永城市浅层地下水水环境分析与评价

臧红霞 祝 康 祝 芳

（河南省商丘水文水资源勘测局 商丘 476000）

永城市位于北纬33°43′～34°18′，东经115°58′～116°39′之间，地处华北平原的东南边缘，为黄淮冲积平原的交接部位，南北长约65.8km，东西宽约62km，全市面积1994km2。全市共有30个乡镇，总人口132.5万。永城市年平均气温14.0～14.3℃。多年平均降水量805.6mm，年水面蒸发量972mm。流经永城市的主要河流有王引河、沱河、浍河、包河四条，均属淮河流域、洪泽湖水系，为典型的平原季节性河流。永城市浅层地下水埋深一般为2~4m，地下水位变化主要受降水入渗补给和人工开采影响。

永城市水资源短缺，浅层地下水是居民生活和工农业生产用水的主要供水源，近年来，随着工业和城市的迅速发展，废污水及煤矿矿坑水的大量排放，地表河流水质污染严重，河流污水沿河道渗漏补给地下水，进而造成浅层地下水污染。此次永城市浅层地下水水环境分析评价，采用商丘水环境监测中心1980～2008年监测资料。评价面积1994km2，设有监测井65眼，地下水监测井分布较均匀，平均31km2一眼，监测数据具有较好的代表性。

1 永城市地下水水化学特征

1.1评价方法

选择65眼监测井中具有代表性的26眼井进行地下水水化学评价，对地下水中主要离子钾和钠、钙、镁、重碳酸盐、氯化物、硫酸盐及总硬度、矿化度、pH值的分布情况进行评价，并划分水化学类型。水化学类型的划分采用舒卡列夫分类法（见表1），即根据地下水中6种主要离子（Na+、于25%毫克摩尔的阴离子和阳离子进行组合，可组合出49型水，然后按矿化度的大小进行分组，可分为A组（矿化度≤1.5g/L）、B组（1.5g/L≤矿化度≤10g/L）、C组（10g/L≤矿化度≤40g/L）、D组（矿化度≥40g/L）。

1.2永城市地下水水化学类型

1.3永城市地下水矿化度、总硬度、pH值现状分布

永城市矿化度小于等于2g/L占评价面积的98.3%，大于2g/L的仅占1.7%；永城市总硬度含量小于250mg/L的占监测井数7.7%，250～350mg/L之间的占监测井数的15.4%，350～450mg/L之间的占监测井数的18.5%，450～550mg/L占监测井数的9.2%，550～650mg/L占监测井数的12.3%，大于650mg/L占监测井数的36.9%。pH值绝大部分在7.0～8.0之间占监测井数的86.2%，8.0～8.5的占9.2%，6.5～7.0之间的占4.6%。

2 永城市浅层地下水水质现状评价

根据65眼监测井资料对永城市浅层地下水水质现状进行评价，选取评价项目为pH值、矿化度、总硬度（以CaCO3计）、氨氮、挥发酚、硫酸盐、氯化物、氟化物8项。采用单指标评价法按国家标准（GB/T14848-93）《地下水质量标准》确定单井现状地下水水质的类别。然后按照超标率（%）（超Ⅲ类水标准）和最大超标倍数（最大监测值/Ⅲ类水标准值-1，）两个指标进行评价。

永城市总硬度超标率为64.6%，全市最大值为2620mg/L，出现在条河乡韶山村，超标倍数为5.8倍；氨氮超标率为13.8%，全市最大超标倍数为19.8倍，出现在高庄镇铝厂；矿化度超标率为56.9%，全市矿化度最大值出现在条河乡徐山村，含量为5790mg/L，超标倍数5.8倍；氟化物超标率为60%，最大值5.82mg/L，超标5.8倍，出现在芒山镇姜楼村；氯化物超标率为21.5%，全市最大值出现在薛湖镇董庄，含量为945mg/L，超标倍数为3.8倍；硫酸盐超标率40%，全市最大值出现在条河乡韶山村，含量为2500mg/L，超标倍数为10倍；永城市浅层地下水挥发酚均未检出。

根据水质监测井各监测项目的评价结果来确定监测井的水质类别。评价结果表明，永城市65眼监测井中，Ⅱ类水有4眼，Ⅲ类水有16眼，Ⅳ类水有12眼，Ⅴ类水有33眼，也就是说劣质水井（Ⅳ、Ⅴ类水，下同）共有45眼，占全部水质监测井的69.2%，这说明永城市地下水已遭到相当程度的污染。但其中相当一部分是因为总硬度、氟化物、矿化度等天然水化学主要成分含量较高，或因氟化物等水化学异常项目造成的，属于人为影响造成的污染只是一部分。总硬度、矿化度、氟化物、硫酸盐是永城市地下水的主要超标物。

