徐州市潛水污染現(xiàn)狀研究
顧春芬1 鄭偉2 吳健2
摘要：關(guān)鍵詞：徐州市；潛水；污染；水質(zhì)評價
我國是個缺水大國，水資源并不豐富，供求問題十分突出。徐州市是我國42個嚴重缺水的城市之一。根據(jù)徐州市城市發(fā)展規(guī)劃，徐州市將發(fā)展成為特大城市，人口超百萬，工業(yè)總產(chǎn)值達數(shù)百億元以上。目前徐州市的供水能力遠不能滿足上述的需求，供水問題已成為制約徐州市城市發(fā)展的主要問題。
徐州市目前是以地下水作為主要供水水源的城市，開采地下水的歷史較早，開采程度也較高。由于長期、大量地開采地下水，工業(yè)廢水、生活污水的任意排放等，已使地下水位持續(xù)下降、地下水水質(zhì)惡化趨勢等環(huán)境地質(zhì)問題。潛水是徐州市地下水資源開采的主要部分，徐州潛水水資源量非常大，潛水水資源能夠提供很大的用水需求，而由于開采和其它方面的原因，水資源量減少，污染嚴重，部分已不能飲用，嚴重影響徐州的經(jīng)濟和社會的發(fā)展。因此，對潛水的污染狀況進行評價，分析污染來源與污染途徑，能夠為潛水的污染防治提供科學(xué)依據(jù)，利用有限的地下水資源更好地為徐州市的居民生活和經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。
一 潛水污染研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀及研究方法
潛水污染的研究是上世紀初提出的，隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)與科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展、全球人口劇增、對地下水的需求量和開采規(guī)模日益擴大、一系列環(huán)境地質(zhì)問題的出現(xiàn)而引起的。我國潛水污染的研究起步較晚，80年代才開始對理論和應(yīng)用技術(shù)進行研究，但發(fā)展很快。很多城市，如石家莊、天津、北京、沈陽、西安、鄭州、大同、永城等相繼建立了水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，進行水質(zhì)追蹤。
潛水污染狀況的監(jiān)測的方法有很多種，一般可以通過從鉆孔取水樣進行檢測來確定潛水的污染程度以及污染物質(zhì)。潛水水質(zhì)評價的方法是多樣的，但他們的重要特征是使用各種污染物質(zhì)的相對污染值進行數(shù)學(xué)上的歸納和統(tǒng)計，得出能反映水質(zhì)的一個無量綱數(shù)值，常稱為水質(zhì)指數(shù)。這一時期國外涌現(xiàn)的評估方法[1]有霍屯水質(zhì)指數(shù)法、布朗水質(zhì)指數(shù)法、伯拉第水質(zhì)指數(shù)法、內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)法、Solway RPB 和TweedRPB 水質(zhì)指數(shù)法、英哈伯爾水質(zhì)指數(shù)法等；國內(nèi)涌現(xiàn)出的評估方法有水質(zhì)質(zhì)量系數(shù)法、水域質(zhì)量綜合指數(shù)法、D值法、綜合指數(shù)法、W值法、物元分析法、對應(yīng)分析法等。但是，由于這門學(xué)科的不確定性、隨機性和高度的非線性，諸多評價方法中只有典型的內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)法得到了一定程度的推廣（是我國環(huán)境評價工作法定評價標準）。
內(nèi)梅羅指數(shù)法[2]是一種普遍被人們所接受的衡量地下水污染狀況的方法，其是根據(jù)地下水污染指數(shù)的最大值和平均值的加權(quán)平均值與污染程度分級進行比較得出污染程度。具體的是先進行各項污染組分評價，劃分組分所屬質(zhì)量類別，確定單項組分評價分值，最后選用內(nèi)梅羅指數(shù)法計算綜合評分值，得出污染等級。本論文對潛水污染現(xiàn)狀的評價即采用此方法。
二 區(qū)域水文地質(zhì)概況
按含水介質(zhì)劃分，本區(qū)地下水可分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水、碎屑巖類裂隙孔隙水、變質(zhì)巖類及巖漿巖類裂隙水四大類。相應(yīng)地，可將全區(qū)各含水巖層劃歸為四個含水巖組，即孔隙含水巖組、裂隙巖溶含水巖組、裂隙孔隙含水巖組和裂隙含水巖組[3]。在每個含水巖組中，再根據(jù)地層組合，巖性及水力特征等又可劃分出若干個含水層。含水層是本次評價的最小地層單位。對不同類型地下水,按其水力特征,可分為潛水、弱承壓水或承壓水。根據(jù)第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊資料[4]，本區(qū)的潛水主要是全新統(tǒng)孔隙含水層 ( I1 )、中上更新統(tǒng)孔隙含水層( I2 )，下更新統(tǒng)及上第三系孔隙含水層( I3 )。
三 徐州市潛水水質(zhì)分析及污染途徑、原因探究
依據(jù)我國地下水水質(zhì)現(xiàn)狀、人體健康基準值及地下水質(zhì)量保護目標，并參照飲用水、工業(yè)用水水質(zhì)要求，將地下水質(zhì)量分為五類（《地下水質(zhì)量標準》(GB/T4848-93)）：
I類 主要反映地下水化學(xué)組分的天然低背景含量，適用于各種用途。
II類 主要反映地下水化學(xué)組分的天然背景值，適用于各種用途。
III類 以人體健康基準值為依據(jù)，主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水。
IV類 以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù)，除適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水外，適當(dāng)處理后可作為生活飲用水。
V類 不宜飲用，其他用水可根據(jù)使用目的選用。

