淮河流域沙英段浅层地下水水质及污染特征
(河南省地质调查院，郑州450007)
根据2003年和2004年环境水文地质调查和水质分析结果，对淮河流域沙英段浅层地下水水质和污染现状进行了评价。分析研究了浅层地下水的面源污染、带状污染、垂直污染和小区内外污染特征。
关键词:浅层地下水；地下水质量；地下水污染；污染特征
1前言
研究区位于淮河流域沙英中下游(豫中东部)，隶属许昌市、漯河市、周口市，面积约1.2万km2，平均人口密度900人/km2，东部可达1.2万人/km2。研究区属黄淮冲积平原，地势平坦，西北高，东南低，地面高程100 ~ 36m，地面坡度约0.5‰。沙河、何英、汾河和贾鲁河从西北流向东南，在东南方向出境。第四纪以来，地壳长期处于持续下降状态，沉积了巨大的厚层松散堆积物，厚度约300m以上。地表岩性主要为粉土和粉质粘土。
遵循“以地层分层为基础，以水文地质要素为依据，以开发利用为目的”的原则，将研究区地下含水层系统划分为两个含水层组:(1)控制深度约50m的浅层含水层，主要由Qh、
地层组成；(2)中深层含水层，控制深度约50 ~ 400 m，主要由地层组成。
2浅层地下水质量现状
根据《淮河流域环境地质调查技术要求》，选取了19个因子，包括:pH值、总硬度、总溶解固体、硫酸盐、氯化物、高锰酸盐指数、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、挥发酚、铁、锰、铅、砷、汞、镉、铬(六价)、氟化物、氰化物。根据《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)，确定地下水的质量类别。
图1为埋深小于20m时的地下水质量:ⅲ、ⅳ、ⅴ类水主要分布，ⅲ类水仅零星分布，ⅴ类水分布面积最大。ⅲ类水域441.8km2，占3.51%。ⅳ水:分布面积3658.9km2，占29.12%。超标的主要因素是总硬度、锰、氟、铁和亚硝酸盐。ⅴ类水域面积8465.1km2，占67.37%。超标的主要因子是总硬度、硝酸盐、氯化物、溶解性总固体、锰、氟化物和硫酸盐。
20 ~ 50m深度的地下水质量比20m以下的好得多。ⅱ、ⅲ类水分布面积1238.0km2，占10.21%。ⅳ类水面积7472.9km2，占59.47%。超标的主要因素是总硬度、氟化物和锰。ⅴ类水分布面积3810.0km2，占30.32%。超标的主要因子是总硬度、氟化物、硝酸盐、氯化物、硫酸盐和总溶解固体。
图1浅层地下水(埋深小于20m)质量评价图(2003 ~ 2004年)
3水污染现状
3.1背景值测定和评价方法
本次地下水污染评价中，确定地下水背景值的方法如下:20世纪80年代以前，浅层地下水为轻度污染，可利用历史水质数据，按照数理统计方法[1]计算其背景值；对于没有历史数据的因子，根据《地下水质量标准》中ⅱ类水的上限确定相应的背景值。评价因素与质量状况评价基本一致。
评价方法采用内梅罗指数法，用内梅罗指数PI对污染程度进行分类分区。内梅罗指数的计算公式为:
华东地区地质调查成果汇编:1999~2005
式中:pi——综合污染指数
华东地区地质调查成果汇编:1999~2005
—每个单独成分得分I的平均值；IMAX——单一成分得分I的最大值
根据PI值的计算结果，地下水污染等级按下表(表1)划分。
表1地下水污染等级分类表
3.2地下水污染现状
埋深小于20m的地下水污染现状见图2。未污染区呈点状分布，面积为128.2km2，占1.02%。轻度污染区面积2656.4km2，占21.14%；中度污染区面积4132.9km2，占32.89%。主要污染因子为氯化物、硝酸盐、硫酸盐、总硬度、总溶解固体和高锰酸盐指数。重度污染面积5648.4km2，占44.95%。主要污染因子为氯化物、溶解总固体、硝酸盐、总硬度、硫酸盐和高锰酸盐指数。
图2浅层地下水(埋深小于20m)污染现状评价图(2003-2004年)
深度20 ~ 50m的地下水污染现状比深度小于20m的轻，严重污染区分布位置相似，但面积变小。未污染区分散，面积305.3km2，占2.43%。轻度污染区面积4076.4km2，占32.44%。中度污染区面积5054.0km2，占40.22%；重度污染面积3130.2km2，占24.965，438+0%。主要污染因子为氯化物、硝酸盐、溶解性总固体、硫酸盐和总硬度。
4地下水污染特征
4.1区域污染特征
根据污染评价图等资料，可以得出浅层地下水在平面上的污染特征。
(1)未污染区和轻度污染区一般分布在城市上游，无污水管(沟)通过。
(2)中度污染区一般位于污水沟少、离城市有一定距离的区域，城市和工业污染不严重。主要污染是当地的生活污水、生活垃圾、农药化肥。
