淺談地下水的水質評價

段明葳，田京楠

(黑龍江省大慶水文局，黑龍江 大慶 163316)

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淺談地下水的水質評價

段明葳，田京楠

(黑龍江省大慶水文局，黑龍江 大慶 163316)

地下水水質評價是根據(jù)水質分析的結果同國家現(xiàn)行規(guī)定的各種不同用途的水質標準，進行比較，來鑒別水質的優(yōu)劣，并根據(jù)不同用水部門的要求，結合不同地區(qū)背景值、自然條件和水資源的實際情況，因地制宜的進行評價。 文章結合飲用水的水質標準和灌溉用水的水質標準分析了地下水水質的項目與要求，以及各類工程建筑中的混凝土與地下水接觸時逐步遭受破壞，強度降低，導致影響建筑物的安全。

地下水；水質評價；水質標準；地下水對混凝土的侵蝕

地下水水質評價是根據(jù)水質分析的結果同國家現(xiàn)行規(guī)定的各種不同用途的水質標準，進行比較，來鑒別水質的優(yōu)劣，并根據(jù)不同用水部門的要求，結合不同地區(qū)背景值、自然條件和水資源的實際情況，因地制宜的進行評價。

1 飲用水的水質評價

生活飲用水水質評價標準的內容一般包括物理(感官性狀)、化學(一般化學和有害有毒物質以及放射性物質)、微生物(細菌)等方面指標。制定這種水質標準的基本原則如下：

1)在流行病學上應保證安全。即要求在飲用水中不含有各種病原體，以防止通過水傳播傳染病。

2)所含的化學成分對人體無害。即要求水中所含有害、有毒物質(鉛、砷、汞等)的濃度對人體健康不會產(chǎn)生有害影響。

3)感覺性狀良好。要求對人的感官無不良刺激，不產(chǎn)生厭惡感。

一般說來，可以作為城鎮(zhèn)居民飲用水的地下水物理性質應當是無色、透明、無懸浮雜質、無異嗅、無味，溫度在7-11℃為最適宜。當然地下水受上覆地層的保護，物理性質本身不會對人體健康產(chǎn)生顯著的有害影響，而且經(jīng)過一定的水質處理(如過濾沉淀)可大大改善物質性狀。在缺水地區(qū)混濁與稍有異味的地下水也被飲用，所以，物理性質不應成為主要的評價依據(jù)。但通過人的感觀，對地下水物理性質獲得的感性認識，卻可以幫助我們初步判斷地下水的埋藏和循環(huán)條件、污染情況和某些化學成分以確定進一步分析地下水水質的項目與要求。

評價城鄉(xiāng)居民飲用水水質能否滿足要求的重要依據(jù)則是地下水是否受污染。由于病菌通常與糞便及日常生活污水一起進入地下水中，所以經(jīng)常用分析水中有無病菌的方法，直接判斷水是否受到污染。這種取樣分析工作，一般是由衛(wèi)生部門專門進行，國家有一些特殊的嚴格要求。水利部門人員應用的細菌指標主要是大腸桿菌在水中存在的數(shù)量，借以判明水質污染程度。大腸桿菌雖不是病源菌，但水中如有一定數(shù)量的大腸桿菌時，即常常表明有其它病菌的存在。通常用菌度來表示大腸桿菌的數(shù)量。菌度就是含有一個大腸桿菌的水之毫升數(shù)。對于滿足飲用水要求的菌度界限值，確定各地統(tǒng)一通用的標準是比較困難的。應隨著地區(qū)的自然條件、城鄉(xiāng)居民點的大小及衛(wèi)生狀況而有所區(qū)別。我國目前所采用菌度標準是根據(jù)我國城鄉(xiāng)的一般情況而確定的。

生活飲用水直接涉及到人民群眾的健康和生命安全，應根據(jù)1985年制定的國家試行標準(GB5749—85)進行評價。主要項目有感官性狀、化學成分、毒性指標、細菌指標和放射性物質的指標。在某些地方病區(qū)要考慮與病因有關的主要微量元素對水質的影響，對防病改水作出評價。

2 灌溉用水水質評價

2.1 灌溉用水水質要求

評價農(nóng)田灌溉用水水質的好壞主要是從水溫、 pH值、含鹽量、鹽分組成、鈉離子及陰離子的相對比值及硼和其它有毒元素的濃度方面考慮。水溫對農(nóng)作物生長有很大關系，一般比較適宜灌溉的水溫為8—15℃。水溫過高或過低都不適宜。利用地表水灌溉水溫一般較為適宜，而地下水的溫度常常偏低，若用低溫水灌溉時，灌溉之前可將水引入地表水池或水庫曝曬，待溫度升高后再引水入田。這樣做還能使不利于農(nóng)作物生長的低氧化物，特別是氧化亞鐵發(fā)生氧化。

灌溉用水的礦化度不宜過高，否則將對農(nóng)作物和土壤產(chǎn)生較大影響。由于各地氣候、水文地質等自然環(huán)境差異，以及土壤對灌溉水的適應性也不相同，灌溉用水一般以不超過1.76g/L為宜。如果礦化度在1．7—3g/L之間，則應檢查水中鈉鹽的含量，以便進一步評價水是否適于灌溉。不同種類作物對灌溉水礦化度的忍耐程度是不同的。小麥較弱，棉花和水稻較強。水中不同成分的鹽分對農(nóng)作物有不同的影響。有些鹽類，像CaCO3和Mg CO3對作物生長并無害處。對農(nóng)作物生長有害的是鈉鹽而尤以Na2CO3危害最大，它能腐蝕農(nóng)作物根部使作物死亡，并破壞了土壤的團粒結構；其次為NaCI，它能使土壤鹽化，變成鹽土使作物不能正常生長甚至枯萎死亡。對于易透水的土壤來說，鈉鹽的允許含量一般認為：Na2CO3<1g/L；NaCI<2g/L；Na2SO4<5g/L。如果這些鹽類在水中同時存在，其允許值還要更低。當然，也有對農(nóng)作物有益的鹽類，如硝酸鹽和磷酸鹽具有肥效，有利于作物生長。

