新鄉市鳳泉區重金屬污染典型區地下水污染評價研究

馬 斐

(河南省地質礦產勘查開發局第一地質環境調查院，河南 鄭州 450000)

1 研究區概況

圖1 研究區位置圖

2 評價方法及指標選取

本次地下水污染評價主要對與人類生產生活密切相關的，且背景值較容易確定的34項指標進行污染評價。所有評價均按淺層地下水和中深層地下水分別進行，并根據單指標地下水污染評價、分類指標地下水污染評價結果分析地下水綜合污染的主要影響組分與類別。

2.1 評價方法

本次評價方法采用“單因子評價法”。該方法以環境背景值和《地下水質量標準》中Ⅲ類水的水質標準為參考對照，通過如下公式計算各參評指標污染指數：

(1)

式中：Pki為k水樣第Ⅰ個指標的污染指數；Cki為k水樣第Ⅰ個指標的測試結果；C0為對于無機組分，代表k水樣所在區域指標Ⅰ的背景值；對于有機組分，取0值；CⅢ為《地下水質量標準》中指標Ⅰ的Ⅲ類指標限值。

利用式(1)分別計算各水樣點單指標污染指數結果Pki，并同表1中污染分級標準對照劃分污染等級，得出每一個指標單指標污染等級劃分結果，掌握每一個指標對地下水的污染狀況。

表1 表單因子污染指數分級標準

根據《地下水污染調查評價綜合研究技術要求》，采用“單因子污染評價方法”，進行單指標地下水污染評價、分類指標地下水綜合污染評價(即無機毒理指標、毒性(類)重金屬指標、揮發性有機指標和半揮發性有機指標等4類分類指標)和地下水綜合污染評價。

單指標地下水污染評價是采“單因子污染評價方法”分別對地下水樣品的每一個指標進行污染指數計算和污染評價。

地下水綜合污染評價是在單指標污染評價完成基礎上，將各水樣單因子污染等級做比對，規定其中污染等級最高因子的等級劃分結果作為該水樣點的地下水污染綜合評價結果。

2.2 指標選取和對照值確定

污染評價指標選擇與人類生產生活密切相關的34項無機和有機化學組分，包括3項無機毒理指標(硝酸鹽，亞硝酸鹽、氨氮)、5項毒性(類)重金屬指標(砷<評價淺層地下水>、鎘、鉻、鉛、汞、)；21項揮發性有機指標(三氯甲烷、四氯化碳、1，1，1-三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，2-二氯丙烷、三溴甲烷、氯乙烯、1，1-二氯乙烯、1，2-二氯乙烯、氯苯、鄰二氯苯、對二氯苯、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯)、5項半揮發性有機指標(總六六六、γ-BHC(林丹)、總滴滴涕、六氯苯和苯并(a)芘)。

污染評價對照值參照國土資源部頒布的《地下水水質標準》中所列各項指標標準。對于無機毒理指標和砷(淺層)，對照值選擇主要參考了《豫北平原地下水環境質量評價報告》、《新鄉市地下水環境質量評價及水源保護研究》，本次評價選擇的對照值見表2。對于毒性(類)重金屬指標和有機指標，其對照值都取為0。

表2 無機毒理指標和砷(淺層)對照值

3 研究區地下水污染評價

本次評價主要對3項無機毒理指標、5項毒性(類)重金屬指標(中深層無砷指標)和26項有機指標進行綜合污染評價，按照不同水文地質單元進行評價和統計。

3.1 淺層地下水污染綜合評價

對淺層地下水進行污染綜合評價和統計(表3、圖2和圖3)，統計結果表明，研究區內淺層地下水污染現象較為明顯，其中淺層地下水未污染(Ⅰ級)和輕污染(Ⅱ級)樣品占總樣品的12.7%，中污染(Ⅲ級)樣品數占總樣品數的21.8%，重污染(Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級)樣品數占總樣品數的65.5%，且主要為極重污染(Ⅵ類)。

圖2 淺層地下水系統污染綜合評價餅圖

圖3 淺層地下水污染綜合評價圖

表3 淺層地下水污染綜合評價結果統計表

就區域污染分布來說，區內地下水污染從山前到衛河洼地沒有明顯趨勢性，未污染、輕污染水質呈點狀分布全區。重污染水質在全區均有分布，其中研究區西部以大塊-中馬坊工業區沿線污染較為嚴重，受當地化工、電池生產污染影響；而東部則以衛輝市周邊污染較為集中，呈放射性向外水質逐漸轉好。

3.2 中深層地下水污染綜合評價

對中深層地下水進行綜合污染評價和統計(表4)，統計結果表明，中深層地下水未污染(Ⅰ級)和輕污染(Ⅱ級)樣品占總樣品的70%，中污染(Ⅲ級)樣品數占總樣品數的10%，重污染(Ⅴ)樣品數只占總樣品數的20%，無極重污染水樣。

