淮河流域(安徽段)淺層地下水有機污染特征

焦團理，胡　波

(1.合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院，安徽 合肥 230009；2.安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽 合肥 230001)

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淮河流域(安徽段)淺層地下水有機污染特征

焦團理1,2，胡波2

(1.合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院，安徽 合肥 230009；2.安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽 合肥 230001)

[摘要]通過對淮河流域安徽段地下水污染調(diào)查，在獲取大量第一手資料的基礎(chǔ)上對研究區(qū)淺層地下水有機污染特征進行分析研究，結(jié)果表明，淺層地下水已經(jīng)受到一定程度的有機污染，檢出率相對較低，檢出含量也不高，僅局部地段存在超標現(xiàn)象；空間分布上呈現(xiàn)散點狀和局部地段的聚集性，與地表的污染源密切相關(guān)。

[關(guān)鍵詞]淮河流域；安徽段；淺層地下水；有機污染

淮河流域安徽段是我國重要的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和加工基地、能源工業(yè)基地，又是淮河行蓄洪區(qū)，戰(zhàn)略地位十分重要。經(jīng)過多年的發(fā)展，農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)初見成效，兩淮煤炭、電力工業(yè)已具規(guī)模，蚌埠的生化工業(yè)雄踞亞洲，“兩淮一蚌”經(jīng)濟圈已初露端倪。地下水是工作區(qū)內(nèi)主要的供水水源，隨著工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，城市化進程的不斷加快，水的供需矛盾日益突出。在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，也產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問題，水污染就是其突出問題之一。隨著化工、冶煉、皮革、人工合成有機物生產(chǎn)等高污染企業(yè)的增多，各種有機廢水的排放，居民生活污水的下滲、大量農(nóng)藥和化肥的使用，導致大量的有機物通過不同途徑進入地下水體，許多有機物具有的“三致作用”(致癌、致畸、致突變作用)[1～4]，嚴重威脅著當?shù)鼐用竦纳眢w健康和生活質(zhì)量，破壞了社會的穩(wěn)定與和諧。本次調(diào)查研究范圍主要為淮河流域(安徽段)平原區(qū)，面積約4.4萬 km2。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)屬北亞熱帶至暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，是我國南北氣候過渡地帶，年降水量一般小于1 000 mm。地表水屬淮河水系。研究區(qū)以淮河為界，北部為淮北平原，南部為江淮波狀平原?；幢逼皆龞|北部分布有低山丘陵，其余皆為由西北向東南傾斜的平原，由第四系松散堆積物組成，厚度由東南向西北遞增。第四系巖性以粘性土與砂性土互層，具多層結(jié)構(gòu)。江淮波狀平原第四紀分布較廣泛，總體變化趨勢為由山前向平原厚度遞增，巖性在河谷地區(qū)以砂性土為主，其余地區(qū)以粘性土為主。

根據(jù)地下水的賦存條件、含水介質(zhì)及水力特征，將研究區(qū)內(nèi)含水層劃分為碳酸鹽巖類裂隙巖溶水和松散巖類孔隙水。松散巖類孔隙水在區(qū)內(nèi)分布廣泛，以埋深50 m且分布穩(wěn)定的粘性土為界，劃分為淺層含水巖組和深層孔隙含水巖組。淺層孔隙含水巖組主要巖性為第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)及部分中更新統(tǒng)上部的亞粘土、亞砂土、粉砂和細砂組成。其分布與富水性變化受古河道帶的控制，呈條帶狀展布。單井涌水量一般小于1 000 m3/d，地下水位埋深1～4 m，礦化度多小于1 g/L，水化學類型以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg或HCO3-Na·Ca為主。淺層地下水是區(qū)內(nèi)農(nóng)灌與農(nóng)村居民生活用水的主要來源，開發(fā)潛力大。

2樣品采集與測試

在系統(tǒng)收集和分析區(qū)內(nèi)的地質(zhì)、水文地質(zhì)和污染狀況的基礎(chǔ)上，按《地下水污染調(diào)查評價規(guī)范》[5]中統(tǒng)一的技術(shù)要求，進行1：25萬地下水污染調(diào)查，地下水樣品的采集遵循區(qū)域控制，重點區(qū)結(jié)合污染源的分布特點進行布設(shè)。2006-2010年在研究區(qū)內(nèi)共采集了淺層地下水有機樣品1119組(見圖1)，其中0～20 m地下水(廣大農(nóng)村地區(qū)飲水以20 m以淺地下水為主)樣品471組，20～50 m地下水樣品648組，采集的樣品大部分為居民生活飲用水。有機物測試項目共56項，其中單環(huán)芳烴9項，多環(huán)芳烴6項，鹵代烴17項，氯代苯6項，有機氯農(nóng)藥18項(見表1)。

