陳婷婷 范路萍 張家瑜 鄒本春 山東同濟測試科技股份有限公司
水是人類賴以生存的資源,地下水由于具有濁度低、水量豐富、容易獲取等特點,在世界上許多地方,都是重要的飲用水水源。在亞洲大約有1/3 的居民以地下水為主要的飲用水源,美國有50%的城市居民的生活用水和將近90%的農(nóng)村地區(qū)的居民生活用水以地下水為飲用水水源。
我國是一個缺水比較嚴重的國家,特別是煙臺為干旱地區(qū),隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展,地下水污染帶來的對環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展的影響也日趨顯露,水資源危機已開始阻礙區(qū)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展,成為危及城鎮(zhèn)居民飲水安全的隱患,因此保護水環(huán)境,建立水污染防治體系,進行必要的飲用水質(zhì)量監(jiān)測,一旦發(fā)現(xiàn)地下水遭受污染,就應(yīng)及時采取措施,保障良好、安全的地下水供應(yīng)顯得尤為重要。
煙臺市地處中緯度,位于山東半島中部,瀕臨黃海與渤海之間,瀕臨海濱區(qū)域,地勢平坦,地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,地下水埋深一般在2-3 米左右,丘陵地區(qū)飲水井地下水埋深一般都大于10 米以上。本次調(diào)查在用單村、聯(lián)村地下水井380 眼,其中供給人數(shù)在1000(含1000 人)人以上的單口水井占17%,供給人數(shù)在500(含500 人)人以上、1000 人以下的單口水井占31%,其余52%供給人數(shù)在100-500 人之間。
農(nóng)村水環(huán)境污染類型主要分為生活污染源(包括日常生活直排污水和分散旱廁滲漏污水)、畜禽養(yǎng)殖污染源、農(nóng)業(yè)種植使用農(nóng)藥和化肥造成的面源污染、水產(chǎn)養(yǎng)殖導(dǎo)致的水環(huán)境污染等。根據(jù)本次實地調(diào)查,煙臺調(diào)查區(qū)域所轄單村、聯(lián)村飲用水井污染源主要是生活污染源、農(nóng)業(yè)面源污染和畜禽養(yǎng)殖污染源。
本次調(diào)查在用供水井中只受生活污水影響的飲用水井為70 眼,占比為18.4%;受生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染影響的有266 眼,占比70.0%;同時受生活污水、農(nóng)業(yè)面源和畜禽養(yǎng)殖污染影響有44 眼水井,占比11.6%。
(1)監(jiān)測點總體上能反映監(jiān)測區(qū)域的地下水環(huán)境質(zhì)量狀況;
(2)監(jiān)測點不宜輕易變動,盡可能保持地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)性;
(3)綜合考慮監(jiān)測井成井方法、當(dāng)前科技發(fā)展和監(jiān)測技術(shù)水平等因素,考慮實際采樣的可行性,使地下水監(jiān)測點布設(shè)切實可行;
(4)定期(如每5 年)對地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)的運行狀況進行一次調(diào)查評價,根據(jù)最新情況對地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)進行優(yōu)化調(diào)整。
本次監(jiān)測重點是供水水源地保護區(qū),符合要求的在用、暫用的重點農(nóng)村水源供水井380 眼,其范圍覆蓋了煙臺市多個縣市區(qū)的30 余個街道。
2018 年5 月至2018 年8 月對所轄區(qū)域單村、聯(lián)村飲用水源地基礎(chǔ)環(huán)境狀況進行實地走訪調(diào)查,取樣時詳細記錄取樣時間、取樣位置、周邊環(huán)境、土地利用方式,通過農(nóng)戶調(diào)查記錄取水深度(壓水井為水管下沿深度,電泵井為電泵的深度),壓水井與水泵井取樣時均先放掉幾分鐘的陳水,然后取瞬時水樣。
現(xiàn)場監(jiān)測項目包括水位、水量、水溫、pH 值、電導(dǎo)率、渾濁度、色、嗅和味、肉眼可見物等指標,同時還測定氣溫、描述天氣狀況和近期降水情況。除了現(xiàn)場監(jiān)測的項目,樣品的其他項目需要到實驗室監(jiān)測分析。
監(jiān)測項目分為地下水質(zhì)量常規(guī)指標和非常規(guī)指標,本次選取地下水質(zhì)量指標共21項,具體項目為pH 值、高錳酸鹽指數(shù)、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、揮發(fā)酚、氟化物、陰離子表面活性劑、砷、汞、鉻(六價)、鎘、銅、鋅、鉛、鐵、錳、硒。
依據(jù) GB/T 14848 地下水質(zhì)量標準和HJ/T 164 地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范對樣品進行采樣,按照GB5750.4、GB5750.5、GB5750.6、GB5750.7 生活飲用水標準檢驗方法對監(jiān)測項目進行測試分析。
根據(jù)以上監(jiān)測井位和檢測分析方法,得到了2018 年煙臺調(diào)查區(qū)域單村、聯(lián)村水源地380 眼地下水井監(jiān)測數(shù)據(jù),具體如表1。
表1 2018 年煙臺調(diào)查區(qū)域地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總表
本文將21 項監(jiān)測指標均作為評價因子參與地下水質(zhì)量綜合評價。
