濟(jì)南地區(qū)巖溶地下水污染程度評(píng)價(jià)

薄克庭，蔡有兄

(山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南　250014)

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水文地質(zhì)

濟(jì)南地區(qū)巖溶地下水污染程度評(píng)價(jià)

薄克庭，蔡有兄

(山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南250014)

巖溶水環(huán)境背景值(污染起始值)是確定巖溶水污染程度的主要參數(shù)。通過(guò)2013年濟(jì)南地區(qū)巖溶地下水水質(zhì)資料與濟(jì)南地區(qū)巖溶水環(huán)境地質(zhì)背景值對(duì)比分析及綜合評(píng)價(jià)，反映了濟(jì)南地區(qū)巖溶地下水水質(zhì)污染變化情況。該文地下水污染綜合評(píng)價(jià)是根據(jù)以往不同年份的水質(zhì)資料進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)的，評(píng)價(jià)結(jié)果存在一定的局限性和不全面性，但基本能夠反映濟(jì)南地區(qū)巖溶地下水污染程度的總體情況。

巖溶水；評(píng)價(jià)；污染程度；濟(jì)南市

濟(jì)南市地下水污染主要始于20世紀(jì)70年代末，最初主要以農(nóng)業(yè)污染為主，但污染程度不高，地下水中僅有硝酸鹽檢出。80年代中期以來(lái)，工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快造成地下水中工業(yè)污染物和生活污染物的檢出，地下水污染程度開(kāi)始逐漸加大，且有愈演愈烈之勢(shì)。污染的主要特點(diǎn)由早期的點(diǎn)狀污染向線(xiàn)狀污染和面狀污染演化，淺層污染向深層污染推進(jìn)[1]。造成地下水污染的原因是多方面的，但城市生活垃圾是濟(jì)南地區(qū)地下水環(huán)境最主要的污染源[2]。另外，農(nóng)業(yè)對(duì)地下水質(zhì)的影響長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有得到足夠重視，農(nóng)業(yè)中大量使用化學(xué)農(nóng)藥在地下水中慢慢積累，對(duì)地下水也構(gòu)成極大危害。

1　巖溶水環(huán)境背景值的確定

巖溶水環(huán)境背景值(污染起始值)是確定巖溶水污染程度的主要參數(shù)，也是巖溶水水質(zhì)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)[2]。濟(jì)南地區(qū)自20世紀(jì)50年代以來(lái)，各水文地質(zhì)單元巖溶水研究程度參差不齊，個(gè)別單元水質(zhì)基礎(chǔ)資料相對(duì)較少，到2000年以后才有基本能反映單元內(nèi)水質(zhì)的分析資料。該次收集了平陰水文地質(zhì)單元(2002年)、長(zhǎng)清—孝里鋪水文地質(zhì)單元(1987年)、濟(jì)南泉域水文地質(zhì)單元(1982—1989年)、白泉泉域(1988—1990年)、明水泉域(2003年)水質(zhì)資料作為該次研究巖溶水環(huán)境的背景值。

2　評(píng)價(jià)項(xiàng)目

3　評(píng)價(jià)方法

3.1單因子評(píng)價(jià)

單因子評(píng)價(jià)是通過(guò)計(jì)算單因子污染指數(shù)，根據(jù)污染指數(shù)分級(jí)劃分污染等級(jí)。計(jì)算公式為[3]：

式中：Pi—地下水中污染物i的污染指數(shù)；Ci—污染物i的實(shí)測(cè)濃度(mg/L)；Coi—地下水中污染物i的背景值(mg/L)；

當(dāng)Pi<1時(shí)為未污染，Pi>1時(shí)為污染，具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　巖溶地下水單因子污染指數(shù)計(jì)算結(jié)果

從表1可以看出，20世紀(jì)80年代濟(jì)南地區(qū)巖溶地下水主要離子含量和2013年相比， K++Na+離子含量王舍人辦事處義和村增加了18.43倍、七賢街道井家溝增加了6.12倍、五龍?zhí)对黾恿?.92倍，黑虎泉、珍珠泉、古城水源地、歸德鎮(zhèn)勝利村和前劉村分別增加了2倍多，其余地段K++Na+含量總體變化相對(duì)較小。

3.2 綜合評(píng)價(jià)

綜合評(píng)價(jià)是將水樣各項(xiàng)單因子污染評(píng)價(jià)等級(jí)比對(duì)后，規(guī)定以其中污染等級(jí)最高因子的等級(jí)劃分結(jié)果作為該水樣點(diǎn)的地下水污染綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

綜合污染指數(shù)進(jìn)行多因子評(píng)價(jià)，計(jì)算公式為[4]：

式中：P—地下水綜合污染指數(shù)；n—污染物種類(lèi)數(shù)；Pi—地下水中污染物i的污染指數(shù)。

4　污染程度分級(jí)及綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)污染物組分的污染種類(lèi)數(shù)量及其綜合污染指數(shù)，依據(jù)表2對(duì)巖溶地下水進(jìn)行污染程度分級(jí)，具體分級(jí)結(jié)果見(jiàn)表3。

表2　地下水污染程度分級(jí)

