呼和浩特市淺層地下水質(zhì)量現(xiàn)狀評價

周振宏+邢世祿+楊亮平

摘要：本文以2015年呼和浩特市58個淺層地下水監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)作為研究對象，對每個監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)進(jìn)行單因子評價以及綜合評價，并分析對淺層地下水產(chǎn)生影響的主要因子。結(jié)果表明：呼和浩特市淺層地下水水質(zhì)較差，僅有43.11%符合地下水國家標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類水質(zhì)，Ⅳ類和Ⅴ類水比例為56.89%。影響地下水質(zhì)量的主要天然組分是總硬度，人類活動影響主要體現(xiàn)在氮污染物（硝酸鹽、亞硝酸鹽）。為防止地下水質(zhì)量惡化，有效保護(hù)的地下水，本文提出相應(yīng)的措施及建議。

關(guān)鍵詞：呼和浩特市；淺層地下水；質(zhì)量評價

中圖分類號：X824 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2017）02-0055-06

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.02.010

在我國，地下水供水量占全國總供水量的20%，飲用水供水量的70%，農(nóng)田灌水量的40%，工業(yè)用水量的38%[1]。有2/3的城市以地下水為主要水體，在北方地區(qū)，以地下水為主要飲用水源的地區(qū)占80%以上[2]。地下水對保障居民生活用水、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展穩(wěn)定具有不可替代的作用。地下水就是城市的生命線。

地下水是呼和浩特市工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水的主要水源。呼和浩特市地處內(nèi)陸，屬于干旱半干旱地區(qū)，水資源人均占有量為465m3，僅為全國人均占有量的1/6[3]，且污染嚴(yán)重。地下水已經(jīng)成為制約呼和浩特市持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于呼和浩特市市區(qū)，地理坐標(biāo)為111°28′～111°48′E，40°40′～40°57′N。面積720km2。研究區(qū)域如圖1-1所示

呼和浩特市北靠大青山，屬山前傾斜平原，為第四系上更新統(tǒng)一全新統(tǒng)孔隙潛水含水組，淺層地下水水位埋藏深度由北向南逐漸變淺，由60～70m逐漸變?yōu)樾∮?m[4]。

2 呼和浩特市淺層地下水質(zhì)量評價方法

地下水質(zhì)量評價主要因子選擇應(yīng)與人類生活息息相關(guān)。依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93），并結(jié)合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006），選取pH、總硬度、TDS、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、鐵、氟化物、COD、銅、錳、鋅、汞、六價鉻、砷、鉛、鎘等18項(xiàng)作為主要評價因子。

2.1 單因子評價

按《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》所列水質(zhì)分類指標(biāo)，劃分為五類，不同類別標(biāo)準(zhǔn)值相同時，從優(yōu)不從劣。例如：錳Ⅰ、Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)值均為≤0.05mg/L，若樣本中錳檢測結(jié)果為0.05mg/L時，應(yīng)定為Ⅰ類。

2.2 地下水質(zhì)量綜合評價

地下水綜合評價以地下水質(zhì)量單因子評價結(jié)果為基礎(chǔ)，對每個樣品參評標(biāo)的

評價結(jié)果采用從劣不從優(yōu)的原則，從而確定該樣品的質(zhì)量等級，即以樣品中最差因子等級作為該樣品的質(zhì)量等級。例：某樣本中硝酸鹽屬于Ⅴ類，其他指標(biāo)分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ不等，則該樣品質(zhì)量評價結(jié)果為Ⅴ類。該方法不足之處是評價結(jié)果代表的地下水質(zhì)量最差狀態(tài)，其優(yōu)點(diǎn)是可以查明哪些指標(biāo)是影響地下水質(zhì)量的主要因素。

3 評價結(jié)果與分析

對呼和浩特市淺層地下水進(jìn)行單因子評價，評價結(jié)果如表3-1所示。

表3-1顯示了呼市58組淺層地下水水質(zhì)單因子評級結(jié)果。按照超標(biāo)率由大到小依次為硝酸鹽、總硬度、亞硝酸鹽、COD、TDS、砷、氟化物、錳、氯化物、氨氮、六價鉻、鐵。

硝酸鹽：參評樣本數(shù)為58，超Ⅲ類比例為27.58%，其中Ⅳ類3.45%，Ⅴ類為24.13%。超標(biāo)水點(diǎn)在呼市分布廣泛，且不均勻，最高濃度為100.23mg/L，位于孔家營。

