濟(jì)寧市地下水現(xiàn)狀與污染評(píng)價(jià)分析

張秀敏,張 楊,梁斐斐

(1.濟(jì)寧市水文中心,山東 濟(jì)寧 272000;2.濟(jì)寧市水利事業(yè)發(fā)展中心,山東 濟(jì)寧 272000)

地下水作為珍貴的自然水資源,具有資源及生態(tài)屬性,其重要性也不斷被人們所認(rèn)識(shí)。地下水的水質(zhì)優(yōu)劣、水量大小,是決定資源與生態(tài)價(jià)值的主要因素[1-2]。地下水受到污染后具有難恢復(fù)、不易發(fā)覺(jué)等特點(diǎn),如在地下水排泄、水產(chǎn)養(yǎng)殖或灌溉中,有毒有害物質(zhì)到達(dá)地表環(huán)境后,通過(guò)食物鏈或飲水進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)、動(dòng)物或人體內(nèi),就會(huì)危害人類的生命健康及環(huán)境健康,這也進(jìn)一步體現(xiàn)了被污染后的地下水具有不易發(fā)覺(jué)、難恢復(fù)的特點(diǎn)。地下水水體涉及相對(duì)較長(zhǎng)的循環(huán)周期,加之不具備較強(qiáng)的自凈能力,故而需要以防治中“防”作為開(kāi)發(fā)利用的重點(diǎn)內(nèi)容[3]。在嚴(yán)格監(jiān)測(cè)管控地下水資源的基礎(chǔ)上,也有必要跟蹤分析地下水并展開(kāi)精準(zhǔn)評(píng)價(jià),保障能如實(shí)掌握地下水水質(zhì)情況,為后續(xù)防治措施的擬定及實(shí)施提供依據(jù)[4-5]。本文對(duì)濟(jì)寧市11縣市區(qū)21處地下水進(jìn)行分析評(píng)價(jià),針對(duì)水質(zhì)超標(biāo)項(xiàng)目找出原因,提出有效防治措施,為城市建設(shè)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展提供決策依據(jù)。

1 濟(jì)寧市基本概況

位于山東西南部的濟(jì)寧,地理坐標(biāo)東經(jīng)115°54′～117°06′,北緯34°25′～35°55′;東是臨沂,南是棗莊和徐州,西是菏澤,北是泰安?？偯娣e為11 000 km2。地貌類型為平原、洼地、湖泊、山地、丘陵。地勢(shì)東高西低,東部山巒綿恒,丘陵起伏,西部為黃泛平原,中部為南四湖。

濟(jì)寧市降水地區(qū)呈現(xiàn)出東南至西北遞減的分布趨勢(shì),每年汛期會(huì)出現(xiàn)超過(guò)全年降水量70%的降水量。全年徑流量中的80%～90%發(fā)生于汛期,年徑流呈現(xiàn)出湖東山區(qū)至湖面平原遞減的分布趨勢(shì)。濟(jì)寧氣候?yàn)榇杭居晟僖缀?夏季溫?zé)?秋季天高氣爽,冬季寒冷干燥,雨雪稀少。濟(jì)寧是最主要的供水水源是孔隙水與裂隙巖溶水。濟(jì)寧市屬淮河流域,境內(nèi)河流眾多,交叉密布全境,所有河流均注入南四湖內(nèi)。

2 技術(shù)路線

2.1 資料收集

全面收集相關(guān)資料,例如水文、水利、環(huán)境監(jiān)測(cè)等資料。

2.2 監(jiān)測(cè)站點(diǎn)及監(jiān)測(cè)日期

根據(jù)淮河流域山東省(生產(chǎn)井、國(guó)家井)地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,濟(jì)寧市11縣市區(qū)共布設(shè)監(jiān)測(cè)井為21處,分別為壽張、泗河、王莊鄉(xiāng)、姚西村、李營(yíng)、唐口、李營(yíng)駱樓、后營(yíng)水文站、王因、顏店供水站、中醫(yī)藥學(xué)校、姚村、金莊、泗河辦事處、李閣、羊山、孫莊水文站、萬(wàn)張、城關(guān)、苑莊、馬營(yíng)。其中所屬地質(zhì)單元為黃淮海平原南為13處,湖東濱湖區(qū)為1處,湖東山丘區(qū)3處,湖西濱湖區(qū)為1處,湖西黃泛平原殘山區(qū)1處,山地丘陵為2處。采樣點(diǎn)為國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)工程井、生產(chǎn)井、國(guó)家級(jí)基本監(jiān)測(cè)站專用井。國(guó)家級(jí)基本監(jiān)測(cè)站專用井井深在21～40 m,國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)工程井井深在21～150 m,生產(chǎn)井井深在28～230 m。由地下水調(diào)查信息可知,濟(jì)寧市地下水類型主要是松散巖類孔隙水、裂隙巖溶水。監(jiān)測(cè)日期為2022年5月。

