沈慧珍吴孟杰刘思秀
(浙江省地质环境监测总站,杭州310007)。
摘要:在杭嘉湖平原浅层地下水污染调查的基础上,计算杭嘉湖平原浅层地下水的环境背景值,运用多项指标综合污染指数法对该区浅层地下水进行污染现状评价,其结果表明,杭嘉湖平原浅层地下水已经遭受不同程度的污染。
关键词:浅层地下水;环境背景值;水污染
杭嘉湖平原位于长江三角洲南部,属长江三角洲的重要组成部分,人口稠密,经济发达。
近年来,随着工农业生产的迅速发展,频繁、活跃的人类活动造成了浅层地下水环境质量的下降,直接影响了国民经济的发展。
因此,充分认识杭嘉湖平原浅层地下水的污染特征和规律,探求其预防措施,显得尤为重要。
水污染评价的目的是根据水体的实际用途,对环境水文监测资料进行统计分析,判断水质污染的状况及其发展趋势。
其评判结果的正确与否,直接影响着水污染治理决策的制定和水资源的开发利用。
目前的水污染评判方法有对水体感观性状的定性评价、对单一指标的评判以及综合质量指数评价等,其中,综合质量指数评价法综合考虑了地下水中的各项指标的影响作用,是最常用的评价方法。
本文根据杭嘉湖平原地下水长期监测资料以及现阶段的水样化验资料,对其污染现状、特征及规律进行了简要的分析,并进行了浅层地下水污染的综合评价。
1自然地理条件
杭嘉湖平原西起莫干山东麓,北与江苏省,东与上海市接壤,南濒钱塘江河口及杭州湾,地理坐标东经120°00′~121°16′,北纬30°13′~31°02′,面积约6490km2。
区内地势平坦,地面高程在1~7m之间。
属亚热带季风气候区,气候温和湿润,四季分明。
多年平均气温15.7℃~16.2℃,多年来平均降水量1140~1350mm之间,降水年内、年际变化显著。
年内降雨集中在梅雨季节(6月峰值)和台风雨期(9月峰值),具有双峰型降水特征和洪涝灾害特点。
区内水网密布,主要有大运河、苕溪、入杭州湾和入黄浦江等河道,其中大运河自杭州经崇福、嘉兴往北接苏州,东、西苕溪在西北部流经本区进入太湖,都属于太湖水系。
孔隙潜水主要由全新统海积、冲海积和冲湖积亚粘土、粘土、亚砂土等组成,厚度一般为0.5~5m,水位埋深1.0~2.6m,水动态变化较大,水量贫乏-极贫乏,除了环太湖带和钱塘江附近区域民井涌水量为10~100m3/d外,其他地方涌水量一般都小于10m3/d。
主要接受大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给,迳流缓慢,蒸发及民井取水为其排泄的主要方式。
2浅层地下水污染评价
2.1背景值的确定
在评价之前要先确定地下水化学背景值。
地下水化学背景值是指天然状况下(未受或基本未受人为活动污染)的地下水中各种化学组分的含量或其界限。
现在已无法找到绝对不受污染的地下水体,因此,地下水化学背景值是与一定的时间、地点相联系的相对概念。
地下水的化学背景值系列是确定地下水是否受污染的标准。
对于无机污染来说,地下水化学背景值调查和研究原则上应依据较早时期的较系统的地下水水质分析资料。
但是由于本区缺乏系统的早期浅层地下水资料,所以此次选取该区中地下水流经的上方向,且远离污染源,相对无污染区的水样,用来计算环境背景值。
首先运用Grubbs法剔除所选水质点的离群数据,然后确定检验的分布类型,其分布类型主要分为3种:正态分布、对数正态分布和偏态分布,最后依据不同情况按不同的方法确定统计特征值(表1、表2)[1,2]。
表1不同分布类型统计特征值表
表2浅层地下水背景值表
注:除了pH值外,单位均为mg/L
2.2评价方法
地下水污染程度评价,主要考虑对地下水污染影响较明显及对人体危害较大的一些污染指标进行评价[3],因此本次选取的污染指标为氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、溶解性总固体、总硬度、高锰酸盐指数、硫酸盐、氟化物、汞、铅、砷、锰、pH等共19项指标。
评价采用多项指标综合污染污染指数法,其计算公式为[4~6]:
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005。
式中:I为某项污染物的污染指数;C为某项污染物的实测含量;C0为某项污染物的对照值标准监测方法的方法检出限;为各单项组分评分值I的平均值;Imax为各单项组分评分值I的最大值;n为项数。
根据PI值计算结果,按表3划分地下水污染级别。
表3地下水污染级别分类表
2.3评价结果