水的含鹽量及鹽類成分對農(nóng)作物的影響還決定于許多因素，例如氣候條件、土壤性質、潛水位埋深、作物種類和生育期，以及灌溉制度等。由此看來，要對水中有害鹽分的允許含量規(guī)定出適用于各種條件的統(tǒng)一標準是很困難的。

2.2 灌溉用水水質標準

我國灌溉用水水質標準參見GB5084—92。

2.3 評價方法

1)水溫：我國北方地區(qū)一般要求10℃-15℃或高些，南方水稻區(qū)一般以15℃-25℃為宜。地下水的溫度通常低于農(nóng)作物要求的溫度，因此用井水灌溉一般采用抽水晾曬等措施以提高水溫，但不能高于25℃。

2)礦化度：由于礦化度是指水中溶鹽的總量，其中有的對作物有害(如鈉鹽)，有的無害(如鈣鹽)，有的有益，如硝酸鹽和磷酸鹽尚具肥效，有助于作物生長。因此，如有害鹽分含量多，尤其是Na2CO3含量多時，即便礦化度比較低，也會對作物產(chǎn)生不利影響。反之，無害鹽分含量高，水的礦化度上限就可以提高。因此，適于灌溉的地下水礦化度的上限，很難有一個統(tǒng)一的標準。此外，不同作物的耐鹽程度，以及同一作物在不同生長期的耐鹽程度也都不同，不同的土質、氣候、耕作措施、灌水方法等，也都使作物對灌溉水礦化度有不同的適應性。灌溉用水地下水礦化度小于lg/L時，作物生長良好；1—2g/L時，水稻、棉花生長正常，小麥受影響；5g/L時，灌溉水源充足的情況下，水稻尚能生長，棉花受抑制，小麥生長困難；大于5g/L時，農(nóng)作物難于生長。但據(jù)近幾年某些試驗區(qū)報告，7g/L時，水仍可被用來灌溉。

3)水中溶鹽成分：水中溶鹽成分不同，對作物影響亦不同，一般是CaCO3、Ca(HCO3)2、MgCO3、Mg(HCO3)2、CaSO4對作物影響不大。鈉鹽危害大，尤以Na2CO3危害最大。對透水性良好的土壤進行灌溉時，水中鈉鹽的極限含量值為：Na2CO3<1g/L；NaCI<2g/L；Na2SO4<5g/L。主要鹽類對作物危害程度的相對關系是：Na2CO3>NaHCO3>NaCl>CaCl2>MgSO4>Na2SO4。

3 地下水對混凝土侵蝕性的評價

各類工程建筑中使用的混凝土，特別是基礎部分或地下結構在同地下水接觸時，由于物理和化學作用，使硬化后的混凝土逐步遭受破壞，強度降低，最后導致影響建筑物的安全，這種現(xiàn)象稱為地下水對混凝土的侵蝕。有以下幾種表現(xiàn)形式。

3.1 分解性侵蝕

指酸性水溶濾氫氧化鈣和侵蝕性碳酸溶濾碳酸鈣而使水泥分解破壞的作用?？煞譃橐话闼嵝郧治g和碳酸侵蝕兩類。

1)一般酸性侵蝕：當水中含有一定的H+時，則會和水泥中的氫氧化鈣起反應，造成混凝土破壞。水的pH值越低，水對混凝土的侵蝕性越強。

2)碳酸性侵蝕：水中游離二氧化碳的含量增大時，水的溶解能力也相應增強，使碳酸鈣溶解。當水中CO2含量較多，大于平衡所需數(shù)量時，則可繼續(xù)溶解CaCO3，而形成新的HCO3-。這部分多余的游離CO2稱為侵蝕性CO2。

3.2 結晶性侵蝕

所謂結晶性侵蝕是水中過量的SO42 -滲入，會在混凝土孔隙中形成易膨脹的結晶化合物，如石膏體積增加原體積的1-2倍，硫酸鋁增大原體積的2.5倍，造成混凝土脹裂。結晶性侵蝕常與分解性伴生，也與地下水中氯離子含量有關。SO42 -含量(mg/L)是結晶性侵蝕評價指標。

當具備以下地質環(huán)境時，易于發(fā)生結晶性侵蝕：①重鹽漬土及海水侵入的地區(qū)；②硫化礦及煤礦礦水滲入?yún)^(qū)；③地層中含有石膏的地區(qū)；④含有大量硫酸鹽、鎂鹽的工業(yè)廢水滲入的地區(qū)。為了防止SO42 -對水泥的破壞作用，在SO42 -含量高的水下建筑中，如果水具弱或中等的侵蝕性，可選用普通抗硫酸鹽水泥，如具強侵蝕性，可選用高抗硫酸鹽水泥。

3.3 結晶、分解復合性侵蝕

當水中Mg2+、Ca2+、NH4+、Fe3+等弱鹽的硫酸離子含量過高，特別是MgC12與混凝土中結晶的Ca(OH)2反應后，容易對混凝土形成破壞。

[1]樊保東.地下水水質灰色關聯(lián)評價方法[J].地下水，2001，23(04)：175-179.

[2]李進，陳益濱.模糊綜合評價法在地下水水質評價中的應用[J].地下水，2006，28(02)：4-5.

1007-7596(2017)04-0070-03

2017-03-06

段明葳(1984-)，女，廣西陽朔人，工程師；田京楠(1984-)，男，吉林東豐人，工程師。

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