成都平原區淺層地下水水質變化趨勢淺析

雷天雷，馬運革，郝仁琪

(四川省水文水資源勘測局，四川 成都 610036)

1 評價對象及范圍

地下水是人類賴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重等現象成為了影響地下水質量的主要因素[1- 2]。成都平原位于四川盆地西部，其范圍按國家統一下發的成都平原區邊界范圍確定，范圍涉及成都、德陽、綿陽3市，共涉及面積6662km2，占四川省總面積的1.37%。該區地下水資源非常豐富，且具有水質好、埋藏淺等特點。但是，受自然地質環境條件的限制，區內地下水系統天然防護條件卻較差，屬于較脆弱區和脆弱區[3]。

由于淺層地下水其埋深較淺，處于地表以下60米內的含水層，未經深層巖石過濾，水體極易被工廠排放的污水和農田殘留的農藥污染。地下水是一個城市寶貴的環境資源，一旦遭受污染，短期內很難修復，且地下水被普遍應用于農業和生活中，其污染會給周圍環境和人類健康帶來不可估量的危害[4]。因此本文通過選取具有長期水質監測數據的地下水監測井6個，對成都平原淺層地下水硝酸鹽氮含量(2014—2019年)近6年水質變化趨勢分析。從而到達加強水資源管理，保護地下水環境的目的。

2 硝酸鹽氮相關標準及危害

2.1 《地下水質量標準》

GB/T 14848—93《地下水質量標準》發布于1993年，至今已20多年，已經不能滿足地下水環境保護的現實需求。于2017年修訂發布的GB/T 14848—2017《地下水質量標準》綜合考慮了天然因素和人類污染對地下水水質的影響，所確定的分類限值充分考慮了人體健康基準和風險。

本次分析項目硝酸鹽氮相關標準未發生變化。依據我國地下水質量狀況和人體健康風險，參照生活飲用水、工業、農業等用水質量要求，依據各組分含高低(pH除外)，分為五類，見表1。

表1 成都平原淺層地下水監測站點信息

Ⅰ類，地下水化學組分含量低，適用于各種用途。

Ⅱ類，地下水化學組分含量較低，適用于各種用途。

Ⅲ類，地下水化學組分含量中等，以GB 5749—2006為依據，主要適用于集中式生活飲用水水源及工農業用水。

Ⅳ類，地下水化學組分含量較高，以農業和工業用水質量要求以及一定水平的人體健康風險為依據，適用于農業和部分工業用水，適當處理后可作生活飲用水。

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

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化合物反應生成具有致癌作用的亞硝胺類物質。有研究揭示了飲用被硝酸鹽污染的地下水，對于人體健康的破壞作用，即容易引發食道癌等問題[5]。長期飲用含高濃度硝酸鹽的水，會使人畜中毒。目前關于硝酸鹽危害的報道主要是“藍嬰兒綜合征”(6個月以下嬰兒受到影響未能及時治療)，癥狀為嬰兒身體發藍色，呼吸短促[6]。

2.3 成都平原硝酸鹽氮來源分析

2.3.1城市生活污染

隨著成都平原城市化進程，城鎮人口每年快速上升，城市生活垃圾產生量緊隨其后。目前，城市生活污水可通過廢棄物的地面處理系統，如專門的地面污水處理場地，通過化糞池及破損或防滲不好的污水管道滲入含水層；或通過大氣降水的淋濾，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農業污染

農業活動中對地下水造成氮污染的主要為肥料使用。施用的化肥經過降水的淋濾，也會對地下水造成一定的影響。

2.3.3工業污染

工業污染源主要是工業污水和工業垃圾。除了任意排放、堆積外，它們可通過滲坑、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源是治理地下水中硝酸鹽污染的基礎，如何從源頭上控制硝酸鹽污染還需要進一步加強研究[9]。

3 成都平原區淺層地下水硝酸鹽氮水質變化趨勢分析

3.1 成都平原區淺層地下水監測站點

此次研究選用數據質量較好、資料完整、具有代表性的監測井6個，分別位于成都市4個、德陽市2個(見表2 和圖1)。

表2 成都平原淺層地下水監測站點信息

圖1 成都平原淺層地下水水質監測站點分布圖

3.2 硝酸鹽氮監測值及水質變化趨勢

地下水水質監測頻次為每年每井4次，根據均值法得出(2014—2019年)不同站點不同年份硝酸鹽氮含量值，對于低于檢出限的監測值，取1/2進行計算。進而對成都平原區淺層地下水2014—2019年硝酸鹽氮水質變化趨勢進行分析。

3.2.1高景關(四)站硝酸鹽氮監測值及水質變化趨勢

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

表3 高景關(四)站硝酸鹽氮監測值 單位：mg/L

圖2 高景關(四)站地下水硝酸鹽氮變化趨勢圖

3.2.2西街站硝酸鹽氮監測值及水質變化趨勢

根據均值法得出(2014—2019年)西街站硝酸鹽氮含量在10mg/L上下，見表4；可知該站連續6年年均硝酸鹽氮濃度水質類別均滿足Ⅲ類，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。其地下水硝酸鹽氮變化趨勢圖如圖3所示。

