右江流域下游段地下水污染現狀分析評價

貝為昶，張勤軍，康志強

（1.廣西壯族自治區地質調查院，南寧 530023；2.廣西壯族自治區地質礦產勘查開發局，南寧 530023）

右江流域下游段是廣西重要的礦集區，區內居民工農業用水主要為巖溶地下水。分布寬廣的裸露型巖溶區具有強滲透、開放性的同時，缺乏相應的保護層。區內受礦業開發及企業生產的影響，地下水安全保護受到的挑戰日趨嚴重。本文通過對右江流域下游段地下水污染現狀評價，分析了地下水污染趨勢，為本區污染防治提出合理對策。

1 研究區概況

右江流域下游段位于廣西西部，總面積6 262.77 km2，其中巖溶區面積占4 265.18 km2，碎屑巖區面積占1 997.59 km2。該區位于云貴高原前緣臺地向廣西盆地過渡的斜坡地帶，為典型的峰叢洼地谷地區。總體上，西北高、南東低。受構造的影響，地形明顯呈三級臺階狀。該區地層從寒武系至古近系均有出露，其中，古近系的巖層未完全固結，多呈半固結狀態，巖性為泥巖、粉砂巖、礫巖，部分地區有煤層，主要分布于研究區北西部及南西部的右江沿岸。三疊系下統北泗組至泥盆系中統東崗嶺組為碳酸鹽巖地層，廣泛分布于研究區內。第四系主要階地沖積層，主要分布在田東縣思林鎮及南寧市金陵鎮的右江兩岸，巖性主要為粉質黏土、黏土、砂、礫石層。研究區巖漿巖出露很少，分布零星。地表河流主要為右江及其支流，屬珠江流域西江水系，為本區規模最大、最主要的河流，是區內地下水的最低排泄基準面。

研究區屬亞熱帶季風氣候，雨熱同期，是廣西木薯、甘蔗等作物的主產區，近年來在右江兩岸興建有較多的酒精廠、淀粉廠。研究區是廣西風化礦床的主要分布區，錳礦、鋁土礦等儲量大、易開采，隨著引進資金的加大，政府正大力支持錳礦廠、鋁廠、工業園等的發展。

2 巖溶水水質評價

2.1 巖溶地下水化學特征

調查獲取研究區內81 個地下水樣，包括28 個地下河出口、上升下降泉等地下水天然排泄口，26個有水溶洞、地下河天窗等地下水大型補給入口，27 個機、民井等地下水人工露頭，根據檢測結果顯示，研究區內地下水礦化度變化值為0.270～0.674 g/L，平均值為0.415 g/L ；pH 變化值為6.69～7.97，平均值為7.4。研究區內地下水水化學組分以Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-為主，在陽離子組分中，Ca2+和Mg2+離子一般占85%以上，其中Ca2+占了55%以上，而Na+和K+一般低于15%。在陰離子組分中，HCO3-和SO42-一般占80%以上，其中HCO3-一般占這兩種陰離子的80%以上。按舒卡列夫分類法，81個水樣中有79個水化學類型為HCO3-Ca型，其余2個水樣為HCO3-Ca·Mg型。

總體看，研究區巖溶地下水屬低礦化度中性水。研究區水化學分布見圖1。

圖1 研究區水化學圖

2.2 巖溶地下水水質評價

2.2.1 評價方法

根據《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017），對采集的81 個地下水全分析水樣進行評價。首先對單項目組分評價，然后進行質量綜合評價。結合研究區水文地質條件，參加本次評價的單項組分有：色（度）、嗅和味、渾濁度、肉眼可見物、pH、總硬度（CaCO3）、溶解性總固體、硫酸鹽SO42-、氯化物Cl-、鐵Fe3+、錳Mn、銅Cu、鋅Zn、鉬Mo、揮發性酚類（以苯酚計）、陰離子合成洗滌劑、硝酸鹽NO3-、亞硝酸鹽NO2-、氨氮NH4+、氟化物F-、氰化物、汞Hg、砷As、硒Se、鎘Cd、鉻Cr6+、鉛Pb、鈹Be、鋇Ba、鎳Ni 等30項。首先進行單項組分的評價，劃分組分所屬水質類別。按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類水質確定單項組分評價得分值Fi分別為0、1、3、6、10。

水質綜合評價是按地下水質量標準規范中提出的綜合評價分值F進行。即將各個水樣中的各單項組分有關數據代入以下公式求得：

式中：F表示綜合評價分值；Fˉ表示各單項組分評分值Fi的平均值；Fi表示各單項組分評分值；Fmax表示單項組分評分值Fi中的最大值；n表示項數。將計算結果按地下水質量分級標準表（見表1）進行等級劃分，即劃分為優良、良好、較好、較差、極差5個等級。

表1 地下水質量級別表

2.2.2 巖溶水水質組分單項評價

單項因子評價計算簡便，能直觀地反映水質中哪一類或哪幾類因子超標，可以清晰地判斷出主要污染因子和主要污染區域[1]。水質組分單項評價結果見表2，由表2 可知30 個單組分級別為Ⅰ類占比100%的共有18個。總硬度（以CaCO3計）無Ⅰ類級別水樣，Ⅱ類水樣數量最多，占91.36%，與巖溶區地下水特征相符；硫酸鹽單組分達Ⅱ類水樣數為2個；個別水樣中檢測出錳（Mn）、鋇（Ba）、汞（Hg）、鎳（Ni）、鋅（Zn）、鉬（Mo）等非常見單組份達到Ⅱ類或Ⅲ類，其中1個機井水樣中錳（Mn）達到Ⅳ類水含量（大于0.1 mg/L，同時不大于1.0 mg/L）的限值；硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮3個組分中單項評價結果達Ⅱ類及Ⅲ類占比較大，其中1 個水樣中氨氮組分達V 類水的含量（大于0.5 mg/l）。