2.3 地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)確定

選用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2007)中33項(xiàng)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)參數(shù),其中包括感官性指標(biāo)色度、渾濁度、肉眼可見(jiàn)物和嗅和味4項(xiàng),一般化學(xué)性指標(biāo)陰離子合成洗滌劑、pH、氨氮、耗氧量、總硬度、溶解性總固體、硫化物、硫酸鹽、氯化物、鋁、鈉、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)性酚類16項(xiàng),微生物指標(biāo)總大腸菌群、菌落總數(shù)2項(xiàng),毒理學(xué)指標(biāo)氟化物、氰化物、亞硝酸鹽、硝酸鹽、汞、砷、碘化物、鉻六價(jià)、硒、鎘、鉛11項(xiàng)。選評(píng)指標(biāo)限值以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2007)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。

3 水質(zhì)評(píng)價(jià)

3.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

選用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)作為選評(píng)限值。地下水質(zhì)量包含五類,即Ⅰ類水、Ⅱ類水、Ⅲ類水、Ⅳ類水和Ⅴ類水,其中Ⅰ、Ⅱ類水適用范圍廣泛,Ⅲ類水適用于工農(nóng)業(yè)用水等方面且能作為集中式生活飲用水;Ⅳ類水可用于部分工業(yè)及農(nóng)業(yè)用水,或經(jīng)適當(dāng)處理后可引用;Ⅴ類水不可飲用。

3.2 評(píng)價(jià)方法

3.2.1 單項(xiàng)評(píng)價(jià)法

評(píng)價(jià)中,參考依據(jù)確定為上文所述的五個(gè)分類指標(biāo)。

3.2.2 綜合評(píng)價(jià)法

對(duì)單項(xiàng)組分進(jìn)行逐一評(píng)價(jià),劃分出相應(yīng)的質(zhì)量類別,確定Fi進(jìn)行綜合指數(shù)(F)計(jì)算:

(1)

(2)

式中:F為各單項(xiàng)組分的評(píng)分值;Fmax為單項(xiàng)組分評(píng)分值F的最大值。地下水水質(zhì)劃分為優(yōu)良、良好、較好、較差和極差5級(jí),詳見(jiàn)表1。

表1 地下水質(zhì)量級(jí)別劃分表

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

依據(jù)地下水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),陰離子合成洗滌劑、鐵、錳、鉛、銅、鋅、汞、砷、硒、鎘、pH、色度、鉻六價(jià)、嗅和味、氰化物、硫化物、揮發(fā)性酚類、肉眼可見(jiàn)物、渾濁度等19項(xiàng)達(dá)到所列分類指標(biāo)的I類標(biāo)準(zhǔn);鋁、耗氧量、亞硝酸鹽、氨氮4項(xiàng)達(dá)到所列分類指標(biāo)的Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn);碘化物、總大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)3項(xiàng)達(dá)到所列分類指標(biāo)的IV類標(biāo)準(zhǔn);溶解性總固體、鈉、硫酸鹽、總硬度、硝酸鹽、氯化物、氟化物7項(xiàng)達(dá)到所列分類指標(biāo)的V類標(biāo)準(zhǔn)。其中38.1%的監(jiān)測(cè)井總硬度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到IV類。局部監(jiān)測(cè)井氟化物、硫酸鹽、溶解性總固體達(dá)到所列分類指標(biāo)的IV-V類標(biāo)準(zhǔn)。