圖1　研究區(qū)淺層地下水采樣點分布圖

有機物分類有機物名稱單環(huán)芳烴苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間對二甲苯、苯乙烯、正丙苯、異丁基苯、叔丁基苯多環(huán)芳烴苯并(a)芘、萘、苯并b熒蒽、苯并k熒蒽、二苯并(a,h)蒽、苯并(ghi)苝鹵代烴三氯甲烷、四氯化碳、1,1,1-三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,2-二氯丙烷、一溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷、三溴甲烷(溴仿)、氯乙烯、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、順1,3-二氯丙烯、反1,3-二氯丙烯氯代苯氯苯、鄰-二氯苯、間-二氯苯、對-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,3-三氯苯有機氯農(nóng)藥α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC、總六六六、p,p'-DDE、p,p'-DDD、o,p'-DDT、p,p'-DDT、總滴滴涕、六氯苯、七氯、艾氏劑、環(huán)氧七氯、α-氯丹、β-氯丹、狄氏劑、異狄氏劑

3有機污染物特征

3.1有機污染物檢出特征

從檢出的情況來看，20 m以淺的471組淺層地下水樣品中有98組檢出有機污染物(見表2)，檢出率為20.81%，有8項有機指標檢出，單個樣品檢出有機因子一般1～3項，最多為5項，說明地下水已經(jīng)受到了一定程度的有機污染[6]。在測試的56項有機指標中，鹵代烴有2項檢出，其中二氯甲烷檢出率最高，達11.46%，1,2-二氯乙烷檢出率為0.64%；單環(huán)芳烴中苯和甲苯有檢出，檢出率分別為1.49%和6.79%；多環(huán)芳烴中有苯并(a)芘和萘檢出，檢出率分別為2.34%和7.86%；有機氯農(nóng)藥僅有2項因子檢出，同時檢出率很低，由于采集的樣品主要為居民生活用水井，農(nóng)灌井較少，同時近些年國家對有機氯這類高毒、難分解、殘效長農(nóng)藥的生產(chǎn)進行了嚴格控制，導致有機氯農(nóng)藥檢出項目少。從超標情況來看，根據(jù)地下水質(zhì)量標準報批稿(GB/T 14848-2007)，只有1,2-二氯乙烷、苯和苯并(a)芘三項超過Ⅲ類水標準，超標率分別為0.21%、0.21%和2.12%，在以后的工作中應(yīng)重點分析與監(jiān)測。

表2　20 m以淺地下水有機組分檢出結(jié)果統(tǒng)計表　μg/L

20～50 m的648組淺層地下水樣品中有119組檢出有機污染物(見表3)，檢出率為18.36%，有11項有機指標檢出，單個樣品檢出因子一般1～2項，最多為4項，此層地下水也已經(jīng)受到一定程度的污染[6]。檢出率最高的為多環(huán)芳烴的萘，檢出率為13.58%，苯并(a)芘檢出率為1.23%；單環(huán)芳烴中苯和甲苯檢出率分別為0.31%和6.33%；鹵代烴中四氯乙烯、二氯甲烷、1,2-二氯丙烷和1,2-二氯乙烯檢出率分別為0.15%、6.17%、0.62%和0.15%；氯代苯中鄰二氯苯檢出率為0.62%；有機氯農(nóng)藥與20 m以淺地下水類似，檢出項目少且檢出率很低。從超標情況來看，超過地下水質(zhì)量Ⅲ類水標準的樣品僅有8組，超標因子全部為苯并(a)芘，超標率為1.23%。

表3　20～50 m地下水有機組分檢出結(jié)果統(tǒng)計表　μg/L

研究區(qū)內(nèi)淺層地下水污染測試數(shù)據(jù)表明，盡管淺層地下水受到了一定的有機污染，但有機物含量較低，檢出項目較少，僅局部地段存在有機物超標現(xiàn)象。

3.2有機污染物分布特征

從地下水有機物檢出點區(qū)域分布特征來看，20 m以淺的地下水與20～50 m的地下水具有相似的分布特征及污染特征(見圖2和見圖3)。

圖2　20 m以淺地下水有機指標檢出點分布圖

圖3　20～50 m地下水有機指標檢出點分布圖

從有機指標的檢出平面分布特征而言，淺層地下水中檢出的有機指標呈現(xiàn)出空間分布的散點狀和局部地段的聚集性、高濃度及同類有機指標的共同檢出等特征。在研究區(qū)中西部和南部的河間地塊檢出率最低，絕大多數(shù)未檢出，高檢出點主要分布于城鎮(zhèn)周圍，檢出項主要為甲苯、苯和萘；東北部黃泛平原和山前平原地帶有機污染物檢出呈塊狀分布，這與地下水防污性能較差有關(guān)，檢出項主要為甲苯、1,2-二氯丙烷和鄰二氯苯；在東南部懷遠-蚌埠一帶大多數(shù)淺層地下水均檢出有機物，是有機污染物的高檢出區(qū)，在高檢出區(qū)有機污染已經(jīng)開始呈現(xiàn)面狀污染特征，檢出項主要為二氯甲烷、六氯苯、萘、總六六六、1,2-二氯乙烷和苯并(a)芘，這與該區(qū)長期以地表水灌溉和地下水位埋深較淺有關(guān)；沿淮河、渦河和奎河等污染河流兩側(cè)有機污染物檢出呈條帶狀展布，檢出項主要為苯并(a)芘、萘和二氯甲烷等，有機氯農(nóng)藥污染程度不明顯，在沿河方向上，有機污染物檢出濃度呈波狀分布，在垂直河流方向上，濃度有減小的趨勢即距離河流越遠，檢出濃度越小。