總硬度：參評樣本數(shù)為58，超Ⅲ類比例為22.41%，其中Ⅳ類為17.24%，Ⅴ類為5.17%。超標(biāo)水點(diǎn)在呼市分布較均勻，主要分布在小黑河、保全莊、桃花銀行一帶。最高濃度為888.3mg/L，位于桃花銀行。

亞硝酸鹽：參評樣本數(shù)為58，超Ⅲ類比例為20.69%，其中Ⅳ類為6.90%，Ⅴ類為13.79%。超標(biāo)水點(diǎn)在呼市分布廣泛，且極不均勻，最高濃度為1.02mg/L，位于刀刀板。

COD：參評樣本數(shù)為58，超Ⅲ類比例為8.62%，且都為Ⅳ類水質(zhì)。超標(biāo)水點(diǎn)在呼市零星分布，最高濃度為5.43%，位于臺牧閣。

TDS、砷、氟化物、錳、氯化物、氨氮、六價鉻、鐵等污染物對地下水水質(zhì)影響程度較小。

3.2 地下水質(zhì)量綜合評價

對地下水質(zhì)量進(jìn)行綜合評價與統(tǒng)計（表3-2，圖3-1），結(jié)果表明，呼和浩特地區(qū)淺層地下水水質(zhì)普遍較差，僅有4個監(jiān)測點(diǎn)的各項(xiàng)檢測指標(biāo)均表現(xiàn)為較低含量，達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，適用于各種用途，4個監(jiān)測點(diǎn)分別位于曙光、班定營子、小黑河、搗拉土木。Ⅲ類水監(jiān)測點(diǎn)為21個，占監(jiān)測樣品總數(shù)的36.21%，主要位于呼和浩特市西部以及西北部區(qū)域，分布比較均勻。Ⅳ類和Ⅴ類水總量超過監(jiān)測點(diǎn)總量半數(shù)以上，其中Ⅳ類水和Ⅴ類水分別為17.24%、39.65%，在呼和浩特市分布較廣泛，且集中在西烏素圖—小黑河養(yǎng)路段—到廠庫倫東一帶，根堡—什不更—臺牧閣一帶，呼和浩特市西北部有零星分布。

3.3 淺層地下水質(zhì)量影響因子分析

地下水綜合質(zhì)量中參評指標(biāo)質(zhì)量評級最差的指標(biāo)質(zhì)量等級決定了地下水質(zhì)量等級，每一項(xiàng)指標(biāo)質(zhì)量評價結(jié)果都會影響了地下水綜合質(zhì)量評價的結(jié)果。

根據(jù)地下水綜合質(zhì)量評價結(jié)果，按公式3-1、3-2分別分析了各影響因素對呼和浩特市淺層地下水中Ⅳ類和Ⅴ水的影響程度（表3-3，圖3-2、3-3）。

影響程度（100%）=指標(biāo)（i）Ⅳ類樣本數(shù)/Ⅳ類水質(zhì)總數(shù)×100% （公式3-1）

影響程度（100%）=指標(biāo)（i）Ⅴ類樣本數(shù)/Ⅴ類水質(zhì)總數(shù)×100% （公式3-2）

統(tǒng)計結(jié)果分析表明：呼和浩特市淺層地下水Ⅳ水影響因子根據(jù)影響程度由高到低依次為總硬度，亞硝酸鹽、COD、硝酸鹽、砷、TDS、氯化物、氟化物、六價鉻；Ⅴ類水影響因子根據(jù)影響程度由高到低依次為硝酸鹽、亞硝酸鹽、總硬度、氨氮、氟化物、氯化物。結(jié)合表可知，TDS、砷只對Ⅳ類水質(zhì)有影響，而不影響Ⅴ類水質(zhì)，且影響程度分別為30%、20%；TDS與六價鉻只影響Ⅳ類水質(zhì)，且影響程度較低，氨氮只影響Ⅴ類水，且影響程度較小，僅為8.70%；總硬度、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氟化物對Ⅳ類水以及Ⅴ類水都有影響，但氯離子、氟化物影響程度較小，而總硬度、硝酸根、亞硝酸鹽影響程度較大。

