陳　冶，陳文彬

(1.吉林大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，吉林 長春 130022；2.遼寧工程勘察設(shè)計院，遼寧 錦州 121000)

日照市地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價與原因分析

陳冶1，陳文彬2

(1.吉林大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，吉林 長春 130022；2.遼寧工程勘察設(shè)計院，遼寧 錦州 121000)

[摘要]地下水是人類賴以生存和發(fā)展的寶貴的、不可取代的自然資源。隨著區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，特別是沿海城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，新工業(yè)區(qū)的建設(shè)，人口不斷增加，污水排放量不斷擴(kuò)大，地下水質(zhì)量受到不同程度的影響和污染[1]。依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)，對區(qū)內(nèi)的地下水環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行評價，分析地下水環(huán)境變化的原因。

[關(guān)鍵詞]地下水質(zhì)量；碎屑巖類孔隙水；基巖裂隙水；松散巖類孔隙水；海水入侵

1自然地理條件概況

交通位置：日照市位于山東省東部沿海地帶，主要位于山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)九大核心區(qū)之一的青島市西南部，臨沂市東北部，東臨黃海，地理位置優(yōu)越，水、陸交通發(fā)達(dá)。擁有石臼和嵐山兩大港區(qū)組成的日照港，是國家一類開放港口。

氣象水文：日照市屬暖溫帶潮濕季風(fēng)區(qū)，氣候溫和，多年平均氣溫12.7℃。多年平均降水量為834.73 mm。多年平均蒸發(fā)量為997.9 mm。

區(qū)內(nèi)水系發(fā)育，東南部為浩瀚的黃海，陸地上發(fā)育有大小近十余條河流。受地形、地勢影響，均屬山溪性河流，源短流淺，河流補(bǔ)給主要為天然降水，雨季漲水，枯季部分?jǐn)嗔鳎贁?shù)河流向西部注入渤海，多數(shù)自西向東注入黃海。較大的河流為傅疃河、潮河。有大型水庫一座，為日照水庫；中型水庫一座，為馬陵水庫；其余均為小型水庫。

地形地貌：日照市屬魯東低山丘陵區(qū)，背山面海，略向東南傾斜，山地、丘陵、平原相間分布。大部分山脈呈北東～南西向分布。

2地質(zhì)及水文地質(zhì)條件概況

地下水的賦存與分布受地層、巖性、構(gòu)造、地貌、氣象、水文等多種因素影響與控制。依據(jù)地下水賦存條件、水理性質(zhì)及水力特征，結(jié)合本區(qū)具體水文地質(zhì)條件，區(qū)內(nèi)地下水劃分為：松散巖類孔隙水(Ⅰ)、碎屑巖類孔隙裂隙水(Ⅱ)、基巖裂隙水(Ⅲ)[1]。

松散巖類孔隙水(Ⅰ)：主要賦存于第四系砂類土含水層中，條帶狀分布于區(qū)內(nèi)各河谷流域。在潮河、傅疃河下游平原區(qū)，含水層厚度大，單井涌水量1 000～3 000 m3/d。在遠(yuǎn)離河道地帶，含水層相對較薄，單井涌水量為500～1 000 m3/d；在河谷上游、沖洪積扇邊緣以及其他小型河谷平原地帶，單井涌水量為100～500 m3/d。在山(丘)前坡積、殘坡積地帶，含水層厚度薄，呈透鏡體狀分布，單井涌水量<100 m3/d。

碎屑巖類孔隙裂隙水(Ⅱ)：分布于日照市西北部，面積較小。地下水主要賦存于白堊紀(jì)萊陽群砂巖、粉砂巖、長石砂巖、礫巖的孔隙裂隙中。裂隙不發(fā)育，富水性差，單井涌水量<100 m3/d[1]。

基巖裂隙水(Ⅲ)：賦存于各期侵入的花崗巖、片麻巖、變粒巖等巖體的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙中和安山巖、玄武巖等噴出巖類的孔洞裂隙、構(gòu)造裂隙中。由于巖體裂隙不發(fā)育，匯水條件差，富水性差，單井涌水量一般<100 m3/d。但在構(gòu)造有利部位，如斷層破碎帶、脈巖穿插帶、侵入巖體接觸帶或匯水條件有利的部位，賦存有相對豐富的地下水，水量達(dá)100～200 m3/d[1]。

3地下水質(zhì)量評價

3.1評價標(biāo)準(zhǔn)

地下水質(zhì)量評價以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單項組分和綜合評價。

3.2評價項目

依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，選取區(qū)內(nèi)100組化驗資料，結(jié)合區(qū)域地下水組份特征、選擇pH、氨氮、硝酸鹽(以氮計)、亞硝酸鹽(以氮計)、揮發(fā)性酚類、氰化物、砷、汞、鉻(六價)、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、溶解性固體、高錳酸鹽指數(shù)、硫酸鹽、氯化物18項離子參與評價。