表2 水質組分單項評價結果

2.2.3 巖溶水水質綜合評價

采用綜合評價方法將單因子評價結果綜合起來以反映地下水水質的整體情況[2]。本次評價依據《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017），評價結果如下：28 個地下河出口、泉等地下水天然排泄口中有24 個優良、4 個良好，優良率85.7%；26 個地下河天窗、有水溶洞中有15 個優良，11 個良好，優良率57.7%；27 個機、民井等人工揭露地下水中有10 個優良、16個良好及1個較差，優良率37.0%。81個水樣中，達到優良、良好數量分別為49、31，分別占總數的60.5%、38.3%，較差級僅有1個，出現在天等縣自然資源局機井。總體上看，區內巖溶地下水水質保持天然背景含量，適用于各種用途，研究區巖溶地下水質量評價見圖2。

圖2 研究區巖溶地下水質量評價圖

3 評價結果分析

3.1 巖溶地下水污染現狀

在81個地下水樣中，硝酸根（NO3-）含量檢出率達100%，亞硝酸根（NO2-）檢出率達52.5%，氨氮（NH4+）檢出率達22.5%。對比《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2022），其中3 個水樣中硝酸鹽（以N計）含量超過10 mg/L限值，不能作為人飲使用。地下水中氮元素的富集，由過量有機物進入地下造成。說明區域內地下水普遍受到了生活污水排放或農業化肥排放的影響，但僅個別樣品到達了污染的程度。地下水中錳（Mn）、鋇（Ba）、汞（Hg）、鎳（Ni）、鋅（Zn）、鉬（Mo）等非常見單組份檢出，并達到Ⅱ類或Ⅲ類，說明區域內工業排放、污水泄漏等已影響到地下水。

典型污染點有一處，為天等縣自然資源局機井水。其錳（Mn）含量為1.2 mg/L，超過《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2022）限值（≤0.1 mg/L）；氨氮（NH4+）值達22 mg/L，遠超地下水質量Ⅴ類水限值（＞1.5 mg/L），綜合評價結果為較差級，不能作為飲用水源。其污染成因為周邊錳礦堆場及加工場，錳礦受淋濾后少量進入地下水，形成小范圍污染。

總體上研究區巖溶地下水水質為優良與良好級，保持天然背景含量，適用于各種用途。

3.2 流域地下水污染分布及形成途徑

治理水污染，首先必須追根溯源[3]。流域內碳酸鹽巖分布廣泛，巖溶發育強烈，大氣降水、地表水、地下水之間轉換頻繁。從水質綜合評價結果看，有水溶洞、天窗等補給、徑流區地下水水質優良率較排泄區地下水低，說明流域內天窗、落水洞等開放通道是污染物進入地下水系統的入口，污染物質檢出率較高。經地下水系統稀釋、微生物降解、流通管壁吸附等作用后，污染物濃度在下游排泄口處有所衰減。機井、民井等地下水人工露頭，更接近人類生產、生活區，地下水自然修復的過程更短暫，進而在水質評價結果上反應出受污染比例亦更高。與非巖溶區相似，污染物在巖溶地下水系統中隨水流向下游擴散，流程越長污染物濃度越低。研究區巖溶地下水系統有一定的自凈能力，但對污染物的容納能力有限，如若形成污染，短期內無法完成自身修復。

落水洞、地下河天窗、地下巖溶管道、溶隙不僅是地下水運移的空間，也成為污染物運移的通道。根據流域內的自然條件及水文地質特征，污染物進入巖溶地下水的途徑主要有：通過包氣帶的垂直入滲，通過上覆弱透水層的垂直入滲，通過落水洞、地下河天窗、巖溶裂隙等的直接灌入，等等。

3.3 地下水污染的防治對策

（1）加強對工業“三廢”的治理，是防止地下水污染的根本途徑。應積極處理和凈化工業廢水和城市污水，改革工藝流程，進行回收利用工作，進行“廢水”無害化處理，嚴格控制“三廢”的排放標準[4]。

（2）城市建設必須充分考慮水文地質條件，全面規劃，合理布局。排放污水和“廢水”的地點和途徑要嚴格選擇。新建和擴建的供水水源地，應盡量選擇在地下水的上游補給區。已造成污染的廠礦，如石油、化工、合金電鍍、冶煉等工業，應盡可能放在遠離水源地的下游地區。

（3）建立地下水監測站和監測網[5]，進行地下水的長期觀測，開展地下水污染問題的調研工作。

（4）加強對地下水資源的保護與管理。水源地附近，應根據水文地質條件及水源地的規模設立一定范圍的衛生保護帶。嚴禁采用滲坑、滲井等排放有害廢水、廢渣。污灌區須布置在防滲條件較好的厚土層區，并嚴格執行防滲措施且控制灌溉定額。對大量使用農藥和化肥的耕地，要經過動態監測，嚴格控制使用量。對廢渣、礦渣及城市垃圾等的堆放點須經過調查研究，選擇合理的地點。

4 結語

（1）右江流域下游段巖溶地下水屬低礦化度中性水，水化學類型以HCO3-Ca為主。

（2）研究區巖溶地下水呈現出明顯受農業、采礦業影響痕跡，但總體地下水水質為優良與良好級，局部地下水出現點狀污染。研究區內污染物進入地下水系統的途徑很多，如若造成污染，地下水系統在短期內無法完成自身修復。

（3）建議右江流域下游段加強源頭治理，合理規劃供水水源地及廠礦的開發，建立地下水長期監測，防止地下水污染。