3 永城市地下水水质与水量统一评价

3.1评价方法

采用地下水不同水质类别的面积和地下水水资源数量评价（1980～2000年平均）结果相结合的方法，确定不同类别的水资源量，并按水资源三级区进行统计、分析。

表1 舒卡列夫分类法

3.2不同水质的地下水资源量评价

通过分析计算永城市浅层地下水水资源量为43603.1万m3，其中地下水Ⅱ类水资源量为4062.5万m3，占总资源量的9.32%；地下水Ⅲ类水资源量为15923.9万m3，占总资源量的36.5%；地下水Ⅳ类水资源量为2153.9万m3，占总资源量的4.94%；地下水Ⅴ类水资源量为21462.8万m3，占总资源量的49.2%。按永城市境内四条主要河流划分包河区、浍河区、沱河区、王引河区，计算分析评价结果为：包河区Ⅱ类地下水水资源量为4062.5万m3，占53.1%，Ⅲ类地下水水资源量为1134.4万m3，占14.8%，劣质地下水为2460万m3，占到32.1%；浍河区劣质地下水为5887.5万m3，占到40.7%；沱河区劣质地下水为10359.5万m3，占到89.4%；王引河区劣质地下水为4909.7万m3，占到49.6%。评价结果表明包河区水质较好。

4 永城市地下水水质污染分析

4.1永城市地下水污染状况

地下水的污染程度采用污染指数衡量。本次评价规定，水质项目i在近期的污染指数Pi是指该项目2005年左右的监测值Ci与该项目1980年左右的监测值Ci0的比值。若Pi大于1，则表明地下水遭到污染，Pi越大，表示污染程度越严重。

永城市地下水水质由于天然因素，即使没有人为污染，也有部分为劣质水，为了解永城市人为污染因素对地下水水质的影响，进行地下水污染分析。在本次评价的9个项目中，除总硬度、矿化度等主要天然水化学成分及氟化物等水化学异常项目受人类活动的影响较小外，其余项目可以认为主要取决于人类活动的影响，这些项目如达到Ⅳ类、Ⅴ类水标准，则认为地下水被污染，Ⅳ类为轻度污染，Ⅴ类为重度污染，Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类则认为水质未受到污染，这些项目主要有氨氮、高锰酸盐指数、挥发酚等。

根据单井综合评价（污染项目）确定的监测井水质类别，进行监测井代表面积分析，确定由该监测井水质类别代表的地下水分布面积，并按水资源三级区和地级行政区进行统计、分析。从永城市水质现状分析成果来看，氨氮是永城市浅层地下水主要污染物。

在永城市1994km2中，地下水轻度污染面积为72.8km2，占3.7%，地下水重度污染面积为106.9km2，占5.4%，两项之和污染面积为179.7km2，占9.1%，未受到污染的面积为 1814.3km2，占90.9%。

对污染评价结果进行分析，与水质评价结果对照，可以看出污染总面积大大小于劣质区面积。全市污染面积为179.7平方公里，占总面积的9.1%，而劣质区面积为1287.8平方公里，占总面积的64.6%。其原因主要是相当一部分劣质区由矿化度、总硬度、氟化物等地下水本底成分超标引起的。

4.2永城市地下水污染成因分析

地下水受污染的途径很多，从永城市情况看主要有以下几种：

4.2.1地表水污染的影响

永城市地表水污染较为严重，由于地表水和浅层地下水的密切联系，当地表水受到污染时极易导致地下水污染。此次评价结果表明，永城市地下水水质污染的空间分布和地表水相似，特别是污染严重的河流两侧地下水均受到不同程度的污染，这说明地表水污染对地下水的影响。

4.2.2污水灌溉及某些小企业污废水的渗坑排放

永城市水资源较为短缺，一些地方采用未经处理的工业废水及生活污水进行灌溉，而土壤对污水的净化降解能力有限，长期的污水灌溉，将造成地下水污染。

4.2.3生活垃圾、固体废弃物处置不当对地下水造成污染

生活垃圾主要包括燃烧消耗产生的废气、废渣、生活污水和垃圾等，虽然排放量不大，但都未经过处理，有害成分浓度较高。一些厂矿将固体废弃物任意堆放，特别是一些露天存放的尾矿、冶炼废渣、粉煤灰、赤泥等以及城市周边的垃圾堆放场，绝大多数无防渗措施，这些有害物质随降雨淋滤渗入地下污染地下水，使地下水氨氮含量偏高。

4.2.4农药化肥的施用不尽合理是地下水水污染的主要面污染源

永城市是农业大市，化肥施用量较大，而过多地、不合理地施用农药化肥，将造成地下水水质污染。氨氮是反映面污染源中化肥对地下水资源质量影响的标志指标，氨氮超标的主要原因与农民有偏施、重施氮肥的习惯有直接关系，如农田施用氮肥，会有相当于氮肥施用量的12.5%～45%的氮从土壤中流失，下渗并污染地下水。此次评价结果表明，永城市地下水中氨氮最大值8.72mg/L，超标较为严重，这和化肥的使用有一定的关系■