長江中下游某沿江城市城區地下水環境調查監測評估研究

葉 偉，鄭玉虎，張 啟，余期沖，蘇安琪

(1.安慶市環境監測中心站，安徽 安慶 246001；2.南京大學環境規劃設計研究院股份公司，江蘇 南京 210093)

當前，中國的發展面臨著資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢。地下水是生態環境的重要組成部分，是支撐經濟社會可持續發展的重要戰略資源[1]，對城市經濟社會發展、飲水安全、生態保障起著重要作用。隨著社會經濟發展和人類活動強度的增加，地下水環境承載壓力逐漸增大，地下水污染問題日益凸現，引發了一系列不良后果[2-5]。習總書記在十九大報告中指出，堅持人與自然和諧共生，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策。為此，解決地下水環境問題刻不容緩。目前全國范圍大部分地區城市地下水基礎環境狀況尚不清晰，我們以長江中下游某沿江城市地下水調查評估為案例，擬研究得出一些代表性的現狀結論，為其他城市地下水生態環境管控提供一點工作借鑒。長江中下游沿江城市(以下簡稱A市)普遍存在潛水含水層埋深淺的地質特點，近30年經濟社會迅猛發展，各類工業園區蓬勃建設，地下水很容易受到生產、生活行為的擾動；而地下水生態環境保護政策法規尚不完善，環境管理起步時間短，管理基礎相對薄弱，地下水環境監管體系有待完善。

為客觀判斷A市地下水環境狀況，科學制定地下水環境保護政策，進一步加強地下水管理工作，實現水環境質量的總體改善，組織開展A市地下水基礎環境狀況調查評估工作。本工作利用檢測的地下水數據評價A市地下水環境質量狀況，并在此基礎上提出地下水環境保護對策，為A市地下水環境質量的提升提供科學參考，為城市未來發展規劃提供重要的基礎支撐，為其他城市地下水生態環境管控提供經驗借鑒。

1 研究方法

1.1 研究區水文地質概況

A市地貌屬沿江丘陵平原區的一部分，位于長江的北側，區內地勢北高南低，襟江帶水，地貌類型分為平原、丘陵和低山．其中，平原主要分布于南部和西部地區，地形較為平坦；丘陵和山地主要分布于中部和東部地區，地形略有起伏[6]。

A市地下水可分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水、基巖裂隙水3種類型。松散巖類孔隙水主要賦存在東南部長江、皖河等較大的河流河谷、河漫灘之中，水質一般，適合工農業及生活用水需要；基巖裂隙水和碳酸鹽巖類裂隙巖溶水主要賦存在西北部，水質較好，適合工農業及生活用水需要。全市地下水資源較為豐富，開采利用程度低。2018年全市地下水總儲存量為21.11億 m3，地下水供水量0.10億 m3，僅占總儲量的0.47%。

1.2 監測點布設

監測點布設應考慮水文地質條件，以查清地下水污染源和地下水飲用水源為主，同時兼顧查明地下水流向，對于污染源周邊、污染區、周圍環境敏感點等重點布設監測點位，查清地下水受污染程度及對周邊環境敏感點危害程度。

結合A市地下水水文地質條件、水源地劃分、工業分布及規劃等各方因素考慮，突出重點地區地下水環境現狀的原則，在研究區內共布設100口地下水監測井進行采樣分析(圖1)，主要集中在主要工業污染區(44口)、農業污染區(21口)、排污水體及廊道(17口)，其余18口監測井布設在集中飲用水水源地、危廢處置場、垃圾填埋場、生活小區、石油化工儲存銷售企業及城區老廠等。

圖1 A市地下水監測點位布設圖

1.3 地下水樣品采集

制定地下水布點方案后，通過資料收集、現場踏勘等方式進一步明確地下水監測井位置。如發現在布點位置處存在已有監測井，則利用現有監測井，無則新建地下水監測井。在監測井中采集水樣必須在充分抽汲后進行，抽汲水量盡可能不少于井內水體積的3倍。采樣前洗井期間現場測量并記錄汲出水的pH值、電導率、水溫、溶解氧、氧化還原電位、濁度等，并觀察汲出水有無顏色、異樣氣味及雜質等，作好記錄。洗井期間現場測量至少五次以上，直到最后連續三次符合各項參數穩定標準，穩定標準范圍見表1。洗井完成后采用貝勒管采集水樣，及時放于裝有冷凍藍冰的4攝氏度低溫保溫箱中。

表1 采樣前洗井相關參數穩定判斷標準

對本次地下水調查的100個監測點位，分枯水期、平水期和豐水期三個批次分別進行采樣檢測。枯水期采集100個地下水樣品，平水期采集10個典型區域地下水樣品，豐水期采集99個地下水樣品。不同時期采集的地下水樣品數量和占比情況見表2。