3.3評價方法

單項參數(shù)評價按水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分類指標(biāo)劃分為五類，不同類別標(biāo)準(zhǔn)值相同時，從優(yōu)不從劣。然后綜合對比各項指標(biāo)的評價結(jié)果，采用就高不就低的原則判定地下水的類別。也就是說，當(dāng)有某一參數(shù)含量較高時，就按它所屬的類確定該地下水的類型，最后的歸類取決于各單項參數(shù)評價的最高者。

3.4評價步驟

按《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)要求進(jìn)行，評價步驟如下：

(1)單項組份評價

按標(biāo)準(zhǔn)所列分類指標(biāo)，劃分組份所屬質(zhì)量類別，不同類別標(biāo)準(zhǔn)相同時，從優(yōu)不從劣。

(2)評定分值

按《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)的規(guī)定，見表1。給出各單項組份評價分值Fi。

表1　單項組份評價分值表

(3)計算綜合評價分值F

計算公式：

式中：F為綜合評價分值；Fp為各單項組份評分Fi的平均值；Fmax為單項組份評價分值Fi中的最大值；n為評價項數(shù)。

根據(jù)綜合評價分值F，按《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)規(guī)定，見表2。劃分地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)級別：

表2　地下水綜合評價質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)級別劃分一覽表

4評價結(jié)果及原因分析

依據(jù)上述評價的標(biāo)準(zhǔn)和計算公式對工作區(qū)的地下水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行計算，選取全分析水質(zhì)化驗結(jié)果，由18種離子參與統(tǒng)計計算。本次取樣多在居民區(qū)集中或人類活動頻繁區(qū)，人為影響的硝酸鹽等離子超標(biāo)點呈點狀分布，多集中在溝谷。本區(qū)地下水質(zhì)量可分為四個等級：良好區(qū)、較好區(qū)、較差區(qū)、極差區(qū)(見圖1)[1]，其特征如下：

4.1碎屑巖孔隙裂隙水

根據(jù)評價結(jié)果，該種類型地下水質(zhì)量為良好、極差級。部分單項離子含量嚴(yán)重超標(biāo)，個別單項質(zhì)量分值達(dá)到10。

良好區(qū)：分布于日照市西北部東侯家溝～黃草坡村～西花崖村一帶，為低山丘陵區(qū)，面積為84.28 km2。地下水綜合評價質(zhì)量級別為良好區(qū)。在溝谷地帶，人類活動影響，使硝酸鹽(以氮計)含量超標(biāo)，多呈點狀分布，一定程度上污染了地下水[1]。

極差區(qū)：分布于日照市西北部西侯家村一帶，面積為9.65 km2。地層為白堊紀(jì)龍旺莊組砂巖、泥巖等，地下水化學(xué)組分的背景值高，鐵離子含量超標(biāo)嚴(yán)重，單項質(zhì)量分值為10，另受人類生產(chǎn)活動影響，硝酸鹽(以氮計)超標(biāo)[1]。

4.2基巖裂隙水

分布面積較大，占全區(qū)面積的69.3%，地下水質(zhì)量等級分為：良好區(qū)、較好區(qū)、極差區(qū)三個級別，具體分述如下：

良好區(qū)：分布于日照水庫周邊以及日照北部低山丘陵區(qū)，面積為1 210.85 km2，占全區(qū)面積的57.4%。出露的基巖以侵入巖為主，風(fēng)化厚度薄，巖體裂隙不發(fā)育，大氣降水大部分沿坡向排泄于溝谷地區(qū)。地下水化學(xué)組分的背景值低，地下水水質(zhì)良好，綜合評價分值F<2.50，適宜作為飲用水和工業(yè)用水[1]。

較好區(qū)：主要分布于日照水庫東側(cè)、北側(cè)，另外在文疃鎮(zhèn)北部、高興鎮(zhèn)北部也有小面積分布，地下水類型為層狀裂隙水為主，面積為281.51 km2。該類型地下水化學(xué)背景值相對較高，超標(biāo)離子為鐵、錳，單因子評價離子含量大部分符合Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，該區(qū)綜合評價得分值F<4.25，適宜作為生活飲用水、農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水。受地形地貌以及人類活動影響，地勢低洼處地下水硝酸鹽、亞硝酸鹽和氨氮含量普遍超過地下水質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)[1]。

