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(píng)價(jià)
我國(guó)是個(gè)缺水大國(guó)，水資源并不豐富，供求問(wèn)題十分突出。徐州市是我國(guó)42個(gè)嚴(yán)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(wàn)，工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)數(shù)百億元以上。目前徐州市的供水能力遠(yuǎn)不能滿足上述的需求，供水問(wèn)題已成為制約徐州市城市發(fā)展的主要問(wèn)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(zhǎng)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(shì)等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)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(yán)重，部分已不能飲用，嚴(yán)重影響徐州的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。因此，對(duì)潛水的污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析污染來(lái)源與污染途徑，能夠?yàn)闈撍�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(jì)建設(shè)服務(wù)。
一 潛水污染研究的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及研究方法
潛水污染的研究是上世紀(jì)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(duì)地下水的需求量和開采規(guī)模日益擴(kuò)大、一系列環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的出現(xiàn)而引起的。我國(guó)潛水污染的研究起步較晚，80年代才開始對(duì)理論和應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究，但發(fā)展很快。很多城市，如石家莊、天津、北京、沈陽(yáng)、西安、鄭州、大同、永城等相繼建立了水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行水質(zhì)追蹤。
潛水污染狀況的監(jiān)測(cè)的方法有很多種，一般可以通過(guò)從鉆孔取水樣進(jìn)行檢測(cè)來(lái)確定潛水的污染程度以及污染物質(zhì)。潛水水質(zhì)評(píng)價(jià)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(duì)污染值進(jìn)行數(shù)學(xué)上的歸納和統(tǒng)計(jì)，得出能反映水質(zhì)的一個(gè)無(wú)量綱數(shù)值，常稱為水質(zhì)指數(shù)。這一時(shí)期國(guó)外涌現(xiàn)的評(píng)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(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出的評(píng)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(duì)應(yīng)分析法等。但是，由于這門學(xué)科的不確定性、隨機(jī)性和高度的非線性，諸多評(píng)價(jià)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(guó)環(huán)境評(píng)價(jià)工作法定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)）。
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(jí)進(jìn)行比較得出污染程度。具體的是先進(jìn)行各項(xiàng)污染組分評(píng)價(jià)，劃分組分所屬質(zhì)量類別，確定單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值，最后選用內(nèi)梅羅指數(shù)法計(jì)算綜合評(píng)分值，得出污染等級(jí)。本論文對(duì)潛水污染現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)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(gè)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(gè)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(gè)含水層。含水層是本次評(píng)價(jià)的最小地層單位。對(duì)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(duì)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(guó)地下水水質(zhì)現(xiàn)狀、人體健康基準(zhǔn)值及地下水質(zhì)量保護(hù)目標(biāo)，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(biāo)準(zhǔn)》(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(zhǔn)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(xiàng)目序號(hào) 類
標(biāo)準(zhǔn)值 別

項(xiàng)目 Ⅰ類 Ⅱ類 Ⅲ類 Ⅳ類 Ⅴ類
1 色(度) ≤5 ≤5 ≤15 ≤25 >25
2 嗅和味 無(wú) 無(wú) 無(wú) 無(wú) 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(jì))(mg/L) ≤150 ≤300 ≤450 ≤550 >550

據(jù)前所說(shuō)，我們利用內(nèi)梅羅指數(shù)法的單項(xiàng)和綜合組分評(píng)價(jià)法對(duì)潛水污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)方法如下：
1、參加評(píng)分的項(xiàng)目，應(yīng)不少于本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，但不包括細(xì)菌學(xué)指標(biāo)。
2、對(duì)照表1.1，首先進(jìn)行各單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)，劃分組分所屬質(zhì)量類別。不同類別標(biāo)準(zhǔn)值相同時(shí)，從優(yōu)不從劣。
例：揮發(fā)性酚類Ⅰ、Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)值均為0.001mg/L，若水質(zhì)分析結(jié)果為0.001mg/L時(shí)，應(yīng)定為Ⅰ類，不定為Ⅱ類。
3、對(duì)各類別按下列規(guī)定(表1.2)分別確定單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)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(yán)重。
所以根據(jù)研究區(qū)域提供的近期的已有資料，可計(jì)算出徐州市潛水水質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)分值F，進(jìn)而得出潛水污染的狀況。具體的見評(píng)價(jià)結(jié)果。
潛水總體評(píng)價(jià)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(gè)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(yán)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(guò)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(guò)包氣帶滲入含水層。這種滲入多是呈非飽和狀態(tài)的淋雨?duì)顫B流形式，或者呈短時(shí)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(jìn)入潛水中以后，隨著潛水的開采，在降雨前后形成一個(gè)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?duì)畹臐B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(duì)象多半是潛水。越流型其特點(diǎn)是，污染物通過(guò)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(guò)天然途徑(水文地質(zhì)天窗) 或者通過(guò)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(dòng)力條件的變化而改變了越流方向，使污染物通過(guò)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(gè)：1、防護(hù)條件差 2、地表環(huán)境質(zhì)量差。
1、防護(hù)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(duì)潛水的防污性能差。當(dāng)有污染源分布時(shí)，污染物可以通過(guò)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(jìn)入含水層的途徑短，上部包氣帶對(duì)污染物的吸附、降解能力相對(duì)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(wú)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(biāo)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(duì)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(gè)方面來(lái)減少潛水的污染，保護(hù)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(qiáng)對(duì)污染物排放前的處理，無(wú)論是固體還是液體污染物，從源頭上防止?jié)撍�水質(zhì)的進(jìn)一步惡化；另一方面，我們應(yīng)該實(shí)時(shí)對(duì)地下水實(shí)施監(jiān)測(cè)，有一個(gè)完整的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；最后，我們應(yīng)該對(duì)地下水的開采利用作一個(gè)合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，防止過(guò)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(wèn)題等問(wèn)題以及廢棄礦井等的污水給潛水帶來(lái)的污染。
最后，要合理利用和保護(hù)潛水資源，我們還是要提倡集約用水，減少水資源的浪費(fèi)，為徐州市乃至整個(gè)國(guó)家、全球的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出我們的一份力。

參考文獻(xiàn)：
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