表2 A市地下水樣品數量統計

1.4 地下水質量評價標準及方法

根據收集的資料和調查的結果，采用《地下水質量標準》(GB/T14848-2017)對地下水質量進行評價[7]，評價指標包括100余項：pH、Eh、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數、硝酸鹽、亞硝酸鹽、銅、鉛、鋅、六價鉻、汞、砷、鎘、揮發酚、氰化物、硫化物、氯化物、總大腸菌落和細菌總數等[8-9]。

依據《地下水質量標準》(GB/T14848-2017)中我國地下水質量狀況和人體健康基準值，參照生活、工業、農業等用水水質要求，將地下水質量劃分為五類(表2)。本次A市地下水質量評價方法采用單項組分評價方法[10]。

表2 地下水質量評價劃分及其標準

2 結果分析

2.1 地下水質量評價

2.1.1 枯水期

單項組分評價法表明，A市枯水期地下水水質普遍為《地下水質量標準的》III類，IV類和V類。100口監測井中，28%水質屬于III類水質，27%水質屬于IV類水質，41%水質屬于V類水質。

117個檢測因子中，共有19個指標超IV類標準，包括BOD5，耗氧量、總磷、氨氮、總硬度等。其中BOD5超標最嚴重，超標率為75.0%，其次為耗氧量和總磷，為51.0%和47.8%。其余各組分超標率均小于30%。BOD5、耗氧量、總磷、氨氮的超標判斷主要來自生活源的影響，總硬度濃度較高主要受原生地質條件的影響。

地下水水質重金屬指標超IV類標準的僅有一個樣品，表明A市地下水總體受重金屬污染不大。但值得注意的是，有41個點位均有總石油烴檢出，檢測結果在0.11～0.48 mg/L之間，平均值為0.25 mg/L，雖然均低于荷蘭的地下水石油烴干預值0.6 mg/L，但不可忽視。

2.1.2 平水期

單項組分評價法表明，A市典型區域平水期地下水水質普遍為《地下水質量標準的》III類，IV類和V類。10口監測井中，20%水質屬于III類水質，40%水質屬于IV類水質，40%水質屬于V類水質。116個檢測因子中，共有7個指標超IV類標準，個數排序依次為總硬度、氨氮、錳、耗氧量、碘化物、總磷、BOD5。

2.1.3 豐水期

單項組分評價法表明，A市豐水期地下水水質普遍為《地下水質量標準的》III類，IV類和V類。100口監測井中，42%水質屬于III類水質，19%水質屬于IV類水質，31%水質屬于V類水質。

117個檢測因子中，共有18個指標超IV類標準，包括總磷、BOD5、氨氮、總硬度、耗氧量等。從地下水單因子四類以上水質分類個數和百分比來看，排在前五均為：耗氧量、氨氮、總硬度、總磷和BOD5，與枯水期一致。重金屬指標超IV類標準的有3個樣品，略高于枯水期。同時，有40個點位監測了總石油烴均有檢出，監測結果在0.13～0.93 mg/L之間，平均值0.39 m/L，其中有2個點位超過了荷蘭的地下水石油烴干預值0.6 mg/L，主要位于新河上游和中游。

2.2 地下水污染評價

評價結果表明，全市各區域地下水環境總體情況不容樂觀，地下水污染狀況需引起重視。100個監測點位中，II類，III類，IV類，V類水質的個數分別為1、19、29、51，無I類水質點，水質較差和極差占比達到8成。其中污染類型以無機物為主，主要為耗氧量、氨氮、總硬度(圖2)。

圖2 A市地下水一般化學指標空間分布圖

耗氧量統計結果顯示在枯水期僅靜脈產業園、農業區地下水樣品中達到IV類水標準，其他調查區域樣品中均存在V類水；豐水期臨江經開區、高新區和排污水體及管廊部分地下水樣品為V類水標準，其余均滿足IV類水標準。整體而言，枯水期地下水中耗氧量普遍高于豐水期。

氨氮含量統計結果顯示不同批次、不同調查區域之間標準差和變異系數差異較大。老化工基地、經開區、填埋場、農業區、其他調查區域枯水期地下水氨氮含量平均值高于豐水期，其余調查區域豐水期氨氮含量高于枯水期。排污水體及管廊氨氮平均含量明顯高于同批次其余調查區域。

總硬度不同批次不同區域差異也較大，枯水期大部分地下水樣品中總硬度均達到IV類水標準，僅排污水體及管廊調查區域樣品中均存在V類水。豐水期臨江經開區、老化工基地、農業區、排污水體及管廊和其他調查區域部分地下水樣品中總硬度為V類水標準，其余均滿足IV類水標準。整體而言，枯水期地下水中總硬度普遍高于豐水期。

