黃河下游典型畜禽養(yǎng)殖場淺層地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)研究

■郭亞嬌 許銅建 唐輝

（河南省地質(zhì)調(diào)查院河南鄭州450001）

黃河下游典型畜禽養(yǎng)殖場淺層地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)研究

■郭亞嬌 許銅建 唐輝

（河南省地質(zhì)調(diào)查院河南鄭州450001）

本文以黃河下游某規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場及周邊淺層地下水采取的10組水樣測試結(jié)果為依托，參照我國地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，選取PH值、溶解性總固體、氨氮、菌落總數(shù)等29項(xiàng)指標(biāo)，采用“內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法”對(duì)所取水樣的進(jìn)行了地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)，并針對(duì)淺層地下水中主要超標(biāo)因子鐵、錳、氨氮、總大腸菌、菌落總數(shù)分布特征及賦存機(jī)理進(jìn)行了分析，為地方政府針對(duì)淺層地下水污染防治及相關(guān)政策的制定提供了科學(xué)依據(jù)。

黃河下游地下水水質(zhì)量評(píng)價(jià)內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法

0　引言

黃河下游（鄭州段）地處中原地區(qū)，是中原經(jīng)濟(jì)區(qū)、鄭州都市區(qū)、鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)三區(qū)疊加的中心區(qū)域，是鄭汴融城戰(zhàn)略和鄭汴產(chǎn)業(yè)帶核心區(qū)。水質(zhì)評(píng)價(jià)是對(duì)某一區(qū)域水環(huán)境進(jìn)行環(huán)境要素分析，對(duì)水質(zhì)優(yōu)劣進(jìn)行定量評(píng)價(jià)的過程。通過水質(zhì)評(píng)價(jià)，可以了解和掌握水質(zhì)變化趨勢，準(zhǔn)確地反映水體污染狀況和程度，為水資源利用、保護(hù)、規(guī)劃和管理提供科學(xué)依據(jù)［1］。

1　研究區(qū)概況

研究區(qū)位于中牟縣，位于河南省中北部，屬鄭州市轄縣，東接古都開封，西鄰省會(huì)鄭州，北瀕黃河，地處黃河下游，鄭汴之間，面積約5km2。區(qū)北部為黃河沖積平原地貌，而養(yǎng)殖場所在位置是黃河下游平原區(qū)一種特有的河流地貌——泛流平地，它是由于河道行洪期間漫、沖、潰、扒而發(fā)生的決口泛濫事件而形成，地面標(biāo)高70～110m，地勢西北高東南低，地面較為平坦開闊，略微向東南方向緩傾。

研究區(qū)屬于開封坳陷一部位，開封凹陷為一中—新生代斷陷盆地，自侏羅紀(jì)開始至新生代持續(xù)斷陷接受沉積，形成了巨厚的中生界和新生界沉積層，致使區(qū)內(nèi)無基巖出露，全部為第四系松散沉積物所覆蓋，含水層的主要類型為松散巖類孔隙水，由于地下水埋深較淺，約3～8m，區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉、生活用水主要取自淺層地下水，也是本次研究的主要對(duì)象，含水層主要巖性以中粗砂、中砂、細(xì)砂為主，開采井深度18～32m。

2　評(píng)價(jià)過程

2.1評(píng)價(jià)方法

本文采用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)淺層地下水進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，它是國家技術(shù)監(jiān)督局于1994年開始實(shí)施的地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中推薦的方法（GB/T14848-93），本方法具備數(shù)學(xué)過程簡潔、運(yùn)算方便等優(yōu)點(diǎn)［2］。對(duì)所采取的各個(gè)水樣參照表1進(jìn)行單項(xiàng)組分打分，然后利用“內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法”公式進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式為：

式中：F——綜合評(píng)價(jià)分值；

F——各單項(xiàng)組份評(píng)價(jià)分值Fi的平均值；

Fmax——單項(xiàng)組份評(píng)價(jià)分值最大值；

Fi——單項(xiàng)組份評(píng)價(jià)分值；

n——參加評(píng)分的項(xiàng)數(shù)。

2.2評(píng)價(jià)參數(shù)的擇定

具體評(píng)價(jià)指標(biāo)參照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14848-93）》中規(guī)定的項(xiàng)目，包括色（度）、嗅和味、濁度、肉眼可見物、pH值、總硬度（Ca-CO3）、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)酚（以苯酚計(jì)）、陰離子表面活性劑、高錳酸鹽指數(shù)、硝酸鹽（以氮計(jì)）、亞硝酸鹽（以氮計(jì)）、氨氮（以氮計(jì)）、總氟（以氟計(jì)）、總氰化物（以CN計(jì)）、汞、砷、硒、鎘、六價(jià)鉻、鉛、總大腸菌、菌落總數(shù)，共計(jì)29項(xiàng)指標(biāo)。

