成都平原區(qū)淺層地下水水質(zhì)變化趨勢(shì)淺析

雷天雷，馬運(yùn)革，郝仁琪

(四川省水文水資源勘測(cè)局，四川 成都 610036)

1 評(píng)價(jià)對(duì)象及范圍

地下水是人類(lèi)賴(lài)以生存所依仗的最主要的水資源，如今地下水資源超采與污染嚴(yán)重等現(xiàn)象成為了影響地下水質(zhì)量的主要因素[1- 2]。成都平原位于四川盆地西部，其范圍按國(guó)家統(tǒng)一下發(fā)的成都平原區(qū)邊界范圍確定，范圍涉及成都、德陽(yáng)、綿陽(yáng)3市，共涉及面積6662km2，占四川省總面積的1.37%。該區(qū)地下水資源非常豐富，且具有水質(zhì)好、埋藏淺等特點(diǎn)。但是，受自然地質(zhì)環(huán)境條件的限制，區(qū)內(nèi)地下水系統(tǒng)天然防護(hù)條件卻較差，屬于較脆弱區(qū)和脆弱區(qū)[3]。

由于淺層地下水其埋深較淺，處于地表以下60米內(nèi)的含水層，未經(jīng)深層巖石過(guò)濾，水體極易被工廠(chǎng)排放的污水和農(nóng)田殘留的農(nóng)藥污染。地下水是一個(gè)城市寶貴的環(huán)境資源，一旦遭受污染，短期內(nèi)很難修復(fù)，且地下水被普遍應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和生活中，其污染會(huì)給周?chē)h(huán)境和人類(lèi)健康帶來(lái)不可估量的危害[4]。因此本文通過(guò)選取具有長(zhǎng)期水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的地下水監(jiān)測(cè)井6個(gè)，對(duì)成都平原淺層地下水硝酸鹽氮含量(2014—2019年)近6年水質(zhì)變化趨勢(shì)分析。從而到達(dá)加強(qiáng)水資源管理，保護(hù)地下水環(huán)境的目的。

2 硝酸鹽氮相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及危害

2.1 《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》

GB/T 14848—93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布于1993年，至今已20多年，已經(jīng)不能滿(mǎn)足地下水環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)實(shí)需求。于2017年修訂發(fā)布的GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》綜合考慮了天然因素和人類(lèi)污染對(duì)地下水水質(zhì)的影響，所確定的分類(lèi)限值充分考慮了人體健康基準(zhǔn)和風(fēng)險(xiǎn)。

本次分析項(xiàng)目硝酸鹽氮相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未發(fā)生變化。依據(jù)我國(guó)地下水質(zhì)量狀況和人體健康風(fēng)險(xiǎn)，參照生活飲用水、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水質(zhì)量要求，依據(jù)各組分含高低(pH除外)，分為五類(lèi)，見(jiàn)表1。

表1 成都平原淺層地下水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)信息

Ⅰ類(lèi)，地下水化學(xué)組分含量低，適用于各種用途。

Ⅱ類(lèi)，地下水化學(xué)組分含量較低，適用于各種用途。

Ⅲ類(lèi)，地下水化學(xué)組分含量中等，以GB 5749—2006為依據(jù)，主要適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水。

Ⅳ類(lèi)，地下水化學(xué)組分含量較高，以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水質(zhì)量要求以及一定水平的人體健康風(fēng)險(xiǎn)為依據(jù)，適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水，適當(dāng)處理后可作生活飲用水。

Ⅴ類(lèi)，地下水化學(xué)組分含量高，不宜作為生活飲用水水源，其他用水可根據(jù)使用目的選用。

2.2 地下水硝酸鹽污染危害

硝酸鹽在缺氧環(huán)境下，如在消化道中可被還原成有毒的亞硝酸鹽，亞硝酸鹽在人體內(nèi)可將低鐵紅蛋白氧化成高鐵紅蛋白，使之失去輸送氧的能力，另外亞硝酸鹽還可與仲胺類(lèi)化合物反應(yīng)生成具有致癌作用的亞硝胺類(lèi)物質(zhì)。有研究揭示了飲用被硝酸鹽污染的地下水，對(duì)于人體健康的破壞作用，即容易引發(fā)食道癌等問(wèn)題[5]。長(zhǎng)期飲用含高濃度硝酸鹽的水，會(huì)使人畜中毒。目前關(guān)于硝酸鹽危害的報(bào)道主要是“藍(lán)嬰兒綜合征”(6個(gè)月以下嬰兒受到影響未能及時(shí)治療)，癥狀為嬰兒身體發(fā)藍(lán)色，呼吸短促[6]。

2.3 成都平原硝酸鹽氮來(lái)源分析

2.3.1城市生活污染

隨著成都平原城市化進(jìn)程，城鎮(zhèn)人口每年快速上升，城市生活垃圾產(chǎn)生量緊隨其后。目前，城市生活污水可通過(guò)廢棄物的地面處理系統(tǒng)，如專(zhuān)門(mén)的地面污水處理場(chǎng)地，通過(guò)化糞池及破損或防滲不好的污水管道滲入含水層；或通過(guò)大氣降水的淋濾，使生活垃圾的污染物隨水入滲到含水層，造成含水層的污染[7]。

