徐州市潜水污染现状研究

徐州市潜水污染现状研究
顾春芬1 郑伟2 吴健2
摘要：关键词：徐州市；潜水；污染；水质评价
我国是个缺水大国，水资源并不丰富，供求问题十分突出。徐州市是我国42个严重缺水的城市之一。根据徐州市城市发展规划，徐州市将发展成为特大城市，人口超百万，工业总产值达数百亿元以上。目前徐州市的供水能力远不能满足上述的需求，供水问题已成为制约徐州市城市发展的主要问题。
徐州市目前是以地下水作为主要供水水源的城市，开采地下水的历史较早，开采程度也较高。由于长期、大量地开采地下水，工业废水、生活污水的任意排放等，已使地下水位持续下降、地下水水质恶化趋势等环境地质问题。潜水是徐州市地下水资源开采的主要部分，徐州潜水水资源量非常大，潜水水资源能够提供很大的用水需求，而由于开采和其它方面的原因，水资源量减少，污染严重，部分已不能饮用，严重影响徐州的经济和社会的发展。因此，对潜水的污染状况进行评价，分析污染来源与污染途径，能够为潜水的污染防治提供科学依据，利用有限的地下水资源更好地为徐州市的居民生活和经济建设服务。
一 潜水污染研究的国内外现状及研究方法
潜水污染的研究是上世纪初提出的，随着现代工农业与科学技术迅速发展、全球人口剧增、对地下水的需求量和开采规模日益扩大、一系列环境地质问题的出现而引起的。我国潜水污染的研究起步较晚，80年代才开始对理论和应用技术进行研究，但发展很快。很多城市，如石家庄、天津、北京、沈阳、西安、郑州、大同、永城等相继建立了水质监测系统，进行水质追踪。
潜水污染状况的监测的方法有很多种，一般可以通过从钻孔取水样进行检测来确定潜水的污染程度以及污染物质。潜水水质评价的方法是多样的，但他们的重要特征是使用各种污染物质的相对污染值进行数学上的归纳和统计，得出能反映水质的一个无量纲数值，常称为水质指数。这一时期国外涌现的评估方法[1]有霍屯水质指数法、布朗水质指数法、伯拉第水质指数法、内梅罗水质指数法、Solway RPB 和TweedRPB 水质指数法、英哈伯尔水质指数法等；国内涌现出的评估方法有水质质量系数法、水域质量综合指数法、D值法、综合指数法、W值法、物元分析法、对应分析法等。但是，由于这门学科的不确定性、随机性和高度的非线性，诸多评价方法中只有典型的内梅罗水质指数法得到了一定程度的推广（是我国环境评价工作法定评价标准）。
内梅罗指数法[2]是一种普遍被人们所接受的衡量地下水污染状况的方法，其是根据地下水污染指数的最大值和平均值的加权平均值与污染程度分级进行比较得出污染程度。具体的是先进行各项污染组分评价，划分组分所属质量类别，确定单项组分评价分值，最后选用内梅罗指数法计算综合评分值，得出污染等级。本论文对潜水污染现状的评价即采用此方法。
二 区域水文地质概况
按含水介质划分，本区地下水可分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水、碎屑岩类裂隙孔隙水、变质岩类及岩浆岩类裂隙水四大类。相应地，可将全区各含水岩层划归为四个含水岩组，即孔隙含水岩组、裂隙岩溶含水岩组、裂隙孔隙含水岩组和裂隙含水岩组[3]。在每个含水岩组中，再根据地层组合，岩性及水力特征等又可划分出若干个含水层。含水层是本次评价的最小地层单位。对不同类型地下水,按其水力特征,可分为潜水、弱承压水或承压水。根据第二水文地质工程地质大队资料[4]，本区的潜水主要是全新统孔隙含水层 ( I1 )、中上更新统孔隙含水层( I2 )，下更新统及上第三系孔隙含水层( I3 )。
三 徐州市潜水水质分析及污染途径、原因探究
依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照饮用水、工业用水水质要求，将地下水质量分为五类（《地下水质量标准》(GB/T4848-93)）：
I类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量，适用于各种用途。
II类 主要反映地下水化学组分的天然背景值，适用于各种用途。
III类 以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。
IV类 以农业和工业用水要求为依据，除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作为生活饮用水。
V类 不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。

项目序号 类
标准值 别

项目 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 Ⅴ类
1 色(度) ≤5 ≤5 ≤15 ≤25 >25
2 嗅和味 无 无 无 无 有
3 浑浊度(度) ≤3 ≤3 ≤3 ≤10 >10
4 挥发性酚类(mg/L) ≤0.001 ≤0.001 ≤0.002 ≤0.01 >0.01
5 pH 　 6.5～8.5 　 5.5～6.58.5～9 <5.5，>9
6 总硬度(以CzCO3,计)(mg/L) ≤150 ≤300 ≤450 ≤550 >550

据前所说，我们利用内梅罗指数法的单项和综合组分评价法对潜水污染程度进行评价，具体评价方法如下：
1、参加评分的项目，应不少于本标准规定的监测项目，但不包括细菌学指标。
2、对照表1.1，首先进行各单项组分评价，划分组分所属质量类别。不同类别标准值相同时，从优不从劣。
例：挥发性酚类Ⅰ、Ⅱ类标准值均为0.001mg/L，若水质分析结果为0.001mg/L时，应定为Ⅰ类，不定为Ⅱ类。
3、对各类别按下列规定(表1.2)分别确定单项组分评价分值Fi。
 

 

 

