甘肅環縣樊家川鄉飲用水水源水質評價與分析

蘇巧云，趙文青，逯 娟

(蘭州資源環境職業技術學院，甘肅 蘭州 730021)

1 飲用水水源區地理概況

甘肅省環縣樊家川鄉位于縣城東南部，屬馬蓮河上游水系涇河流域，為典型的黃土高原丘陵溝壑地貌，地形地貌復雜，以山脈嶺梁、丘陵掌區、川道溝臺和零碎殘塬四種類型常見。地勢北高南低，海拔在1300 m～1690 m之間，平均海拔1450 m，梁峁起伏，溝深坡陡，植被覆蓋較差；土壤以灰黃色砂質粉土和粘質粉土為主，分布較廣。

2 飲用水水源區特征

樊家川鄉地下水的形成、分布、埋藏條件及水量大小，受地形、地貌、地層、巖性、地質構造及氣象水文條件的控制，主要靠大氣降水入滲補給。主要賦存于河(溝)谷潛水的粉砂巖層、砂礫石和砂質粉土層內，富水性相對較弱，規模開發利用條件差。

樊家川飲用水水源地位于樊家川鄉砭溝門上游富水區響水淌洼溝谷中下部，地理坐標東經107°28′37″，北緯36°34′57″，為第四系黃土與白堊系灰綠色—青灰色粉砂巖與泥質粉砂巖互層的結合部位(見圖1、2)，南東部為水源地主要的涵養區。響水淌洼溝谷下游呈“U”型，河谷平坦，上游呈“V”型，兩岸巖層與黃土坡面陡直，頂部為黃土塬，高程1515 m～1569 m，高出河水位250 m，黃土塬寬200 m～550 m，平坦開闊。取水井位于響水淌洼溝谷北坡下部邊緣，以集水廊道形式集水，集水廊道周邊地質條件：地層為白堊系灰綠色—青灰色粉砂巖與泥質粉砂巖互層，粉砂結構，巖石主要由泥、粉砂構成，可見少量鐵質斑點，產狀近于水平，層厚0.4 m～0.8 m，水平層理發育，層理厚0.1 mm～1 mm，巖層中裂隙發育，集水井位于巖層頂板下5 m處[1-2]，巖層中裂隙發育，水源沿裂隙以山泉水形式滲出，水質清凈，水源涵養條件好；巖層上部為巨厚的離石黃土和馬蘭黃土，主要為砂質粉土和粉質粘土，土質結構較疏松，垂向裂隙發育。水源地的供水主要采用基巖裂隙水和第四系松散巖類孔隙潛水，上游約1 km～2 km塬上為陽畔和柳樹崾峴，有少量的居民區及耕作區。

注：Q2為第四系中更新統離石黃土；K為白堊系灰綠色—青灰色粉砂巖與泥質粉砂巖互層。

3 飲用水水源水質評價

根據《集中式飲用水水源地保護區劃分技術規范》，本次采樣檢測組分參照《集中式飲用水水源環境保護指南》(試行)(2012)中對地下水常規監測指標要求，按《地下水質量標準》(GBT 14848-93)中的常規24項指標進行水質分析，分別采用單因子指數法和綜合評價法對樊家川飲用水水源的水質進行評價[3-4]。

1)單因子指數法參照《地下水質量標準》(GBT 14848-93)中的Ⅲ級標準限值進行評價，評價結果見表3。

2)飲用水水源水質綜合評價法具體步驟如下：

①對各單項組分檢測數據，對比《地下水質量標準》(GBT 14848-93)標準限值進行分類，劃分組分所屬質量類別。

②對各類別按表1分別確定單項組分評價分值Fi。

表1 地下水分類別單項組分評價分值一覽表

③按式(1)和式(2)計算綜合評價分值F。

(1)

(2)

式中：F為各單項組分評分值Fi的平均值；Fmax為單項組分評價分值Fi中的最大值；n為項數。

④根據F值，按表2規定劃分地下水質量級別。

表2 地下水質量級別劃分規定一覽表

樊家川飲用水水源地水質檢測及綜合評價結果見表3。

表3 飲用水水源單因子指數綜合評價結果一覽表(參照GBT 14848-93)

