大沽河流域地下水污染現狀及成因分析

孟盼盼

(煙臺市地質環境監測站，山東 煙臺 264003)

1 引言

隨著工業化和城鎮化的快速發展，人類工程活動導致的環境污染問題逐漸加重。生活垃圾、工業廢棄物排放及農藥化肥的過量使用，使得大量污染物通過不同途徑進入地下[1]，造成了一定程度的地下水污染，導致地下水環境質量下降，也給沿岸地區農產品種植環境和地下水的供水安全造成不良影響[2]。本項目通過地下水和地表水樣品的測試分析來研究大沽河流域的地下水污染特征。

2 大沽河流域概況

大沽河發源于山東煙臺招遠市的阜山西麓,流經青島市的萊西、平度、即墨、城陽、膠州等市(區)，在營海鎮碼頭村南匯入膠州灣，干流長179.9 km，其主要支流有豬拱河、五沽河、洙河、小沽河、落藥河和南膠萊河等。大沽河總流域面積4631.3 km2，第四系孔隙水分布面積1961.2 km2(圖1)，多年平均徑流量6.311×108m3。

圖1 大沽河流域孔隙水分布

大沽河各支流上主要水庫有尹府、北墅、產芝、高格莊水庫等，水庫以上各河流支谷堆積物薄，厚5 m左右，含水層發育差，頂板埋深2～3 m，厚1.5～3.0 m，富水性較弱，單井涌水量小于500 m3/d。主要水庫以下至古硯、院上一線中游地段，地形較平緩，堆積物增厚，河谷平原中心帶，堆積物厚6～9 m，含水層為中粗砂，頂板埋深2.5～6 m，厚3 m左右，富水性中等，單井涌水量500～1000 m3/d；河谷邊緣地帶堆積物厚度小于5 m，含水層巖性為砂，厚1～2 m，單井涌水量小于500 m3/d。

古硯、樸木向南至李格莊下游河段，匯水面積廣，補給充沛，堆積物厚，含水層發育，是膠東半島水資源最豐富的地段之一。該河谷平原寬達8 km左右，古河道中心部位堆積物厚8～15 m，含水層厚5～10 m，富水性強，單井涌水量大于1000 m3/d，其中仁兆鎮—南村鎮一帶單井涌水量3000～5000 m3/d。

流域內各支流交匯處和大沽河下游地區河谷平原較寬闊，含水層厚度大且分布面積增大，是流域內的富水地段，流域內已建的地下水水源地如招遠廟子夼水源地、青島大沽河水源地均位于這些地區。該流域內適于修建地下水庫的庫址有3處，分別為大沽河地下水庫、小沽河—豬拱河河岔地下水庫和大沽河曹孟河段地下水庫。

大沽河地下水庫建成于1998年，庫區面積421.7 km2，地下水庫總庫容38413.2萬m3，平均含水層厚度5.86 m；死庫容14633.7 m3，平均含水層厚度2.00 m；最大調蓄庫容10236.0萬m3。大沽河地下水庫建庫后，庫區地下水可開采量增加為11031萬m3/a，可開采量增加51.1%。庫區地下水補給量主要是降水入滲和河流滲漏補給(含人工回灌補給)，分別占總補給量的61%和36%。水庫建成后，不僅截斷了下游海(咸)水的入侵，地下水位也得到了抬升，可采資源量也大幅度增加，同時地下水質慢慢得到凈化，為更好地發揮好大沽河水源地的供水能力提供了工程措施保障。

3 地下水水質污染現狀

3.1 評價方法

為研究大沽河流域地下水污染現狀，本次工作在大沽河流域共采集水質分析樣品131組，其中地下水樣品120組，地表水樣品11組。對地下水水質結果按照《地下水質量標準》(GB/T 14848-2017)進行分析評價，地下水評價時選擇與人類生產生活密切相關的48項化學組分(包括12項一般化學指標、5項無機毒理指標、5項毒性重金屬指標、21項揮發性有機指標和5項半揮發性有機指標)采用單因子評價法對每個樣品的參評指標進行質量評價，最后按單指標最高類別確定地下水綜合質量等級。地下水質量評價指標見表1。

