山东省龙口地区地下水环境质量评价与污染防治措施

山东省龙口地区地下水环境质量评价与污染防治措施
作者简介：曹学江（１９８２－），男，山东新泰人，硕士，高级工程师，主要从事水文工程环境地质矿产勘查与管理工作㊂
曹学江
（山东省煤田地质规划勘察研究院，山东济南２５０１００）
摘㊀要：龙口地区位于山东半岛北缘中部，濒临渤海，地下水的补给来源主要是大气降水和地表水的入渗，地表水的质量直接影响和制约着地下水水质㊂本文在分析影响龙口地区地下水质量的污染物来源的基础上，提出了地下水环境质量的评价方法，评价结果为调查区内地下水总体质量较差，主要受海水入侵和工业污染源的影响㊂文章接着分析了地下水污染发展趋势，提出了应采取多种措施积极防治地下水污染㊂关键词：地下水；环境质量评价；污染；龙口地区中图分类号：Ｘ８２４
文献标识码：Ａ
文章编号：２０９６－２３３９（２０２０）０４－０１２７－０３
Ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｑｕａｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｍｅａｓｕｒｅｓ
ｉｎＬｏｎｇｋｏｕａｒｅａ，ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ
ＣＡＯＸｕｅ⁃ｊｉａｎｇ
（ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏａｌＧｅｏｌｏｇｙＰｌａｎｎｉｎｇａｎｄＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＬｏｎｇｋｏｕａｒｅａｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｐａｒｔｏｆｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｍａｒｇｉｎｏｆＳｈａｎｄｏｎｇＰｅｎｉｎｓｕｌａａｎｄｉｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅＢｏｈａｉＳｅａ．Ｔｈｅｍａｉｎｓｏｕｒｃｅｓｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｒｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｗａｔｅｒ．Ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｕｒｆａｃｅｗａｔｅｒｄｉｒｅｃｔｌｙａｆｆｅｃｔｓａｎｄｒｅｓｔｒｉｃｔｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎＬｏｎｇｋｏｕａｒｅａ，ａｎｄｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｑｕａｌｉｔｙ．Ｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｑｕａｌｉｔｙｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎｔｈｅｓｕｒｖｅｙａｒｅａｗａｓｐｏｏｒ，ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｏｆｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｗｅｒｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｅａｗａｔｅｒｉｎｔｒｕｓｉｏｎａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｖａｒｉｏｕｓｍｅａｓｕｒｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅａｃｔｉｖｅｌｙｔａｋｅｎｔｏｐｒｅｖｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｑｕａｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；Ｌｏｎｇｋｏｕａｒｅａ㊀㊀研究区位于山东半岛北缘中部，濒临渤海，地形东南高，西北低，山体走向为东西或北北东向㊂地下水的补给来源主要是大气降水和地表水的入渗，年平均降水量６３４．３ｍｍ㊂据龙口海洋站近４０多年的观测，海潮最高水位标高＋３．４０ｍ㊂
