遵義市主城區(qū)地下水水化學特征及水質(zhì)的時空變化

肖　欣，陳　淼，吳永貴( .貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院遵義分院，貴州遵義　563000; .貴州大學資源與環(huán)境工程學院，貴陽　55005)

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遵義市主城區(qū)地下水水化學特征及水質(zhì)的時空變化

肖欣1，陳淼2，吳永貴2
( 1.貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院遵義分院，貴州遵義563000; 2.貴州大學資源與環(huán)境工程學院，貴陽550025)

摘要:研究了貴州遵義主城區(qū)23個地下水監(jiān)測點2010—2012年(枯水期)水化學類型及水質(zhì)的時空變化特征，用SPSS軟件對水質(zhì)測試結(jié)果進行統(tǒng)計，AquaChem軟件對水化學類型進行分析，依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標準》( GB 5749—2006)并采用綜合指數(shù)法評價了水質(zhì)的狀況及變化特征。結(jié)果表明:遵義主城區(qū)地下水化學類型主要為Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl、Na－Cl型，時間變化對水化學類型變異性影響不顯著;監(jiān)測點中95. 65%的地下水屬于Ⅰ類水，其余屬Ⅱ類水，水質(zhì)較好;自2010—2012年，地下水監(jiān)測點中17. 4%的水質(zhì)逐漸變差。

關(guān)鍵詞:地下水;水化學特征;水質(zhì)評價;遵義

地下水化學成分的形成和分布是在一定的自然地理和地質(zhì)條件下經(jīng)過漫長地質(zhì)演變過程的產(chǎn)物，地下水水化學類型是地下水化學成分的集中反映［1］。地下水水化學研究對地下水資源利用和管理及與其有關(guān)的生態(tài)環(huán)境保護與建設(shè)均具有重要意義［2］。進行地下水水化學特征與水質(zhì)評價，可以揭示地下水環(huán)境質(zhì)量以及地下水與環(huán)境的相互作用機制，對促進地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護治理具有重要的理論和實際意義［3－5］。本文根據(jù)貴州省遵義市主城區(qū)(紅花崗區(qū)、匯川區(qū)，以下簡稱研究區(qū))地下水水質(zhì)各項指標測試結(jié)果，分析該區(qū)地下水在自然因素和人為因素影響下的水化學特征及水質(zhì)的時空變化特征，擬為遵義市國民經(jīng)濟發(fā)展綜合布局及合理利用地下水資源提供科學依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

遵義市屬于國家規(guī)劃的長江中上游綜合開發(fā)和黔中產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)的主要區(qū)域。地理位置在北緯27°08'—29°13'，東經(jīng)105°36'—108°13'。市域東西綿延247. 5 km，南北相距232. 5 km。全市共轄2區(qū)、2市、10縣，即紅花崗區(qū)、匯川區(qū)、赤水市、仁懷市、遵義縣、桐梓縣、綏陽縣、正安縣、鳳岡縣、湄潭縣、余慶縣、習水縣、道真仡佬族苗族自治縣和務(wù)川仡佬族苗族自治縣?，F(xiàn)已探明的礦產(chǎn)有60多種，煤、鋁土礦、鈦、錳、鎂、鉬、鋇、燒堿等在國內(nèi)省內(nèi)占有重要地位。遵義素有“黔北糧倉”之稱，糧食產(chǎn)量大致占全省總量的25%，茶葉產(chǎn)量約占全省的40%，蠶桑和肉類分別占30%。遵義雨水較豐沛，年降水量1 000～1 300 mm。全市河流均屬長江流域，以大婁山山脈為分水嶺，把全市河流分為烏江、赤水河和綦江三大水系，河流多屬雨源性河流，如連續(xù)多日不下雨，相當部分河流就會出現(xiàn)干涸斷流。

2　樣品采集與數(shù)據(jù)分析

2. 1樣品采集

研究區(qū)地下水質(zhì)監(jiān)測點的布設(shè)主要考慮控制地質(zhì)構(gòu)造、含水巖組、地形地貌、水文地質(zhì)單元特征，并結(jié)合開采量綜合確定，國家級監(jiān)測點編號為16、18，其余為省級監(jiān)測點?？偪刂泼娣e371. 08 km2。本文根據(jù)研究區(qū)23個地下水監(jiān)測點2010、2011、2012年枯水期( 4月份)的水質(zhì)分析結(jié)果進行水化學類型分析及水質(zhì)評價，以對研究區(qū)地下水類型及水質(zhì)的時空變化特征進行研究。監(jiān)測點布設(shè)見圖1(圖中范圍為兩主城區(qū)范圍)。

