李 雪

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114032)

地下水是自然界中水循環(huán)的重要組成部分，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的重要水資源。近年來，地下水大規(guī)模的開發(fā)利用以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活造成的地下水污染問題日益嚴重，不僅破壞了生態(tài)環(huán)境，還會給人類健康帶來不可估量的危害[1]。因此，對地下水水質(zhì)現(xiàn)狀及影響因素的相關性進行分析是十分必要的，研究結果可為地下水資源治理、實現(xiàn)地下水資源的可持續(xù)利用和保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供有效依據(jù)。

1 鞍山市所轄縣市常規(guī)地下水概況

鞍山市常規(guī)地下水監(jiān)測站點主要分布在鞍山市市區(qū)千山區(qū)以及所轄的海城市、臺安縣、岫巖滿族自治縣。千山區(qū)共有1處常規(guī)地下水監(jiān)測站點，為鄔家地下水站；海城市共有4處常規(guī)地下水監(jiān)測站點，分別為新立屯地下水站、耿莊子地下水站、郭家地下水站和海城地下水站；臺安縣共有1處常規(guī)地下水監(jiān)測站點，為黃沙地下水站；岫巖滿族自治縣共有2處常規(guī)地下水監(jiān)測站點，分別為岫巖地下水站和黃花甸子地下水站。

2 評價方法及評價因子

選取2015—2021年鞍山市常規(guī)地下水水質(zhì)實測數(shù)據(jù)，依據(jù)《地下水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB/T 14848—2017)，采用單因子評價法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評價法對7年間鞍山市常規(guī)地下水水質(zhì)進行評價[2-3]。單因子評價法是以最差的水質(zhì)指標的水質(zhì)類別為最終的評價結果，本文將超出Ⅲ類標準值視為超標；內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評價方法用于水質(zhì)污染程度的綜合量化。首先進行各組分單因子評價，明確水質(zhì)類別，根據(jù)對應關系對各單項組分確定評價值F[4]，結果見表1。

表1 內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評價法賦值結果

根據(jù)各組分評價值Fi，采用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)公式來計算各監(jiān)測點的綜合指數(shù)[5-6]，即

(1)

(2)

式中：F為單項組分污染指數(shù)Fi的平均值；Fmax為單項組分污染指數(shù)Fi的最大值；n為項數(shù)。

通過F值，確定水質(zhì)綜合污染等級,見表2。

表2 水質(zhì)污染等級劃分

3 水質(zhì)綜合評價結果

采用單因子評價法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評價法對2021年鞍山市常規(guī)地下水水質(zhì)進行評價，將超出Ⅲ類標準值視為超標，確定水質(zhì)類別和水質(zhì)污染等級，監(jiān)測數(shù)據(jù)和評價結果見表3、表4和圖1。

表3 2021年鞍山市常規(guī)地下水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù) 單位：mg/L

圖1 鞍山市常規(guī)地下水水質(zhì)綜合評價指數(shù)

由表4和圖1可知，鞍山市區(qū)千山區(qū)的常規(guī)地下水站鄔家地下水站水質(zhì)評價結果為Ⅴ類水，水質(zhì)污染等級為差，但只有硝酸鹽超標，其他項目均達標。海城市的常規(guī)地下水站中，海城地下水站水質(zhì)評價結果為Ⅲ類水，水質(zhì)污染等級為良好；耿莊子地下水站水質(zhì)評價結果為Ⅴ類水，水質(zhì)污染等級為極差，主要超標項目為總硬度、溶解性總固體、揮發(fā)性酚類和硝酸鹽；新立屯地下水站水質(zhì)評價結果為Ⅳ類水，水質(zhì)污染等級為差，只有鐵超標，其他項目均達標；郭家地下水站水質(zhì)評價結果為Ⅴ類水，水質(zhì)污染等級為極差，主要超標項目為總硬度、揮發(fā)性酚類和硝酸鹽。臺安縣的常規(guī)地下水站黃沙地下水站水質(zhì)評價結果為Ⅴ類水，水質(zhì)污染等級為極差，主要超標項目為總硬度、溶解性總固體、錳、揮發(fā)性酚類和硝酸鹽。岫巖滿族自治縣的常規(guī)地下水站中岫巖地下水站和黃花甸子地下水站水質(zhì)評價結果均為Ⅲ類水，水質(zhì)良好。兩種評價結果基本一致，總體說明千山區(qū)、海城市和臺安縣常規(guī)地下水均有超標現(xiàn)象，污染程度嚴重，岫巖滿族自治縣常規(guī)地下水水質(zhì)良好。

