地下水劣质劣变评价体系研究

张小文　袁伟　胡亚召

摘 要：自然环境和人为活动作用下的地下水水质演化是近年来污染水文地质领域的研究热点，如何分析评价各种影响作用下地下水的水质成因并有效指导地下水管控工作始终是一个难点。以南充市浅层地下水为例，在资料收集和水文地质调查的基础上，通过“环境筛查+水化学图+数理检验”对239组地下水水样进行异常数据识别，分别计算了各水文地质单元的地下水背景值，确定了研究区天然劣质指标。基于背景值提出地下水劣质劣变评价，将研究区浅层地下水划分为天然优质水、劣变优质水、天然劣质水、劣变劣质水和污染劣质水5类，在划分水质优劣的基础上进一步明确了水质成因。通过离子浓度关系、因子分析等数理统计方法归纳了区内主要水质问题，一是分布于天然劣质水区，受自然环境影响下的天然劣质指标总硬度和Fe的浓度高值；二是分布于劣变劣质区和污染劣质区，输入型人为污染导致的COD、“三氮”、重金属等离子浓度的超标以及天然劣质指标浓度的进一步劣变升高。

关键词：地下水；劣质劣变；背景值；人为活动；南充市

Study on evaluation system of inferior and deteriorating groundwater

ZHANG Xiaowen， YUAN Wei， HU Yazhao

（Sichuan Institute of Geological Engineering Investigation Group Co.， Ltd.， Chengdu 610072， Sichuan， China）

Abstract： Groundwater quality evolution under the influence of natural environment and human activities has been a research hot-spot in the field of pollution hydrogeology in recent years. It has been difficult to evaluate the causes of groundwater quality under various impacts and to carry out effective underground water pipe control. In this paper， based on data collection and hydrogeological survey， 239 groups of groundwater samples of Nanchong City were identified with abnormal data through "environmental screening+hydrochemical map+mathematical test"， and the groundwater background values of each hydrogeological unit were constructed respectively. The groundwater in the study area was divided into five categories： "natural high-quality water， degraded high-quality water， natural inferior water， degraded inferior water and polluted inferior water". The causes of water quality were further clarified on the basis of the division of water quality. Through mathematical and statistical methods such as ion concentration relationship and factor analysis， two main water quality problems in the area are summarized： firstly， the total hardness and Fe of high concentration， as natural poor quality indicators， are distributed in natural poor quality water areas and affected by the natural environment; secondly is the excessive concentration of COD， "three nitrogen"， and heavy metal plasma caused by input type human pollution， as well as the further deterioration and increase of natural poor quality indicator concentration， which is distributed in areas with degraded inferior and polluted inferior water.

Keywords： groundwater; inferior and deteriorating; background value; human activities; Nanchong City

地下水作為自然界水循环的一个重要环节，是全球重要的供水水源，其水质的优劣对社会的稳定和经济可持续发展以及人民身体健康有着至关重要的作用。由于地下水赋存于地下岩土介质中，在自然循环过程中会与岩土介质发生相互作用，循环条件的差异导致地下水中赋存物质的种类和浓度各异，当某些物质达到一定浓度时，会出现不宜使用的劣质水。此外，地下水和岩土介质的相互作用会直接或间接地被不同程度的人为活动所影响，导致水质劣变恶化现象发生（张宗祜等，2004；姜纪沂，2007；廖磊等，2016a；孟令华，2023；张一鸣，2022）。

