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[科普中國(guó)]-地下水水質(zhì); 地下水質(zhì)量

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定義

地下水水質(zhì)即地下水的物理化學(xué)特性及其動(dòng)態(tài)特征。地下水物理性質(zhì)主要指水溫、顏色、透明度、嗅和味?;瘜W(xué)性質(zhì)由溶解和分散于地下水中的氣體、離子、分子,膠體物質(zhì)和懸浮固體的成分,微生物及這些物質(zhì)的含量所決定。與地表水不同其含有極小量的溶解氧,而CO2則溶解較多;有些地下水還含有H2S、CH4和氡。地下水一般多為無(wú)色、無(wú)味、透明;陰離子主要是HCO3-,陽(yáng)離子主要是Na+、Ca2+和Mg2+。影響地下水水質(zhì)的主要因素是土壤、巖石的成分,滲透性和地下水的埋藏深度。地下水一旦污染,水質(zhì)很難恢復(fù)。1

地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)地下水資源,防止和控制地下水污染,保障人民身體健康,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè),特制定《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。 本標(biāo)準(zhǔn)是地下水勘查評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)利用和監(jiān)督管理的依據(jù)。 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了地下水的質(zhì)量分類(lèi),地下水質(zhì)量監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)方法和地下水質(zhì)量保護(hù)。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于一般地下水,不適用于地下熱水、礦水、鹽鹵水。

依據(jù)我國(guó)地下水水質(zhì)現(xiàn)狀、人體健康基準(zhǔn)值及地下水質(zhì)量保護(hù)目標(biāo),從人類(lèi)飲用水安全的角度將地下水質(zhì)量分為五類(lèi),各個(gè)分類(lèi)具體用途與限值為2:

Ⅰ類(lèi) 適用于各種用途;

Ⅱ類(lèi) 主要反映地下水化學(xué)組分的背景含量,適用于各種用途;

Ⅲ類(lèi) 以飲用水標(biāo)準(zhǔn)值為依據(jù),主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水;

Ⅳ類(lèi) 以人飲用水的風(fēng)險(xiǎn)劑量為依據(jù),除適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水外,適當(dāng)處理后可作生活飲用水;

Ⅴ類(lèi) 不宜飲用,其它用水可根據(jù)使用目的選用。

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評(píng)價(jià)方法地下水質(zhì)量評(píng)價(jià),實(shí)際就是依據(jù)地下水中污染物有害物濃度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),判斷某個(gè)地區(qū)或某口井的水質(zhì)與哪級(jí)標(biāo)準(zhǔn)最接近,則它就被視為符合該級(jí)地下水質(zhì)量。地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)以地下水的質(zhì)量變化和地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量變化資料為依據(jù),結(jié)合評(píng)價(jià)區(qū)域的水文地質(zhì)條件來(lái)進(jìn)行。

近幾十年來(lái),國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家、學(xué)者進(jìn)行了深入的探索,提出了多種水質(zhì)評(píng)價(jià)的方法和模型,如綜合指數(shù)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、灰色聚類(lèi)法等多種基于數(shù)學(xué)模型的方法。但是由于評(píng)價(jià)因子與水質(zhì)等級(jí)間非常復(fù)雜的非線性關(guān)系,以及水體污染的隨機(jī)性和模糊性,對(duì)于地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)至今仍沒(méi)有一個(gè)被廣泛接受的評(píng)價(jià)模型。3

地下水質(zhì)現(xiàn)狀2016年,以地下水含水系統(tǒng)為單元,以潛水為主的淺層地下水和承壓水為主的中深層地下水為對(duì)象,國(guó)土資源部門(mén)對(duì)全國(guó)31個(gè)省(區(qū)、市)225個(gè)地市級(jí)行政區(qū)的6124個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(其中國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)1000個(gè))開(kāi)展了地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示:水質(zhì)為優(yōu)良級(jí)、良好級(jí)、較好級(jí)、較差級(jí)和極差級(jí)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)分別占10.1%、25.4%、4.4%、45.4%和14.7%。主要超標(biāo)指標(biāo)為錳、鐵、總硬度、溶解性總固體、“三氮”(亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和氨氮)、硫酸鹽、氟化物等,個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)存在砷、鉛、汞、六價(jià)鉻、鎘等重(類(lèi))金屬超標(biāo)現(xiàn)象。水利部門(mén)流域地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)井主要分布于松遼平原、黃淮海平原、山西及西北地區(qū)盆地和平原、江漢平原重點(diǎn)區(qū)域,監(jiān)測(cè)對(duì)象以淺層地下水為主,基本涵蓋了地下水開(kāi)發(fā)利用程度較大、污染較嚴(yán)重的地區(qū)。2104個(gè)測(cè)站地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示:水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果總體較差。水質(zhì)優(yōu)良的測(cè)站比例為2.9%,良好的測(cè)站比例為21.2%,無(wú)較好測(cè)站,較差的測(cè)站比例為56.2%,極差的測(cè)站比例為19.8%。主要污染指標(biāo)除總硬度、溶解性總固體、錳、鐵和氟化物可能由于水文地質(zhì)化學(xué)背景值偏高外,“三氮”污染情況較重,部分地區(qū)存在一定程度的重金屬和有毒有機(jī)物污染。4

污染物來(lái)源地下水的污染來(lái)源十分廣泛,其中地表水,降水,工業(yè)“三廢”,生活污水,生活垃圾的排放,是造成地下水資源污染的主要原因。在農(nóng)村,農(nóng)藥、化肥的大量使用,加劇了地下水環(huán)境的惡化??偨Y(jié)起來(lái),主要包括以下幾個(gè)方面:

