河南蘭考地下水質量評價

王艷紅，趙峰，王彥輝

河南蘭考地下水質量評價

王艷紅1，趙峰2，王彥輝1

（1.河南省蘭考縣水利局，河南蘭考475300；2.河南省開封水文水資源勘測局，河南開封475000）

分析了地下水污染對人身體健康的危害，對工業(yè)成本、生產，農業(yè)產量和品質的影響。采用單項組分法和綜合評價法，對蘭考縣不同含水巖層組的水質進行綜合評價，評價結果為：蘭考縣地下水污染比較嚴重，埋深小于300m的水質處于較差和極差（Ⅳ類、Ⅴ類）水平，埋深大于300m的水質達標。

河南蘭考；地下水質量；單項組分法；綜合評價法

0　引言

水是生命之源，生命產生于水，更離不開水；水是生產之要，是經濟社會發(fā)展不可替代的基礎支撐；水是生產之基，是生態(tài)環(huán)境改善不可分割的保障系統(tǒng)。隨著國民經濟的迅速發(fā)展，人們生活需水量也逐漸增加。而各類企業(yè)由于開發(fā)利用不當所排放的廢水和城鎮(zhèn)居民的生活污水通過排污、滲漏途徑進入地下水系統(tǒng)，不僅嚴重污染了地下水質，還對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的影響。地下水自凈能力弱、循環(huán)周期長，一旦遭受污染，不易被發(fā)覺，更難恢復。因此，地下水污染的防治首先應立足于“防”。即，對地下水質量進行綜合評價，以便及時了解水質污染狀況，并采取相應的防治措施。這不僅是地下水資源合理開發(fā)利用的前提，也是對地下水環(huán)境保護的一項重要任務。

早期的地下水質量評價主要是對水體質量的定性描述評價，如觀察水體的混濁程度，品味水體的味道，嗅其氣味等。隨著科學技術的不斷發(fā)展，對水體的化學組成和生物狀況有了深入的了解。根據毒理試驗，獲得了各種化合物危害閾值，制定出了各種水質標準。目前，水環(huán)境研究已由早期的定性描述過渡到以定量評價水體質量為主的階段。

豫東平原是我國黃淮大平原的組成部分，包括開封、商丘、周口和駐馬店4個市。它以其坦蕩的平原文化和大量的文物古跡吸引著中外游客［1］。目前，水資源匱乏和水環(huán)境惡化等問題對該區(qū)社會經濟可持續(xù)發(fā)展構成巨大威脅，迫切需要對其地下水質量進行全面系統(tǒng)的分析評價。由于開封、周口、商丘、濮陽等市的自然地理環(huán)境、水文地質構造、地下水埋深等特征基本類似，淺層、中深層、深層地下水受人類活動影響及地球物理化學特征也基本相似，筆者對蘭考縣地下水質量進行評價，以期為豫東平原區(qū)地下水質量研究提供數據支持。

1　蘭考縣概況

蘭考縣位于河南省東部，地處豫東平原西部，北依黃河，東臨山東，是豫東北通往魯西南的重要門戶。該縣轄16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，1個產業(yè)集聚區(qū)，1個商務中心區(qū)，451個行政村，總人口為83.24萬人（2013年末統(tǒng)計），總面積為1 367 km2。蘭考縣具有豐富的農產品資源，是全國商品糧生產基地縣，全國優(yōu)質棉基地縣［1］。

蘭考縣屬暖溫帶季風氣候，年平均氣溫為14℃，平均年降雨量為678.2 mm，多年平均水資源總量為32 562.9萬m3，其中，地表水資源為9 612.6萬m3，占水資源總量的29.5%，地下水資源為22 950.3萬m3，占水資源總量的70.5%。近年來，隨著蘭考縣經濟發(fā)展和人口迅速增加，大量的工業(yè)廢水和生活污水排入河流，使河流及地下水污染逐年加重。地下水環(huán)境的惡化進一步加劇了水資源問題的復雜性和嚴峻性。