由評(píng)價(jià)結(jié)果得知:濟(jì)寧市地下水綜合水質(zhì)指數(shù)F值范圍為:2.13～7.19,依據(jù)表1地下水水質(zhì)級(jí)別分類為良好、較好和極差。水質(zhì)級(jí)別為良好的站點(diǎn)為5處,占總站點(diǎn)的23.8%,較好的站點(diǎn)為7處,占總站點(diǎn)的33.3%,較差的站點(diǎn)為9處,占總站點(diǎn)的42.9%。影響地下水水質(zhì)較差的主要因子為總硬度、硫酸鹽、氟化物等指標(biāo),超標(biāo)樣本在地下水類型上均松散巖類孔隙水。

4 污染現(xiàn)狀分析評(píng)價(jià)

4.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)濟(jì)寧市地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果,選取一般化學(xué)指標(biāo)鈉、氯化物、總硬度、硫酸鹽、溶解性總固體和毒理學(xué)指標(biāo)氟化物、硝酸鹽氮作為評(píng)價(jià)參數(shù)。

4.2 評(píng)價(jià)方法

4.2.1 單項(xiàng)指標(biāo)污染指數(shù)

(3)

式中:I為污染指數(shù);Ci為實(shí)測(cè)含量;Co為某項(xiàng)污染物的Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。

評(píng)價(jià)時(shí),未污染對(duì)應(yīng)I值<1,已污染對(duì)應(yīng)I值>1,隨著I值的增加,水體污染程度也會(huì)相應(yīng)的加重。

4.2.2 綜合污染指數(shù)

本文采樣內(nèi)梅羅指數(shù)法,計(jì)算公式為:

(4)

(5)

式中:I為某項(xiàng)組分評(píng)分值;Imax為某項(xiàng)組分評(píng)分值I最大值。

4.3 地下水污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)結(jié)果

通過(guò)計(jì)算單項(xiàng)指標(biāo)污染指數(shù)可知:污染指數(shù)I值在2.13～4.80之間,地下水污染級(jí)別為未污染、微污染、輕污染和中污染。未污染站點(diǎn)為5處,占總站點(diǎn)的23.8%,微污染站點(diǎn)為4處,占總站點(diǎn)的19.0%,超標(biāo)項(xiàng)目為總硬度,最大超標(biāo)倍數(shù)為0.12;輕污染站點(diǎn)8處,占總站點(diǎn)的38.1%,超標(biāo)項(xiàng)目為鈉、碘化物、硫酸鹽、氟化物、總硬度、氯化物和溶解性總固體;中污染站點(diǎn)4處,占總站點(diǎn)的19.0%,超標(biāo)項(xiàng)目為鈉、總硬度、碘化物、氯化物、氟化物、硫酸鹽、菌落總數(shù)、總大腸菌群及溶解性總固體,最大超標(biāo)倍數(shù)為硫酸鹽1.33。綜上所述總硬度、硫酸鹽、氟化物為主要污染指標(biāo),超標(biāo)樣本在地下水類型上均為松散巖類孔隙水。

5 水質(zhì)超標(biāo)原因分析及治理對(duì)策

5.1 水質(zhì)超標(biāo)原因

由地下水污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)結(jié)果可知,硫酸鹽、氟化物、總硬度、溶解性總固體為主要超標(biāo)項(xiàng)目,超標(biāo)區(qū)域主要為金鄉(xiāng)縣、魚(yú)臺(tái)縣和嘉祥縣,土壤類別為潮土類,所以本區(qū)域地下水超標(biāo)原因主要是受水層地質(zhì)條件的影響。菌落總數(shù)和總大腸菌群超標(biāo)的主要原因是生活污染所致,例如:生活垃圾的隨意堆放好和生活污水、人畜糞便的處置不當(dāng)?shù)?特別是人口密集地區(qū)以及農(nóng)村地區(qū)。

5.2 治理對(duì)策

(1)拓展融資渠道,積極推進(jìn)規(guī)劃實(shí)施。地下水污染防治時(shí),各地政府應(yīng)從資金方面予以足夠的保障,不斷拓展融資渠道,設(shè)立環(huán)保投融資機(jī)制并體現(xiàn)多元化?；I集治理資金時(shí),也需要各個(gè)企業(yè)出力,并在建設(shè)及運(yùn)行污染防治設(shè)施中鼓勵(lì)社會(huì)資本積極參與。協(xié)調(diào)相關(guān)污染防治項(xiàng)目,密切銜接城市飲用水安全保障規(guī)劃等,突出重點(diǎn),促進(jìn)績(jī)效的增強(qiáng)。從受益地區(qū)出發(fā),探索生態(tài)補(bǔ)償?shù)叵滤嬘盟Ｗo(hù)區(qū)的機(jī)制。

