鎮(zhèn)江市地下水水質(zhì)現(xiàn)狀分析

曹 芹

(鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

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鎮(zhèn)江市地下水水質(zhì)現(xiàn)狀分析

曹 芹

(鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

為進(jìn)一步了解鎮(zhèn)江市地下水水中組分含量，便于對(duì)鎮(zhèn)江市地下水進(jìn)行水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)、健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，布設(shè)了具有代表性的17個(gè)監(jiān)測(cè)井：索普工業(yè)園10個(gè)、民營(yíng)加油站2個(gè)和垃圾填埋場(chǎng)5個(gè)，采集水樣和土壤樣品進(jìn)行分析。結(jié)果表明：氨氮、亞硝酸鹽氮、總硬度、氟化物、細(xì)菌總數(shù)、鐵和錳為地下水主要超標(biāo)污染物；地下水中組分及其含量與采樣井周圍的土壤相比較，二者之間并無明顯的相關(guān)性，說明地下水中的污染物主要來源于人類活動(dòng)。

鎮(zhèn)江市；地下水；土壤；水質(zhì)分析

通過對(duì)鎮(zhèn)江市地下水的布點(diǎn)、采樣、檢測(cè)來研究鎮(zhèn)江市地下水水質(zhì)的污染程度，并通過與土壤的污染物進(jìn)行對(duì)比，明確鎮(zhèn)江地下水水質(zhì)及其影響因素，了解地下水污染風(fēng)險(xiǎn)狀況，以期為我國(guó)地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫作出一份補(bǔ)充。

1 研究區(qū)環(huán)境水文地質(zhì)概況

1.1 研究區(qū)概況

鎮(zhèn)江位于江蘇省中部，長(zhǎng)江下游南岸，總面積近4000km2，人口約317萬人?；I(yè)是鎮(zhèn)江市支柱產(chǎn)業(yè)之一，而鎮(zhèn)江化工企業(yè)主要分布在“兩園一基地”，即鎮(zhèn)江新區(qū)國(guó)際化學(xué)工業(yè)園、丹徒化工集中區(qū)和索普化工業(yè)基地。本次實(shí)驗(yàn)的一個(gè)采樣區(qū)就是索普工業(yè)園，另2個(gè)采樣區(qū)是鎮(zhèn)江市的垃圾填埋場(chǎng)和一個(gè)民營(yíng)加油站。

鎮(zhèn)江地勢(shì)北低南高，整個(gè)地形由西北向東南傾斜，市區(qū)地面標(biāo)高(黃海高程)一般在5.0～10.0m之間。市區(qū)內(nèi)河流縱橫交錯(cuò)，水域?qū)拸V，古京杭運(yùn)河由北向南穿市區(qū)而過，將市區(qū)分為東、西兩部分。鎮(zhèn)江市區(qū)地質(zhì)系第四紀(jì)巖層，粉紅色細(xì)砂基巖，沖擊土層，地基承載力一般為10～20t/m2。

京口區(qū)位于鎮(zhèn)江市東部，東臨上海，西接南京，北與揚(yáng)州隔江相望。象山街道位于京口區(qū)東郊，距鎮(zhèn)江市中心僅9km。索普化工園區(qū)位于鎮(zhèn)江市京口區(qū)象山街道。該園區(qū)所在地區(qū)位于長(zhǎng)江三角洲與寧鎮(zhèn)丘陵的交界處，為低山丘陵前緣沿江平原地帶。南部為長(zhǎng)江Ⅱ級(jí)地，北部為淤積平原，地勢(shì)西南高，東北低，最高約20m，平均高程約6m。該園區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造屬寧鎮(zhèn)弧形斷褶隆起帶的東段，即淮陽山字型構(gòu)造東翼反射弧之弧頂轉(zhuǎn)折部位，以侵蝕、剝蝕作用為主，斷裂發(fā)育，巖漿活動(dòng)頻繁，主要侵入有燕山期花崗巖，基巖上面為第四系覆蓋層，覆蓋層主要由長(zhǎng)江淤泥的細(xì)粉沙、亞沙土、亞粘土等全新紀(jì)的淤泥質(zhì)分布于河漫灘地帶。園區(qū)附近主要地表水有長(zhǎng)江、京杭大運(yùn)河和古運(yùn)河。區(qū)域地下水不豐富，處于丹徒火成巖裂隙含水帶外緣，單井涌水量小。

鎮(zhèn)江市京口區(qū)城東垃圾填埋場(chǎng)位于市區(qū)城東京口區(qū)象山鄉(xiāng)焦山南截洪壩下游500m處荒蕪澤地地帶，北臨長(zhǎng)江、南靠老江堤、西依朱家門、東側(cè)為長(zhǎng)江灘地，占地面積83ha。

