濟寧市地下水現狀與污染評價分析

張秀敏,張 楊,梁斐斐

(1.濟寧市水文中心,山東 濟寧 272000;2.濟寧市水利事業發展中心,山東 濟寧 272000)

地下水作為珍貴的自然水資源,具有資源及生態屬性,其重要性也不斷被人們所認識。地下水的水質優劣、水量大小,是決定資源與生態價值的主要因素[1-2]。地下水受到污染后具有難恢復、不易發覺等特點,如在地下水排泄、水產養殖或灌溉中,有毒有害物質到達地表環境后,通過食物鏈或飲水進入生態系統、動物或人體內,就會危害人類的生命健康及環境健康,這也進一步體現了被污染后的地下水具有不易發覺、難恢復的特點。地下水水體涉及相對較長的循環周期,加之不具備較強的自凈能力,故而需要以防治中“防”作為開發利用的重點內容[3]。在嚴格監測管控地下水資源的基礎上,也有必要跟蹤分析地下水并展開精準評價,保障能如實掌握地下水水質情況,為后續防治措施的擬定及實施提供依據[4-5]。本文對濟寧市11縣市區21處地下水進行分析評價,針對水質超標項目找出原因,提出有效防治措施,為城市建設和生態環境可持續協調發展提供決策依據。

1 濟寧市基本概況

位于山東西南部的濟寧,地理坐標東經115°54′～117°06′,北緯34°25′～35°55′;東是臨沂,南是棗莊和徐州,西是菏澤,北是泰安?？偯娣e為11 000 km2。地貌類型為平原、洼地、湖泊、山地、丘陵。地勢東高西低,東部山巒綿恒,丘陵起伏,西部為黃泛平原,中部為南四湖。

濟寧市降水地區呈現出東南至西北遞減的分布趨勢,每年汛期會出現超過全年降水量70%的降水量。全年徑流量中的80%～90%發生于汛期,年徑流呈現出湖東山區至湖面平原遞減的分布趨勢。濟寧氣候為春季雨少易旱,夏季溫熱,秋季天高氣爽,冬季寒冷干燥,雨雪稀少。濟寧是最主要的供水水源是孔隙水與裂隙巖溶水。濟寧市屬淮河流域,境內河流眾多,交叉密布全境,所有河流均注入南四湖內。

2 技術路線

2.1 資料收集

全面收集相關資料,例如水文、水利、環境監測等資料。

2.2 監測站點及監測日期

根據淮河流域山東省(生產井、國家井)地下水水質監測項目,濟寧市11縣市區共布設監測井為21處,分別為壽張、泗河、王莊鄉、姚西村、李營、唐口、李營駱樓、后營水文站、王因、顏店供水站、中醫藥學校、姚村、金莊、泗河辦事處、李閣、羊山、孫莊水文站、萬張、城關、苑莊、馬營。其中所屬地質單元為黃淮海平原南為13處,湖東濱湖區為1處,湖東山丘區3處,湖西濱湖區為1處,湖西黃泛平原殘山區1處,山地丘陵為2處。采樣點為國家地下水監測工程井、生產井、國家級基本監測站專用井。國家級基本監測站專用井井深在21～40 m,國家地下水監測工程井井深在21～150 m,生產井井深在28～230 m。由地下水調查信息可知,濟寧市地下水類型主要是松散巖類孔隙水、裂隙巖溶水。監測日期為2022年5月。

2.3 地下水水質評價參數確定

選用《地下水質量標準》(GB/T14848-2007)中33項指標作為評價參數,其中包括感官性指標色度、渾濁度、肉眼可見物和嗅和味4項,一般化學性指標陰離子合成洗滌劑、pH、氨氮、耗氧量、總硬度、溶解性總固體、硫化物、硫酸鹽、氯化物、鋁、鈉、鐵、錳、銅、鋅、揮發性酚類16項,微生物指標總大腸菌群、菌落總數2項,毒理學指標氟化物、氰化物、亞硝酸鹽、硝酸鹽、汞、砷、碘化物、鉻六價、硒、鎘、鉛11項。選評指標限值以《地下水質量標準》(GB/T14848-2007)Ⅲ類標準為基礎。

