李靜，高風(fēng)國(guó)

（河北省保定水文水資源勘測(cè)局，河北保定071000）

當(dāng)前在地下水徑流特征、水—巖相互作用過(guò)程、地下水鹽漬化、地下水資源管理和地下水水質(zhì)問(wèn)題分析等方面取得了許多成果。有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物不僅不斷進(jìn)入地下水，而且水質(zhì)和數(shù)量都受到人口增長(zhǎng)和氣候變化的威脅。綜述了地下水鹽漬化、地下水硝酸鹽和微量有機(jī)污染及地下水資源管理等方面的應(yīng)用成果。本文討論了地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)和地下水資源管理的科學(xué)方法。

1 水文環(huán)境同位素分析方法的應(yīng)用空間及發(fā)展趨勢(shì)

隨著工業(yè)化的加劇，現(xiàn)代水文地球化學(xué)越來(lái)越重視水資源管理和水污染特征的應(yīng)用。水資源短缺和水質(zhì)惡化問(wèn)題日益嚴(yán)重，水文地球化學(xué)在地下水污染研究和相關(guān)問(wèn)題中起著越來(lái)越重要的作用。將水文地球化學(xué)應(yīng)用到酸雨、孔隙水等微體積樣品的分析和水資源周期分析中，水質(zhì)評(píng)價(jià)和水質(zhì)分析也得到了迅速發(fā)展。在判斷地下水補(bǔ)給源、追蹤地下水溶質(zhì)來(lái)源等方面發(fā)揮著重要作用，導(dǎo)致水資源稟賦的短缺和地下水的逐年流失，過(guò)度開(kāi)采地下水導(dǎo)致水位下降，形成水位下降漏斗，造成地面沉降、水污染等問(wèn)題。為了緩解水資源短缺的局面，需要在許多地區(qū)確保城市供水的再生。目前大多數(shù)城市工業(yè)廢水和生活污水的排放量都急劇增加，污水處理設(shè)施的能力明顯不足。循環(huán)水灌溉嚴(yán)重威脅著地下水水質(zhì)的安全。面對(duì)日益嚴(yán)重的地下水資源短缺和地下水質(zhì)的惡化，人們迫切需要對(duì)地下水水質(zhì)、污染物的來(lái)源及其遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，其已成為研究人員研究的重要方向。通過(guò)水文地球化學(xué)和環(huán)境同位素分析在地下水資源評(píng)價(jià)和水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和成果，綜述地下水補(bǔ)給源、地下水源和地下水環(huán)境同位素分析的研究現(xiàn)狀。在探討地下水水質(zhì)的科學(xué)評(píng)價(jià)和地下水資源管理的同時(shí)，分析了水文地球化學(xué)和環(huán)境同位素分析方法的應(yīng)用空間和發(fā)展趨勢(shì)。

2 地下水污染與人類活動(dòng)相關(guān)因素

隨著現(xiàn)代工業(yè)化的不斷發(fā)展，對(duì)地下水資源的需求也不斷增加，地下水位下降導(dǎo)致井深增加，為適應(yīng)人口增長(zhǎng)對(duì)糧食的需求，以地下水灌溉為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)將為國(guó)家增加糧食產(chǎn)量，為避免地下水位嚴(yán)重下降提供一個(gè)可循環(huán)利用的發(fā)展基礎(chǔ)。在城市的許多非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)中，很少有防滲措施，垃圾滲濾液嚴(yán)重威脅著地下水環(huán)境的安全，工業(yè)固體廢物處置不當(dāng)會(huì)造成地下水的泄漏和污染，石油化工的勘探開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)地下水水質(zhì)有著重要的影響，為地下水資源的再生利用和可持續(xù)利用提供了支撐。

另外，硝酸鹽是地下水中最常見(jiàn)的一類污染，主要與農(nóng)業(yè)施氮肥、垃圾集中處理、工業(yè)廢水排放、動(dòng)物養(yǎng)殖等活動(dòng)有關(guān)。地下水硝酸鹽硝化速率受含水層巖石成分的影響。稻田灌溉補(bǔ)給和反硝化可顯著降低地下水中硝酸鹽濃度，地下水中的硫酸鹽污染會(huì)促進(jìn)沉積巖含水層中黃鐵礦的氧化，進(jìn)而增加地下水中硫酸鹽的濃度。硫酸鹽是地下水中普遍存在的一類化合物，來(lái)源于多種人工和自然資源，包括農(nóng)藥浸出、酸雨、硫化鐵在石灰?guī)r含水層中的氧化和溶解等，地下水中人為硫酸鹽和天然硫酸鹽之間的關(guān)系，采用一個(gè)簡(jiǎn)單的二維模型模擬了理想條件下石灰?guī)r含水層中硫酸鹽源之間的關(guān)系，在這個(gè)理想的體系中，硫酸鹽沒(méi)有轉(zhuǎn)化而不沉淀。

3 結(jié)合水文科學(xué)方法與環(huán)境同位素方法研究地下水系統(tǒng)應(yīng)用

對(duì)跨界含水層的源匯進(jìn)行分析，地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)體系包含39個(gè)指標(biāo)，而且可以追蹤污染物來(lái)源，區(qū)分天然和人為來(lái)源的特征，并描述兩者之間的關(guān)系，其中微量有機(jī)污染物已經(jīng)存在，且隨著工業(yè)化的發(fā)展有增加的趨勢(shì)。隨著城市化進(jìn)程的加快，工業(yè)大量未列入地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)的微量有機(jī)污染物進(jìn)入地下水環(huán)境，這對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康形成威脅。未來(lái)水文地球化學(xué)和同位素分析相結(jié)合將在研究地下水中痕量有機(jī)污染物的來(lái)源、遷移轉(zhuǎn)化等方面發(fā)揮重要作用，目前地下水中大量有機(jī)污染物的中間生產(chǎn)部分產(chǎn)生較難處理的中間體。

4 結(jié)語(yǔ)

地下水污染研究已從無(wú)機(jī)污染轉(zhuǎn)向有機(jī)污染，有機(jī)污染已成為地下水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的首要問(wèn)題。地下水資源是人類非常寶貴的戰(zhàn)略資源，地下水資源的更新和可持續(xù)利用也已與水文地球化學(xué)方法結(jié)合同位素方法的應(yīng)用有關(guān)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活中的重大問(wèn)題，有必要加強(qiáng)對(duì)地下水特征的認(rèn)識(shí)。