污染指数法在地下水污染评价中的应用：以吴川市地下水污染评价为例

汤崇发

(江西省赣州市水利电力勘测设计研究院，江西赣州341000)

污染指数法是当前在地下水污染评价中最常用的评价方法［1－4］，包括单项指标的污染指数(I)和内梅罗综合污染指数(PI)。污染指数法用于地下水污染评价，可以通过地下水污染的主要影响因子初步确定地下水污染源;进行浅层地下水污染等级分区，并结合MAPGIS软件计算污染区域面积;地表水对浅层地下水污染的影响评价等。

以吴川市地下水污染调查评价为例，针对吴川市调查区域范围内的101个取样点的水质分析结果，分别选用单项指标的污染指数(I)和内梅罗综合污染指数(PI)法对取样结果的22项因子进行地下水污染分析［5－6］。由于吴川市地区以往的水文地质研究程度不高，地下水资源仅限于大区域、小比例尺的概略性研究，因此本次应用污染指数法评价吴川市地下水污染计算时的背景值(对照值)选用地下水质量标准(GB/T 14848 －93)二类水的标准值［5］。

1 地下水污染主要影响因子的确定

根据101个水样点中22项因子的污染指数统计结果(见表1)，可以得出以下结论:对地下水污染最严重的污染因子是NH4+，是标准值的233倍;影响范围最广的因子是NO2－，超标率达到66.7%。把超标率大于或者等于30%的因子作为地下水污染的主要影响因子:氮类(NO2－、NH4+)、金属元素(Cd、Pb、Mn、Fe、Al)以及酸碱度 pH 值。

表1 22项因子单项指标污染指数统计表

2 浅层地下水污染等级分区

根据每个取样点的PI值对其地下水污染等级分类，再结合调查区的地形地貌、环境和水文地质条件，将吴川市调查区域浅层地下水分为4个污染区域:未污染区，轻微污染区，中等污染区域以及严重污染区域(见图1)。

图1 吴川市浅层地下水污染等级分区图

3 地表水对浅层地下水污染的影响评价

鉴江两岸平原地区浅层地下水与地表水的水力联系密切，地表水水质情况对浅层地下水污染有一定的影响。不同地段地表水水质的不同，导致了浅层地下水污染程度及其影响因子不同。选鉴江上中下游附近平原地区11个取样点的数据进行分析(见表2)，取样点的位置如下(见图2)。

根据上面取样点的数据统计，可以作出不同区域内取样点PI值的变化离散图(见图3)。

通过图表对照分析可知，随着工业及城市化程度提高，地下水污染程度也在逐步加重，越靠近城市工业区，污染越严重。鉴江上中游区域工业及城市化程度低，污染源较少，地表水的污染程度较低，导致该地段取样点的PI值也较低，地下水污染程度属于轻微污染;而在鉴江下游，从吴川市区梅录街办开始，有城市污水和生活污水的长期注入，使得地表水受到严重污染，进而污染地下水，导致该地段地下水(取样点M5391)的评价因子 Mn、NO2－含量较中上游区域明显提高，并作为地下水污染的主要影响因子;在塘尾街办接受新一轮的污水注入，使附近区域取样点M5396、M5346地下水的评价因子NH4+分别提高了90多倍和30多倍，成为主要的影响因子，导致PI值增大幅度很大;在更下游地区，由于没有新的大污染源的注入，随着水的稀释其污染因子的含量有下降趋势，PI值也有所下降。除此之外，根据各取样点评价因子Mn的I值大小以及地貌地质条件表明，在河道受河流长期侵蚀作用一侧，影响地下水污染的重金属元素相对含量较之河流堆积作用一侧较小，这是因为长期受河流堆积作用，地下水交替缓慢，有利于重金属元素的富集，又由于长期有污染源注入河道，导致在堆积一侧地下水重金属元素含量较高。

表2 11个取样点的污染指数统计表

图2 取样点位置图

图3 各取样点PI值变化离散图

4 结语

综合评价结果表明，轻度污染和中等污染区域主要的影响因子是氮类元素N，主要受到农业化肥和农药的污染;鉴江下游地势比较低，由于城市工业污水、生活污水的不合理排放，使得鉴江下游地表水体污染严重，而地下水得到污染地表水的补给，是造成下游平原地区地下水严重污染的主要原因，主要的影响因子是NO2－、NH4+、Mn、Al、Fe。评价结果基本符合调查区地下水水文地球化学环境、水文地质条件、人为环境、地下水污染现状等实际情况。

因此，通过污染指数法评价地下水污染是可行的。尽管如此，污染指数法在地下水污染评价中的应用也只限于定性分析，只能反映地下水污染的程度，而难以建立模型分析地下水污染运移途径特征和分析地下水污染趋势变化。内梅罗污染指数法用于评价地下水污染时考虑了污染最严重的因子，并选择“1”作为未污染和污染的分界点，指数偏小，评价结果比较保守。

［1］林年丰，李昌静.环境水文地质学［M］.北京:地质出版社.1990.

［2］梁亦欣.我国地下水污染现状及趋势.科技信息○问题与探讨○.2007.(27)，584.

［3］郭新体，冯斌.河南省永城市浅层地下水水质污染分区.工程勘察.2005.(1):17 ～21.

［4］潘国营，韩怀彦，王永安.应用SPSS统计软件和污染指数评价地下水污染.焦作工学院学报(自然科学报).21(3)2002.5.

［5］国家技术监督局.中华人民共和国国家标准.地下水质量标准(GB/T14848—93)，1994.

［6］中国地质调查局.中国地质调查局地质调查技术标准.地下水污染调查评价规范(1:5万－1:25万).2005.