表1 地下水質量評價指標

3.2 評價結果分析

根據水質分析數據可知，大沽河流域孔隙水水質較差，水質以無機污染為主。由圖2可以看出，大沽河流域淺層孔隙水硫酸鹽含量整體較低，大部分區域滿足水質Ⅲ類水標準，僅在南部的李哥莊鎮附近硫酸鹽含量出現超標現象，該區為地下水庫壩址附近，受地下水庫壩址影響，硫酸鹽在該處富集，致使硫酸鹽含量超標。

圖2 大沽河流域孔隙水硫酸鹽含量分區

流域內硝酸鹽含量普遍較高，硝酸鹽含量(以N計)低于20 mg/L區域主要分布在大沽河上游各支流地段，其它地區硝酸鹽含量(以N計)均高于20 mg/L，超過Ⅲ類水質標準，其中含量較高區主要分布在大沽河地下水庫庫區范圍內，且以南村鎮南部區域含量最高，硝酸鹽含量(以N計)最高達174.27 mg/L，超過Ⅲ類水質標準近7倍，污染嚴重(圖3)。

圖3 大沽河流域孔隙水硝酸鹽含量分區

對工作區樣品有機檢出情況進行了統計，由統計結果可知，大沽河流域有機物指標檢出率較高，測試樣品中有40組樣品有檢出，檢出率達33%，檢出1～3項的樣品有35組，檢出3項以上的有5組，僅占樣品總數的4.2%，檢出有機物指標以鹵代烴和多環芳烴類為主。

對大沽河流域所采集孔隙水樣品進行地下水水質評價，由分析結果可以看出，流域內淺層孔隙水水質較差，無Ⅰ、Ⅱ類水質，Ⅲ、Ⅵ類水僅分布在大沽河上游部分河段的支流處，區內大部分區域地下水為Ⅴ類水質，分布面積占全流域的90%以上，3處地下水庫庫區水質均為Ⅴ類水質，質量較差(圖4)。

圖4 大沽河流域孔隙水水質分區

綜上所述，大沽河流域現狀條件下孔隙水污染嚴重，淺層孔隙水已基本失去其供水能力，水質較差，以Ⅴ類水質為主，地下水水質主要影響因子為無機組分，以硝酸鹽、總硬度、礦化度無機指標影響為主，有機組分僅有部分樣品有檢出，檢出項數較少，大部分為1～3項，超標率較低。

4 大沽河流域水質污染原因分析

大沽河流域地下水無機組分超標點多位于地下水庫壩址附近，受地下水庫壩址影響，硫酸鹽等組分在該處富集，致使含量超標。另外，超標點水質還與河兩側化工企業分布有關，加之農業面源污染和農業垃圾的不合理堆放，都導致污染成分下滲，對地下水質量產生不利影響。另外，研究區主要位于在河谷地帶，含水層以細砂、中粗砂為主，地下水位埋深較淺，防污性能較差，容易受到污染。地下水中潛在的硝酸鹽污染源有化學肥料(尿素、復混肥等)、動物糞便(廄肥、糞肥)和土壤有機氮等3種，主要來源是土壤有機氮礦化形成的硝酸鹽[3，4]。各類污染源氮素含量的順序為:農業面源>畜禽養殖業>生活污染源>工業及服務業廢水)垃圾堆放場,其中農田施肥排放和畜禽養殖業是導致淺層地下水“三氮”污染的主要污染源,分別占總排放量的68.49%和15.97%[5]。

有機物檢出與污染的分布有密切關系，有機物檢出樣點周圍一般分布有化工廠，有較好的對應關系。另外，農藥使用對地下水中的有機物殘留也有一定影響。農藥的殘留及分解產物苯氧基鏈烷酸酯、多環芳烴、二噁英、四氯鄰甲苯胺、乙撐硫脲等，經過生態系統食物鏈、食物網的生物富集作用，滲入地下，對土壤質量和地下水環境產生嚴重污染。

5 結論與建議

大沽河流域現狀條件下孔隙水水質整體較差，無Ⅰ、Ⅱ類水質，以Ⅴ類水質為主，Ⅲ、Ⅵ類水僅分布在大沽河上游部分河段的支流處，地下水水質影響因子主要為無機組分，以硝酸鹽、總硬度、礦化度無機指標影響為主，有機組分僅有部分樣品有檢出，檢出項數較少，大部分為1～3項，超標率較低。3處地下水庫庫區水質均為Ⅴ類水質，質量較差。地下水水質受水庫壩址及周圍排污情況影響，導致污染組分富集，致使含量超標。受污染的地下水不適宜直接飲用，建議處理后再作為飲用水源。