查看表1.4，F大与7.2的水属于极差的范畴，所以该处的潜水的水质属于极差的水质，潜水水污染较严重。
所以根据研究区域提供的近期的已有资料，可计算出徐州市潜水水质的综合评价分值F，进而得出潜水污染的状况。具体的见评价结果。
潜水总体评价结果(1) 全新统孔隙水：仅丰县赵庄，沛县崔寨、鹿湾、铜山夹河及邳州碾庄等局部地段质量良好，余皆为较差或极差。(2)中上更新统孔隙水：新沂墨河、唐店、合沟和高塘一带及贾汪区青山泉——大吴一带优良或良好，睢宁县姚集和邳州碾庄水质较好，其它地区则较差或极差。(3)下更新统及上第三系孔隙水：在湖西平原区，沛县鹿楼——沛城——崔寨——铜山郑集一带极差，余皆为较差；沭沂河冲积平原区，邳州官湖——新沂草桥——瓦窑——新安镇一线以北良好，该一线以南则均较差。（4）裂隙孔隙水和裂隙水：多为较差或极差，仅个别井为良好。
据以上数据结论，徐州市潜水的水质状况比较差，受污染比较严重。而潜水含水层距离地表比较浅，造成潜水污染的途径可分为四类：间歇入渗型[5]、连续入渗型、径流型、越流型[6]。间歇入渗型污染是污染物通过大气降水或灌溉水的淋滤，使固体废物、表层土壤或地层中的有害或有毒组分，周期性地从污染源通过包气带渗入含水层。这种渗入多是呈非饱和状态的淋雨状渗流形式，或者呈短时间的饱水状态连续渗流形式。污染源一般是固态而不是液态。这种污染类型中的污染物随着降雨进入潜水中以后，随着潜水的开采，在降雨前后形成一个大的污染带，形成大面积的潜水污染，是潜水污染的重要方式之一。连续入渗型这种类型的污染是污染物随污水或污染溶液不断地渗入含水层。这种情况下，或者包气带完全饱水，呈连续渗入形式渗入含水层，或者包气带上部饱水呈连续渗流形式，下部不饱水呈淋雨状的渗流形式渗入含水层。这种类型的污染，其污染组分是液态的。最常见的是污水聚积地段的渗漏，以及被污染地表水体和污水渠的渗漏，其主要污染对象多半是潜水。越流型其特点是，污染物通过层间越流的形式转移入其他含水层。这种转移或者是通过天然途径(水文地质天窗) 或者通过人为途径(结构不合理的井管、破损的井管、止水效果不佳的井管等) 。或者人为开采引起的地下水动力条件的变化而改变了越流方向，使污染物通过大面积的弱隔水层越流转移到其他含水层，它可能污染承压水或潜水。
潜水污染的原因可概括为两个：1、防护条件差 2、地表环境质量差。
1、防护条件差：第四系分布区地表岩性多为亚砂土、粉砂（山前地带为粘性土），渗透性好，对潜水的防污性能差。当有污染源分布时，污染物可以通过各种途径（如地表水侧渗、污罐水回渗等）造成潜水污染。此外，潜水开采利用程度低，水位埋藏浅，污染物进入含水层的途径短，上部包气带对污染物的吸附、降解能力相对减弱，易于潜水的污染。
2、地表环境质量差：潜水污染与污染源分布密切相关。据调查分析，无集中工矿污染源区，其污染较轻或未受污染；而污染集中的徐州市及近郊、奎河污灌区，是中度——重污染区，潜水超标物和污染物相一致，据近期资料，其污染程度仍不断加重，反映了潜水污染主要取决于污染源的存在[7]。
造成地表环境质量差的原因有两种：一是自然原因，二是人为原因。
人为污染源可分为工业污染源、生活污染源、农业污染源、交通污染源。天然污染源主要是海水、咸水及含盐量高或水质差的含水层(体)、石油等。
天然污染源主要是海水、咸水及含盐量高或水质差的含水层(体)、石油等。
徐州区内的人为污染源主要有工业“三废”、生活废弃物、农业化肥、农业的大量施用及矿产开发排放物[8]。徐州的矿山企业以及其他重工业企业所产生的废气、废渣、废水就对环境造成了很大的压力，加上生活废弃物、农业化肥、农药的滥用，都是造成潜水污染的直接的最大的原因，
四、潜水污染防治措施与建议
结合徐州市的潜水水质分析以及潜水污染的途径和污染的原因分析，我们可从三个方面来减少潜水的污染，保护地下水资源。我们应该一方面减少污染物的排放以及加强对污染物排放前的处理，无论是固体还是液体污染物，从源头上防止潜水水质的进一步恶化；另一方面，我们应该实时对地下水实施监测，有一个完整的水质监测系统；最后，我们应该对地下水的开采利用作一个合理的规划和设计，防止过量开采和不正当、不科学开采，以防降落漏斗的形成所引发的一系列诸如水质问题等问题以及废弃矿井等的污水给潜水带来的污染。
最后，要合理利用和保护潜水资源，我们还是要提倡集约用水，减少水资源的浪费，为徐州市乃至整个国家、全球的经济和社会发展做出我们的一份力。

参考文献：
[1] 彭文启，张祥伟等.现代水环境质量评价理论与方法.北京.化学工业出版社，2005
[2] 李长孙.水质综合评价方法探讨.江西水利科技，1991
[3] 沈照理等.水文地质学.北京:科学出版社,1985.52～54
[4] 江苏省地质局第二水文地质工程地质大队.江苏省徐淮地区地下水资源研究报告.1982
[5] 张丽珍，杜丽娟，刘淑玲.地下水污染途径与污染机制的探讨.河北省科学学报.2001年第1期
[6] 沈照理等.水文地球化学基础.北京：地质出版社，1986
[7] 朱学愚, 钱孝星, 刘新仁著.地下水资源评价.南京：南京大学出版社, 1987
[8] 李玉前.徐州市地下水质状况评价及污染趋势分析.2004

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