１㊀污染物来源
１．１㊀污废水集中处理排放
龙口市经济发达，市政设施较完善，城区㊁开发
区㊁主要乡镇和工业项目集中区均已铺设污水收集管网㊂污水通过管网收集后排至污水处理厂集中处理后排放㊂龙口市现有污水集中处理厂３座，分别是龙口市污水处理厂㊁龙口市第二污水处理厂和龙
口市黄水河污水处理厂㊂
根据各污水处理厂的在线监测数据显示，３个污水处理厂排放处理后的水体约２２６４．５万吨（２０１４年），排放的主要污染物均能达到‘城镇污水处理厂污染物排放标准“（ＧＢ１８９１８ １９９６）中的一级Ｂ排放标准㊂经调查了解，各污水处理厂在不同的季节㊁不同的时段进水量变化较大，对生化处理系统冲击较大，导致出水水质不稳定，偶尔出现超标现象，超标因子主要是ＣＯＤ和氨氮㊂据统计，区内生产矿井生产废水年排放量为１６４．９万立方米㊂
１．２㊀固体废弃物
调查区固体废弃物的组成主要是煤矸石㊁粉煤
灰㊁炉渣㊁化工渣㊁生活和建筑垃圾等㊂其中煤炭生
７２１ 第３５卷第４期２０２０年８月
资源信息与工程
Ｖｏｌ．３５ɴ４Ａｕｇｕｓｔ２０２０
产过程中矸石堆积，利用矸石进行采空区回填，对地下水的影响最为直接，矸石在露天堆放过程中在氧化㊁微生物分解及雨水淋滤等综合作用下得到充分反应，可产生大量金属离子的酸性废水，污染下游地表和地下水体㊂本次工作对矿山矸石样进行了元素分析和毒性浸出试验，对矸石的各项元素背景值和风化后浸出量进行了测试，以了解矸石的各项污染物排放强度㊂
根据分析结果，虽然煤矸石的各项浸出指标均未超过‘危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别“（ＧＢ
５０８５．３ ２００７）标准，为一般固体废物，但矸石的长期堆积和污染物的累积效应，必然会对地下水水质产生不利影响㊂
１．３㊀农业污染
农业污染主要为施用的农药化肥未被吸收的部分随径流进入河道，或随水淋溶下渗污染地下水源㊂据相关资料显示，调查区内农药㊁化肥的施用量呈增长趋势㊂农药㊁化肥的大量施用，虽然加快了农作物的生长，给农业带来了良好的经济效益，但也对水环境产生一定的副作用㊂农药㊁化肥随降水及农田灌溉渗入地下，引起地下水中某些污染组分含量增高㊁富集，造成水质污染㊂例如，氮肥的广泛使用将导致地下水中硝酸盐含量增加㊂农药具有残留量高㊁难以降解的特征，特别是大多数蔬菜基地多位于城市水源附近，过量使用农药直接影响人们的饮水安全㊂１．４㊀海水入侵
在调查区沿海一带，受地下水超量开采㊁矿山疏干排水及海产养殖㊁开发盐田等多个因素的影响，引起了海水入侵现象，使得该区域地下水中的氯离子和钠离子含量明显增高，造成水质污染㊂
２㊀地下水环境质量综合评价
２．１㊀评价方法
本次地下水质量评价标准采用‘地下水质量标准“（ＧＢ１４８４８ ９３）中的Ⅲ类标准㊂评价因子选取ｐＨ㊁总硬度㊁氯化物㊁亚硝酸盐㊁硫酸盐㊁镉㊁汞㊁挥发酚㊁六价铬㊁钼㊁钴㊁镍㊁铍㊁铅㊁氰化物㊁铜㊁锌㊁总砷等１８个项目作为参加评价的因子㊂评价方法：首先由各单项组分含量划分组分所属质量类别，并按表１确定各单项组分评价分值Ｆｉ；然后对所有单项组分再计算出综合评价分值Ｆ；最后根据Ｆ值划分地下水质量级别（表２），计算公式如下：
Ｆ＝
Ｆ２＋Ｆｍａｘ２
２（１）
＝１ｎðｎｉ＝１Ｆｉ（２）式中：Ｆ为各单项组分评价分值Ｆｉ的平均值；Ｆｍａｘ为单项组分评价分值Ｆｉ中的最大值；Ｆｉ为各单项组分评价分值；ｎ为项数㊂
表１㊀单项组分评价分值
类别ⅠⅡⅢⅣⅤＦｉ０１３６１０
表２㊀地下水质量分级
级别优良良好较好较差差Ｆ＜０．８００．８０ ２．５０２．５０ ４．２５４．２５ ７．２０ȡ７．２０
五类水的水质特征为：
Ⅰ类水：主要反映地下水化学组分的天然低背景含量，适用于各种用途；
Ⅱ类水：主要反映地下水化学组分的天然背景含量，适用于各种用途；
