇組(Qs4)和侏羅系燒變巖(J2y)中[6]。薩拉烏蘇組是一套河湖相沉積的，巖性以細(xì)砂、中砂為主，厚度差異較大，一般在古溝槽及低洼中心沉積最厚，它不僅是維系沙漠生態(tài)環(huán)境的重要因子，也是區(qū)內(nèi)大型煤炭基地建設(shè)的主要供水水源，其水文地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境及其意義重大。

研究區(qū)長(zhǎng)城沿線以北的毛烏素沙漠灘地區(qū)表土疏松、地形平緩，十分有利于大氣降水的入滲補(bǔ)給與儲(chǔ)存；長(zhǎng)城沿線以南的黃土丘陵溝壑區(qū)地形破碎，以黃土梁峁為主，溝谷深切至基巖，補(bǔ)給條件差，排泄條件好，不利于地下水的儲(chǔ)存。研究區(qū)除較寬闊的河谷川道、沙漠灘地區(qū)較為富水外，其他地區(qū)均屬貧水或極貧水區(qū)。

圖1　神木地質(zhì)地貌圖

2神府礦區(qū)地下水有機(jī)污染現(xiàn)狀

2.1有機(jī)采集與測(cè)試

2012年在神府礦區(qū)1:25萬(wàn)2 500 km2的調(diào)查面積內(nèi)取地下水樣72組。按照中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局《地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)規(guī)范》[12]的有關(guān)規(guī)定，神府礦區(qū)地下水水質(zhì)分析微量有機(jī)指標(biāo)有39項(xiàng)，其中：半揮發(fā)性有機(jī)物12項(xiàng)，揮發(fā)性有機(jī)物27項(xiàng)。

樣品委托有資質(zhì)的測(cè)試中心測(cè)試，檢測(cè)依據(jù)EPA8260和EPA8270方法測(cè)定。主要的檢測(cè)儀器是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，型號(hào)為Trace ds9和GCMS-QP2010。

2.2神府礦區(qū)地下水有機(jī)指標(biāo)檢出狀況

神府礦區(qū)分析地下水有機(jī)樣品72組，其中有機(jī)檢出為29組，檢出率40.3%。有機(jī)分析樣品中的半揮發(fā)性有機(jī)物沒(méi)有檢出，揮發(fā)性有機(jī)物檢出7項(xiàng)(檢出率為17.9%)；共檢出三大類有機(jī)污染物，分別是鹵代烴類檢出2項(xiàng)、氯代苯類檢出3項(xiàng)、單環(huán)芳烴類檢出2項(xiàng)；檢出項(xiàng)目為1,1-二氯乙烯、三氯甲烷、氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、甲苯、鄰二甲苯；其中檢出的屬于中國(guó)優(yōu)先污染物的有5種[3]，屬于美國(guó)EPA優(yōu)控有機(jī)污染物的也有5種(表1)。甲苯和鄰二甲苯的檢出率最高，都達(dá)19.44%，其余5項(xiàng)指標(biāo)的檢出率均小于5% (圖2、表2)。所有微量有機(jī)檢出項(xiàng)均未超國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

表1　神府礦區(qū)有機(jī)檢出物特征表

表2　神府礦區(qū)地下水微量有機(jī)指標(biāo)檢出超標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

3神府礦區(qū)地下水有機(jī)物分布規(guī)律研究

3.1有機(jī)檢出物分布與地貌之間的關(guān)系

根據(jù)對(duì)整個(gè)神府礦區(qū)的調(diào)查，區(qū)內(nèi)主要的地質(zhì)地貌類型有河谷、黃土、沙蓋黃土、沙漠和灘地五大類(如圖1)。通過(guò)對(duì)7種被檢出微量有機(jī)指標(biāo)的檢出地點(diǎn)的研究對(duì)比，結(jié)果如表3。從表中可以看出河谷地區(qū)檢出的有機(jī)指標(biāo)數(shù)量和種類都最多，除了1,2,4-三氯苯外，其他有機(jī)指標(biāo)均有檢出；其次是沙蓋黃土區(qū)，然后是黃土與沙漠地區(qū)，最后是灘地檢出的有機(jī)指標(biāo)相對(duì)最少。從有機(jī)指標(biāo)類型來(lái)看，可知鄰二甲苯在所有地貌類型都有一定的檢出，甲苯除了在灘地未檢出外，其余地貌都有不同程度的檢出。

由此可見(jiàn)，整個(gè)區(qū)域的河谷地區(qū)是最易檢出有機(jī)指標(biāo)的地方，其次是沙蓋黃土區(qū)，以及黃土和沙漠地區(qū)，最后是灘地區(qū)；而且從有機(jī)污染物的檢出情況來(lái)看，檢出率較高的鄰二甲苯和甲苯在整個(gè)區(qū)域基本都有分布。

圖2　神府礦區(qū)地下水微量有機(jī)項(xiàng)目

河谷黃土沙蓋黃土沙漠灘地合計(jì)甲苯533314鄰二甲苯81212141,4-二氯苯112三氯甲烷221,1-二氯乙烯11氯苯111,2,4-二氯苯11合計(jì)16574234