按上述方法对杭嘉湖平原浅层地下水进行污染现状评价,通过评价发现,杭嘉湖平原浅层地下水存在4个污染级别:未污染、轻微污染、中等污染和严重污染,并且以轻微污染为主,63个取样点中,轻微污染有31个,约占总取样点的50%,其次是未污染、严重污染和中等污染,其中,未污染点13个,严重污染11个,而中等污染点为8个。
轻微污染的污染指标主要为、Cl-,同时有些取样点也分别出现好氧量、总硬度和氟化物的污染以及As、Pb等重金属的污染;中等污染的污染指标主要为“三氮”和好氧量,有些取样点也分别出现Hg、总Fe的污染;严重污染的污染指标主要为、总Fe、好氧量、As,其次还有氟化物、氯化物的污染。
分析其原因,主要为:一方面杭嘉湖平原经济发达,人口稠密,广泛的分散在杭嘉湖平原上,农村、城镇多为洗涤用水,就地排放,污水长期下渗使浅层地下水受到污染;另一方面,杭嘉湖平原地势平坦,农田面积广,灌溉时间较长,而农田灌溉水是杭嘉湖平原浅层地下水的一个重要补给来源,因此,这种非点源污染造成了杭嘉湖平原浅层地下水出现了大面积的轻微污染;同时,由于作为浅层地下水的补给源之一的地表水也受到不同程度的污染,这势必会影响浅层地下水的质量;另外,杭嘉湖平原经济发达,工业化程度较高,局部地区也存在一定的工业污染,垃圾填埋场对浅层地下水也有一定的影响。
3地下水污染防治对策及建议
在进行浅层地下水防治时,必须依据污染源的特征,结合地下水污染的特点,具体问题具体分析,做到科学防治地下水污染。
从杭嘉湖平原浅层地下水的污染源调查分析来看,杭嘉湖平原的污染源形式是多样的,包括点污染源(如垃圾堆放场)、线污染源(如污染河流对地下水的补给和污、废水排泄沟渠对地下水的影响)和面污染源(如污水灌溉和酸雨对地下水的补给)。
同时,从杭嘉湖平原的补迳排条件来看,杭嘉湖平原浅层地下水的主要补给源为大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给,蒸发和民井取水为其主要的排泄方式,因此,大气降水、农田灌溉水和地表水体的水质好坏在很大程度大决定着浅层地下水的水质情况。
因此,在进行杭嘉湖平原浅层地下水防治工作时,应综合考虑以上因素。
根据本区的实际情况,本文提出水污染防治建议。
(1)根据点源污染特点,应该强调工业和城市垃圾分类化,选择合理的垃圾填埋场,进行科学的垃圾填埋。
(2)要严格执行城市生活用水、工业废水排放标准,加强地下、地表储罐及管线材料的防渗性能。
(3)由于地表水、大气降水和农田灌溉是浅层地下水的主要补给源,因此,应该开展地表水体的水质调查工作,查明污染物的来源、程度和趋势,改善地表水水质,从根本上解决地表水水质污染问题,保护未受污染的地表水体;严格执行工业废气排放标准,减少空气污染,改善大气降水水质;同时应尽量减少污水灌溉,科学合理施肥,减少化肥、农药对水体的污染;从根本上净化地下水的主要补给来源。
(4)地下水污染一般都是高水位的污染源补给低水位的地下水,从而造成地下水的污染。
而现阶段地下水的开采,造成了水位的迅速下降,形成降落漏斗,加大了水位高差,这有利于地下水污染的扩散,因此我们应加强地下水资源开发利用的科学管理和指导,合理开采地下水,严禁过量开采地下水,对部分地区进行回灌,避免沉降漏斗继续扩张。
(5)逐步完善地下水监测网,同时,发挥各部门职能,制定管理条例,对地下水资源的开发进行有效的监督和管理,进一步提高全民的环境保护意识。
参考文献
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ThePollutionStatusAnalysisofShallowWaterandItsPreventionandCureMeasuresinHangjiahuPlain。
ShenHuizhen,WuMengjie,LiuSixiu。
(ZhejiangGeneralMonitoringStationforGeo-environment,Hangzhou310007)。
Abstract:BasedonthepollutioninvestigationoftheshallowgroundwaterinHangJiaHuplain,itsenvironmentbackgroundvaluewascalculated,andthegeneralpollutionindexmethodofmulti-itemindexwasusedtoevaluatethepollutionstatusoftheshallowgroundwaterinthisarea.TheevaluationresultshowsthattheshallowgroundwaterinHangJiaHuplainwaspollutedtothedifferentextent.