表3　巖溶地下水污染程度

地下水污染是一個(gè)十分復(fù)雜的水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，它不僅與污染源、污染類(lèi)型、排污量大小有關(guān)，其污染途徑和污染機(jī)理嚴(yán)格受地形地貌、水文氣象、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、污染源分布等因素制約。根據(jù)上述評(píng)價(jià)方法，通過(guò)各評(píng)價(jià)指標(biāo)污染指數(shù)計(jì)算，將濟(jì)南地區(qū)巖溶地下水污染綜合評(píng)價(jià)為未污染區(qū)、輕污染區(qū)、中度污染區(qū)、重污染區(qū)和嚴(yán)重污染區(qū)5個(gè)級(jí)別(圖1)。

圖1　濟(jì)南地區(qū)巖溶水污染程度分級(jí)圖

4.1未污染

該區(qū)分布在黃河以北的東阿縣地區(qū)，第四紀(jì)覆蓋層厚50～100m，地形平坦，巖溶含水層受上覆第四紀(jì)地層的保護(hù)，基本不受地表污染。巖溶地下水各離子含量接近區(qū)域背景值，地下水處于未污染狀態(tài)。

4.2輕污染

4.3中度污染

主要點(diǎn)狀分布于峨眉山水源地、市中區(qū)十六里河大澗溝、五龍?zhí)兑约罢虑鹗械狞S露泉，還有歸德鎮(zhèn)曹樓、后劉官莊、后平村一帶，部分離子超標(biāo)倍數(shù)較多。地下水化學(xué)類(lèi)型較復(fù)雜，由于個(gè)別地段含水層埋藏較淺且無(wú)良好隔水層，人類(lèi)工程活動(dòng)頻繁，地下水污染較嚴(yán)重。

4.4重污染

4.5嚴(yán)重污染

5　結(jié)語(yǔ)

(1)通過(guò)巖溶水污染程度綜合評(píng)價(jià)，可以看出濟(jì)南地區(qū)2013年巖溶地下水水質(zhì)與20世紀(jì)七八十年代以及20世紀(jì)初相比，已遭受到了不同程度的污染，污染項(xiàng)目增幅明顯且范圍最廣的為硫酸鹽和硝酸鹽。黃河以北地區(qū)由于第四紀(jì)覆蓋層較厚，地下水沒(méi)有遭受到污染，水質(zhì)接近背景值。另外除個(gè)別地段人類(lèi)工程活動(dòng)頻繁，地下水已出現(xiàn)點(diǎn)狀重污染或嚴(yán)重污染以外，其余地區(qū)地下水水質(zhì)比背景值稍高，為較輕污染。因此，對(duì)區(qū)內(nèi)地下水水質(zhì)要加大監(jiān)管力度，對(duì)污染的地下水要及時(shí)處理，使?jié)系貐^(qū)廣大居民喝上優(yōu)質(zhì)的巖溶地下水。

(2)該次地下水污染綜合評(píng)價(jià)是根據(jù)以往不同年份的水質(zhì)資料進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)的，評(píng)價(jià)結(jié)果存在一定的局限性和不全面性，但能夠反映濟(jì)南地區(qū)巖溶地下水污染的總體情況。

[1]徐建國(guó)，張中祥，楊麗芝 ，等.典型水文地質(zhì)問(wèn)題[A]//山東省重大水文地質(zhì)問(wèn)題[C].濟(jì)南.山東科學(xué)技術(shù)出版社，2014：93-1116.

[2]高明志，尚宇寧，高明玲 ，等.濟(jì)南市九曲垃圾場(chǎng)對(duì)地下水環(huán)境影響研究[A]//山東省環(huán)境地質(zhì)文集[C].北京.地質(zhì)出版社，2007：114-117.

[3]郭高軒，辛寶東，劉文成，等.我國(guó)地下水環(huán)境背景值研究綜述[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2010，37(2)：95-98.

[4]DD2008—01.地下水污染地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)規(guī)范[S].

[5]鄒國(guó)強(qiáng).地下水綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法[J].山東地質(zhì)，1989，5(1)：88-93.

Evaluation on Groundwater Pollution Degree in Jinan Karst Area

BO Keting，CAI Youxiong

( Shandong Geo-engineering Exploration Institute，Shandong Jinan 250014 ，China)

The background value of karst water environment is the main parameter to determine the degree of water pollution. Through comparative analysis and evaluation on quality and environmental and geological background of karst water in 2013 in Jinan city, quality pollution situation of karst groundwater has been reflected. The comprehensive assessment of ground water pollution is carried out according to previous evaluation. Although the evaluation results have certain limitations and incompleteness, it can basically reflect the overall situation of pollution degree of Jinan karst groundwater.

Karst water; evaluation; pollution degree; Jinan city

2015-05-14；

2015-07-27；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

薄克庭(1972—)，男，山東鄒城人，工程師，主要從事水工環(huán)和樁基礎(chǔ)施工工作；E-mail:bocaiyu_2009@sina.com

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薄克庭，蔡有兄.濟(jì)南地區(qū)巖溶地下水污染程度評(píng)價(jià)[J].山東國(guó)土資源，2016,32(3)：51-55.BO Keting，CAI Youxiong. Evaluation on Groundwater Pollution Degree in Jinan Karst Area[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(3)：51-55.

①山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局八0一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)(山東省地礦工程勘察院前身)，濟(jì)南地區(qū)優(yōu)質(zhì)地下水供水水文地質(zhì)調(diào)查，2014年。