綜合各影響因子的超標(biāo)率以及影響程度分析結(jié)果，硝酸根、亞硝酸根、總硬度構(gòu)成影響呼和浩特市淺層地下水質(zhì)量的主要因子。

3.4 淺層地下水質(zhì)量主要影響因子來源分析

呼和浩特市淺層地下水質(zhì)量普遍較差，結(jié)合主要影響因子總硬度、硝酸根、亞硝酸根等分析，其主要原因是呼和浩特市地理環(huán)境以及人為因素。

呼和浩特市位于內(nèi)陸，屬溫帶性大陸氣候，降水量小，蒸發(fā)量大，多年平均降水量為413.6mm，多集中在6-8月；多年平均蒸發(fā)量1782.8mm。研究區(qū)域內(nèi)地表水系不發(fā)達(dá)，僅大黑河為黃河一級支流，且屬于季節(jié)性流水。地下水入滲量少，蒸發(fā)消耗量大，在地下水的溶濾作用、蒸發(fā)濃縮作用、鹽分堆積作用下，致使地下水中鈣離子、鎂離子等富集，最終導(dǎo)致地下水中總硬度指標(biāo)增高。

地下水中硝酸鹽的來源主要是人為因素。在自然界中硝酸鹽含量較少，主要來自動植物以及其他含氮蛋白質(zhì)被微生物分解。結(jié)合呼和浩特市實(shí)際情況，分析認(rèn)為呼和浩特市地下水 硝酸鹽主要來自以下幾個方面：

（1）城市生活污水以及城市生活垃圾

隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)人口的不斷增加，城市生活污水以及城市生活垃圾的產(chǎn)生量也在不斷上升。未經(jīng)嚴(yán)格處理的污水及生活垃圾在入滲作用及淋濾作用下，硝酸鹽進(jìn)入含水層，對淺層地下水造成污染。

（2）農(nóng)業(yè)污染

農(nóng)業(yè)活動對地下水中硝酸鹽污染主要有兩個方面：施肥以及污水灌溉。施用到土壤中的肥料并不能完全被植物吸收利用，大部分被滯留在土壤中，為地下水提供了豐富的氮源。呼和浩特市北靠大青山，屬于山前沖擊湖平原區(qū)，含水層巖性以砂礫、粗礫為主，含氧量較高，導(dǎo)水性較強(qiáng)，地下水以還原環(huán)境為主，因此，硝酸鹽含量較多。污水灌溉是已成為目前農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施，污水中含有較多的氮、磷、鉀及有機(jī)碳等物質(zhì)，長期進(jìn)行污水灌溉會導(dǎo)致地下水污染，特別是地下水埋藏較淺的礫類土質(zhì)地區(qū)。

（3）工業(yè)污染

工業(yè)污染源主要是工業(yè)廢水以及工業(yè)廢棄物，除了任意的排放、堆積外，他們還可以通過滲井、破損的排污管道等進(jìn)入地下水中。2014年呼和浩特市工業(yè)污水排放為7243萬噸，工業(yè)廢棄物產(chǎn)生量為1130萬噸，龐大的產(chǎn)生量對于地下水中含氮污染物有一定的累積作用。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

通過對呼和浩特市2015年淺層地下水58個檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并分別進(jìn)行單因子評價及綜合評價，得到如下結(jié)論：

（1）呼和浩特市淺層地下水質(zhì)量較差，僅有43.11%符合地下水國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，Ⅴ類水為39.65%；

（2）影響呼和浩特市淺層地下水質(zhì)量的主要因子為總硬度、硝酸鹽、亞硝酸鹽；

（3）呼和浩特市地下水質(zhì)量主要影響因子來源于地理環(huán)境以及人類活動。

4.2 建議

評價結(jié)論表明，呼和浩特市淺層地下水質(zhì)量并不樂觀，而水質(zhì)的改善是一個長期的、復(fù)雜的過程，因此提出以下建議：

（1）加強(qiáng)對城市生活污水、工業(yè)廢水、工業(yè)廢棄物的處理與排放；

（2）防治地下水農(nóng)業(yè)活動的污染，改進(jìn)灌溉技術(shù)、引導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施肥，提高肥料的利用率；

（3）對于符合地下水國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)地帶，并提供相應(yīng)的保護(hù)措施；

（4）建立教育宣傳體系，鼓勵公眾參與。

參考文獻(xiàn)

[1]孫景云，左犀.地下水飲用水源地的保護(hù)[J].環(huán)境科學(xué)，1996，17（5）：20-24.

[2]雷靜.地下水環(huán)境脆弱性的研究[D].北京：清華大學(xué)，2002.

[3]馬君，于秀娟.呼和浩特市地下水現(xiàn)狀與發(fā)展[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2008，23：32-34.

[4]燕忠，田秀峰，等.呼和浩特市地下水質(zhì)量現(xiàn)狀評價[J].內(nèi)蒙古環(huán)境科學(xué).2009，21（6）：161-167.

[5]國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T14848-93 地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.

[6]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB5749-2006 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.