Keywords:Shallowgroundwater;Environmentalbackgroundvalue;Groundwaterpollution
地下水污染与防治考试题
(l)预防为主,加强管理。
地下水污染的防治首先应立足于“防”,这是由地下水污染的特殊性所决定的,地下水污染一般不容易发觉。
对于地下水水质的监测,受观测井孔或民用井孔分布的限制,只有当污染物到达井孔时污染才有可能被发现,而此时污染已经持续很长时间,污染范围已经相当大了。
这种教训,国内外屡见不鲜。
例如,20世纪80年代某地自来水公司供水并相继发现重金属污染,经调查原来是一家自行车厂在数年前利用渗井排放电镀废水所致。
地下水污染的治理一般比地表水污染的治理更困难,因为它涉及受污染土壤及含水层的治理和恢复。
因此,在地下水环境保护工作中要坚持以防为主的方针,宁可在预防上投入足够的人力、物力,不要等污染发生后付出更大代价去治理。
地下水与大气降水及地表水是相互联系的,互相影响的,在用水量日益增大的情况下,往往既要利用地表水,又要利用地下水。
根据各国的先进经验,必须对包括地下水在内的整个水资源进行统一规划、调度与管理。
各级政府的水资源保护管理职能部门要加大监督管理力度,严格执行国家有关法律法规和规定,按地下含水系统(地下水盆地、地下水系统)评价资源,从水量及水质两方面保护地下水资源。
(2)加强供水水源地保护。
保护作为供水水源的地下水免受污染,是一项十分重要的工作。
进行城市规划时,应将可能形成污染源的居民点、厂矿企业布置在远离含水层补给区的下游方向。
显然,只有对本区地下水的补给、排泄与径流建立足够清晰的概念,布局才能得当。
对于供水水源则应建立地下水源保护区。
分一级、二级和准保护区。
饮用水地下水源一级保护区位于开采井的周围,其作用是保证集水有一定的滞后时间,以防止一般病原菌的污染。
二级保护区位于一级保护区外,保证集水有足够的时间,防止病原菌以外的其他污染。
准保护区位于二级保护区外的主要补给区,其作用是保护水源地的补给水源水量和水质。
在任何情况下,都必须对供水水源及其外围的地下水水质进行严密的监测。
(3)综合防治地下水污染。
鉴于地下水污染的治理相当困难,防治工作的重点是控制污染源,有效地切断污染物进入地下水的途径。
合理适当地施用氮肥,使所施氮肥既能满足作物生长需要又不过量,是减少农耕区地下水硝酸盐污染的重要措施。
目前,有的国家正在尝试秋播前测定土壤中氮的含量,据此决定氮肥施用量;有的在氮肥中添加硝化阻滞剂,减缓有机氮肥矿化速率,使无机氮逐渐释放,提高作物对氮的利用率。
实施节水灌溉,减少每次灌溉水量,也是减少氮的流失的重要措施。
对于石油及石油化工产品的污染应采用水动力学方法,通过抽水井或注水井控制流场,可以防止石油化工产品污染的进一步扩大,同时对抽取出来的受污染的地下水进行处理。
受污染的土壤和含水层的处理难度很大,向土壤注入压缩空气,可去除污染物中的挥发性成分。
采用就地生物处理方法是一种很有应用前景的治理措施,它可以比较彻底地去除污染,国内外都在进行研究。
如果受污染的土壤和含水层范围不大,也可以将其挖除或采取截流工程措施将其封闭。
石油和石油化工产品对地下水污染的治理费用很高,而且极其复杂,因此更应当以预防为主。
例如,禁止在水源地保护区设置油库、加油站,对油库、加油站和输油管线采取严格的防渗漏措施等等、要大力开展科学研究,加强对水文地质过程的机制研究和污染治理技术研究,推动地下水资源保护向严密的定量科学发展。
(4)开展地下水环境脆弱性调查评价及编制评价图册。
欧洲、北美和澳大利亚等地区,在地下水污染防治工作中,已经从以污染治理为重点转变为以防止污染为重点,其中采取的一个重要措施是进行地下水环境脆弱性评价,并编制评价图册,这种方法舍得我国借鉴。
脆弱性调查评价可以为决策、管理人员和规划、设计人员提供有关地区地下水环境的条件,指导工程选址、选线。
例如,当工程选择在地下水环境脆弱性较高的地区时,就应当对场地条件作进一步详细的勘测,采取严格、可靠的污染防范措施,或者重新选择建设地点。
地下水环境脆弱性调查评价,也将对地下水水质监测起指导作用。对于脆弱性高的地区,可以加强监测,这样使得监测网的布设更为科学和合理,避免人力、物力的分散和浪费。
(5)建设地下水环境管理示范区。
选择少数地区,作为地下水环境管理示范区进行长期的建设。
示范区的建设应当是综合性的,包括建设完善的水量、水质监测网,点污染源的调查、评价和控制,面污染源的调查、评价和控制,地下水环境脆弱性调查、评价和脆弱性图,水量水质的统一管理措施和法规的实施等等。
一些发达国家,随着他表水污染得到控制,逐步地将水环境保护工作重点从地表水转移到地下水。
地下水作为水文生态循环系统中的一个不可缺少的部分,对于生命的维持和社会的发展起着重要的作用,保护地下水,已成为保护人类生存环境的重要内容。
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