2　地下水污染的危害［2～4］

2.1對人類身體健康的危害

若人類生活飲用水中亞硝酸鹽或硝酸鹽含量過高，不僅能引發(fā)硝酸中毒，還會轉化成亞硝胺致癌物。同時，地下水污染會使水硬度過高，使人體胃腸功能紊亂，出現脹氣、腹瀉、嘔吐等癥狀。如果地下水源受到的是重金屬污染或有機物的污染，那么對人體健康造成的危害將更大。

2.2對工業(yè)生產的影響

我國的工業(yè)生產，尤其是北方地區(qū)的工業(yè)生產，用地下水所占比重很大。當地下水被污染后，使得地下水總硬度增大，從而會使輸送管道內部和工業(yè)鍋爐內結污垢，導致管道和鍋爐的使用壽命縮短。同時，鍋爐內存在污垢后，不僅要消耗大量的洗滌劑，還會消耗更多的燃料，又會產生次生品或廢品。此外，地下水的硬度高還會對紡織印染、化工、制藥、造紙、發(fā)電、釀酒等行業(yè)產生危害。由此可以看出，地下水的污染增大了工業(yè)生產的成本，嚴重影響了工業(yè)生產。

2.3對農業(yè)生產的危害

地下水污染對農業(yè)生產的影響也是十分顯著的。若長期使用酸度過高的地下水灌溉農田，會使土壤板結，土壤結構改變，使其無法耕作。如果被污染的地下水中氮含量過高，則會使農作物的營養(yǎng)價值下降，抗病能力減弱，也易于腐爛。另外，若灌溉水中硫酸鹽、氯化物含量過高，則會抑制農作物的生長，造成大面積減產。

3　地下水質量評價［5～6］

3.1評價方法的選擇

目前，國內對地下水質量評價的方法主要有：數理統(tǒng)計法、地下水質模型模擬預測法、單項組分法、綜合法、模糊綜合評判法、灰色系統(tǒng)法、環(huán)境水文地質制圖法等。國家標準《地下水質量標準》（GB／T14848－93）中推薦采用單項組分評價和綜合評價法。

3.1.1單項組分評價

單項組分法是指分別對單個指標進行分析評價。即，依據《地下水質量標準》（GB／T14848－93），先由每個水質檢測參數確定水質類別，然后，選擇其中最差級別作為該區(qū)域的水質狀況類別。該方法計算簡便，并且能通過評價結果直觀地反映出水質中哪一類或哪幾類因子超標。同時，也可以清晰地判斷出主要污染因子和主要污染區(qū)域。但是，由于是對單個水質指標進行獨立的評價，得到的評價結果不能全面地反映地下水質量的整體狀況，可能會導致較大的偏差。

3.1.2綜合評價

為了能綜合反映評價水體的總體質量，地下水質量評價常采用將單項組分法評價結果綜合起來的綜合評價方法。該方法簡潔易懂、運算方便、物理概念清晰，決策者和公眾可以快捷明了地通過評價結果掌握水質信息。

3.2評價點的選擇

收集、檢測了2007～2014年蘭考縣境內地下水水質檢驗成果74份（井點），并對水樣檢驗結果進行分析。該水樣基本代表了農灌井、農村安全飲水井、工業(yè)及產業(yè)集聚區(qū)井、城鎮(zhèn)居民飲水井、學校師生飲水井、生活洗浴井、多種行業(yè)服務井等的水質情況。為了進一步了解不同深度地下水的水質狀況，根據地質構造和水文地質特征，分別對埋深小于300m、300～600m、大于600m的不同含水巖層水質進行分析評價，了解不同深度地下水的功能和用途，為合理開發(fā)利用地下水提供技術依據。

3.3評價步驟

（1）根據評價點實測數據，進行單項組分質量類別劃分。按照《地下水質量標準》（GB／T14848－93），將地下水質量劃分為5類（代號與類別相同）：I類主要反映地下水化學組分的天然低背景含量，適用于各種用途；II類主要反映地下水化學組分的天然背景含量，適用于各種用途；III類以人體健康基準值為依據，主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業(yè)用水；IV類以農業(yè)和工業(yè)用水要求為依據，除適用于農業(yè)和部分工業(yè)用水外，適當處理后可作生活飲用水；V類不宜飲用，其他用水可根據使用目的選用。不同類別標準值相同時，從優(yōu)不從劣。