2005—2015年，中国地质调查局组织实施了全国地下水污染调查评价，摸清了中国地下水水质基本状况及主要影响指标。从全国各区地下水水质综合评价结果看，我国地下水具有明显的高溶解性总固体、高硬度、高铁锰、高硫酸盐、高砷、高氟以及盐化、硬化、硝化、酸化、多样化的“六高”和“五化”特征，其中既有受地形地貌、气象水文、水文地质条件等自然因素影响表现为天然劣质水的情况，也有受地下水不合理开发利用、污染物输入等人为活动影响下劣变恶化的情况（何宝南等，2022）。对于这种在自然环境和人为活动2 种驱动作用下地下水质量的空间差异分布，国内外学者往往从水质影响因素和水化学指标2个角度进行研究，其一是基于影响作用指标体系，如地形地貌、气象水文、水文地质条件等天然因素指标以及土地利用、人口密度、污染源分布等人为因素指标，采用定性或半定量方法正向构建评价体系，综合研究各指标对地下水的影响（Holding et al.，2016；王金哲等，2011）；其二是从地下水外界驱动作用对水质影响的最终结果——水化学特征变化出发，反向构建基于水化学特征异常识别的外界影响作用量化评价方法，可以定量识别人为活动对地下水的影响程度（张小文等，2018；Zhang Q Q et al.，2017）。但整体来说，对于外界驱动因素如何影响地下水水质，导致的“背景水、污染水、优质水、劣质水”之间的联系及区别研究不够，缺乏对地下水管控的实际指导意义，这需要我们进一步深入探索。

基于以上背景，本次研究以嘉陵江流域中段南充市浅层地下水为例，结合基础资料及水化学数据，划分水文地质单元，确定了南充市浅层地下水背景值，基于背景值开展地下水劣质劣变评价体系研究，区分天然劣质指标及人为污染指标，以期通过一套评价体系达到掌握地下水质量现状、污染情况及劣质成因的目标，为类似研究区地下水供水水质安全及污染防治策略制定提供技术支撑。

1  思路与方法

1.1  研究思路

地下水质量的空间差异主要受自然环境的约束控制以及人为活动的影响干扰，通过地下水水质评价及污染评价可以了解地下水化学组分超标情况和人类活动对地下水水质的影响程度，但评价结果往往会出现由于原生地质环境导致的大面积超标地下水，可能引发人民群众的恐慌，导致管理者过度重视，不科学地采用改善修复措施。或者出现地下水受到了人类活动污染但水质表现为合格水的现象，有可能导致管理人员的忽视。且地下水质量评价、污染评价2套评价体系侧重内容不同，成果表达繁多，未区分天然劣质指标及人为污染指标，不能很好地揭示水质成因（Zhang et al.，2019）。

为明确地下水质量好坏及所受人为活动的影响程度大小，本研究基于GB/T 14848-2017《地下水质量标准》Ⅲ类指标限值及地下水背景值提出劣质劣变评价。其中，劣质水是指在原生地质环境状态下与次生条件中被人为污染形成的水质不合格水，主要表示地下水质量的概念。劣变顾名思义为变劣的趋势，指地下水在人为活动的作用下劣变恶化的过程，主要表示地下水污染的概念。通过劣质劣变评价，整合地下水水质评价和污染评价的表达内容，基于地下水背景确定研究区天然劣质指标，将区内地下水划分为天然优质水、劣变优质水、天然劣质水、劣变劣质水和污染劣质水5类，在划分水质优劣的基础上进一步区分水质成因。

1.2  背景值确定方法

背景值的确定，必须区分不同的地下水系统单元，将天然水化学基本原理与污染水化学原理结合在一起，综合考虑天然条件下地下水水化学演化规律、水化学特征，以及人类活动影响的水化学演化规律及特征，这样得出的背景值才能够准确代表该单元在正常影响下的地下水水质情况。结合南充市水文地质概况，包括地层岩性，含水层特征，地下水补给、径流、排泄条件等因素作为分区依据，将南充市分为4个水文地质单元，分别计算各单元的地下水环境背景值。

参考已有的背景值研究成果（王磊等，2018；张小文等，2017；廖磊，2016b），結合研究区实际情况，本次根据取样点周边环境，水文地球化学演化过程和各水化学指标之间的内在联系，以及水化学数据集分布特征进行污染数据的识别剔除，构建科学合理的水化学背景范围。具体方法如下：

1）周边环境筛查：借鉴英国地调局背景值报告及欧盟颁布的《水框架指令》（WFD）（2000/60/EC）等，结合研究区实际水文地质调查情况，将同一地下水系统中周边存在明显潜在污染源的水样点剔除，不参与背景值的计算。存在明显潜在污染源主要包括周边工业园区、化工企业、矿渣、污水沟、垃圾场、养殖场、加油站、化粪池等。