表4 中深層地下水污染綜合評價結果對比表

從區域分布來看(圖4和圖5)，研究區地下水整體為未污染和輕污染，其中楊九屯水井為重污染型。

圖4 中深層地下水系統污染綜合評價餅圖

圖5 中深層地下水污染綜合評價圖

4 地下水污染影響指標分析

4.1 淺層地下水污染單指標

淺層地下水樣參評指標包括上述的無機毒理指標、毒性(類)重金屬指標、揮發性有機指標和半揮發性有機指標等共34項。采用單指標地下水污染評價方法對參評的55組淺層地下水樣進行污染評價。

從污染單指標指數評價結果的未污染和輕污染程度來看(表5、圖6)，對于無機毒理指標，區內硝酸鹽、亞硝酸鹽存在污染現象，其中硝酸鹽污染較為嚴重，重污染(Ⅳ類、Ⅴ類、Ⅵ類)占比高達63.63%，由此可以看出硝酸鹽污染現象在區內影響較明顯，已成為影響區內淺層地下水污染評價主要指標。就毒性(類)重金屬指標來說，除砷、鉻(六價)、鎘外，其他指標未污染水樣占比均為100%，而砷、鉻(六價)均存在極重(Ⅵ級)污染現象，Ⅵ級污染占比均為1.82%。對于有機毒理指標，無重污染樣品，除三氯甲烷、三氯乙烯、總六六六外，其它有機毒理指標未污染水樣占比為100%。

表5 淺層地下水污染單指標評價統計表

圖6 淺層地下水污染單指標評價柱狀圖

從污染單指標指數評價結果的重污染(較重污染、嚴重污染、極重污染)程度來看，毒性(類)重金屬的砷、鉻(六價)存在極重污染現象，無機毒理指標以硝酸鹽為主存在較為嚴重的重污染現象，有機指標則無重污染現象。這說明，區內淺層地下水硝酸鹽污染、毒性(類)重金屬類污染問題相對突出。

綜上所述，工作區內淺層地下水受一定的硝酸鹽氮、毒性(類)重金屬污染，而有機指標的污染尚不構成，雖然有些有機指標輕污染級別比例較高，但在重污染程度上則完全沒有。

4.2 中深層地下水污染單指標評價

中深層地下水樣參評指標包括上述的無機毒理指標、毒性(類)重金屬指標(無砷指標)、揮發性有機指標和半揮發性有機指標等共34項。采用單指標地下水污染評價方法對參評的10組中深層地下水樣進行污染評價。從污染單指標指數評價結果的未污染和輕污染程度來看(表6、圖7)，對于無機毒理指標，硝酸鹽氮存在一定比例的污染現象。就毒性(類)重金屬指標來說，除砷、鉻(六價)存在少量Ⅱ級水樣外，其他各項指標均全部滿足未污染(Ⅰ級)標準。對于有機指標，除總滴滴涕、總六六六、1，2—二氯丙烷、三氯甲烷外，其他各項指標均全部滿足未污染(Ⅰ級)標準。其中，總滴滴涕存在重污染(Ⅴ級)問題，主要為楊九屯一眼深井。總六六六、1，2—二氯丙烷Ⅲ級(中污染)占比均為10%，三氯甲烷Ⅱ級(輕污染)占比20%。

表6 中深層地下水污染單指標評價統計表

圖7 中深層地下水污染單指標評價柱狀圖

從污染單指標指數評價結果的重污染(較重污染、嚴重污染、極重污染)程度來看，除有機指標中的總滴滴涕、無機毒理指標硝酸鹽氮存在嚴重污染問題，其他無機毒理指標、毒性(類)重金屬指標、有機毒理指標均不存在重污染現象。整體而言，中深層地下水受無機毒理指標、毒理(類)重金屬污染和有機指標的污染很輕，基本沒有大的影響。

5 結語

(1)研究區內城市發展和人類活動對地下水水質的影響十分明顯，通過對研究區內的淺層和深層地下水污染狀況進行評價，從結果來看，淺層地下水綜合質量整體不是很好，Ⅲ類水呈片狀主要分布山前沖洪積扇前緣地帶。中深層地下水受無機毒理指標、毒理(類)重金屬污染和有機指標的污染很輕，基本沒有大的影響。

(2)研究區內硝酸鹽氮超標較為普遍，尤以沿共產主義渠一帶，受污灌、施肥等影響，硝酸鹽氮超標明顯。

(3)本次研究評價的面積較大，部分地區樣品控制精度不夠，評價結果可能不夠精細，建議后期可以開展更大比例尺的詳細調查，對區內工業聚集區的鎘、鉻等重金屬典型污染場地進行再深入研究。

(4)加強地下水監測網絡建設，探索污染組分的遷移轉化規律，逐步開展地下水污染場地的修復治理工作。