超標主要是由于對地下水的過量開采而引起的水動力場和水文地球化學環(huán)境的改變，使土壤及其下沉沉積物中的鈣鎂易溶鹽、難溶鹽由固相向水中轉移導致的，并且鞍山市是重工業(yè)城市，海城市、臺安縣以及市區(qū)工廠較多，部分工業(yè)廢水和生活污水不經(jīng)處理向地下直接排放，工業(yè)產(chǎn)生的廢渣以及生活垃圾等固體廢物隨意堆放，農(nóng)業(yè)灌溉和過量施用的農(nóng)藥、化肥殘留在土壤中，部分氨氮經(jīng)硝化作用轉化為硝酸鹽氮，硝酸鹽氮易溶于水[7]，隨降水和淋溶作用進入地下，導致地下水中硝酸鹽含量升高[8-9]。

4 地下水埋深、水位以及水質(zhì)參數(shù)間相關性分析

運用統(tǒng)計產(chǎn)品與服務解決方案(SPSS)中的皮爾森相關性統(tǒng)計學方法[10]分析地下水水質(zhì)參數(shù)相互之間以及各參數(shù)與埋深和水位之間的相關性，從而更好地了解水質(zhì)的影響因素。皮爾森積差相關系數(shù)用于衡量兩個定量和變量之間的線性相關程度，它是表征有直線關系的兩變量間，相關關系密切程度和相關方向的統(tǒng)計指標。鞍山市地下水水質(zhì)參數(shù)間以及與埋深、水位的相關性分析結果見表5。

表5 鞍山市常規(guī)地下水水質(zhì)參數(shù)間相關性分析

由表5可以看出，鞍山市常規(guī)地下水中溶解性總固體和硝酸鹽除與鐵無明顯相關性外，與其他參數(shù)均呈顯著正相關；總硬度除與鐵和耗氧量無明顯相關性外，與其他參數(shù)均呈顯著正相關；硫酸鹽與溶解性總固體、總硬度、氯化物和硝酸鹽均顯著正相關；氯化物僅與鐵無明顯相關性，與其他參數(shù)均呈顯著正相關；鐵與所有參數(shù)均無明顯相關性；錳、揮發(fā)性酚類和亞硝酸鹽除與硫酸鹽和鐵無明顯相關性外，與其他參數(shù)均呈顯著正相關；耗氧量與溶解性總固體、氯化物、硝酸鹽呈顯著正相關，與錳、揮發(fā)性酚類、亞硝酸鹽呈極其顯著正相關；水位和埋深與水質(zhì)參數(shù)間并無明顯相關性。

5 結 語

鞍山市常規(guī)地下水水質(zhì)評價結果顯示，岫巖滿族自治縣常規(guī)地下水站以及海城市海城地下水站水質(zhì)良好，鞍山市區(qū)千山區(qū)鄔家地下水站和海城市新立屯地下水站僅有一個參數(shù)超標，水質(zhì)污染等級為差，海城市耿莊子地下水站、郭家地下水站以及臺安縣黃沙地下水站水質(zhì)超標項目較多，水質(zhì)極差。單因子評價法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評價法兩種評價結果基本一致，總體說明千山區(qū)、海城市和臺安縣常規(guī)地下水均有超標現(xiàn)象，污染嚴重，岫巖滿族自治縣常規(guī)地下水水質(zhì)良好。

海城市新立屯地下水站僅有鐵超標，鐵與其他參數(shù)并不存在顯著相關性，因此，無其他參數(shù)超標，而海城市耿莊子地下水站、郭家地下水站以及臺安縣黃沙地下水站共有總硬度、溶解性總固體、錳、揮發(fā)性酚類和硝酸鹽超標，這些參數(shù)間存在顯著的相關性，彼此之間互相影響，這也是超標原因之一。

對水質(zhì)參數(shù)間相互影響機理進行研究分析的同時也需加強對工業(yè)“三廢”的排放、農(nóng)村地區(qū)農(nóng)藥化肥的合理使用、畜牧業(yè)排放的管理以及生活污染排放的監(jiān)管力度，這些也是地下水污染防治的關鍵。健全法制，加強地下水資源保護，是實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的有效措施。