(3)重污染区一般位于城市的下游污水区或洼地容易汇集污水的区域。前者如周口市、漯河市及许昌市下游地区，该地区已发育污水沟，污水通过渗透、灌溉等方式污染地下水。后者如鄢陵南王岗地区地势低洼，受污染的河水容易通过引水渠在此区域滞流。此外，污水灌溉、当地生活污染和农业污染使污染程度更重。
4.2带钢污染特征
污水河(沟)两侧附近浅层地下水受到污染，污染宽度与污水排放长度、污水水质、河沟宽度和深度、岩性及补排关系有关。一般越靠近污水河(沟)污染越严重，严重污染带宽度一般可达50 ~ 150 m。
从表2可以看出，在受污染河沟200m范围内，受污染河沟附近的水质明显差于远离它的地下水；当离污染沟的距离大于300m时，离污染沟的距离对地下水水质差异的影响不太明显(见表2Qs054和Qs055)。重污染区的宽度一般为150米。
表2距污水沟不同距离处浅层地下水质量对比表
4.3垂直污染深度
垂直污染深度受地层结构特征等因素控制。根据不同深度(相互接近)井的水质对比结果(表3)，深度大的井水质明显好于深度小的井，如SW095(井深7m)和SW094(井深25m)，水质、内梅罗指数和主要污染因子存在明显差异。
表3不同深度浅层地下水质量对比表单位:mg/L
从全区不同井深地下水质量类别统计结果(表4)和全区不同井深综合污染内梅罗指数统计结果(表5)可以看出，埋深大致为15 ~ 20m，与其下面的质量类别和综合污染内梅罗指数明显不同。如表4所示，含水量在15 ~ 20m以上时，V水一般占70%以上，15 ~ 20m以下含水量一般占50%左右。再比如表5的内梅罗指数平均值，15 ~ 20m以上一般大于8，以下一般为3 ~ 6。
当埋深大于50m时，其质量类别和内梅罗指数与浅层地下水明显不同。比如只有30%左右的水属于ⅴ类，平均内梅罗指数为2 ~ 5。研究区30 ~ 50m以下有较厚的粘性土层，使得浅水与中深水的联系较弱。因此，中深层水基本没有受到地表污水和浅层地下水的污染，这也可以从浅层和深层地下水的水化学类型和各种因子的含量得到证实。如周口-沈丘地区，浅层水为钙镁水，总硬度大多在500mg/L以上，深层水为钠水，总硬度为60。
综合以上分析，研究区地下水污染深度一般可达30 ~ 40m，埋深15 ~ 20m的浅层地下水明显偏高，即随着深度的增加，污染程度降低。
表4不同井深地下水质量类别统计表
表5不同井深地下水Mero指数统计表
备注:S区位于西部，N区位于北部，E区位于中部和东部。
4.4居住区内外的水质差异
根据110村内外不同井深浅层地下水水质类别和内梅罗指数的统计比较，可初步得出以下结论(表6)。
表6村内外水质对比表
(1)井深小于20m时，村外水质明显好于村内。该村水质类别ⅴ类的样本数占87.69%，水质类别ⅲ、ⅳ类仅占12.438+0%。村外水质占ⅴ类的42.86%，ⅲ、ⅳ类占57.14%。平均内梅罗指数村内16.45，村外3.32。
(2)井深20m时，村外水质仍好于村内，但不如井深20m时明显。村内水质占ⅴ类水的33.33%，ⅲ、ⅳ类水的66.67%，村外水质占ⅴ类水的20%，ⅲ、ⅳ类水的80%。平均内梅罗指数村内为3.84，村外为3.36。
(3)不同深度的地下水水质差异明显，井深小的井水质明显好于井深小的井水质。
综合以上分析，村镇生活垃圾和生活污水的污染是浅层地下水污染的重要原因。
5结论
(1)淮河流域沙英段浅层地下水质量堪忧。ⅴ类水分布面积分别占总面积的67.37%(埋深小于20m)和30.32%(埋深20 ~ 50m)。
(2)总的来说，埋深大致为15 ~ 20m，边界以下水质明显好于边界以上。
(3)研究区水质恶化主要是人为污染造成的。主要污染源有城市废水、废渣、农村生活污水、垃圾农药、化肥等。主要污染因子为总硬度、硝酸盐、氯化物、总溶解固体等。
(4)根据内梅罗指数对污染程度进行评价和分区，平面分布特征为:重污染区一般位于城市的下游排污区或地形、洼地容易汇集污水的区域。
(5)污染河流(沟渠)沿线严重带状污染宽度一般可达150m左右。垂直污染深度一般可达30 ~ 40m。
(6)居民区内外浅层地下水水质差异非常明显，村内水质明显差于村外，说明乡镇生活污染是浅层地下水污染的重要因素。
参考
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水文地质一队。1: 20万洛河水文地质勘察报告。河南省地质矿产局水文地质一队。1980.
汪华东，王建民，刘永科，等。水污染概论。北京:北京师范大学出版社，1984。
淮河流域沙英段浅层地下水水质状况及污染特征
、左、罗、程胜平、薛
(河南省地质调查院，郑州450007)
文摘:对淮河流域(沙英段)浅层地下水的水质和污染现状进行评价，根据2003年和2004年的环境、水文、地质调查和水质分析结果，分析了居民区浅层地下水的面源污染特征、带状污染特征、垂向污染特征、内外污染特征。
关键词:浅层地下水；地下水质量；地下水污染；污染特征