工業(yè)對(duì)地下水資源的污染。工業(yè)生產(chǎn)在利用地下水的同時(shí)又以其排出的大量廢氣、廢水和廢渣直接或間接地導(dǎo)致地下水水質(zhì)的惡化。工業(yè)生產(chǎn)對(duì)地下水造成的污染有面積大,威力強(qiáng)的特點(diǎn)。工業(yè)生產(chǎn)對(duì)地下水的危害主要體現(xiàn)在以下三種方式:一是工業(yè)廢氣,許多工廠生產(chǎn)過(guò)程中要排除大量的有毒氣體,如制酸工業(yè)主要排放二氧化硫、氮氧化物及各種酸類(lèi)廢氣;鋼鐵冶金企業(yè)和有色冶煉企業(yè)主要排出二氧化硫、氯化氫以及鉛、錳等金屬化合物;石油工業(yè)主要排放硫化氫、二氧化碳、二氧化硫等。污染物還隨著雨水、降雪降落到地表同時(shí)深入地下,污染地下水水質(zhì)。二是工業(yè)廢水,不加處理的工業(yè)廢水排入河道(或其它地表水體)中,先是污染地表水,進(jìn)而污染地下水,工業(yè)廢水的污染對(duì)地下水水質(zhì)的破壞最為直接和嚴(yán)重。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)地下水資源的污染。我國(guó)是農(nóng)作物生產(chǎn)大戶(hù),特別是北方地區(qū),大量利用地下水進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng),對(duì)地下水資源的影響日益增加。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)地下水資源的影響主要分為三個(gè)方面:一是化肥和農(nóng)藥的使用。化肥中常含有氮肥、磷肥、鉀肥等,隨著灌溉用水、降水滲入地下,特別是污水灌溉,對(duì)淺層地下水造成污染;農(nóng)藥中含有大量的有害成分,如敵敵畏、敵百蟲(chóng)、六六六等不易揮發(fā)分解的物質(zhì),殘留在土壤、水域及生物體內(nèi),并隨著食物鏈逐步濃縮在動(dòng)物和人體內(nèi),引起不良后果。二是生活污染物的排放。主要由糞坑、滲井、垃圾堆放場(chǎng)等引起,通過(guò)滲透,淋濾直接污染淺層地下水,使地下水的總硬度上升,惡化地下水環(huán)境。三是農(nóng)業(yè)污水灌溉。因城市污水中常含有氮、磷、鉀及有機(jī)碳化物,農(nóng)業(yè)中使用污水進(jìn)行灌溉不僅可以節(jié)省肥料,而且使土壤肥力提高,所以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中大量存在使用污水進(jìn)行灌溉的方式,但長(zhǎng)期使用污水容易造成地下水的污染,并造成農(nóng)作物的減產(chǎn)。

采礦活動(dòng)對(duì)地下水資源的污染。采礦活動(dòng)對(duì)地下水資源的破壞主要表現(xiàn)為對(duì)埋藏條件的改變,由于興建地表水利工程改變了地表水流狀況,將對(duì)地下水的均衡、埋藏狀態(tài)產(chǎn)生重大的影響。同時(shí),采礦排出的礦坑水通常pH值很低,這種酸性水滲入地下后可導(dǎo)致某些鹽類(lèi)進(jìn)入含水層,由此產(chǎn)生的鹽效應(yīng)促使土體中方解石、白云石溶解,使鈣鎂離子溶入水中,地下水的總硬度升高。

生活污染對(duì)地下水資源的污染。日常生活尤其是城市生活對(duì)地下水資源的污染日益明顯。在城市高速發(fā)展的過(guò)程中,城市地質(zhì)環(huán)境不斷受到人類(lèi)活動(dòng)的改造和干擾,原有的地質(zhì)環(huán)境演化趨勢(shì)被破壞,城市地質(zhì)環(huán)境惡化問(wèn)題日益突顯,尤其是地下水環(huán)境退化問(wèn)題最為突出。生活污染對(duì)地下水污染具體分為兩個(gè)方面:一方面生活污水的大量排放。生活污水的來(lái)源是多方面的,日常生活中的洗滌劑、生活垃圾、排泄物等構(gòu)成城市居民生活污水的主要來(lái)源;醫(yī)療衛(wèi)生單位以及實(shí)驗(yàn)室排放的有毒化學(xué)物質(zhì)、污水、細(xì)菌和病毒污染物等也同樣威脅著地下水的水質(zhì)。另一方面,城市交通日益發(fā)達(dá),汽車(chē)尾氣的大量排放等消耗能源排出廢氣等造成大氣的污染,這些污染物經(jīng)過(guò)雨水的沖刷到達(dá)地面,其中無(wú)法有效降解的污染物成分會(huì)隨之滲入地下水,造成地下水污染。

自然原因在有些地區(qū),由于特殊的自然環(huán)境與地質(zhì)環(huán)境,地下水天然背景不良,其中含有毒有害成分超標(biāo)。根據(jù)中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院調(diào)查統(tǒng)計(jì),我國(guó)部分地區(qū)分布有高砷水、高氟水、低碘水等。全國(guó)約有1億多人在飲用不符合標(biāo)準(zhǔn)的地下水,使這些地區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)一直遭受砷中毒(皮膚癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病困擾。

陸地地表水及海水的污染地表水和地下水可以看作是一個(gè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),因此地表水體的嚴(yán)重污染必然加劇著地下水環(huán)境的惡化。已經(jīng)遭受污染的地表水體,包括河流、湖泊、人工水庫(kù)等,如果直接補(bǔ)給地下水,將引起地下水的污染。同樣,在沿海地區(qū),由于過(guò)度開(kāi)采地下水可能引發(fā)海水倒灌入流、咸水入侵等引發(fā)的地下水污染。5