2.3.2農(nóng)業(yè)污染

農(nóng)業(yè)活動(dòng)中對(duì)地下水造成氮污染的主要為肥料使用。施用的化肥經(jīng)過(guò)降水的淋濾，也會(huì)對(duì)地下水造成一定的影響。

2.3.3工業(yè)污染

工業(yè)污染源主要是工業(yè)污水和工業(yè)垃圾。除了任意排放、堆積外，它們可通過(guò)滲坑、滲井、排污管道的破損及排污河渠的滲漏等滲入含水層，使地下水硝酸鹽含量增大[8]。

掌握地下水中硝酸鹽的來(lái)源是治理地下水中硝酸鹽污染的基礎(chǔ)，如何從源頭上控制硝酸鹽污染還需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究[9]。

3 成都平原區(qū)淺層地下水硝酸鹽氮水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

3.1 成都平原區(qū)淺層地下水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)

此次研究選用數(shù)據(jù)質(zhì)量較好、資料完整、具有代表性的監(jiān)測(cè)井6個(gè)，分別位于成都市4個(gè)、德陽(yáng)市2個(gè)(見(jiàn)表2 和圖1)。

表2 成都平原淺層地下水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)信息

圖1 成都平原淺層地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布圖

3.2 硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值及水質(zhì)變化趨勢(shì)

地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)頻次為每年每井4次，根據(jù)均值法得出(2014—2019年)不同站點(diǎn)不同年份硝酸鹽氮含量值，對(duì)于低于檢出限的監(jiān)測(cè)值，取1/2進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)而對(duì)成都平原區(qū)淺層地下水2014—2019年硝酸鹽氮水質(zhì)變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。

3.2.1高景關(guān)(四)站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值及水質(zhì)變化趨勢(shì)

根據(jù)均值法得出(2014—2019年)高景關(guān)(四)站硝酸鹽氮含量均在5mg/L以下，見(jiàn)表3；可知該站連續(xù)6年年均硝酸鹽氮濃度水質(zhì)類(lèi)別均滿(mǎn)足Ⅱ類(lèi)，且硝酸鹽氮濃度逐年增加，總體呈上升趨勢(shì)。其地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖如圖2所示。

表3 高景關(guān)(四)站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值 單位：mg/L

圖2 高景關(guān)(四)站地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖

3.2.2西街站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值及水質(zhì)變化趨勢(shì)

根據(jù)均值法得出(2014—2019年)西街站硝酸鹽氮含量在10mg/L上下，見(jiàn)表4；可知該站連續(xù)6年年均硝酸鹽氮濃度水質(zhì)類(lèi)別均滿(mǎn)足Ⅲ類(lèi)，且硝酸鹽氮濃度逐年增加至2018年，2019年稍有回落，總體呈上升趨勢(shì)。其地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖如圖3所示。

表4 西街站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值 單位：mg/L

圖3 西街站地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖

3.2.3官渡站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值及水質(zhì)變化趨勢(shì)

根據(jù)均值法得出(2014—2019年)官渡站硝酸鹽氮含量在5mg/L上下，見(jiàn)表5；可知該站連續(xù)6年年均硝酸鹽氮濃度水質(zhì)類(lèi)別均滿(mǎn)足Ⅲ類(lèi)，且硝酸鹽氮濃度逐年下降至2017年，而后稍有回升，總體呈下降趨勢(shì)。其地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖如圖4所示。

表5 官渡站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值 單位：mg/L

圖4 官渡站地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖

3.2.4邛崍站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值及水質(zhì)變化趨勢(shì)

根據(jù)均值法得出(2014—2019年)邛崍站硝酸鹽氮含量均在1.0mg/L以下，見(jiàn)表6；可知該站連續(xù)6年年均硝酸鹽氮濃度水質(zhì)類(lèi)別均滿(mǎn)足Ⅰ類(lèi)，且硝酸鹽氮濃度不規(guī)則波動(dòng)，變化趨勢(shì)不明顯。其地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖如圖5所示。

表6 邛崍站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值 單位：mg/L

圖5 邛崍站地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖

3.2.5石堤堰站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值及水質(zhì)變化趨勢(shì)

根據(jù)均值法得出(2014—2019年)石堤堰站硝酸鹽氮含量均在1.5mg/L以下，見(jiàn)表7；可知該站連續(xù)6年年均硝酸鹽氮濃度水質(zhì)類(lèi)別均滿(mǎn)Ⅰ類(lèi)，且硝酸鹽氮濃度逐年增加至2017年，2018年略有回落后繼續(xù)上升，總體呈上升趨勢(shì)。其地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖如圖6所示。

表7 石堤堰站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值 單位：mg/L

圖6 石堤堰站地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖

3.2.6祥符寺站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值及水質(zhì)變化趨勢(shì)