民營(yíng)加油站及周邊所在區(qū)域的地貌類型為山前坡洪積傾斜平原，總體上地形較平坦，微地貌起伏，地勢(shì)北部稍低，地面標(biāo)高15～30m。

1.2 地下水采樣處理與分析

1.2.1 監(jiān)測(cè)井的布設(shè)

為更有代表地評(píng)價(jià)地下水水質(zhì)狀況及污染程度，我們選擇了三個(gè)代表性的地區(qū)作為評(píng)價(jià)區(qū)域，分別是索普工業(yè)園、垃圾填埋場(chǎng)和民營(yíng)加油站。事先參考三個(gè)地區(qū)的地質(zhì)圖、地質(zhì)剖面圖和已有的水井參數(shù)等，分析含水層分布、地下水流的方位、走向[1]等；了解地下水補(bǔ)給水源的分布和水文狀況；調(diào)查周圍人類活動(dòng)、建筑房屋、土地利用情況、農(nóng)田、工廠等。采樣點(diǎn)依據(jù)均勻分布、重點(diǎn)地方加密的原則在工業(yè)園、垃圾填埋場(chǎng)和民營(yíng)加油站分別布設(shè)10個(gè)、5個(gè)和2個(gè)監(jiān)測(cè)井。

1.2.2 地下水監(jiān)測(cè)指標(biāo)

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的地下水參數(shù)和相對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)井點(diǎn)位，見表1。

表1 地下水基本參數(shù)

1.3 土壤采集處理與分析

1.3.1 土壤采樣

土壤樣品是在監(jiān)測(cè)井周圍20m內(nèi)按照對(duì)角線法布設(shè)4個(gè)采樣點(diǎn)，用采樣器垂直采取10～20 cm 的表層土壤, 將4份土樣混合均勻作為該點(diǎn)的土壤樣品, 為了攜帶方便按四分法取 1 kg土壤裝入樣品袋密封保存[3]，記錄土樣編號(hào)、采樣地點(diǎn)。

1.3.2 土壤樣品的制備

將土樣在硬紙上攤鋪成約2cm厚的薄層，并覆蓋白紙防止污染，放置于室內(nèi)陰涼通風(fēng)處進(jìn)行風(fēng)干，在此過程中，間斷地翻動(dòng)、壓碎，揀出沙礫、碎石及植物碎片等雜物。經(jīng)過一周后，用研缽將已風(fēng)干好的土壤樣品進(jìn)行研磨，并將研磨好的樣品充分通過 2mm 尼龍篩，然后用四分法分取約50g土樣量，置于研缽中充分研磨，使其全部通過0.149mm 篩子，篩后的土樣全部置于牛皮紙袋中，充分混勻，待測(cè)[4]。

2 結(jié)果與討論

2.1 地下水分析結(jié)果

在17個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中選出三個(gè)代表性的監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)列出，見表2。表中僅列出可檢出組分，重金屬汞、鈹、銅、鋅、總鉻，石油類的苯胺類、鄰硝基氯苯、四氯化碳、苯、氯乙烯等，農(nóng)藥中的敵敵畏、DDT、樂果、六氯苯等，氰化物等未檢出物及總大腸菌群少于3個(gè)，所以不再列入。

表2 部分監(jiān)測(cè)井水質(zhì)分析結(jié)果

注：1.表中未顯示單位的項(xiàng)目的單位統(tǒng)一為mg/L。2.表中出現(xiàn)‘--’表示未檢測(cè)出該物質(zhì)。

根據(jù)GB/T14848-93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，綜合上表2中的數(shù)據(jù)，可以得到主要污染物有：氨氮、亞硝酸鹽氮、總硬度、氟化物、鐵、錳、細(xì)菌總數(shù)。

2.2 地下水中不同污染因子的污染狀況

2.2.1 氨氮的分布狀況

氨氮是地下水監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象之一，也是本項(xiàng)目中已檢測(cè)出的污染物之一。分析研究區(qū)中氨氮的分布可以反映鎮(zhèn)江市地下水中氨氮的整體分布。因此，對(duì)17個(gè)監(jiān)測(cè)井中的氨氮含量做圖來分析其在地下水中的分布狀況，如圖1。圖1中1-10是工業(yè)園，11、12是民營(yíng)加油站，13-17是垃圾填埋場(chǎng)。從圖中可以看出， 12、13、14、15、16號(hào)監(jiān)測(cè)井中氨氮含量高達(dá)1.32mg/L、11.4mg/L、9.7mg/L、2.54mg/L、6.75mg/L，都超過了0.5mg/L(GB/T14848-93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅴ類水的限值)?？傮w上垃圾填埋場(chǎng)的氨氮污染嚴(yán)重，超標(biāo)率為80%。民營(yíng)加油站所代表的12號(hào)氨氮超標(biāo)而11號(hào)合格，所以人們居住區(qū)的氨氮有50%的可能超標(biāo)，而索普工業(yè)園區(qū)僅有5號(hào)監(jiān)測(cè)井氨氮含量為0.3mg/L，超出了Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)限值；其他的監(jiān)測(cè)井屬于在合格的范圍內(nèi)。因此，工業(yè)園區(qū)地下水中氨氮超標(biāo)可能較小。