標準指數(shù)評價法是最早用于包括對地表水評價在內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量評價的慣用方法。目前在地下水質(zhì)評價中也沿用該方法。包括單因子指數(shù)法和綜合指數(shù)法。綜合指數(shù)法較單因子指數(shù)法更為常用,其方法很多,如F值評分法、內(nèi)梅羅指數(shù)法,Ross 水質(zhì)指數(shù)法、水質(zhì)質(zhì)數(shù)(WQI)法等。本文以常用的F 值評分法進行水質(zhì)綜合評價。
F 值指數(shù)評分法的步驟是:
①首先進行各單項組分評價,劃分組分所屬質(zhì)量類別,標準為《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848-2017)中類別標準。
②對各類別按表2 規(guī)定分別確定單項組分評價分值Fi。
③按下列公式計算綜合評價分值F:
Fmax——單項組分評價分值Fi 中的最大值;
n——項數(shù)。
④根據(jù)F 值,按表2 劃分地下水質(zhì)量級別(見表3),再將細菌學(xué)指標評價類別注在級別定名之后。
表2 地下水單項組分評價分值
表3 地下水質(zhì)量分級表Table 3 Groundwater quality classif ication table
1.單項因子評價
2018 年煙臺調(diào)查區(qū)域單村、聯(lián)村水源地共監(jiān)測380 眼井位,各監(jiān)測井位單項因子評價結(jié)果見表4。21 項指標中,Ⅰ類井?dāng)?shù)所占比例最高的指標有pH、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、氟化物、亞硝酸鹽、揮發(fā)酚、砷、汞、鉻(六價)、鉛、鎘、鐵、錳、銅、鋅、硒、陰離子表面活性劑;Ⅱ類井?dāng)?shù)所占比例最高的指標有總硬度、硫酸鹽、溶解性總固體;Ⅲ類井?dāng)?shù)所占比例最高的指標有硝酸鹽。
表4 2018 年煙臺調(diào)查區(qū)域地下水監(jiān)測井位各因子評價結(jié)果統(tǒng)計表
2.綜合評價
2018 年煙臺調(diào)查區(qū)域單村、聯(lián)村水源地水井水質(zhì)綜合評價結(jié)果:由表5 可見,監(jiān)測的380 眼井位中綜合評價分值F 范圍為1.00-3.80,其中0.80(含)-2.50范圍內(nèi)的為185眼,水質(zhì)級別為良好,2.50(含)-4.25 范圍內(nèi)的為195 眼,水質(zhì)級別為較好。水質(zhì)級別為良好的井位占總監(jiān)測井位的48.7%,較好的占51.3%。
表5 2018 年煙臺調(diào)查區(qū)域地下水監(jiān)測井位綜合評價結(jié)果統(tǒng)計表
(1)通過對以上數(shù)據(jù)進行初步分析,為下一步該沿海城市地下水污染機理分析、治理、保護提供了詳細資料;
(2)在對常用地下水質(zhì)量綜合評價模型進行必要分析的基礎(chǔ)上,采用“F 分值法”對煙臺市地下水進行了評價,認為總體上該沿海城市巖溶水質(zhì)量較好,孔隙水污染較嚴重,并給出了具體的評價結(jié)果。評價結(jié)果客觀,符合地下水質(zhì)量的實際情況;
(3)地下水水質(zhì)受到人為因素影響明顯,淺層地下水普遍受到污染,中深層地下水局部水質(zhì)變差;
(4)煙臺調(diào)查區(qū)域地下水環(huán)境質(zhì)量為較好,水質(zhì)穩(wěn)定。從污染因子分析,影響地下水的主要因子為硝酸鹽、總硬度、硫酸鹽、溶解性總固體。
根據(jù)調(diào)查區(qū)域水文地質(zhì)條件和地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀,為確保地下水資源得到合理開發(fā)利用,通過對地下水的監(jiān)測進一步的了解和熟悉,地下水監(jiān)測方面存在的問題。
從監(jiān)測內(nèi)容上看,長期以來地下水監(jiān)測的主要內(nèi)容是以地下水水位(埋深)為主,對水質(zhì)、水量等的監(jiān)測還很有限、僅在部分地區(qū)開展,滿足不了供水安全和生態(tài)環(huán)境保護等的需求。地下水監(jiān)測工作的現(xiàn)狀與經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的要求還不相適應(yīng)。
為了防止環(huán)境地質(zhì)進一步惡化,提出以下幾點建議:
(1)煙臺是一個地表水與地下水聯(lián)合供水的城市,流經(jīng)的夾河與沁河水系均不同程度的受到污染,隨著城市的發(fā)展,人口的增加,需水量也日益加大,而地表水受到不同程度的污染,因而加強了對地下水的開采。為了調(diào)節(jié)人口、工業(yè)與需水的矛盾,必須合理開發(fā)地下水資源,加強地下水的動態(tài)監(jiān)測,尤其是地下水水質(zhì)的監(jiān)測,不斷的調(diào)整優(yōu)化地下水開采方案,發(fā)揮其最佳社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。
(2)加強管理,制定水資源合理開采利用與保護規(guī)劃。由于地下水是有限的水資源,在合理利用地下水的同時,可以充分利用地表水補給量廣這一特點,加大地表水對地下水的補給,做到地表水和地下水合理搭配供水。
(3)根據(jù)煙臺不同區(qū)域地下水的存貯情況,通過研究出的補給量與可開采量的實際情況,合理規(guī)范其區(qū)域的開采量,做到不超采區(qū)域地下水。
(4)開展地面沉降的調(diào)查與監(jiān)測。近年來,由于地面沉降對市政設(shè)施和城市發(fā)展造成了不良影響,如地面沉降使排水能力下降,排水管道斷裂不通,導(dǎo)致排水不暢,路面積水嚴重,因此應(yīng)啟動地面沉降的監(jiān)測。
(5)提出相應(yīng)的法律、法規(guī),控制污染物的排放量,禁止未經(jīng)處理污染水直接排入河渠,以免污染地下水。