地下水質質量評價與地下水資源管理方法的研究

李靜，高風國

（河北省保定水文水資源勘測局，河北保定071000）

當前在地下水徑流特征、水—巖相互作用過程、地下水鹽漬化、地下水資源管理和地下水水質問題分析等方面取得了許多成果。有機污染物和無機污染物不僅不斷進入地下水，而且水質和數量都受到人口增長和氣候變化的威脅。綜述了地下水鹽漬化、地下水硝酸鹽和微量有機污染及地下水資源管理等方面的應用成果。本文討論了地下水水質評價和地下水資源管理的科學方法。

1 水文環境同位素分析方法的應用空間及發展趨勢

隨著工業化的加劇，現代水文地球化學越來越重視水資源管理和水污染特征的應用。水資源短缺和水質惡化問題日益嚴重，水文地球化學在地下水污染研究和相關問題中起著越來越重要的作用。將水文地球化學應用到酸雨、孔隙水等微體積樣品的分析和水資源周期分析中，水質評價和水質分析也得到了迅速發展。在判斷地下水補給源、追蹤地下水溶質來源等方面發揮著重要作用，導致水資源稟賦的短缺和地下水的逐年流失，過度開采地下水導致水位下降，形成水位下降漏斗，造成地面沉降、水污染等問題。為了緩解水資源短缺的局面，需要在許多地區確保城市供水的再生。目前大多數城市工業廢水和生活污水的排放量都急劇增加，污水處理設施的能力明顯不足。循環水灌溉嚴重威脅著地下水水質的安全。面對日益嚴重的地下水資源短缺和地下水質的惡化，人們迫切需要對地下水水質、污染物的來源及其遷移轉化進行研究，其已成為研究人員研究的重要方向。通過水文地球化學和環境同位素分析在地下水資源評價和水質評價中的應用現狀和成果，綜述地下水補給源、地下水源和地下水環境同位素分析的研究現狀。在探討地下水水質的科學評價和地下水資源管理的同時，分析了水文地球化學和環境同位素分析方法的應用空間和發展趨勢。

2 地下水污染與人類活動相關因素

隨著現代工業化的不斷發展，對地下水資源的需求也不斷增加，地下水位下降導致井深增加，為適應人口增長對糧食的需求，以地下水灌溉為基礎的農業生產活動將為國家增加糧食產量，為避免地下水位嚴重下降提供一個可循環利用的發展基礎。在城市的許多非正規垃圾填埋場中，很少有防滲措施，垃圾滲濾液嚴重威脅著地下水環境的安全，工業固體廢物處置不當會造成地下水的泄漏和污染，石油化工的勘探開發和生產活動對地下水水質有著重要的影響，為地下水資源的再生利用和可持續利用提供了支撐。

另外，硝酸鹽是地下水中最常見的一類污染，主要與農業施氮肥、垃圾集中處理、工業廢水排放、動物養殖等活動有關。地下水硝酸鹽硝化速率受含水層巖石成分的影響。稻田灌溉補給和反硝化可顯著降低地下水中硝酸鹽濃度，地下水中的硫酸鹽污染會促進沉積巖含水層中黃鐵礦的氧化，進而增加地下水中硫酸鹽的濃度。硫酸鹽是地下水中普遍存在的一類化合物，來源于多種人工和自然資源，包括農藥浸出、酸雨、硫化鐵在石灰巖含水層中的氧化和溶解等，地下水中人為硫酸鹽和天然硫酸鹽之間的關系，采用一個簡單的二維模型模擬了理想條件下石灰巖含水層中硫酸鹽源之間的關系，在這個理想的體系中，硫酸鹽沒有轉化而不沉淀。

3 結合水文科學方法與環境同位素方法研究地下水系統應用

對跨界含水層的源匯進行分析，地下水水質評價體系包含39個指標，而且可以追蹤污染物來源，區分天然和人為來源的特征，并描述兩者之間的關系，其中微量有機污染物已經存在，且隨著工業化的發展有增加的趨勢。隨著城市化進程的加快，工業大量未列入地下水水質監測的微量有機污染物進入地下水環境，這對生態環境和人類健康形成威脅。未來水文地球化學和同位素分析相結合將在研究地下水中痕量有機污染物的來源、遷移轉化等方面發揮重要作用，目前地下水中大量有機污染物的中間生產部分產生較難處理的中間體。

4 結語

地下水污染研究已從無機污染轉向有機污染，有機污染已成為地下水環境保護領域的首要問題。地下水資源是人類非常寶貴的戰略資源，地下水資源的更新和可持續利用也已與水文地球化學方法結合同位素方法的應用有關，國民經濟和人民生活中的重大問題，有必要加強對地下水特征的認識。