表4 西街站硝酸鹽氮監測值 單位：mg/L

圖3 西街站地下水硝酸鹽氮變化趨勢圖

3.2.3官渡站硝酸鹽氮監測值及水質變化趨勢

根據均值法得出(2014—2019年)官渡站硝酸鹽氮含量在5mg/L上下，見表5；可知該站連續6年年均硝酸鹽氮濃度水質類別均滿足Ⅲ類，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。其地下水硝酸鹽氮變化趨勢圖如圖4所示。

表5 官渡站硝酸鹽氮監測值 單位：mg/L

圖4 官渡站地下水硝酸鹽氮變化趨勢圖

3.2.4邛崍站硝酸鹽氮監測值及水質變化趨勢

根據均值法得出(2014—2019年)邛崍站硝酸鹽氮含量均在1.0mg/L以下，見表6；可知該站連續6年年均硝酸鹽氮濃度水質類別均滿足Ⅰ類，且硝酸鹽氮濃度不規則波動，變化趨勢不明顯。其地下水硝酸鹽氮變化趨勢圖如圖5所示。

表6 邛崍站硝酸鹽氮監測值 單位：mg/L

圖5 邛崍站地下水硝酸鹽氮變化趨勢圖

3.2.5石堤堰站硝酸鹽氮監測值及水質變化趨勢

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

表7 石堤堰站硝酸鹽氮監測值 單位：mg/L

圖6 石堤堰站地下水硝酸鹽氮變化趨勢圖

3.2.6祥符寺站硝酸鹽氮監測值及水質變化趨勢

根據均值法得出(2014—2019年)祥符寺站硝酸鹽氮含量均在5mg/L以下，見表8；可知該站連續6年年均硝酸鹽氮濃度水質類別均滿足Ⅱ類，且硝酸鹽氮濃度不規則波動，變化趨勢不明顯。其地下水硝酸鹽氮變化趨勢圖如圖7所示。通過分析可得出如下結論，成都平原淺層地下水監測站點2014—2019年連續6年年均硝酸鹽氮濃度水質類別均滿足Ⅲ類。根據硝酸鹽氮監測值的變化趨勢，可知硝酸鹽氮濃度總體呈上升趨勢的監測井有3個，占監測井總數的50%；濃度不規則波動的監測井有2個，占監測井總數的33.3%；濃度總體呈下降趨勢的監測井有1個，占監測井總數的16.7%；因此觀察點位硝酸鹽氮濃度總體呈上升趨勢。

表8 祥符寺站硝酸鹽氮監測值 單位：mg/L

圖7 祥符寺站地下水硝酸鹽氮變化趨勢圖

3.3 淺層地下水站點硝酸鹽氮變化規律影響分析

3.3.1淺層地下水硝酸鹽氮含量與外界環境關系

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

3.3.2淺層地下水站點硝酸鹽氮含量與成都平原區域位置關系

西街站、石堤堰站位于成都平原中部區域，硝酸鹽氮水質類別分別為Ⅲ類和Ⅰ類；官渡站、邛崍站位于成都平原西南部區域，硝酸鹽氮水質類別分別為Ⅲ類和Ⅰ類；祥符寺站、高景關(四)站位于成都平原東北部區域，硝酸鹽氮水質類別均為Ⅱ類；本次六個站點未發現成都平原區域位置與淺層地下水硝酸鹽氮含量存在顯著關系。

3.3.3淺層地下水站點硝酸鹽氮含量與井深關系

西街站井深11.2m、邛崍站井深11.0m、祥符寺站井深10.0m，井深相對較淺，深度相近，硝酸鹽氮水質類別分別為Ⅲ類、Ⅰ類和Ⅱ類；高景關(四)站井深50.0m、石堤堰站井深50.0m井深相對較較深，深度一致，硝酸鹽氮水質類別分別為Ⅱ類和Ⅰ類；本次6個站點未發現井深與淺層地下水硝酸鹽氮含量存在顯著關系。

3.3.4淺層地下水站點硝酸鹽氮含量與豐水期、枯水期關系

根據已知數據分析，不同站點淺層地下水硝酸鹽氮含量與豐水期、枯水期未發現顯著關系。

4 結語

目前，部分群眾對地下水硝酸鹽污染的危害性認識嚴重不足，相關部門應進步一加強地下水污染防治相關知識的宣傳；對于地下水污染治理，因以預防為主，治理為輔；通過相關政策來切斷或減少污染源，加強對工業三廢中的廢水、廢渣和城市污水排放的管理，防止地下水進一步受硝酸鹽氮的污染；加強循環水、再生水使用，降低嚴格控制施肥總量，采用科學施肥方式，減少農用氮肥流失，提高氮肥利用率；加強地下水水質與污染調查，查清區域內地下水污染狀況[10]；達到保護地下水不受污染，滿足地下水資源的開發利用和優化配置要求。