2. 2指標測試及方法

各地下水質(zhì)監(jiān)測點水質(zhì)的分析測試由貴州黔北建筑實驗測試有限公司依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標準檢測方法》( GB/T 5750—2006)［6］、《地下水質(zhì)檢驗方法》( DZ/T 0064—1993)［7］完成。

圖1　地下水監(jiān)測點分布Fig. 61Distribution of groundwater monitoring sites

3　地下水水質(zhì)分析

3. 1水化學成分特征

采用SPSS軟件對23個地下水監(jiān)測點水質(zhì)測試結(jié)果進行統(tǒng)計分析，超標率根據(jù)《生活用水衛(wèi)生標準》( GB 5749—2006)［8］進行計算。

從表1可以看出，總硬度、F－、Cl－、SO24－、NO3－分布范圍大，且有超標現(xiàn)象，金屬陽離子主要是Pb超標。在2010—2012年，pH、總硬度、Cl－、SO24－、NO3－、Fe、Pb等指標的測定上限呈

表1　2010—2012年各監(jiān)測點水質(zhì)指標參數(shù)統(tǒng)計Table 1　Water quality parameters statistics of eachmonitoring site from 2010 to2012

增大趨勢: Cl－、NO3－離子濃度的增加顯著，表明人類活動影響增加了地下水的污染。

3. 2水質(zhì)類型

利用AquaChem軟件對2010—2012年(枯水期)地下水水化學類型進行分析，并作出三線圖(圖2)。

圖2　地下水Piper三線圖Fig. 62Piper diagram of groundwater samples

通過對研究區(qū)地下水監(jiān)測點在不同年度(枯水期)水化學類型AquaChem分析，結(jié)果表明: ( 1) 2010年，地下水化學類型主要為Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl型，以23個監(jiān)測點計，所占比例分別為69. 6%、21. 7%、8. 7%; ( 2) 2011年，地下水化學類型主要為Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl、Na－Cl型，各種類型所占比例分別為73. 9%、17. 4%、4. 35%、4. 35%; ( 3) 2012年，地下水化學類型主要為Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl型，各種類型所占比例分別為69. 6%、21. 7%、8. 7%。

從連續(xù)3年的地下水水化學類型分析結(jié)果可知，研究區(qū)地下水化學類型主要為Ca－HCO3型，反映了碳酸鹽巖對地下水化學特征的控制作用。巖石中的孔隙是地下水存儲和運移的空間，地下水的化學成分主要來源于巖石成分的溶解。地下水體中Ca2 +主要來自于地層中碳酸鹽巖及含鈣礦物的溶解; SO24－來源于硫酸鹽類礦物(石膏)的溶解或可能來源于酸沉降; Na+來源除受蒸發(fā)鹽溶解作用及降雨輸入所攜帶的海相氣溶膠的影響外，還受人類活動影響; Cl－來源于工廠生產(chǎn)污染、農(nóng)業(yè)污染、生活洗滌污染等。2011年，地下水水化學類型增現(xiàn)了Na－Cl型，通過調(diào)查，第21號點周圍的小工廠排污及生活污染是導致水化學類型變化的主要原因。研究區(qū)內(nèi)，未受污染或輕微污染的地下水，多為Ca－HCO3、Ca－SO4型水。

3. 3水質(zhì)評價

依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標準》( GB 5749—2006)，對表1中除pH值以外的10項指標采用綜合指數(shù)法［9］計算綜合指數(shù)( P)，并根據(jù)評價指數(shù)P確定水質(zhì)狀況。計算公式為式中: P—綜合指數(shù); Ci—某因子的實測值; C0—某因子的評價標準值; n—評價因子項數(shù)。