2）水化学图法剔除：Piper三线图可简洁明了、直观形象地展现地下水主要组分的相对含量和一般化学特征，反映溶滤作用、混合作用等各种水化学作用。借鉴彭聪等学者（Peng et al.， 2017）研究，首先将Piper三线图转换为二维坐标图，再利用马氏距离对各水化学图进行相似程度的计算。即通过将二维的水化学关系图转化为一维的马氏距离判断各水样点的异常，剔除异常数据至无离群样品。以单元Ⅱ为例，水化学图法识别异常见图1。

3）数理检验：最后利用Grubbs数理检验法分析验证剩余采样点各水化学指标的离散程度，进一步识别出各指标测量数据中偏离平均值较远的个别“异常数据”，减少异常值对总体数据的影响，以加强数据筛选的准确性。Grubbs检验法计算过程如下：

计算统计量Gn的值：

式中，X i为待检测值，X ?为平均值，Sn为标准差，n为样本数。

确定检出水平α，本次检验检出水平α为0.1，即置信概率p=0.9。在Grubbs检验的临界值表中查出临界值G1-α（n）；当Gn> G1-α（n）时，判断Xi为异常值，并剔除该组样品；循环计算Gn值，直到Gn< G1-α（n），则完成Grubbs法剔除样本异常值的过程。

1.3  劣质劣变评价体系

通过各水样点背景范围不仅能够识别研究区天然条件下形成的劣质水及其种类、分布和范围，而且能够有针对性地识别人类活动对地下水水质的异常影响（Zhang Y et al.，2017）。如果地下水中某指标背景值超标，说明该区域在天然地质环境和正常人类活动下形成了劣质水，需要在该区域中进行劣质劣变水评价划分。首先根据各水文地质单元背景值构建结果，将水化学指标分为天然劣质指标和非天然劣质指标，根据指标浓度值和该指标Ⅲ类水标准限值、背景值上限，将天然劣质指标划分为A、C、D类，将非天然劣质指标划分为A、B、E类，具体划分方法及各评价类别意义见表1。

参考GB/T 14848－2017《地下水质量标准》中综合评价方法，按照单指标评价结果中最差的类别确定。首先对单指标评价结果进行优先级排序：以Ⅲ类水标准限值作为依据，A类、B类均表示指标浓度小于等于Ⅲ类水标准限值，C类、D类、E类表示指标浓度大于Ⅲ类水标准限值，水质超标指标表达优先级高于水质合格指标，因此A、B表达优先级低于C、D、E；同理，以是否在人为活动影响下指标浓度升高超过背景限值作为依据，A类、C类为未受或受轻度人为活动影响下天然背景指标，B类、D类、E类为人为活动影响下已发生恶化的污染指标，因此A表达优先级低于B，C表达优先级低于D、E；E类表示在人为活动影响下的超标指标，D类表示仅在原生自然环境导致的天然劣质指标在人为活动影响下浓度进一步升高超过其背景阈值，因此D表达优先级低于E。单指标评价结果表达优先级为A

综上，某水样的劣质劣变综合评价等级为单指标综合评价结果中最差的类别，即表达优先级最高的类别。以下分述劣质劣变综合评价各类水的用途及表达意义。

A类：天然优质水，未受或受轻度人为活动影响下的天然背景水，地下水化学指标含量低，适用于集中式生活饮用水等各种用途。

B类：劣变优质水，受人为活动影响部分指标浓度升高，整体地下水水质合格，水化学指标含量较低，适用于生活饮用及工农业用水等用途。

C类：天然劣质水，原生自然环境导致的部分指标超三类水标准，未受或受轻度人为活动影响，部分天然劣质组分含量较高。

D类：劣变劣质水，原生自然环境导致的天然劣质水在人为活动影响进一步恶化形成的劣变水，部分天然劣质组分含量高。

E类：污染劣质水，受人为活动影响导致的水质不合格水。

2  实例验证

2.1  研究区概况及数据来源

南充市位于四川盆地东北部、嘉陵江流域中段，是中国西部地区重要的交通枢纽城市。气候属中亚热带湿润季风区，有着与四川盆地共同的气象特点：四季分明，雨热同季，降雨时空分布不均，多年平均年降雨量980～1 150 mm，由西向东北递减，以夏季降雨最多，约占整年降雨量的一半。全市地势从北向南倾斜，海拔256～888.8 m，地貌类型分为北部低山区、南部丘陵区、河谷平坝三大类。根据地层岩性、地形地貌、地下水补径排条件等因素（毛文清等，1997；张廷山等，2006），将南充市划分为4个水文地质单元（图2），各区特征分述如下：

