济宁市地下水现状与污染评价分析

2023-10-13张秀敏梁斐斐

地下水 2023年5期

张秀敏,张杨,梁斐斐

(1.济宁市水文中心,山东济宁 272000;2.济宁市水利事业发展中心,山东济宁 272000)

地下水作为珍贵的自然水资源,具有资源及生态属性,其重要性也不断被人们所认识。地下水的水质优劣、水量大小,是决定资源与生态价值的主要因素[1-2]。地下水受到污染后具有难恢复、不易发觉等特点,如在地下水排泄、水产养殖或灌溉中,有毒有害物质到达地表环境后,通过食物链或饮水进入生态系统、动物或人体内,就会危害人类的生命健康及环境健康,这也进一步体现了被污染后的地下水具有不易发觉、难恢复的特点。地下水水体涉及相对较长的循环周期,加之不具备较强的自净能力,故而需要以防治中“防”作为开发利用的重点内容[3]。在严格监测管控地下水资源的基础上,也有必要跟踪分析地下水并展开精准评价,保障能如实掌握地下水水质情况,为后续防治措施的拟定及实施提供依据[4-5]。本文对济宁市11县市区21处地下水进行分析评价,针对水质超标项目找出原因,提出有效防治措施,为城市建设和生态环境可持续协调发展提供决策依据。

1 济宁市基本概况

位于山东西南部的济宁,地理坐标东经115°54′～117°06′,北纬34°25′～35°55′;东是临沂,南是枣庄和徐州,西是菏泽,北是泰安。总面积为11 000 km2。地貌类型为平原、洼地、湖泊、山地、丘陵。地势东高西低,东部山峦绵恒,丘陵起伏,西部为黄泛平原,中部为南四湖。

济宁市降水地区呈现出东南至西北递减的分布趋势,每年汛期会出现超过全年降水量70%的降水量。全年径流量中的80%～90%发生于汛期,年径流呈现出湖东山区至湖面平原递减的分布趋势。济宁气候为春季雨少易旱,夏季温热,秋季天高气爽,冬季寒冷干燥,雨雪稀少。济宁是最主要的供水水源是孔隙水与裂隙岩溶水。济宁市属淮河流域,境内河流众多,交叉密布全境,所有河流均注入南四湖内。

2 技术路线

2.1 资料收集

全面收集相关资料,例如水文、水利、环境监测等资料。

2.2 监测站点及监测日期

根据淮河流域山东省(生产井、国家井)地下水水质监测项目,济宁市11县市区共布设监测井为21处,分别为寿张、泗河、王庄乡、姚西村、李营、唐口、李营骆楼、后营水文站、王因、颜店供水站、中医药学校、姚村、金庄、泗河办事处、李阁、羊山、孙庄水文站、万张、城关、苑庄、马营。其中所属地质单元为黄淮海平原南为13处,湖东滨湖区为1处,湖东山丘区3处,湖西滨湖区为1处,湖西黄泛平原残山区1处,山地丘陵为2处。采样点为国家地下水监测工程井、生产井、国家级基本监测站专用井。国家级基本监测站专用井井深在21～40 m,国家地下水监测工程井井深在21～150 m,生产井井深在28～230 m。由地下水调查信息可知,济宁市地下水类型主要是松散岩类孔隙水、裂隙岩溶水。监测日期为2022年5月。

2.3 地下水水质评价参数确定

选用《地下水质量标准》(GB/T14848-2007)中33项指标作为评价参数,其中包括感官性指标色度、浑浊度、肉眼可见物和嗅和味4项,一般化学性指标阴离子合成洗涤剂、pH、氨氮、耗氧量、总硬度、溶解性总固体、硫化物、硫酸盐、氯化物、铝、钠、铁、锰、铜、锌、挥发性酚类16项,微生物指标总大肠菌群、菌落总数2项,毒理学指标氟化物、氰化物、亚硝酸盐、硝酸盐、汞、砷、碘化物、铬六价、硒、镉、铅11项。选评指标限值以《地下水质量标准》(GB/T14848-2007)Ⅲ类标准为基础。

3 水质评价

3.1 评价标准

选用《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)Ⅲ类标准作为选评限值。地下水质量包含五类,即Ⅰ类水、Ⅱ类水、Ⅲ类水、Ⅳ类水和Ⅴ类水,其中Ⅰ、Ⅱ类水适用范围广泛,Ⅲ类水适用于工农业用水等方面且能作为集中式生活饮用水;Ⅳ类水可用于部分工业及农业用水,或经适当处理后可引用;Ⅴ类水不可饮用。

3.2 评价方法

3.2.1 单项评价法

评价中,参考依据确定为上文所述的五个分类指标。

3.2.2 综合评价法

对单项组分进行逐一评价,划分出相应的质量类别,确定Fi进行综合指数(F)计算:

(1)

(2)

式中:F为各单项组分的评分值;Fmax为单项组分评分值F的最大值。地下水水质划分为优良、良好、较好、较差和极差5级,详见表1。

表1 地下水质量级别划分表

3.3 评价结果

依据地下水评价标准,阴离子合成洗涤剂、铁、锰、铅、铜、锌、汞、砷、硒、镉、pH、色度、铬六价、嗅和味、氰化物、硫化物、挥发性酚类、肉眼可见物、浑浊度等19项达到所列分类指标的I类标准;铝、耗氧量、亚硝酸盐、氨氮4项达到所列分类指标的Ⅱ类标准;碘化物、总大肠菌群、细菌总数3项达到所列分类指标的IV类标准;溶解性总固体、钠、硫酸盐、总硬度、硝酸盐、氯化物、氟化物7项达到所列分类指标的V类标准。其中38.1%的监测井总硬度标准达到IV类。局部监测井氟化物、硫酸盐、溶解性总固体达到所列分类指标的IV-V类标准。