（2）按表1分別確定各單項組分評價分值Fi。

表1　地下水質量評分表Tab.1 Underground water quality score

（3）計算綜合評價分值F。選用F值法計算綜合評價分值。

式中：F=為各單項組分評分值Fi的平均值；Fmax為單項組分評價分值Fi中的最大值；n為項數。

（4）地下水水質級別劃分。根據F值，按表2劃分地下水水質級別，再將細菌學指標評價類別注在級別定名之后。如，“優(yōu)良（II類）”、“較好（III類）”。

表2　地下水質量分級表Tab.2 Underground w ater quality grading

3.4評價結果

（1）經分析，蘭考縣地下水中，肉眼可見物、渾濁度、錳、鐵、氯化物、砷、硫酸鹽、溶解性固體、總硬度、氟化物、菌落總數、總大腸菌群都有超標顯示，而其他元素均未超標或未檢出，具體如表3所示。

表3　蘭考縣地下水超標指標超標率排序表Tab.3 Underground water excessive indicators and rate rank of Lankao county

（2）地下水水質達標（優(yōu)良、良好、較好）井數占檢測井總數的39.2%；而超標（較差和極差）井數占檢測井總數的60.8%。由于細菌總數、總大腸菌群、渾濁度等對人為活動影響比較敏感，瞬間變化大，瞬時檢測超標率高，影響了其代表性。但是，也基本表明該研究區(qū)地下水污染比較嚴重。地下水水質達標（優(yōu)良、良好、較好，即I類、II類、Ⅲ類）的檢測井主要分布在埋深大于300m的地下水中，而埋深小于300m的水質處于較差和極差（IV類、V類）水平。

（3）地下水的渾濁度、鐵元素、錳元素、氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度、化學耗氧量、氟化物、硝酸鹽、氮、細菌總數、總大腸菌群評價指標都具有較明顯的地理分布規(guī)律，各評價指標隨著評價點地理位置的變化而變化。地下水的總硬度、硫酸鹽、溶解性總固體、氟化物、氯化物、錳、鐵、砷等評價指標超標或含量較高的主要是由當地的地質環(huán)境所致；地下水中細菌總數、總大腸菌群污染的來源主要是人為原因。

4　結語

通過對蘭考縣地下水質量分析評價，建議在今后的地下水資源開發(fā)利用中，應根據取水用途的不同，分別開采對應的地下水源，可有效地減少盲目取水和浪費，達到合理開采利用地下水和有效保護水環(huán)境的目的。對于農村安全飲水工程，應開采深度為300～600m的地下水。在用水量較大或人群相對集中的區(qū)域，應規(guī)劃完善雨污分流和污水處理功能，有效地減少污廢水排放。

［1］百度百科.蘭考縣［EB／OL］.（2015－08－20）http：／／baike.baidu.com／link？url＝txiN fQecM 2iaqU iwRhD 7＿w cza-O xNW kGTgksZ jUSzaFiVP1YcW aXH idO ldyjua61rqd7B oEsVLoXSHSW v8NENa

［2］楊強，李金軒，丁偉翠.淺析地下水污染的主要途徑、危害及防治［J］.地下水，2007（3）：72－75.

［3］張潔.地下水污染的來源與影響［J］.大江周刊：論壇，2013（8）：57－57.

［4］王玉和.淺論地下水污染［J］.地下水，2004（4）：194－296.

［5］GB／T14848－93，地下水質量標準［S］.

［6］GB5750－2006，生活飲用水標準檢驗方法［S］.

[責任編輯楊明慶]

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1008-486X（2016）01-0018-03

2015－08－09

王艷紅（1982－），女，河南蘭考人，助理工程師，主要從事水利工程管理工作。