水文地质单元Ⅰ区：研究区北部阆中市店子垭—千佛场一带，地层岩性为白垩系苍溪组（K1c）、白龙组（K1b）灰色、灰白色厚层块状—细粒岩屑砂岩、长石砂岩夹紫红色泥岩、钙质砂岩。主要赋存砂、泥岩风化带孔隙裂隙水，富水性中等。

水文地质单元Ⅱ区：研究区中部南部县、仪陇县大部分地区，地层岩性为侏罗系上统蓬莱镇组（J3 p）灰黄色中至厚层状细砂岩与紫红色钙质、砂质泥岩不等厚互层。主要赋存砂、泥岩风化带裂隙水，富水性贫乏。

水文地质单元Ⅲ区：研究区南部嘉陵区至营山县一带，地层岩性为侏罗系遂宁组（J3 s）砂泥岩不等厚互层，常见浅灰、黄绿色的不规则钙质结核或团块，沙溪庙组（J2 s）紫红色泥岩、钙质泥岩为主，夹薄层或脉状石膏。该水文地质单元以砂泥岩风化带溶蚀孔洞为主要的地下水储集和运移空间，富水性中等。

水文地质单元Ⅳ区：主要分布于嘉陵江两岸漫滩和阶地，地层岩性为第四系（Q4al、Q2+3fgl）沙质黏土、粉质砂土、卵砾石土。赋存河流堆积砂砾卵石层孔隙水及冰水堆积黏土砂砾石层孔隙水，富水性中等。

2022年4月开展南充市水文地质调查、地下水样品采集工作。采样井主要为居民生活用井和农业灌溉井，井深均小于30 m，为浅层地下水。收集的浅层地下水取样测试数据来自2021年“四川省地下水环境调查评估与能力建设一期调查评估服务03包南充市地下水环境调查评估”项目及2004年“四川省红层丘陵区地下水调查与开发利用规划及农村找水打井示范工程”项目（四川省地质工程勘察院集团有限公司，2021；张廷山等，2005）。

为了保证研究数据的代表性和科学性，对已获取的区域地下水数据进行测试指标筛选及可靠性检验。只保留测定指标含TDS、pH值、总硬度、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO4 2-、HCO3 -、CO3 2-、NO3 -、NO2 -、NH4 +、F-、COD、Fe、Mn、Cu、Al、Zn、H2SiO3、Hg、Cr6+、Pb、As、Cd的樣品共有247组，进行碳酸平衡和电荷平衡检验后，共获得239组样品水化学数据用于本次研究，其中2022年平水期分析样品48组，2021年平水期分析样品95组，2004年分析样品96组。取样点具体位置见图2，根据实地调查及相关收集资料，研究区浅层地下水主要的潜在污染源分布见图3。

2.2  背景值计算结果

根据水文地质条件将研究区分为4个水文地质单元，分别构建各单元的地下水环境背景值。首先利用环境筛查法剔除了可能受人为活动影响较大的取样点，其次考虑地下水水文地球化学演化过程及各水化学指标之间的内在联系利用水化学图法进一步识别异常取样数据，最后利用Grubbs数理检验法分析验证剩余采样点各水化学指标的离散程度，进一步识别出各指标测量数据中偏离平均值较远的个别“异常数据”。异常识别结果见表2、表3。

基于上述背景值构建方法，分别对研究区4个水文地质单元进行了异常识别，最后计算异常剔除后剩余数据的累积频率，背景值范围为累计频率为5%～95%所对应的浓度值。以单元Ⅱ为例，计算结果见表4。