項目序號 類
標準值 別

項目 Ⅰ類 Ⅱ類 Ⅲ類 Ⅳ類 Ⅴ類
1 色(度) ≤5 ≤5 ≤15 ≤25 >25
2 嗅和味 無 無 無 無 有
3 渾濁度(度) ≤3 ≤3 ≤3 ≤10 >10
4 揮發(fā)性酚類(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 總硬度(以CzCO3,計)(mg/L) ≤150 ≤300 ≤450 ≤550 >550

據(jù)前所說，我們利用內(nèi)梅羅指數(shù)法的單項和綜合組分評價法對潛水污染程度進行評價，具體評價方法如下：
1、參加評分的項目，應(yīng)不少于本標準規(guī)定的監(jiān)測項目，但不包括細菌學(xué)指標。
2、對照表1.1，首先進行各單項組分評價，劃分組分所屬質(zhì)量類別。不同類別標準值相同時，從優(yōu)不從劣。
例：揮發(fā)性酚類Ⅰ、Ⅱ類標準值均為0.001mg/L，若水質(zhì)分析結(jié)果為0.001mg/L時，應(yīng)定為Ⅰ類，不定為Ⅱ類。
3、對各類別按下列規(guī)定(表1.2)分別確定單項組分評價分值Fi。
 

 

 

