沧州市地下水质量分析

2011-02-28孙淑珍

水科学与工程技术 2011年5期

孙淑珍

（河北省沧州水文水资源勘测局，河北沧州 061000）

1 基本情况

沧州市地处河北省东南部，东临渤海，南界山东，北与廊坊、天津为邻，西部、西南部与保定、衡水相接。位于北纬37°28′～38°57′、东经115°42′～117°50′之间，南北长约165km，东西宽约187km，全市总面积14056km2。沧州全市均为平原区，南运河以西属低平原区，以东属滨海平原区。

沧州市因地表水资源紧缺，生活及工农业各方面用水主要依赖于当地的地下水。由于人们对地下水水质影响的认识不足和经济技术落后，长期以来该地区均以不符合标准的地下水作为主要水源，特别是氟超标导致该地区大范围人群患氟骨病而丧失劳动能力，长期与疾病和贫困做斗争。因此科学评价该地区的地下水水质条件对于有计划地进行水资源开发利用和针对性处理是非常重要的。

2 评价标准与评价因子选择

2.1 评价标准

地下水质量综合评价标准采用GB/T14848—93《地下水质量标准》，依据1980～2005年地下水水质站网监测资料，对沧州市浅层地下水和深层地下水分别进行质量评价。为保证评价的精度，采用内梅罗综合指数法结合标准对照法进行评价。

针对水资源不同用途，用于生活饮用水功能评价标准采用GB5750—2006《生活饮用水卫生标准》；农田灌溉评价标准采用GB5084—92《农田灌溉水质标准》。

2.2 评价因子

评价因子以反映溶解性总固体、总硬度、氯化物、硫酸盐、氨氮、氟化物、高锰酸盐指数为原则，选择pH值、重金属、盐类等28项因子。

3 浅层地下水水资源质量评价

3.1 单项污染物质评价

3.1.1 主要污染物检出率及超标率情况

沧州市浅层地下水污染、超标率（超Ⅲ类水）较高的项目依次是溶解性总固体、总硬度、氯化物、硫酸盐、氨氮、氟化物、高锰酸盐指数等。上述主要指标检出率均为100%，其中超标率最高为溶解性总固体，超标率达100%；超标率最低为高锰酸盐指数，超标率为34.4%。主要污染物项目检出率、超标率统计见表1。

表1 沧州市浅层地下水污染物质检出率、超标率统计

3.1.2 主要污染物分布及成因分析

溶解性总固体、总硬度、氯化物、硫酸盐含量偏高，与沧州市地质结构有关。沧州市地处冲洪积平原区，地势平缓，浅层地下水开采层为第一含水组，地下水埋深较浅，排泄方式以人工开采为主，其次是潜水蒸发，侧向径流微弱。土壤中矿物成分经过不断风化淋溶，造成了地下水化学成份逐渐增多，形成盐分积累。氨氮、高锰酸盐指数等物质主要源于工业废水、生活污水排放及农村大面积使用大剂量化肥农药和污水灌溉等。而氟化物则是由于部分区域地下沉积物中有含氟量较高的母质矿物，而氟易溶于水，造成地下水氟含量偏高。

3.2 内梅罗指数综合评价

3.2.1 内梅罗指数选择

将地下水水质监测结果与地下水质量标准值逐项进行比较，确定其所属水质类别，再根据类别与内梅罗指数Fi的换算关系确定各单项指标的Fi值，见表2。

3.2.2 各单项组分Fi的平均值单项组分Fi平均值计算采用算术平均方法。即：

表2 水质类别与Fi值关系

式中 n为参加评价的单项数目。

3.2.3 内梅罗方法计算综合评价分值

内梅罗计算为：

式中 Fmax为各单项组分评价分值F中的最大值。

根据计算的F值，按表3划分地下水质量级别。

表3 水质综合评价分级

采用内梅罗指数法对沧州市浅层地下水质量进行评价，并将该法综合评价结果与地下水水质综合评价结果进行比较。评价结果：32眼浅层地下水监测井中有4眼水质为较差级别，占总井数的12.5%，其主要污染物有总硬度、溶解性总固体、氟化物。其余28眼井水质为差级别，占总井数的87.5%，其主要污染物是总硬度、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、氟化物。

内梅罗指数综合评价级别统计见表4。

表4 沧州市浅层地下水监测井水质级别统计

3.3 浅层地下水现状质量综合评价

根据2005年沧州市32眼浅层地下水水质监测井的水质分析，Ⅳ类水占12.5%；Ⅴ类水占87.5%；没有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水。在沧州市浅层地下水中，硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、氯化物、高锰酸盐指数、氟化物6项指标超标区域均占全市面积的1/2以上。

进一步按分类水质标准分析，沧州市境内32眼浅层地下水监测井的水质均不符合生活饮用水标准，影响饮用水功能的主要项目是矿化度、总硬度、氯化物、硫酸盐。同时32眼浅层地下水监测井的水质条件也均不满足农田灌溉水功能，主要影响因子是溶解性总固体、氯化物等。

4 深层地下水质量评价

沧州市深层地下水共布设150眼监测井，同样按照生活饮用水、农田灌溉水功能进行评价。所采用的标准和方法均与浅层地下水一致。

4.1 单项水质参数评价

沧州市深层地下水超标率最高的项目依次是氟化物、溶解性总固体、氯化物、硫酸盐，各污染物检出率、超标率统计见表5。

表5 沧州市深层地下水污染物质检出率、超标率统计

沧州市深层地下水中超标最严重的是氟化物。氟化物含量偏高的原因是由于部分地区地下沉积物中有含氟量较高的母质矿物遇水溶解造成。受地质环境的影响，深层地下水中氟化物超标是沧州区域的普遍现象。

4.2 深层地下水质量综合评价

通过对2005年沧州市150眼深层地下水质监测井的资料分析，沧州市深层地下水第Ⅲ含水组水质均达不到GB/T14848—93《地下水环境质量标准》中规定的Ⅰ类水质标准，符合Ⅱ、Ⅲ类水质标准的地下水主要分布在肃宁、河间市西南部和献县的西部地区；符合Ⅳ类水质标准的主要分布在任丘、河间市的中部、献县东部和泊头的西部地区，其他区域的地下水质量均为Ⅴ类，主要是氟化物超标。各类别地下水的分布面积统计见表6。

表6 沧州市深层地下水第Ⅲ含水组各类别面积统计表

由表6可见，沧州市境内仅有10.8%的面积第Ⅲ含水组深层地下水能够满足人体健康所需的Ⅱ、Ⅲ类水质标准。Ⅳ、Ⅴ类水中主要是氟化物超标，若用于饮用功能须进行相应处理，使水质类别达到Ⅱ、Ⅲ类标准。

沧州市境内第Ⅲ含水组深层地下水满足农田灌溉功能的面积占全市总面积的29.5%，主要分布在肃宁、河间市、献县和泊头的西部地区。其他区域的水质均不符合农田灌溉用水标准要求，影响水体灌溉功能的主要物质是氟化物超标，其次是氯化物；氯化物超标区域主要分布在黄骅市、南大港、临港、海兴、青县和盐山县的东北部地区。