4有機污染影響因素初步分析

(1)地下水有機污染與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展有著密不可分的正相關(guān)關(guān)系，有機指標的檢出點在經(jīng)濟發(fā)達的城鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)周圍比較集中，與工業(yè)污染源的分布區(qū)范圍具有很好的對應(yīng)性，其有機污染物種類與檢出項也高于農(nóng)業(yè)區(qū)和居民生活區(qū)，說明地下水有機污染物在一定程度上受到工業(yè)廠家“三廢”的不合理排放和處置有關(guān)。

(2)在污染河流的兩側(cè)地下水有機污染物呈帶狀展布。根據(jù)野外調(diào)查，生活污水和工業(yè)企業(yè)將未經(jīng)處理的廢水直接排入附近河道，造成地表水體大面積的污染，而這些受污水體又通過不同的方式如污水灌溉等進入不同地段的土壤，以垂向入滲的形式進入并污染淺層地下水。

(3)地下水有機污染程度與地質(zhì)條件密不可分。在研究區(qū)東北部的黃泛平原和山前地帶，由于地下水防污性能較差，其有機物檢出率相對較高；在河流下游的東南部平原由于淺層地下水埋深淺，地表的污染物易隨降水下滲，穿過包氣帶層進入地下含水層中，這也是東南部有機污染物檢出相對集中的原因之一。

(4)研究區(qū)地處平原地區(qū)，地勢平坦，淺層地下水徑流緩慢，其主要補給來源為大氣降水。但在降水入滲的同時，也會將地表的一些污染物質(zhì)攜帶進入含水層中，造成淺層地下水的污染。通過對有時間序列的樣品對比分析，淺層地下水一般污染指標在枯水期含量較低，豐水期含量有所增加的變化規(guī)律，但由于包氣帶土層的吸附過濾作用，有機物污染物濃度變化水平非常低。

(5)研究區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)包氣帶巖性為粘性土，具有良好的防污性能，對有機污染物有吸附過濾作用，使地下水的污染程度比地表水低。由于粘性土具有較大的比表面積，可以吸附污染物，阻滯有機污染物向地下水中遷移，因而地表的污染物難以下滲遷移，僅很少一部分進入淺層地下水中，從而使得研究區(qū)呈現(xiàn)地表水污染嚴重，而淺層地下水污染程度較輕的特點。

5結(jié)語

根據(jù)所采樣品的測試數(shù)據(jù)，淮河流域安徽段淺層地下水樣品中已有有機物檢出，20 m以淺的地下水有機物檢出率為20.81%，有8項有機指標檢出；20～50 m地下水有機物檢出率為18.36%，有11項有機指標檢出。檢出率較高的因子主要為二氯甲烷、苯、萘、甲苯和苯并(a)芘，根據(jù)地下水質(zhì)量標準報批稿(GB/T 14848-2007)，超過Ⅲ類水標準的因子主要為苯并(a)芘，超標率為3.35%。

盡管淺層地下水受到了一定程度的污染，但有機污染物檢出率相對較低，檢出含量也不高，僅局部地段存在超標。地下水有機污染與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，經(jīng)濟發(fā)達且工業(yè)企業(yè)較多的城鎮(zhèn)地區(qū)及污染河流兩側(cè)，地下水中有機物檢出率相對較高，特別是在防污性能較差的山前地帶和黃泛平原區(qū)，污染物較易進入到地下水中。從平面分布看，有機指標的污染仍屬于點狀污染，與污染源關(guān)系密切。

參考文獻

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Characteristics of the Organic Pollution in the Shallow Groundwater in Huaihe River Basin of Anhui Province

JIAO Tuan-li1，2，HUBo2

(1.School of Resources &Environmental Engineering，Hefei University of Technology,Hefei 230009， China；2. Geological Survey of Anhui Province,Hefei 230001，China)

Abstract:This study investigated the groundwater contamination in Anhui section of the Huaihe River basin. The organic contamination characteristics of shallow groundwater were analyzed by using great amount of first-hand data. The results from this study show that shallow groundwater already had certain degree of organic contamination. The detection rate was relatively low, and measured contaminant loads were not high. High contaminants only occurred in a few locations and characterized with spatial scattered distribution and aggregation in certain local areas, and the high contaminants had close relationship with pollution condition on land surface.

Key words:Huaihe River Basin；Anhui section；Shallow groundwater；Organic contamination

[中圖分類號]X523

[文獻標識碼]A

[文章編號]1004-1184(2016)02-0091-03

[作者簡介]焦團理(1984-)，男，河南太康人，工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查研究工作。

[基金項目]中國地質(zhì)調(diào)查局項目(安徽平原地區(qū)地下水污染調(diào)查評價：1212010634501)

[收稿日期]2015-11-16