查看表1.4，F(xiàn)大與7.2的水屬于極差的范疇，所以該處的潛水的水質(zhì)屬于極差的水質(zhì)，潛水水污染較嚴重。
所以根據(jù)研究區(qū)域提供的近期的已有資料，可計算出徐州市潛水水質(zhì)的綜合評價分值F，進而得出潛水污染的狀況。具體的見評價結(jié)果。
潛水總體評價結(jié)果(1) 全新統(tǒng)孔隙水：僅豐縣趙莊，沛縣崔寨、鹿灣、銅山夾河及邳州碾莊等局部地段質(zhì)量良好，余皆為較差或極差。(2)中上更新統(tǒng)孔隙水：新沂墨河、唐店、合溝和高塘一帶及賈汪區(qū)青山泉——大吳一帶優(yōu)良或良好，睢寧縣姚集和邳州碾莊水質(zhì)較好，其它地區(qū)則較差或極差。(3)下更新統(tǒng)及上第三系孔隙水：在湖西平原區(qū)，沛縣鹿樓——沛城——崔寨——銅山鄭集一帶極差，余皆為較差；沭沂河沖積平原區(qū)，邳州官湖——新沂草橋——瓦窯——新安鎮(zhèn)一線以北良好，該一線以南則均較差。（4）裂隙孔隙水和裂隙水：多為較差或極差，僅個別井為良好。
據(jù)以上數(shù)據(jù)結(jié)論，徐州市潛水的水質(zhì)狀況比較差，受污染比較嚴重。而潛水含水層距離地表比較淺，造成潛水污染的途徑可分為四類：間歇入滲型[5]、連續(xù)入滲型、徑流型、越流型[6]。間歇入滲型污染是污染物通過大氣降水或灌溉水的淋濾，使固體廢物、表層土壤或地層中的有害或有毒組分，周期性地從污染源通過包氣帶滲入含水層。這種滲入多是呈非飽和狀態(tài)的淋雨狀滲流形式，或者呈短時間的飽水狀態(tài)連續(xù)滲流形式。污染源一般是固態(tài)而不是液態(tài)。這種污染類型中的污染物隨著降雨進入潛水中以后，隨著潛水的開采，在降雨前后形成一個大的污染帶，形成大面積的潛水污染，是潛水污染的重要方式之一。連續(xù)入滲型這種類型的污染是污染物隨污水或污染溶液不斷地滲入含水層。這種情況下，或者包氣帶完全飽水，呈連續(xù)滲入形式滲入含水層，或者包氣帶上部飽水呈連續(xù)滲流形式，下部不飽水呈淋雨狀的滲流形式滲入含水層。這種類型的污染，其污染組分是液態(tài)的。最常見的是污水聚積地段的滲漏，以及被污染地表水體和污水渠的滲漏，其主要污染對象多半是潛水。越流型其特點是，污染物通過層間越流的形式轉(zhuǎn)移入其他含水層。這種轉(zhuǎn)移或者是通過天然途徑(水文地質(zhì)天窗) 或者通過人為途徑(結(jié)構(gòu)不合理的井管、破損的井管、止水效果不佳的井管等) �；蛘呷藶殚_采引起的地下水動力條件的變化而改變了越流方向，使污染物通過大面積的弱隔水層越流轉(zhuǎn)移到其他含水層，它可能污染承壓水或潛水。
潛水污染的原因可概括為兩個：1、防護條件差 2、地表環(huán)境質(zhì)量差。
1、防護條件差：第四系分布區(qū)地表巖性多為亞砂土、粉砂（山前地帶為粘性土），滲透性好，對潛水的防污性能差。當(dāng)有污染源分布時，污染物可以通過各種途徑（如地表水側(cè)滲、污罐水回滲等）造成潛水污染。此外，潛水開采利用程度低，水位埋藏淺，污染物進入含水層的途徑短，上部包氣帶對污染物的吸附、降解能力相對減弱，易于潛水的污染。
2、地表環(huán)境質(zhì)量差：潛水污染與污染源分布密切相關(guān)。據(jù)調(diào)查分析，無集中工礦污染源區(qū)，其污染較輕或未受污染；而污染集中的徐州市及近郊、奎河污灌區(qū)，是中度——重污染區(qū)，潛水超標物和污染物相一致，據(jù)近期資料，其污染程度仍不斷加重，反映了潛水污染主要取決于污染源的存在[7]。
造成地表環(huán)境質(zhì)量差的原因有兩種：一是自然原因，二是人為原因。
人為污染源可分為工業(yè)污染源、生活污染源、農(nóng)業(yè)污染源、交通污染源。天然污染源主要是海水、咸水及含鹽量高或水質(zhì)差的含水層(體)、石油等。
天然污染源主要是海水、咸水及含鹽量高或水質(zhì)差的含水層(體)、石油等。
徐州區(qū)內(nèi)的人為污染源主要有工業(yè)“三廢”、生活廢棄物、農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)業(yè)的大量施用及礦產(chǎn)開發(fā)排放物[8]。徐州的礦山企業(yè)以及其他重工業(yè)企業(yè)所產(chǎn)生的廢氣、廢渣、廢水就對環(huán)境造成了很大的壓力，加上生活廢棄物、農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥的濫用，都是造成潛水污染的直接的最大的原因，
四、潛水污染防治措施與建議
結(jié)合徐州市的潛水水質(zhì)分析以及潛水污染的途徑和污染的原因分析，我們可從三個方面來減少潛水的污染，保護地下水資源。我們應(yīng)該一方面減少污染物的排放以及加強對污染物排放前的處理，無論是固體還是液體污染物，從源頭上防止?jié)撍�水質(zhì)的進一步惡化；另一方面，我們應(yīng)該實時對地下水實施監(jiān)測，有一個完整的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)；最后，我們應(yīng)該對地下水的開采利用作一個合理的規(guī)劃和設(shè)計，防止過量開采和不正當(dāng)、不科學(xué)開采，以防降落漏斗的形成所引發(fā)的一系列諸如水質(zhì)問題等問題以及廢棄礦井等的污水給潛水帶來的污染。
最后，要合理利用和保護潛水資源，我們還是要提倡集約用水，減少水資源的浪費，為徐州市乃至整個國家、全球的經(jīng)濟和社會發(fā)展做出我們的一份力。

參考文獻：
[1] 彭文啟，張祥偉等.現(xiàn)代水環(huán)境質(zhì)量評價理論與方法.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2005
[2] 李長孫.水質(zhì)綜合評價方法探討.江西水利科技，1991
[3] 沈照理等.水文地質(zhì)學(xué).北京:科學(xué)出版社,1985.52～54
[4] 江蘇省地質(zhì)局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊.江蘇省徐淮地區(qū)地下水資源研究報告.1982
[5] 張麗珍，杜麗娟，劉淑玲.地下水污染途徑與污染機制的探討.河北省科學(xué)學(xué)報.2001年第1期
[6] 沈照理等.水文地球化學(xué)基礎(chǔ).北京：地質(zhì)出版社，1986
[7] 朱學(xué)愚, 錢孝星, 劉新仁著.地下水資源評價.南京：南京大學(xué)出版社, 1987
[8] 李玉前.徐州市地下水質(zhì)狀況評價及污染趨勢分析.2004

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