大沽河流域地下水污染现状及成因分析

孟盼盼

(烟台市地质环境监测站，山东 烟台 264003)

1 引言

随着工业化和城镇化的快速发展，人类工程活动导致的环境污染问题逐渐加重。生活垃圾、工业废弃物排放及农药化肥的过量使用，使得大量污染物通过不同途径进入地下[1]，造成了一定程度的地下水污染，导致地下水环境质量下降，也给沿岸地区农产品种植环境和地下水的供水安全造成不良影响[2]。本项目通过地下水和地表水样品的测试分析来研究大沽河流域的地下水污染特征。

2 大沽河流域概况

大沽河发源于山东烟台招远市的阜山西麓,流经青岛市的莱西、平度、即墨、城阳、胶州等市(区)，在营海镇码头村南汇入胶州湾，干流长179.9 km，其主要支流有猪拱河、五沽河、洙河、小沽河、落药河和南胶莱河等。大沽河总流域面积4631.3 km2，第四系孔隙水分布面积1961.2 km2(图1)，多年平均径流量6.311×108m3。

图1 大沽河流域孔隙水分布

大沽河各支流上主要水库有尹府、北墅、产芝、高格庄水库等，水库以上各河流支谷堆积物薄，厚5 m左右，含水层发育差，顶板埋深2～3 m，厚1.5～3.0 m，富水性较弱，单井涌水量小于500 m3/d。主要水库以下至古砚、院上一线中游地段，地形较平缓，堆积物增厚，河谷平原中心带，堆积物厚6～9 m，含水层为中粗砂，顶板埋深2.5～6 m，厚3 m左右，富水性中等，单井涌水量500～1000 m3/d；河谷边缘地带堆积物厚度小于5 m，含水层岩性为砂，厚1～2 m，单井涌水量小于500 m3/d。

古砚、朴木向南至李格庄下游河段，汇水面积广，补给充沛，堆积物厚，含水层发育，是胶东半岛水资源最丰富的地段之一。该河谷平原宽达8 km左右，古河道中心部位堆积物厚8～15 m，含水层厚5～10 m，富水性强，单井涌水量大于1000 m3/d，其中仁兆镇—南村镇一带单井涌水量3000～5000 m3/d。

流域内各支流交汇处和大沽河下游地区河谷平原较宽阔，含水层厚度大且分布面积增大，是流域内的富水地段，流域内已建的地下水水源地如招远庙子夼水源地、青岛大沽河水源地均位于这些地区。该流域内适于修建地下水库的库址有3处，分别为大沽河地下水库、小沽河—猪拱河河岔地下水库和大沽河曹孟河段地下水库。

大沽河地下水库建成于1998年，库区面积421.7 km2，地下水库总库容38413.2万m3，平均含水层厚度5.86 m；死库容14633.7 m3，平均含水层厚度2.00 m；最大调蓄库容10236.0万m3。大沽河地下水库建库后，库区地下水可开采量增加为11031万m3/a，可开采量增加51.1%。库区地下水补给量主要是降水入渗和河流渗漏补给(含人工回灌补给)，分别占总补给量的61%和36%。水库建成后，不仅截断了下游海(咸)水的入侵，地下水位也得到了抬升，可采资源量也大幅度增加，同时地下水质慢慢得到净化，为更好地发挥好大沽河水源地的供水能力提供了工程措施保障。

3 地下水水质污染现状

3.1 评价方法

为研究大沽河流域地下水污染现状，本次工作在大沽河流域共采集水质分析样品131组，其中地下水样品120组，地表水样品11组。对地下水水质结果按照《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)进行分析评价，地下水评价时选择与人类生产生活密切相关的48项化学组分(包括12项一般化学指标、5项无机毒理指标、5项毒性重金属指标、21项挥发性有机指标和5项半挥发性有机指标)采用单因子评价法对每个样品的参评指标进行质量评价，最后按单指标最高类别确定地下水综合质量等级。地下水质量评价指标见表1。