由表3可以看出，樊家川飲用水水源水質監測的24個常規項目中[5]，只有Cr6+一個項目檢測結果超過《地下水質量標準》(GBT 14848-93)Ⅲ級標準，超標倍數為3.3，其他23個檢測項目均符合Ⅲ級標準限值的要求。采用綜合評價法對樊家川飲用水水源水質進行評價，單項組分評價分值最小為0，最大為10，平均值為1.21；綜合評價分值為7.12，對比表2地下水質量級別劃分規定可知，由于Cr6+一個項目檢測結果超過《地下水質量標準》(GBT 14848-93)Ⅲ級標準，致使水源總體水質為較差。

4 水質超標原因分析

經現場勘察，樊家川水源地周圍并無工業及其面源污染，造成飲用水中Cr6+超標原因主要與區域地質條件有關，水源區大地構造位置屬于鄂爾多斯盆地西緣，北與龍首山構造帶相鄰，北西與祁連構造帶相接，兩構造帶分別在早古生代晚期受祁連運動的影響，形成大量超基性巖漿體，巖體中富含鉻尖晶石及微量元素鉻。白堊紀時期，由構造區至鄂爾多斯盆地邊緣形成含微量鉻鐵的河湖相細碎屑沉積巖，巖層經長期的風化剝蝕與氧化，原巖中的Cr3+逐漸氧化成Cr6+，并隨地下水的流動與滲濾從而導致現水源地地下水中Cr6+濃度升高。

5 結論與建議

5.1 結論

根據監測和統計結果表明，樊家川飲用水水源水質監測的24個常規項目中，只有Cr6+一個項目檢測結果超過《地下水質量標準》(GBT 14848-93)Ⅲ級標準，超標倍數為3.3，其他23個檢測項目均符合Ⅲ級標準限值的要求。參照《生活飲用水衛生標準》(GB 5749-2006)對樊家川飲用水水源水質進行評價，該水源地飲用水Cr6+超標，根據資料Cr6+為吞入性毒物/吸入性極毒物，對人體具有全身致毒作用，皮膚接觸可能導致過敏、刺激作用、累積作用，更可能造成遺傳性基因缺陷，吸入具變態作用、致癌作用，對環境有持久危險性。

5.2 建議

5.2.1 鄉鎮建設發展規劃建議

鄉鎮建設要嚴格遵循鄉鎮總體規劃進行，取水點上游地區不宜建設工業區或引進工礦企業，也不宜發展居民區，切實控制保護區的污染源。

5.2.2 農業污染源控制

在保護區邊緣的農業種植，建議建設引水溝控制地表徑流，減少農業面源進入保護區內，化肥建議使用生態肥料。

5.2.3 環境管理

管理能力建設，建立健全領導班子，組建領導小組，有關單位各負其責，各司其職。完善各項規章制度及崗位責任制，強化環保意識，提高環境執法水平。

5.2.4 應急能力建設

建立一整套的搶救、處理、監測、治安管理體系及機制，由指揮中心負責全盤工作，具體由環境保護局，水務局負責，會同各職能部門共同落實應急預案。

5.2.5 對于地下水中Cr6+超標問題建議解決措施

首先，在水源地上游180 m處設立水質監測點，檢測并追蹤地下水中Cr6+污染源。其次，對地下水Cr6+處理建議以下三種方法：①采用生物材料吸附法，非活體生物材料能快速結合金屬離子，可用于貴金屬的回收、金屬的富集以及從水體中去除重金屬離子[6-7]；②采用活性炭吸附法，活性炭因其有著特殊的表面結構特征及表面化學特性，具有良好的吸附性能，利用Cr6+在活性炭表面的接觸還原作用轉化成Cr3+，并伴隨著Cr3+在活性炭表面含氧酸性官能團之間的離子交換作用而被吸附，而且活性炭在吸附水中Cr6+離子時，具有較高吸附容量、較快的吸附速率和較強吸附選擇性，處理含Cr6+飲用水的效果較穩定，價格也相對較低[8-9]；③在供水站增加水處理設施，安裝除鉻填料裝置，利用金屬腐蝕微電池原理去除飲用水中Cr6+[10]。