地下水樣品檢測結果顯示，A市重金屬污染較小(圖3)。

不同時期的209個地下水樣品均未檢出六價鉻，表明調查期間A市區地下水中六價鉻含量基本達到I類水標準，水質良好。

砷平均值均小于0.01 mg/L，數值分布較集中。枯水期地下水樣品中砷含量均達到III類水標準，老化工基地調查區域砷含量平均值相對較高，石油銷售調查區域砷平均值相對較低；豐水期地下水樣品中砷含量大部分達到III類水標準，僅排污水體及管廊中1個點位砷含量為IV類。其他調查區域砷平均值相對較高，經開區調查區域砷平均值相對較低。

所有地下水樣品中，僅填埋場調查區域1個樣品檢出鎘，含量為0.000 7 mg/L，達到II類水標準。其他地下水樣品中均未檢出鎘，相關樣品鎘含量均達到I類標準，水質良好。

A市地下水污染主要來源于工業廢物排放、生活排污等人類活動，水井周邊區域的城市工業廢水和生活污水通過地表徑流下滲補給地下水，同時固體垃圾廢棄物在大氣降水的淋濾作用下形成滲濾液也會對地下水造成污染。總體而言，污染類型以無機物為主，主要指標為耗氧量、氨氮、總硬度；有機物和重金屬污染較小，未發現農藥類污染。

2.3 城市地下水保護建議

目前A市地下水環境質量狀況不容樂觀，需要從管理和技術等方面采取針對性措施進行有效保護和改善，確保社會、經濟穩定運行和發展。

(1)本次調查數據顯示，A市主要污染物以無機污染物為主，耗氧量、氨氮指標較高，說明地下水在城區受到人為活動影響較大，應加強城市污水收集建設，考慮雨污分流。對存在有機污染的點位，應開展進一步的詳細調查與風險評估，確定污染范圍，并制定風險管控或實施修復措施，保障生命健康安全。

(2)針對關停搬遷企業遺留地塊、污染場地，由土地責任主體在開展場地環境調查的工作中，要將地下水的內容包含其中，確實存在污染且風險不可接受的，開展污染場地風險管控或者實施修復，待場地達到后續相關開發要求后方可實施開發。對于已經開展過場地環境調查，地下水存在污染的，應制定出地下水風險管控或修復治理措施，地塊責任人應落實相關措施，嚴格執行，待場地達到后續相關開發要求后方可實施開發。

(3)針對在產重點行業企業，進一步加強監管，按《工礦用地土壤環境管理辦法(試行)》的要求，建立企業自行監測制度，對企業進行風險隱患排查。針對出現超標的地下水污染物，參照污染地塊土壤環境管理相關辦法等要求，及時開展地下水環境調查與風險評估，根據調查與風險評估結果采取風險管控或修復等措施，防止超標污染物進一步擴散遷移，并預防新增污染物。

(4)針對排污河道，地下水現狀調查總體水質較差，因此在進行黑臭水體整治的時候，建議增加對黑臭水體周邊地下水情況的調查，根據調查結果采取相應的地下水污染治理或控制措施；對于已經治理完畢的黑臭水體，應開展定期監測，防止新增污染。

(5)針對工業園區，企業通過新、改、擴建項目的地下水環境現狀調查，發現項目用地污染物含量超過國家或者地方有關標準的，土地使用權人或者污染責任人應當參照污染地塊土壤環境管理有關規定開展詳細調查、風險評估、風險管控、治理與修復等活動。對在產企業，應加大力度開展相關防滲措施監督和排查，發現有未落實的應立即責令其整改到位。其次企業和園區要開展聯動監測，一旦發現存在污染物超過風險可接受水平，應開展詳細調查和風險評估，確定污染范圍，并制定風險管控或實施修復措施，保障生命健康安全。

(6)對本次調查屬于四類和五類水質的點位，加強宣傳力度禁止居民飲用。針對需要開展風險管控或者修復治理措施的污染場地，建議選擇國內應用廣泛，技術成熟，且經濟有效的技術進行污染修復，可通過設立示范項目進行推廣。

3 結語

研究結果表明，A市地下水以III類，IV類，V類標準水質為主，水質較差和極差占比達到8成，工業園區和排污水體及管廊污染最為嚴重。污染類型以無機物為主，主要為耗氧量、氨氮、總硬度；有機物和重金屬污染較小，未發現農藥類污染。從污染分布情況看，沿江化工基地、高新區、經開區和排污水體附近等地區地下水污染問題較為突出，整體不適合飲用。農業農村區地下水水質好于城區和工業區，但情況也不容樂觀。由此可見，A市地下水環境質量亟待重視，需要從管理和技術等方面采取措施改善地下水質量。