王長琪,崔 健,馬宏偉,李 霄
(1.吉林大學地球科學學院,吉林 長春 130000;2.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心,遼寧沈陽110034)
在水資源嚴重匱乏的今天,地下水污染越來越受到水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、環(huán)境工程等領域的工作者的重視。近些年來,我國政府逐步增加了地下水污染調(diào)查與研究治理的投入。由中國地質(zhì)調(diào)查局組織的東北平原地下水污染調(diào)查項目重點是對地下水的有機污染和無機污染情況進行調(diào)查,為地下水污染防治、地下水資源保護以及保障飲用水安全提供依據(jù)。
松嫩平原為松遼沉降堆積盆地的一部分,屬松花江流域,長約600 km,寬約200~400 km,總面積約 18.7萬 km2。東、西、北分別為長白山、張廣才嶺、小興安嶺和大興安嶺山地所環(huán)繞,南部以松遼分水嶺為界與遼河平原相鄰。地勢總趨勢是南高北低,東西兩側(cè)高,中間低,為北北東向延伸且緩傾的半封閉不對稱的簸箕狀負地形,東西兩側(cè)海拔標高200~300 m。
松嫩平原旱田區(qū)以大豆和玉米為主要種植作物,是我國重要的商品糧生產(chǎn)基地。2009-2010年地下水取樣均在高平原旱田區(qū)進行,區(qū)內(nèi)種植作物相對單一,灌溉方式主要為抽取地下水,取樣層位8~40 m,均為第四系松散巖類孔隙水。
松嫩平原旱田區(qū)地下水化學類型較復雜,潛水中常量組分主要是HCO3-、Ca2+和 SO42-,平均含量分別為 256.61 mg/L、71.65 mg/L 和 52.72 mg/L,其次是 Na+、Cl-和 Mg2+平均含量分別為 29.18 mg/L、28.23 mg/L 和 23.33 mg/L。pH 平均值為 6.99,礦化度平均值為,408.67 mg/L,總硬度平均值為93.53 mg/L。采樣區(qū)潛水總體呈中性、低礦化度,低硬度的地下水。潛水地下水化學類型主要為HCO3-Ca·Mg型水,次要類型為HCO3-·Cl-Mg·Ca及 HCO3--Na·Ca型(見圖1)。
2009年-2010年,在松嫩平原旱田區(qū)取樣24組,取樣點密度3組/百平方公里。采樣分別在克東、安達、大安、農(nóng)安進行,其中克東的3個取樣點位于大豆種植區(qū),其他采樣點位于玉米種植區(qū)。
圖1 松嫩平原旱田區(qū)地下水化學元素三線圖
松嫩平原旱田區(qū)共取樣24組,其中吉林省18組樣品未檢出有機污染物,黑龍江省6組樣品檢出3項有機污染物,包括三氯甲烷、甲苯、苯并芘。其中三氯甲烷只在安達市北郊樣品檢出。甲苯有5個點檢出,苯并芘有兩個點檢出,(見圖2)。檢出有機污染物濃度較低,均未超標。
圖2 旱田區(qū)地下水有機污染物檢出情況圖
另外,11項有機氯農(nóng)藥均未檢出,由于淺層地下水循環(huán)較快,以前大量使用過且曾在地下水中檢出過的這些有機氯農(nóng)藥,目前在淺層水中已經(jīng)很少殘留。農(nóng)業(yè)區(qū)所測試有機物的檢出情況只與所處區(qū)域有關,不受農(nóng)業(yè)作物類型影響。
各項無機組分均有檢出。而且超標井點多,24個井點均有無機組分超標。
超標組分種類較多,共14種,包括一般化學指標總硬度、溶解性總固體、亞硝酸鹽、揮發(fā)酚、耗氧量、氯化物、鐵、錳、鋁,以及毒理學指標硝酸鹽、氟化物、碘化物、硒、鉛(見圖3)。
個別組分超標率高,且檢出濃度較高,其中鐵和揮發(fā)酚超標率最高,都達到了50%。鐵最高超標3.1倍,揮發(fā)酚最高超標 2.5倍,硝酸鹽最高超標44.7倍,亞硝酸鹽最高超標5.1 倍。
圖3 松嫩平原旱田區(qū)地下水無機組分超標情況圖
為面反映松嫩平原旱田區(qū)地下水的質(zhì)量情況,依據(jù)《地下水質(zhì)量標準》(2007報批稿),根據(jù)地下水水質(zhì)現(xiàn)狀,人體健康標準值及地下水質(zhì)量保護目標,結(jié)合生活用水、工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水水質(zhì)要求,將地下水質(zhì)量劃分為五類。
Ⅰ類 主要反映地下水化學組分的低天然背景含量,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(jù),主要適用于集中式生活飲用水水源地及工、農(nóng)業(yè)用水。
Ⅳ類以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù)。除適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水外,適當處理后可作為生活飲用水。
Ⅴ類 不宜飲用,其他用水可根據(jù)使用目的選用。
對松嫩平原高平原旱田區(qū)所采的24組水樣進行質(zhì)量評價(評價結(jié)果見表1),發(fā)現(xiàn)松嫩平原高平原旱田區(qū)的地下水都已達到Ⅳ、Ⅴ類水標準,造成這種現(xiàn)象的主要元素為鐵、氟離子、硝酸根、亞硝酸根和氨氮,其中鐵離子是由于原生環(huán)境造成超標,硝酸根、亞硝酸根和氨氮則是受農(nóng)田中化肥、農(nóng)藥大量施用的影響。
綜上所述,松嫩平原旱田區(qū)的地下水質(zhì)量較差,均為Ⅳ或Ⅴ類,不能作為生活飲用水使用。主要超標物質(zhì)中,鐵、錳是受原生地質(zhì)環(huán)境的影響,而亞硝酸鹽、氨氮等超標,則表征了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施用大量化肥的污染影響。有機氯農(nóng)藥類均沒有檢出,說明這類農(nóng)藥在淺層地下水中已降解無殘留。
表1 松嫩平原旱田區(qū)水樣質(zhì)量評價表
[1]趙海卿,張哲寰,等.松嫩平原地下水資源及其變化[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境.2011,25(5):130-134.
[2]王昭,等.地下水有機污染研究進展[J].勘查科學技術.2008(6):23-27.
[3]郭華明,王焰新.地下水有機污染治理技術及發(fā)展前景[J].地質(zhì)科技情.1999,18(2):69-72.
[4]馬宏偉,等.三江平原建三江農(nóng)場地下水有機污染與無機污染現(xiàn)狀初探[J].地質(zhì)與資源.2014,23(1):38-41.
[5]GB/T 14848-93,地下水質(zhì)量標準[S].中華人民共和國國家標準.北京:中國標準出版社.1993.