3 水質評價

3.1 評價標準

選用《地下水質量標準》(GB/T14848-2017)Ⅲ類標準作為選評限值。地下水質量包含五類,即Ⅰ類水、Ⅱ類水、Ⅲ類水、Ⅳ類水和Ⅴ類水,其中Ⅰ、Ⅱ類水適用范圍廣泛,Ⅲ類水適用于工農業用水等方面且能作為集中式生活飲用水;Ⅳ類水可用于部分工業及農業用水,或經適當處理后可引用;Ⅴ類水不可飲用。

3.2 評價方法

3.2.1 單項評價法

評價中,參考依據確定為上文所述的五個分類指標。

3.2.2 綜合評價法

對單項組分進行逐一評價,劃分出相應的質量類別,確定Fi進行綜合指數(F)計算:

(1)

(2)

式中:F為各單項組分的評分值;Fmax為單項組分評分值F的最大值。地下水水質劃分為優良、良好、較好、較差和極差5級,詳見表1。

表1 地下水質量級別劃分表

3.3 評價結果

依據地下水評價標準,陰離子合成洗滌劑、鐵、錳、鉛、銅、鋅、汞、砷、硒、鎘、pH、色度、鉻六價、嗅和味、氰化物、硫化物、揮發性酚類、肉眼可見物、渾濁度等19項達到所列分類指標的I類標準;鋁、耗氧量、亞硝酸鹽、氨氮4項達到所列分類指標的Ⅱ類標準;碘化物、總大腸菌群、細菌總數3項達到所列分類指標的IV類標準;溶解性總固體、鈉、硫酸鹽、總硬度、硝酸鹽、氯化物、氟化物7項達到所列分類指標的V類標準。其中38.1%的監測井總硬度標準達到IV類。局部監測井氟化物、硫酸鹽、溶解性總固體達到所列分類指標的IV-V類標準。

由評價結果得知:濟寧市地下水綜合水質指數F值范圍為:2.13～7.19,依據表1地下水水質級別分類為良好、較好和極差。水質級別為良好的站點為5處,占總站點的23.8%,較好的站點為7處,占總站點的33.3%,較差的站點為9處,占總站點的42.9%。影響地下水水質較差的主要因子為總硬度、硫酸鹽、氟化物等指標,超標樣本在地下水類型上均松散巖類孔隙水。

4 污染現狀分析評價

4.1 評價標準

根據濟寧市地下水水質評價結果,選取一般化學指標鈉、氯化物、總硬度、硫酸鹽、溶解性總固體和毒理學指標氟化物、硝酸鹽氮作為評價參數。

4.2 評價方法

4.2.1 單項指標污染指數

(3)

式中:I為污染指數;Ci為實測含量;Co為某項污染物的Ⅲ類水標準。

評價時,未污染對應I值<1,已污染對應I值>1,隨著I值的增加,水體污染程度也會相應的加重。

4.2.2 綜合污染指數

本文采樣內梅羅指數法,計算公式為:

(4)

(5)

式中:I為某項組分評分值;Imax為某項組分評分值I最大值。

4.3 地下水污染現狀評價結果

通過計算單項指標污染指數可知:污染指數I值在2.13～4.80之間,地下水污染級別為未污染、微污染、輕污染和中污染。未污染站點為5處,占總站點的23.8%,微污染站點為4處,占總站點的19.0%,超標項目為總硬度,最大超標倍數為0.12;輕污染站點8處,占總站點的38.1%,超標項目為鈉、碘化物、硫酸鹽、氟化物、總硬度、氯化物和溶解性總固體;中污染站點4處,占總站點的19.0%,超標項目為鈉、總硬度、碘化物、氯化物、氟化物、硫酸鹽、菌落總數、總大腸菌群及溶解性總固體,最大超標倍數為硫酸鹽1.33。綜上所述總硬度、硫酸鹽、氟化物為主要污染指標,超標樣本在地下水類型上均為松散巖類孔隙水。