(2)增強(qiáng)技術(shù)支撐,提高防治科技水平。以技術(shù)為支撐,積極推進(jìn)地下水污染防治工作保障工作,進(jìn)行有關(guān)地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、控制修復(fù)、脆弱性評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)與模擬預(yù)測(cè)等工作。加大研發(fā)投入,促進(jìn)地下水科技防治污染水平的提高。

(3)強(qiáng)化執(zhí)法管理,實(shí)行責(zé)任終身追究制。建立終身追究地下水污染責(zé)任制度,針對(duì)導(dǎo)致地下水環(huán)境受影響的行為進(jìn)行依法追究責(zé)任。全面推廣普及《水污染防治法》,積極推行環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度。建設(shè)活動(dòng)、項(xiàng)目倘若存在可能污染地下水的情況需第一時(shí)間開(kāi)展相關(guān)調(diào)研取證工作,確認(rèn)不會(huì)構(gòu)成影響后方可許可繼續(xù)開(kāi)展;若已構(gòu)成影響,應(yīng)依法嚴(yán)懲。

(4)強(qiáng)化部門(mén)責(zé)任制,考核實(shí)行“一票否決制”。環(huán)境保護(hù)部及有關(guān)部門(mén)需要定期檢查落實(shí)規(guī)劃的情況與具體實(shí)施進(jìn)度,保證能夠貫徹落實(shí)各項(xiàng)規(guī)劃任務(wù)?？山梃b河湖長(zhǎng)制運(yùn)行機(jī)制,切實(shí)做到責(zé)任到部門(mén)、責(zé)任到個(gè)人,形成首長(zhǎng)負(fù)責(zé)制,發(fā)生糾紛時(shí)能夠精準(zhǔn)的找到所管轄部門(mén)和責(zé)任人。對(duì)責(zé)任部門(mén)及負(fù)責(zé)人考核實(shí)行“一票否決制”。各地政府應(yīng)以年度為單位,合理制定檢測(cè)計(jì)劃,不斷優(yōu)化監(jiān)測(cè)方案,調(diào)整監(jiān)督管理制度,及時(shí)改進(jìn)升級(jí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)規(guī)劃實(shí)施效果密切開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作,收集真實(shí)客觀的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),奠定規(guī)劃評(píng)估有序?qū)嵤┑幕A(chǔ)。

(5)提高監(jiān)測(cè)和治理能力,提供監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)預(yù)警信息。全方位推進(jìn)水安全保障能力的提升,從保護(hù)修復(fù)重大生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目入手,聯(lián)合國(guó)家水網(wǎng)工程積極推進(jìn)地下水監(jiān)測(cè)現(xiàn)代化配套站網(wǎng)的建設(shè)與完善,改進(jìn)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)信息產(chǎn)品,優(yōu)化預(yù)測(cè)預(yù)警功能服務(wù),使地下水監(jiān)測(cè)分析方面形成更強(qiáng)的能力。

(6)加強(qiáng)宣傳教育,提高全民參與度。利用報(bào)紙、電視、報(bào)刊雜志及新媒體等工具積極宣傳地下水污染有關(guān)知識(shí),幫助社會(huì)公眾了解地下水污染危害和防治措施,形成強(qiáng)烈危機(jī)意識(shí)和責(zé)任意識(shí),營(yíng)造全球共同對(duì)地下水環(huán)境進(jìn)行保護(hù)的氛圍,只有調(diào)動(dòng)民眾參與到其中的積極性,才能形成合力,有效的預(yù)防和降低已被治理的地下水水質(zhì)再次被污染風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前濟(jì)寧市地下水污染情況為未污染站點(diǎn)為5處,微污染站點(diǎn)為4處,輕污染站點(diǎn)為8處,中污染站點(diǎn)為4處。其中主要的影響因子有總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽等。同時(shí)對(duì)水質(zhì)超標(biāo)原因進(jìn)行了分析,并根據(jù)原因提出了治理對(duì)策,希望可以為濟(jì)寧市地下水治理提供有益借鑒。