3　評(píng)價(jià)結(jié)果

3.1評(píng)價(jià)結(jié)果

在所選取的指標(biāo)中，所取樣的8眼地下水監(jiān)測井中單項(xiàng)指標(biāo)均存在著不同程度的超標(biāo)，有7項(xiàng)指標(biāo)超出《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值，超標(biāo)比例較高的指標(biāo)及超標(biāo)倍率為：濁度、肉眼可見物、鐵（3.59）、錳（5.03）、氨氮（1.45）、總大腸桿菌（2.30）、菌落總數(shù)（12）。

3.2地下水質(zhì)量分析

渾濁度和肉眼可見的影響因素與含水層性質(zhì)和成井結(jié)構(gòu)有關(guān)。養(yǎng)殖場及其附近地表巖性為粉砂，含水層巖性為細(xì)砂、中細(xì)砂，這些細(xì)顆粒物質(zhì)易于流動(dòng)入井，增大渾濁度和肉眼可見物含量；同時(shí)選取的監(jiān)測井多為已有民井，成井結(jié)構(gòu)為PVC管打眼包網(wǎng)結(jié)構(gòu)，無濾料層，這種結(jié)構(gòu)也增大了細(xì)顆粒物質(zhì)進(jìn)入水井的幾率。渾濁度和肉眼可見物屬于物理感官指標(biāo)，在研究區(qū)內(nèi)的超標(biāo)現(xiàn)象與地表污染源無相關(guān)性，經(jīng)處理后不影響水質(zhì)的正常使用。

地下水中鐵錳含量高是平原區(qū)常見的水文地質(zhì)現(xiàn)象，多與原生地質(zhì)環(huán)境有關(guān)，可以認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)鐵錳超標(biāo)不涉及污染成因。

氨氮主要來源于人和動(dòng)物的排泄物。地下水氨氮污染是養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)常見現(xiàn)象，人畜糞便等含氮有機(jī)物污染天然水后，在有氧條件下經(jīng)微生物分解形成氨氮。水中氨氮增高時(shí)，表示附近可能有人畜糞便污染，地下水的硝酸鹽在厭氧微生物的作用下，還原成亞硝酸鹽和氨，也可使氨氮濃度增加（氨氮通過氨的硝化過程形成亞硝酸鹽，并最終形成硝酸鹽。硝化過程需要消耗氧氣和堿度。未及硝化的氨氮進(jìn)入地下水造成氨氮超標(biāo)。一般可根據(jù)水體中氨氮、亞硝酸鹽氮、硝鹽氮（即三氮）含量變化判斷水質(zhì)污染狀況。水體中硝酸鹽氮含量高，而氨氮、亞硝酸鹽氮含量不高，表示該水體過去曾受有機(jī)物污染，現(xiàn)已完成自凈過；若氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮均增高，提示該水體過去和新近均有污染，或過去受污染，目前正在進(jìn)行自凈；但只要水中有氨氮出現(xiàn)，則表示水體受到新的污染，水體自凈尚未完成。據(jù)此判斷1#、5#、7#、8#受到氨氮污染。氨氮超Ⅲ類地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測井集中在養(yǎng)殖場污水口、養(yǎng)殖場中間和養(yǎng)殖場東北角。1#、7# 和8#氨氮含量高是因?yàn)榕c污染源距離近，易于受到污染。5#氨氮含量高，除與污染源距離近外，也有水文地質(zhì)條件的影響。

4　結(jié)論

地下水監(jiān)測井所取水樣按照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）評(píng)價(jià)總硬度等指標(biāo)，結(jié)果表明，8眼地下水監(jiān)測井中均存在著不同程度的超標(biāo)，有7項(xiàng)指標(biāo)超出Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值，超標(biāo)指標(biāo)包括包括濁度、肉眼可見物、鐵、錳、氨氮、總大腸桿菌、菌落總數(shù)。地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分析結(jié)果顯示：1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#監(jiān)測井 F值在4.25～7.20之間，故屬較差類；8#監(jiān)測井的F值均大于7.20，因此屬極差類。

［1］程繼雄，程勝高，張煒，等.地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)常用方法的對(duì)比分析 ［J］.安全與環(huán)境工程.2008，15（2）：23～25.

［2］寇文杰，林健，陳忠榮，等.內(nèi)梅羅指數(shù)法在水質(zhì)評(píng)價(jià)中存在問題及修正 ［J］.南水北調(diào)與水利科技.2012，10（4）：39～41.

F407.1［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-139-1

郭亞嬌（1987～），助理工程師，研究方向?yàn)樗きh(huán)地質(zhì)。