2.3  劣质劣变评价结果

根据背景值构建成果，水文地质单元Ⅱ、Ⅲ区存在天然劣质指标，均为总硬度和Fe。对收集到的各期水化学数据进行劣质劣变评价，结果如表5所示。2004年“红层找水”数据以及2022年本次取样数据主要以居民生活用井和农业灌溉井为主，显示为A类天然优质水占比最多，其次为B类劣变优质水及E类污染劣质水，C类天然劣质水及D类劣变劣质水分布较少。2021年“四川省地下水环境调查评估与能力建设一期调查评估服务03包”项目数据，主要针对南充市20个重点调查对象布设监测点，完成地下水的取样和分析工作。重点对象除2个地下水集中式饮用水源地外，其余为工业聚集区、重点行业企业、危险废物处置场、垃圾填埋场等潜在污染源。均属于受人为影响较大的区域，因此评价结果主要表现为E类污染劣质水最多，其次为B类劣变优质水及D类劣变劣质水。

本次评价共102组水样为E类污染劣质水，占总水样点41.3%，以2021年重点调查对象监测点为主，分布于阆中市区、南部县东侧安坝、西充县南侧莲池、蓬安县骑龙场等区域。结合研究区潜在污染源分布情况，污染劣质水的分布与工业聚集区、垃圾填埋场、畜禽养殖场有关。天然劣质水样共19个，占7.69%，主要分布于南部县东南部大河坝至东坝场一带、仪陇县石佚场、蓬安县南部罗家场等地。此外，在天然劣质水区附近居民聚集地，如南部定水寺、顺庆华光场等区域天然劣质水受人为活动影响，水质进一步劣变恶化，出现了局部的劣变劣质水，劣变劣质水点共23个，占比9.31%。天然优质水及劣变优质水分别占总水样点的21.86%、19.84%，广泛分布于研究区。劣质劣变评价结果分区见图4。

为分析不同评价类别的水化学特征，选用箱型图统计对比不同评价等级样品各指标的浓度分布特征（图5）。明显可以看出，天然优质水（A类）和劣变优质水（B类）各指标整体浓度值较低，COD、NH4 +、NO3 - 等指标表现为B类水整体浓度值高于A类水；天然劣质水（C类）中总硬度、TDS、SO4 2-、Fe等指标浓度值整体较A类水、B类水明显高，但COD等污染指标表现为较劣变优质水（B类）低值。其次，劣变劣质水（D类）和污染劣质水（E类）均表现为各指标的整体高浓度，但劣变劣质水（D类）中位值及平均值相差不大，污染劣质水（E类）表现为平均值远大于中位值，极值更大，离散程度更高。

地下水在不同的自然环境下或受不同的人为影响往往表现出不同水化学特征变化，而因子分析作为一种多元统计分析法可以将具有相似水化学特征或者代表相同潜在污染的指标归纳为几个主因子（F j），并通过计算因子得分（每个采样数据在不同主因子（F j）上的具體数值）来表示该因子（F j）对水样点携带的水质信息的解释程度（Guler et al.，2012；张小文等，2021）。本次基于SPSS 19.0数据处理软件进行因子分析，利用加权最小二乘法计算因子得分，结合水文地质调查信息及劣质劣变评价结果归纳分析研究区主要水质问题，验证劣质劣变评价结果的可靠性。

对研究区20个水化学指标进行R型因子分析，其中未检出数据用0.7倍检出限代替，利用主成分法提取特征值，根据特征值大于1的原则共提取4个主因子，累计方差解释率为76.55%，能够反映原始数据的基本信息。旋转成分矩阵见表6。

根据因子分析结果，做出各水样点因子得分情况与劣质劣变评价结果关系图（图6），可以看出，因子F1的解释率最高，达49.16%，其中Na+、Ca2+、Mg2+、SO4 2-、HCO3 -、总硬度、TDS的因子荷载较大，均与F1呈正相关。因子得分高值点主要分布在南部县东南部、仪陇县石佚场、蓬安县南部罗家场等地，与天然劣质水（C类）分布基本一致，此外部分D类、E类水点同样也表现为F1得分高值。因此，因子F1代表天然作用下和人为活动影响下导致的水岩作用加强，表现为主要组分的浓度高值。