根據(jù)均值法得出(2014—2019年)祥符寺站硝酸鹽氮含量均在5mg/L以下，見(jiàn)表8；可知該站連續(xù)6年年均硝酸鹽氮濃度水質(zhì)類(lèi)別均滿(mǎn)足Ⅱ類(lèi)，且硝酸鹽氮濃度不規(guī)則波動(dòng)，變化趨勢(shì)不明顯。其地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖如圖7所示。通過(guò)分析可得出如下結(jié)論，成都平原淺層地下水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)2014—2019年連續(xù)6年年均硝酸鹽氮濃度水質(zhì)類(lèi)別均滿(mǎn)足Ⅲ類(lèi)。根據(jù)硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值的變化趨勢(shì)，可知硝酸鹽氮濃度總體呈上升趨勢(shì)的監(jiān)測(cè)井有3個(gè)，占監(jiān)測(cè)井總數(shù)的50%；濃度不規(guī)則波動(dòng)的監(jiān)測(cè)井有2個(gè)，占監(jiān)測(cè)井總數(shù)的33.3%；濃度總體呈下降趨勢(shì)的監(jiān)測(cè)井有1個(gè)，占監(jiān)測(cè)井總數(shù)的16.7%；因此觀(guān)察點(diǎn)位硝酸鹽氮濃度總體呈上升趨勢(shì)。

表8 祥符寺站硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)值 單位：mg/L

圖7 祥符寺站地下水硝酸鹽氮變化趨勢(shì)圖

3.3 淺層地下水站點(diǎn)硝酸鹽氮變化規(guī)律影響分析

3.3.1淺層地下水硝酸鹽氮含量與外界環(huán)境關(guān)系

西街站、官渡站、祥符寺站3個(gè)站點(diǎn)位于城鎮(zhèn)周邊，人口聚集較多，排污量較大，且可能存在工業(yè)生產(chǎn)，淺層地下水硝酸鹽氮含量相對(duì)較高；高景關(guān)(四)站、石堤堰站、邛崍站3站點(diǎn)位于水文站內(nèi)，除高景關(guān)(四)站外周邊有養(yǎng)老院，其他都為散戶(hù)居民，淺層地下水硝酸鹽氮含量相對(duì)較低。因此可知外界環(huán)境對(duì)地下水硝酸鹽氮含量存在一定影響。

3.3.2淺層地下水站點(diǎn)硝酸鹽氮含量與成都平原區(qū)域位置關(guān)系

西街站、石堤堰站位于成都平原中部區(qū)域，硝酸鹽氮水質(zhì)類(lèi)別分別為Ⅲ類(lèi)和Ⅰ類(lèi)；官渡站、邛崍站位于成都平原西南部區(qū)域，硝酸鹽氮水質(zhì)類(lèi)別分別為Ⅲ類(lèi)和Ⅰ類(lèi)；祥符寺站、高景關(guān)(四)站位于成都平原東北部區(qū)域，硝酸鹽氮水質(zhì)類(lèi)別均為Ⅱ類(lèi)；本次六個(gè)站點(diǎn)未發(fā)現(xiàn)成都平原區(qū)域位置與淺層地下水硝酸鹽氮含量存在顯著關(guān)系。

3.3.3淺層地下水站點(diǎn)硝酸鹽氮含量與井深關(guān)系

西街站井深11.2m、邛崍站井深11.0m、祥符寺站井深10.0m，井深相對(duì)較淺，深度相近，硝酸鹽氮水質(zhì)類(lèi)別分別為Ⅲ類(lèi)、Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)；高景關(guān)(四)站井深50.0m、石堤堰站井深50.0m井深相對(duì)較較深，深度一致，硝酸鹽氮水質(zhì)類(lèi)別分別為Ⅱ類(lèi)和Ⅰ類(lèi)；本次6個(gè)站點(diǎn)未發(fā)現(xiàn)井深與淺層地下水硝酸鹽氮含量存在顯著關(guān)系。

3.3.4淺層地下水站點(diǎn)硝酸鹽氮含量與豐水期、枯水期關(guān)系

根據(jù)已知數(shù)據(jù)分析，不同站點(diǎn)淺層地下水硝酸鹽氮含量與豐水期、枯水期未發(fā)現(xiàn)顯著關(guān)系。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，部分群眾對(duì)地下水硝酸鹽污染的危害性認(rèn)識(shí)嚴(yán)重不足，相關(guān)部門(mén)應(yīng)進(jìn)步一加強(qiáng)地下水污染防治相關(guān)知識(shí)的宣傳；對(duì)于地下水污染治理，因以預(yù)防為主，治理為輔；通過(guò)相關(guān)政策來(lái)切斷或減少污染源，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)三廢中的廢水、廢渣和城市污水排放的管理，防止地下水進(jìn)一步受硝酸鹽氮的污染；加強(qiáng)循環(huán)水、再生水使用，降低嚴(yán)格控制施肥總量，采用科學(xué)施肥方式，減少農(nóng)用氮肥流失，提高氮肥利用率；加強(qiáng)地下水水質(zhì)與污染調(diào)查，查清區(qū)域內(nèi)地下水污染狀況[10]；達(dá)到保護(hù)地下水不受污染，滿(mǎn)足地下水資源的開(kāi)發(fā)利用和優(yōu)化配置要求。