Ⅲ类水：以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水源及工㊁农业用水；
Ⅳ类水：以农业和工业用水要求为依据，除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水；
Ⅴ类水：不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用㊂
２．２㊀评价结果及分区
根据上述评价标准和评价方法对本次工作所取水样进行了评价（表３）㊂调查区地下水环境质量评价结果共划分为三类区㊂
表３㊀地下水质量分区一览表
地下水环境质量面积／ｋｍ２比例／％优良区００
良好区２９．４７５．７１
较好区１０３．７６２０．１１
较差区３８２．７３７４．１８
差区００
合计５１５．９６１００（１）地下水质量良好区㊂综合评价分值在０．８０ ２．５０之间，主要分布了调查区东南角的兰高镇，横
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第３５卷曹学江：山东省龙口地区地下水环境质量评价与污染防治措施第４期
跨黄水河两岸，东㊁南均为调查区的边界，该区面积约２９．４７ｋｍ２，占全区总面积的５．７１％㊂该区内及附近污染源少，污染程度低，地下水受黄水河上游河水的补给，水质较好㊂
（２）地下水质量较好区㊂综合评价分值为２．５０ ４．２５，主要分布在调查区南部，西起黄山馆镇的苗家村，北至河南宋家村 庙高村 横埠村 南二里处村－大堡村一线，向东跨过黄水河至诸由观镇，西段南至调查区边界，东段南至兰高镇，该区面积约１０３．７６ｋｍ２，占全区总面积的２０．１１％㊂该区地下水污染程度较低，地下水质较好，地下水中的大部分离子含量符合地下水环境质量Ⅲ类标准㊂（３）地下水质量较差区㊂综合评价分值为４．２５ ７．２０，调查区北部区域均为该类别，面积约３８２．７３ｋｍ２，占全区总面积的７４．１８％㊂该区地下水主要受海水入侵和工业污染影响，地下水中氯离子和硫酸根离子含量较高，水质较差㊂
由此可见，调查区内地下水总体质量较差，水质污染主要因素是受到海水入侵及工业污染源的影响㊂
３㊀地下水污染发展趋势
（１）随着节水城市的建设和城市基础设施的完善，矿井水排放量和无组织废水排放量将大大减少，工业固废和生活垃圾将得到更全面的治理，污染物排放减少，进而使得地下水中污染物含量持续减少，水质持续改善㊂
（２）海水入侵面积逐渐缩小直至达到平衡点，由海侵引起的地下水质恶化将得到有效遏制㊂（３）地下水库的建设导致地下水流动性变差，阻挡了地下水的正常径流和污染物的迁移㊁降解，从长期来看，库区及周边水质会变差，尤其是硝酸盐氮含量会明显升高㊂
４㊀地下水污染防治建议
（１）对重点工业污染源进行重点治理，对直接或间接向饮用水源地排放污水的工矿企业加大治理力度；坚持达到标准再排放，大力倡导建设不同规模的污水处理厂，采取＂谁污染，谁治理＂的原则，控制污染，收取污染治理费㊂尤其一些小型乡镇工厂企业，其设备简陋，生产工艺简单，排出的污废水有害组分浓度较高，环保部门应加大监督力度㊂（２）严禁污水直接排放和利用，开展中水综合利用，提高中水利用率，不但减少了对地下水的污染，还有效利用了水资源㊂
（３）对于堆放固体废物的临时场所，应在堆放前采取防渗措施㊂在雨天和下雪天，可以覆盖堆放区，以减少渗滤液的产生㊂
（４）积极推广有机肥料和生物病虫害防治技术，限制饮用水源地区农药和化肥的使用，减少地下水污染㊂
（５）科学合理地开采利用地下水，防止水质进一步恶化，严禁在河道滥采砂，保护含水层㊂
参考文献：
［１］㊀山东省地质矿产局．山东省区域地质志［Ｍ］．北京：地质出版社，１９９１．
［２］㊀祝子惠．山东省水文地质条件演化规律研究［Ｄ］．青岛：山东科技大学，２０１０．
［３］㊀杨绍虎，王春晖．天水市中心城区地下水资源评价与开发利用方案研究［Ｊ］．资源信息与工程，２０１９，３４（４）：６０－６１．［４］㊀康凤新，徐军祥，张中祥．山东省地下水资源及其潜力评价［Ｊ］．山东国土资源，２０１０，２６（８）：４－１２．
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第３５卷资源信息与工程第４期。