F2解释率为12.11%，其中Fe、F的因子荷载较大，与F2呈正相关，因子得分高值点与C类水分布基本一致，此外部分D类、E类水点同样也表现为F1得分高值。因子F2代表天然及人为综合影响下高氟、高铁问题。

F3解释率为8.25%，其中Zn、Mn与F1呈较高的正相关，NO3 - 与F3呈负相关。因子F3得分高值点主要为阆中工业集中区、南充都京工业园区附近采样点，与F4得分高值点有一定的相关性。因子F3主要代表工业污染物对地下水的输入导致的Mn、Zn等重金属离子浓度值的升高。

F4解释率为7.03%，其中pH、COD、NH4+的因子荷载较大，与F4呈正相关，因子得分高值点主要分布在阆中市工业集中区、垃圾填埋场，高坪区化工园区附近，部分居民聚集地也有高值点出现。高值点大部分周边有明显潜在污染源，为背景值构建过程中环境筛查法剔除水点。因子F4代表工业及生活污染源导致的地下水酸碱环境变化、COD和NH4 + 浓度值的高值。

结合上文不同评价类别的水化学特征及因子分析，说明研究区劣质劣变评价结果较为科学可靠，主要的水质问题：一是分布于天然劣质水区，受自然环境影响下的天然劣质指标总硬度和Fe的浓度高值；二是分布于劣变劣质区和污染劣质区，输入型人为污染导致的COD、“三氮”、重金属等离子浓度的超标，以及天然劣质指标浓度的进一步劣变升高。

2.4  成因分析及防控建议

根据饮用地下水对人体的健康风险，原始地质条件控制下正常水岩作用可形成面状分布的天然优质水及天然劣质水，而随着社会生产力增长，农业、畜牧业、工业等人为活动的发展，造成污染物直接输入，溶滤混合、离子交替吸附等水化学作用加强，导致地下水离子浓度变化，形成劣变污染现象。以南部玉台场—定水—安坝一带为典型示意剖面（图7），分析地下水成因并提出劣质水防控思路。

天然优质水区：南部光中场、玉台场一带人口较为稀疏，人为活动强度小，土地利用类型以林地、草地等为主，在正常水岩作用下形成天然优质水，各指标浓度均未超标且处于背景值范围，整体水质较好，呈面状分布。

劣变优质水区：升钟寺等地受农业种植、乡村聚集地生活污水、生活垃圾以及畜牧养殖等影响，表现为片状、面状分布的劣变优质水，各指标浓度均未超标，但在轻度人为活动影响下部分指标浓度有浓度升高现象，高于背景值上限，主要以COD、“三氮”指标为代表。对于这种污染现象，污染源分布面积广而散，单纯从污染源防控角度出发不能解决根本问题，而应当结合政策管理，合理控制人类活动的强度，从降低对地下水影响的角度去缓解污染程度。如农村污水、垃圾一体化处理，减少农药、化肥的使用，精准施肥等。

天然劣质水区：根据相关地质资料，天然劣质区为侏罗系中上统地层，岩性主要为钙质泥岩、钙质砂岩等，CaO、MgO含量高达10%～12%。地层中常见铁质结核、薄层或脉状石膏等（图8），在地下水溶滤作用下，形成溶蚀孔洞，是研究区地下水中铁、硫酸盐、钙镁等离子聚集的物源基础，导致了铁和总硬度的天然高值。对于原始地质条件导致的天然劣质水，只能通过修建集中式饮用水水源地、相应的水处理设施推广、用水习惯（如水烧开后饮用以减少Ca2+、Mg2+的摄入）等方式降低对人体的健康风险。

劣变劣质水区：在南部定水镇等居民聚集区表现为劣变劣质水（D类）分布。分析其原因，一方面研究区地下水中大部分点未检出有NH4 +，N主要存在形式为NO3 -，而有氧条件下氨氮经硝化菌作用发生硝化作用的过程，造成NO3 -升高的同时释放出H+使水土系统中的pH值降低，水化学条件的变化影响了碳酸平衡；另一方面污染物中有机质在微生物作用下分解产生CO2和H2S等还原性物质导致的氧化还原环境变化。