5 水質超標原因分析及治理對策

5.1 水質超標原因

由地下水污染現狀評價結果可知,硫酸鹽、氟化物、總硬度、溶解性總固體為主要超標項目,超標區域主要為金鄉縣、魚臺縣和嘉祥縣,土壤類別為潮土類,所以本區域地下水超標原因主要是受水層地質條件的影響。菌落總數和總大腸菌群超標的主要原因是生活污染所致,例如:生活垃圾的隨意堆放好和生活污水、人畜糞便的處置不當等,特別是人口密集地區以及農村地區。

5.2 治理對策

(1)拓展融資渠道,積極推進規劃實施。地下水污染防治時,各地政府應從資金方面予以足夠的保障,不斷拓展融資渠道,設立環保投融資機制并體現多元化?；I集治理資金時,也需要各個企業出力,并在建設及運行污染防治設施中鼓勵社會資本積極參與。協調相關污染防治項目,密切銜接城市飲用水安全保障規劃等,突出重點,促進績效的增強。從受益地區出發,探索生態補償地下水飲用水保護區的機制。

(2)增強技術支撐,提高防治科技水平。以技術為支撐,積極推進地下水污染防治工作保障工作,進行有關地下水環境風險評估、控制修復、脆弱性評價和監測與模擬預測等工作。加大研發投入,促進地下水科技防治污染水平的提高。

(3)強化執法管理,實行責任終身追究制。建立終身追究地下水污染責任制度,針對導致地下水環境受影響的行為進行依法追究責任。全面推廣普及《水污染防治法》,積極推行環境影響評價制度。建設活動、項目倘若存在可能污染地下水的情況需第一時間開展相關調研取證工作,確認不會構成影響后方可許可繼續開展;若已構成影響,應依法嚴懲。

(4)強化部門責任制,考核實行“一票否決制”。環境保護部及有關部門需要定期檢查落實規劃的情況與具體實施進度,保證能夠貫徹落實各項規劃任務?？山梃b河湖長制運行機制,切實做到責任到部門、責任到個人,形成首長負責制,發生糾紛時能夠精準的找到所管轄部門和責任人。對責任部門及負責人考核實行“一票否決制”。各地政府應以年度為單位,合理制定檢測計劃,不斷優化監測方案,調整監督管理制度,及時改進升級監測系統,對規劃實施效果密切開展監測工作,收集真實客觀的監測數據,奠定規劃評估有序實施的基礎。

(5)提高監測和治理能力,提供監測評價和預測預警信息。全方位推進水安全保障能力的提升,從保護修復重大生態系統建設項目入手,聯合國家水網工程積極推進地下水監測現代化配套站網的建設與完善,改進監測評價信息產品,優化預測預警功能服務,使地下水監測分析方面形成更強的能力。

(6)加強宣傳教育,提高全民參與度。利用報紙、電視、報刊雜志及新媒體等工具積極宣傳地下水污染有關知識,幫助社會公眾了解地下水污染危害和防治措施,形成強烈危機意識和責任意識,營造全球共同對地下水環境進行保護的氛圍,只有調動民眾參與到其中的積極性,才能形成合力,有效的預防和降低已被治理的地下水水質再次被污染風險。

6 結語

當前濟寧市地下水污染情況為未污染站點為5處,微污染站點為4處,輕污染站點為8處,中污染站點為4處。其中主要的影響因子有總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽等。同時對水質超標原因進行了分析,并根據原因提出了治理對策,希望可以為濟寧市地下水治理提供有益借鑒。