3.2有機(jī)檢出物的分布與地下水位埋深的關(guān)系

從各類別單項(xiàng)有機(jī)污染物在不同埋深的檢出情況來(lái)看，繪出不同檢出微量有機(jī)指標(biāo)與埋深的關(guān)系；其中，檢出限為各個(gè)指標(biāo)的最低檢出值，低于檢出限屬于未檢出的點(diǎn)，統(tǒng)一繪制在0刻度線上，高于檢出限按照不同檢出值繪出其與埋深的散點(diǎn)關(guān)系圖，如下圖3和圖4。

圖3　甲苯的檢出值與水位埋深的關(guān)系

由于五種有機(jī)檢出物(1,1-二氯乙烯、三氯甲烷、氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯)的檢出率不高，在整個(gè)研究區(qū)范圍內(nèi)，檢出的井點(diǎn)只有一個(gè)或兩個(gè)，受影響的因素很多，規(guī)律不明顯，這很可能是由于當(dāng)時(shí)特定的污染源或水文地質(zhì)條件引起，不能全面反映區(qū)域地下水有機(jī)污染的特征。

所以本文著重研究甲苯和鄰二甲苯的檢出值與埋深之間的關(guān)系，反映了它們的污染具有普遍性,從而找到相應(yīng)的污染規(guī)律。

從圖3和圖4的分布情況來(lái)看，可以得出一個(gè)共同的規(guī)律：有機(jī)污染物檢出的地點(diǎn)的地下水埋深都很淺，基本分布于地下0～20 m左右范圍內(nèi)。由此可見(jiàn)，淺層地下水是最容易受到有機(jī)物的污染，越往深處，有機(jī)污染程度相對(duì)越輕。

綜上所訴，地下水有機(jī)污染的檢出特征是檢出點(diǎn)的水文地質(zhì)特征和包氣帶的性質(zhì)綜合作用的結(jié)果，包括地貌類型、地下水埋深以及包氣帶巖性。對(duì)于地貌類型，河谷、灘地是比較容易檢出的；對(duì)于同一個(gè)污染源，普遍規(guī)律是埋深越淺，檢出率越高；對(duì)于包氣帶性質(zhì)來(lái)說(shuō)，則是滲透性大，吸附性小的砂類是最容易被有機(jī)物質(zhì)“穿過(guò)”而污染地下水的。

圖4　鄰二甲苯的檢出值與埋深的關(guān)系

4結(jié)論與建議

4.1結(jié)論

(1) 研究區(qū)的地下水微量有機(jī)指標(biāo)檢出率較低，為17.9%，有機(jī)分析樣品中的半揮發(fā)性有機(jī)物沒(méi)有檢出，揮發(fā)性有機(jī)物檢出7項(xiàng)；有機(jī)組分除甲苯和鄰二甲苯的檢出率相對(duì)較高(分別達(dá)19.44%)，其余各項(xiàng)的檢出率普遍較低，均小于5%。所有微量有機(jī)檢出項(xiàng)均未超國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。總的來(lái)說(shuō)，研究區(qū)地下水已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的有機(jī)污染，但污染程度相對(duì)較輕。

(2)整個(gè)區(qū)域的河谷地區(qū)是最易檢出有機(jī)指標(biāo)的地方，其次是沙蓋黃土區(qū)，以及黃土和沙漠地區(qū)，最后是灘地區(qū)；而且從有機(jī)污染物的檢出情況來(lái)看，檢出率較高的鄰二甲苯和甲苯在整個(gè)區(qū)域基本都有分布。

(3)有機(jī)污染物檢出在地下水埋深很淺的地方，均分布于地下0～20 m范圍內(nèi)。由此可見(jiàn)，淺層地下水是最容易受到有機(jī)污染的影響，越往深處，有機(jī)污染程度相對(duì)越淺。

4.2建議

即使礦區(qū)內(nèi)地下水有機(jī)污染相對(duì)較輕，所有微量有機(jī)檢出項(xiàng)均未超國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。但是我們還是應(yīng)該積極采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)控制地下水有機(jī)污染的擴(kuò)散，保障當(dāng)?shù)匾约案浇用竦娘嬘盟踩?/p>

(1) 地表堆放的煤礦和生活垃圾被雨水淋濾而將其中的有機(jī)污染質(zhì)代入地下水中，造成地下水有機(jī)污染。我們應(yīng)該規(guī)劃堆放煤礦以及生活垃圾的區(qū)域，讓其離地下水系遠(yuǎn)一些；還應(yīng)該在堆放的煤礦底部做好防滲措施，以免與地下水聯(lián)通。

(2) 盡快采取措施治理工業(yè)企業(yè)污水的不合理排放、加快區(qū)域內(nèi)地面排污河的治理工作，以減少其污染帶對(duì)地下水的污染。

(3)要減少工業(yè)“三廢”，科學(xué)使用農(nóng)藥、化肥。

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[收稿日期]2015-09-26

[基金項(xiàng)目]“西北地區(qū)主要城市地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)”項(xiàng)目(1212011220982)

[作者簡(jiǎn)介]唐歡(1991-)，女，四川遂寧人，在讀碩士研究生，主攻方向：水文地質(zhì)、工程地質(zhì)。

[中圖分類號(hào)]P641.6

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)01-0033-03