極差區(qū)：零星分布于日照西北部五樓官莊、黃草坡、房家溝村一帶，為低山丘陵區(qū)，面積為141.47 km2。地下水類型為噴出巖類孔洞裂隙水，地下水化學(xué)組分天然背景值較高，鐵、錳離子超標(biāo)，單項評價因子含量超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，鐵離子含量甚至達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，該區(qū)綜合評價分值F>7.20。受地形地貌和人類活動影響，硝酸鹽(以氮計)、亞硝酸鹽、總硬度含量超標(biāo)，達(dá)到Ⅵ類水標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上污染了地下水。適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水，適當(dāng)處理后可作為生活飲用水[1]。

4.3松散巖類孔隙水質(zhì)量評價

工作區(qū)松散巖類孔隙水按地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)劃分為良好、較差和極差三個級別。

良好區(qū)：分布于傅疃河下游申家樓～小芳溝一帶，面積為6.61 km2。地下水化學(xué)組分含量均符合地下水質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，適用于農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水和生活飲用水[1]。

較差區(qū)：分布于工作區(qū)山間河谷平原、山前平原和濱海平原，地下水主要賦存于傅疃河、白馬河、吉利河形成的沖洪、沖洪積地層，面積約為224.36 km2。綜合評價值F為4.41～7.19，單項質(zhì)量分值為0～10。硝酸鹽(以氮計)、亞硝酸鹽(以氮計)、氨氮、氯化物、鐵、錳、總硬度含量普遍超過地下水質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。造成該地區(qū)地下水質(zhì)量極差的主要原因是地勢平坦，地下水徑流相對緩慢，有利于地下水化學(xué)組分富集，離子含量增高；且地下水水位埋深較淺，一般2～4 m，受人類工程活動(比如農(nóng)田施用化肥、農(nóng)藥和工業(yè)排放污水)影響，導(dǎo)致污染組分經(jīng)地表入滲含水層所致。適用于農(nóng)業(yè)用水和部分工業(yè)用水，適當(dāng)處理后可作為生活飲用水[1]。

極差區(qū)：主要分布于傅疃河、潮河、白馬河下游入海河口以及沿海岸線一帶，面積為193.18 km2。地處河流入海處，為地下水排泄區(qū)，各河流接受了工業(yè)及生活污水，使得該區(qū)域地下水受到污染。海岸線附近海積層發(fā)育，近年來海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，海水入侵嚴(yán)重。綜合上述因素，該區(qū)域地下水質(zhì)量極差，綜合評價值F為7.20～7.33，超標(biāo)組份主要有硝酸鹽(以氮計)、亞硝酸鹽(以氮計)、氯化物、鐵、錳、TDS、總硬度。氯化物含量超過地下水質(zhì)量Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)[1]。

圖1　工作區(qū)地下水質(zhì)量評價分區(qū)圖

5防治措施與建議

(1)科學(xué)使用化肥、農(nóng)藥，減少農(nóng)業(yè)污染，進(jìn)而減輕對地下水污染。控制施放量，研究低毒和無害農(nóng)藥，禁用長效、劇毒、高殘留農(nóng)藥化肥。

(2)對污染企業(yè)污水排放嚴(yán)格控管，堅持達(dá)標(biāo)排放，大力提倡修建不同規(guī)模的污水處理廠，堅持“誰污染誰治理”的原則分?jǐn)傊挝圪M(fèi)用。

(3)開展地下水污染調(diào)查和污染含水層的修復(fù)示范區(qū)。對已經(jīng)受到嚴(yán)重污染的重要供水區(qū)應(yīng)采取“堵、投、抽、排、生”等工程進(jìn)行污染治理。

(4)在河流入海口海水入侵區(qū)域嚴(yán)格控制地下水的開采量，加強(qiáng)濱海養(yǎng)殖區(qū)管理；在河流入?？谛藿ǖ叵陆貪B壩防治海水入侵。

6結(jié)語

日照市地下水質(zhì)量分為良好、較好、較差、極差四個級別，大部分區(qū)域地下水適宜作為生活飲用水、農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水。水質(zhì)較差、極差是由于地下水化學(xué)背景值相對較高，鐵、錳超標(biāo)離子，單因子評價超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，甚至達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)；另外，受地形地貌和人類活動影響，硝酸鹽(以氮計)、亞硝酸鹽、總硬度含量超標(biāo)，達(dá)到Ⅵ類水標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上污染了地下水。因此，加強(qiáng)水污染的防治工作已經(jīng)成為當(dāng)前一項十分迫切而艱巨的任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)1:10萬水水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查報告及圖件(日照鎮(zhèn)、日照市幅).

[收稿日期]2016-03-14

[作者簡介]陳冶(1957-)，男，吉林農(nóng)安人，副教授，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)教學(xué)與科研工作。

[中圖分類號]X143

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)03-0099-02