由评价结果得知:济宁市地下水综合水质指数F值范围为:2.13～7.19,依据表1地下水水质级别分类为良好、较好和极差。水质级别为良好的站点为5处,占总站点的23.8%,较好的站点为7处,占总站点的33.3%,较差的站点为9处,占总站点的42.9%。影响地下水水质较差的主要因子为总硬度、硫酸盐、氟化物等指标,超标样本在地下水类型上均松散岩类孔隙水。

4 污染现状分析评价

4.1 评价标准

根据济宁市地下水水质评价结果,选取一般化学指标钠、氯化物、总硬度、硫酸盐、溶解性总固体和毒理学指标氟化物、硝酸盐氮作为评价参数。

4.2 评价方法

4.2.1 单项指标污染指数

(3)

式中:I为污染指数;Ci为实测含量;Co为某项污染物的Ⅲ类水标准。

评价时,未污染对应I值<1,已污染对应I值>1,随着I值的增加,水体污染程度也会相应的加重。

4.2.2 综合污染指数

本文采样内梅罗指数法,计算公式为:

(4)

(5)

式中:I为某项组分评分值;Imax为某项组分评分值I最大值。

4.3 地下水污染现状评价结果

通过计算单项指标污染指数可知:污染指数I值在2.13～4.80之间,地下水污染级别为未污染、微污染、轻污染和中污染。未污染站点为5处,占总站点的23.8%,微污染站点为4处,占总站点的19.0%,超标项目为总硬度,最大超标倍数为0.12;轻污染站点8处,占总站点的38.1%,超标项目为钠、碘化物、硫酸盐、氟化物、总硬度、氯化物和溶解性总固体;中污染站点4处,占总站点的19.0%,超标项目为钠、总硬度、碘化物、氯化物、氟化物、硫酸盐、菌落总数、总大肠菌群及溶解性总固体,最大超标倍数为硫酸盐1.33。综上所述总硬度、硫酸盐、氟化物为主要污染指标,超标样本在地下水类型上均为松散岩类孔隙水。

5 水质超标原因分析及治理对策

5.1 水质超标原因

由地下水污染现状评价结果可知,硫酸盐、氟化物、总硬度、溶解性总固体为主要超标项目,超标区域主要为金乡县、鱼台县和嘉祥县,土壤类别为潮土类,所以本区域地下水超标原因主要是受水层地质条件的影响。菌落总数和总大肠菌群超标的主要原因是生活污染所致,例如:生活垃圾的随意堆放好和生活污水、人畜粪便的处置不当等,特别是人口密集地区以及农村地区。

5.2 治理对策

(1)拓展融资渠道,积极推进规划实施。地下水污染防治时,各地政府应从资金方面予以足够的保障,不断拓展融资渠道,设立环保投融资机制并体现多元化。筹集治理资金时,也需要各个企业出力,并在建设及运行污染防治设施中鼓励社会资本积极参与。协调相关污染防治项目,密切衔接城市饮用水安全保障规划等,突出重点,促进绩效的增强。从受益地区出发,探索生态补偿地下水饮用水保护区的机制。

(2)增强技术支撑,提高防治科技水平。以技术为支撑,积极推进地下水污染防治工作保障工作,进行有关地下水环境风险评估、控制修复、脆弱性评价和监测与模拟预测等工作。加大研发投入,促进地下水科技防治污染水平的提高。

(3)强化执法管理,实行责任终身追究制。建立终身追究地下水污染责任制度,针对导致地下水环境受影响的行为进行依法追究责任。全面推广普及《水污染防治法》,积极推行环境影响评价制度。建设活动、项目倘若存在可能污染地下水的情况需第一时间开展相关调研取证工作,确认不会构成影响后方可许可继续开展;若已构成影响,应依法严惩。

(4)强化部门责任制,考核实行“一票否决制”。环境保护部及有关部门需要定期检查落实规划的情况与具体实施进度,保证能够贯彻落实各项规划任务。可借鉴河湖长制运行机制,切实做到责任到部门、责任到个人,形成首长负责制,发生纠纷时能够精准的找到所管辖部门和责任人。对责任部门及负责人考核实行“一票否决制”。各地政府应以年度为单位,合理制定检测计划,不断优化监测方案,调整监督管理制度,及时改进升级监测系统,对规划实施效果密切开展监测工作,收集真实客观的监测数据,奠定规划评估有序实施的基础。

(5)提高监测和治理能力,提供监测评价和预测预警信息。全方位推进水安全保障能力的提升,从保护修复重大生态系统建设项目入手,联合国家水网工程积极推进地下水监测现代化配套站网的建设与完善,改进监测评价信息产品,优化预测预警功能服务,使地下水监测分析方面形成更强的能力。

(6)加强宣传教育,提高全民参与度。利用报纸、电视、报刊杂志及新媒体等工具积极宣传地下水污染有关知识,帮助社会公众了解地下水污染危害和防治措施,形成强烈危机意识和责任意识,营造全球共同对地下水环境进行保护的氛围,只有调动民众参与到其中的积极性,才能形成合力,有效的预防和降低已被治理的地下水水质再次被污染风险。