而酸碱环境和氧化还原环境的改变将极大增强对碳酸盐岩的溶解，溶滤作用的增强导致HCO3 -、Ca2+、Mg2+等离子的升高（缪泽等，2022），使高价铁氧化物还原成低价的含铁易溶盐，最终导致地下水中铁含量持续升高（朱锦旗等，2006；姚普等，2022）。反应式如下：

从总硬度与NO3 - 浓度的关系（图9）可看出，劣变劣质水（D类）和部分污染劣质水（E类）中总硬度、铁与NO3 - 呈较好的正相关关系。

因此，地表潜在污染对地下水污染输入，打破了天然水化学平衡、导致地下水环境发生变化，造成污染指标浓度升高的同时也会诱导总硬度、铁的浓度升高。对于这种“诱导型”污染，同样应当从排污系统完善、政策管理等角度出发，合理控制人类活动的强度，从而降低对地下水质量的影响。

污染劣质水区：在南部安坝河东科技工业区一带表现为污染劣质水（E类）分布，超标污染物为总硬度、铁、氨氮、锰、铝、砷等，该工业集中区以丝绸、金属制品公司为主，超标污染物多為其特征污染物。对于这种“输入型”污染，通常有特定的污染来源，从污染源防控角度出发是解决这类问题的关键。如易渗漏环节防渗漏工艺和技术改造，在企业输出端和污水处理厂输入端设置在线计量装置，自行监测、环保制度和环保措施落实情况等。

3  结论

针对研究区4个水文地质单元，通过环境筛查+水化学图+数理检验进行异常数据剔除，分别构建各单元的地下水环境背景值。其中，水文地质单元Ⅰ、Ⅳ区各指标背景上限均低于Ⅲ类水标准限值，单元Ⅱ、Ⅲ区存在天然劣质指标，为总硬度和Fe，背景浓度上限分别为495.4 mg·L-1和0.389 mg·L-1。

劣质劣变评价结果显示，天然劣质水（C类）样占总取样点的7.69%，主要分布于南部县东南部大河坝至东坝场一带、仪陇县石佚场、蓬安县南部罗家场等地；劣变劣质水（D类）和污染劣质水（E类）分别占总取样点的9.31%、41.3%，整体分布较为密集，主要分布于阆中市区、南部县南侧、蓬安县骑龙场等区域。结合水化学特征及因子分析验证了劣质劣变评价的可靠性，归纳了主要的水质问题：一是分布于天然劣质水区，受自然环境影响下的天然劣质指标总硬度和Fe的浓度高值；二是分布于劣变劣质区和污染劣质区，输入型人为污染导致的COD、“三氮”、重金属等离子浓度的超标，以及天然劣质指标浓度的进一步劣变升高。

研究区地层中常见铁质结核、薄层或脉状石膏是地下水中铁、硫酸盐、钙镁等离子聚集的物源基础，控制着天然劣质水的分布，可通过修建集中式饮用水水源地、相应的水处理设施推广、用水习惯等方式降低天然劣质水区人体健康风险。劣变劣质水区地表潜在污染对地下水污染输入导致地下水酸碱环境、氧化还原环境发生变化，造成污染指标浓度升高的同时也会诱导总硬度、铁的浓度升高。对于这种“诱导型”污染，应当从排污系统完善、政策管理等角度出发，合理控制人类活动的强度。污染劣质水区工业集中区等输入型人为污染导致的COD、“三氮”、重金属等特征污染指标的超标，通常有特定的污染来源，从污染源防控角度出发是解决这类问题的关键。

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收稿日期：2023-04-03；修回日期：2023-06-25

基金项目：嘉陵江流域中段典型浅层地下水劣质劣变评价体系研究项目（SCDKZCKJXM-2021060）资助

第一作者简介：张小文（1995- ），男，硕士，工程师，主要从事水文地质、工程地质与环境地质相关工作。E-mail：1978165803@qq.com

通信作者简介：袁伟（1983- ），男，硕士，高级工程师，主要从事水文地质、工程地质与环境地质相关工作。E-mail：1147408998@qq.com

引用格式：张小文，袁伟，胡亚召，2023.地下水劣质劣变评价体系研究［J］.城市地质，18（3）：24-36