從評價結(jié)果(表2)可知: ( 1) 21號監(jiān)測點水質(zhì)綜合指數(shù)在2011、2012年時P＞1，屬于Ⅱ類水;其余監(jiān)測點水質(zhì)綜合指數(shù)P＜1，水質(zhì)較好，屬于Ⅰ類水。21號點水質(zhì)變化的主要原因是水點周圍一些小的鈦合金、鐵合金加工廠排污引起。( 2)水質(zhì)綜合指數(shù)評價表明，研究區(qū)地下水水質(zhì)較好，但不同監(jiān)測點以及同一監(jiān)測點在不同年份的水質(zhì)評價綜合指數(shù)表明，水質(zhì)存在時空變化，2010、2011、2012年各監(jiān)測點水質(zhì)評價綜合指數(shù)P值變化范圍分別為0. 11～0. 78、0. 07～1. 23、0. 09～1. 16; 2010—2012年監(jiān)測點中17. 4%的水質(zhì)逐漸變差，表明遵義市主城區(qū)地下水遭到污染。根據(jù)監(jiān)測點周邊污染源調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)主要污染為生活污水及小廠礦的排污水，監(jiān)測區(qū)大部分地下水的防護性能較差，巖溶發(fā)育，易受污染。

4　結(jié)論

通過對貴州遵義主城區(qū)地下水水化學特征及水質(zhì)的時空變化特征研究，得出以下幾點結(jié)論: ( 1)研究區(qū)地下水化學類型主要為Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl、Na－Cl型; ( 2)時間變化對水化學類型變異性影響不顯著; ( 3)水質(zhì)綜合指數(shù)評價表明，監(jiān)測點中95. 65%的地下水屬于Ⅰ類水，其余屬于Ⅱ類水，水質(zhì)較好; ( 4)不同監(jiān)測點以及同一監(jiān)測點在不同年份的水質(zhì)評價綜合指數(shù)表明，水質(zhì)存在時空變化，自2010—2012年監(jiān)測

表2　各監(jiān)測點水質(zhì)評價綜合指數(shù)P值Table 2　Comprehensive index of water quality assessment P value at each monitoring site

點中17. 4%的水質(zhì)逐漸變差。

研究結(jié)果表明，遵義市在發(fā)展國民經(jīng)濟時需綜合布局及合理利用地下水資源，避免地下水污染及水質(zhì)進一步變差。同時，加強各地下水點周圍環(huán)境的治理與保護，提高市民的環(huán)保意識，珍惜和保護地下水資源;建立健全污水排放和處理系統(tǒng)，防止污水滲入地下而污染地下水;建立和完善處理工業(yè)廢渣、生活垃圾的堆放場所，嚴禁隨意堆放，防止廢渣和垃圾經(jīng)淋濾作用后，將有毒有害成分帶入地下而造成地下水污染;健全和加強地下水監(jiān)測體系，為保護地下水資源和防治地下水污染提供可靠的科學依據(jù)。

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Groundwater hydrochemical characteristics and spatial-temporal variations from the main urban areas in Zunyi

XIAO Xin1，CHEN Miao2，WU Yong-gui2
( 1. Zunyi Branch，Guizhou Institute of Geological Environment Monitoring，Zunyi 563000，China; 2. College of Resource and Environmental Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China)

Abstract:This study covers the hydrochemical types and spatial-temporal variations of 23 groundwater monitoring sites in Honghuagang district and Huichuan district in Zunyi during 2010－2012 ( dry seasons)．SPSS software is adopted for the statistical analysis of the test of water quality，and AquaChem software for hydrochemical type analysis．Besides，sanitary standard for drinking water ( GB 5749－2006) and synthetic index method are adopted to assess the water quality and variations．The results indicate that ( 1) The principal hydrochemical types of groundwater in Honghuagang district and Huichuan district are Ca－HCO3，Ca－SO4，Ca－Cl and Na －Cl．( 2) Temporal variation does not have a significant impact on the variability of hydrochemical types．( 3) 95. 65% groundwater in the monitoring sites is up to the GBI standard，and the rest is GBII，reflecting a good overall water quality．( 4) The quality of 17. 4% groundwater in the monitoring sites gradually degraded from 2010 to 2012．The research may serve as an important practical reference for local economic development and rational utilization of groundwater resources．

Key words:groundwater; hydrochemical characteristics; water quality assessment; Zunyi

通訊作者:陳淼，博士，副教授，chenmiao7879@126. com。

作者簡介:肖欣( 1969—)，男，工程師，研究方向:地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測與綜合研究。

基金項目:中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測項目(［2010］［2011］［2012］01－12－24)

收稿日期:2014－05－07

doi:10. 3969/j．issn. 1674－9057. 2015. 01. 023

文章編號:1674－9057( 2015) 01－0142－05

文獻標志碼:A

中圖分類號:P641. 3

引文格式:肖欣，陳淼，吳永貴．遵義市主城區(qū)地下水水化學特征及水質(zhì)的時空變化［J］．桂林理工大學學報，2015，35 ( 1) : 142－146．