表1 地下水质量评价指标

3.2 评价结果分析

根据水质分析数据可知，大沽河流域孔隙水水质较差，水质以无机污染为主。由图2可以看出，大沽河流域浅层孔隙水硫酸盐含量整体较低，大部分区域满足水质Ⅲ类水标准，仅在南部的李哥庄镇附近硫酸盐含量出现超标现象，该区为地下水库坝址附近，受地下水库坝址影响，硫酸盐在该处富集，致使硫酸盐含量超标。

图2 大沽河流域孔隙水硫酸盐含量分区

流域内硝酸盐含量普遍较高，硝酸盐含量(以N计)低于20 mg/L区域主要分布在大沽河上游各支流地段，其它地区硝酸盐含量(以N计)均高于20 mg/L，超过Ⅲ类水质标准，其中含量较高区主要分布在大沽河地下水库库区范围内，且以南村镇南部区域含量最高，硝酸盐含量(以N计)最高达174.27 mg/L，超过Ⅲ类水质标准近7倍，污染严重(图3)。

图3 大沽河流域孔隙水硝酸盐含量分区

对工作区样品有机检出情况进行了统计，由统计结果可知，大沽河流域有机物指标检出率较高，测试样品中有40组样品有检出，检出率达33%，检出1～3项的样品有35组，检出3项以上的有5组，仅占样品总数的4.2%，检出有机物指标以卤代烃和多环芳烃类为主。

对大沽河流域所采集孔隙水样品进行地下水水质评价，由分析结果可以看出，流域内浅层孔隙水水质较差，无Ⅰ、Ⅱ类水质，Ⅲ、Ⅵ类水仅分布在大沽河上游部分河段的支流处，区内大部分区域地下水为Ⅴ类水质，分布面积占全流域的90%以上，3处地下水库库区水质均为Ⅴ类水质，质量较差(图4)。

图4 大沽河流域孔隙水水质分区

综上所述，大沽河流域现状条件下孔隙水污染严重，浅层孔隙水已基本失去其供水能力，水质较差，以Ⅴ类水质为主，地下水水质主要影响因子为无机组分，以硝酸盐、总硬度、矿化度无机指标影响为主，有机组分仅有部分样品有检出，检出项数较少，大部分为1～3项，超标率较低。

4 大沽河流域水质污染原因分析

大沽河流域地下水无机组分超标点多位于地下水库坝址附近，受地下水库坝址影响，硫酸盐等组分在该处富集，致使含量超标。另外，超标点水质还与河两侧化工企业分布有关，加之农业面源污染和农业垃圾的不合理堆放，都导致污染成分下渗，对地下水质量产生不利影响。另外，研究区主要位于在河谷地带，含水层以细砂、中粗砂为主，地下水位埋深较浅，防污性能较差，容易受到污染。地下水中潜在的硝酸盐污染源有化学肥料(尿素、复混肥等)、动物粪便(厩肥、粪肥)和土壤有机氮等3种，主要来源是土壤有机氮矿化形成的硝酸盐[3，4]。各类污染源氮素含量的顺序为:农业面源>畜禽养殖业>生活污染源>工业及服务业废水)垃圾堆放场,其中农田施肥排放和畜禽养殖业是导致浅层地下水“三氮”污染的主要污染源,分别占总排放量的68.49%和15.97%[5]。

有机物检出与污染的分布有密切关系，有机物检出样点周围一般分布有化工厂，有较好的对应关系。另外，农药使用对地下水中的有机物残留也有一定影响。农药的残留及分解产物苯氧基链烷酸酯、多环芳烃、二噁英、四氯邻甲苯胺、乙撑硫脲等，经过生态系统食物链、食物网的生物富集作用，渗入地下，对土壤质量和地下水环境产生严重污染。

5 结论与建议

大沽河流域现状条件下孔隙水水质整体较差，无Ⅰ、Ⅱ类水质，以Ⅴ类水质为主，Ⅲ、Ⅵ类水仅分布在大沽河上游部分河段的支流处，地下水水质影响因子主要为无机组分，以硝酸盐、总硬度、矿化度无机指标影响为主，有机组分仅有部分样品有检出，检出项数较少，大部分为1～3项，超标率较低。3处地下水库库区水质均为Ⅴ类水质，质量较差。地下水水质受水库坝址及周围排污情况影响，导致污染组分富集，致使含量超标。受污染的地下水不适宜直接饮用，建议处理后再作为饮用水源。