用同樣的方法分析地下水中亞硝酸鹽氮的含量，其中第4、6、13、15、16監(jiān)測(cè)井超過了0.2mg/L。工業(yè)園的超標(biāo)率是20%，而垃圾填埋場(chǎng)是60%。

姬亞東[5]在其論文中指出：出現(xiàn)在地下水中的氨氮主要是由垃圾和生活污水中含氮有機(jī)物被微生物分解產(chǎn)生的。所以，出現(xiàn)垃圾填埋場(chǎng)和民營(yíng)加油站的地下水氨氮超標(biāo)的情況。而地下水中亞硝酸鹽主要來源于地下水中氨氮轉(zhuǎn)換硝酸根的中間產(chǎn)物和工業(yè)污水中亞硝酸鹽向下滲漏。

圖1 各監(jiān)測(cè)井中氨氮的含量

2.2.2 陰離子表面活性劑的分布狀況

陰離子表面活性劑是能在水中電離后起表面活性作用的部分帶負(fù)電荷的表面活性劑，主要分為羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽和磷酸酯鹽四大類，是人工生產(chǎn)的有機(jī)類物品。從圖2中可以看出陰離子表面活性劑在三個(gè)地區(qū)的地下水中都有出現(xiàn)，其中垃圾填埋場(chǎng)中含量最高。

圖2 各監(jiān)測(cè)井中陰離子表面活性劑的含量分布

陰離子表面活性劑的應(yīng)用很廣泛，例如：肥皂，全市都在使用，就極有可能會(huì)出現(xiàn)污染，其中垃圾填埋場(chǎng)是集中這類廢棄物品的地方，所以該點(diǎn)位的陰離子表面活性劑含量是最高的。

2.2.3 地下水中總硬度分布狀況

地下水總硬度是指水中Ca2+、Mg2+的總量。從圖3中可以看出三個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)地下水中總硬度的含量差別不大，分布較為平均。地下水中總硬度超標(biāo)率超過50%。鎮(zhèn)江市地下水存在總硬度污染的情況。

總硬度超標(biāo)有2個(gè)原因：(1)鎮(zhèn)江市在我國(guó)南方，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，全年降水充足，雨水沖擊土壤中的石灰?guī)r、石膏等，使土壤中的Ca2+、Mg2+溶解到地下水中；(2)由于近10年來鎮(zhèn)江市的地下水一直處于過量開采的狀態(tài)，使地下水位下降，地下水中總硬度增加。鎮(zhèn)江市地下水10年前的總硬度的平均值是400，而現(xiàn)在是460，一部分原因可能是地下水的過量開采。

圖3 各監(jiān)測(cè)井中總硬度的含量

2.2.4 地下水中鐵、錳的分布

根據(jù)表2初步分析得到鐵、錳的含量存在超標(biāo)的情況?，F(xiàn)在對(duì)17個(gè)監(jiān)測(cè)井中鐵、錳的含量分別作出柱狀圖，如圖4、圖5。圖4中存在3個(gè)含量很大的監(jiān)測(cè)井，分別是第11、13、14號(hào)監(jiān)測(cè)井。其中，垃圾填埋場(chǎng)中鐵含量>民營(yíng)加油站>工業(yè)園。圖5中11-17號(hào)監(jiān)測(cè)井的含量明顯超過0.1mg/L，而且其中含量分布均勻；1-10號(hào)中除了5號(hào)監(jiān)測(cè)井中錳含量超過0.1mg/L，其他的都沒超過。說明了垃圾填埋場(chǎng)和民營(yíng)加油站存在鐵、錳含量超標(biāo)。

圖4 各監(jiān)測(cè)井中鐵含量

圖5 各監(jiān)測(cè)井中錳含量

土壤、垃圾中的鐵、錳都是以不溶性固體存在的(Fe3O2、MnO2)，在酸性情況下，F(xiàn)e3O2、MnO2可以與有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成可溶的Fe2+和Mn2+[6]。這與監(jiān)測(cè)出的結(jié)果符合：該地區(qū)存在有機(jī)物的排放。

2.3 水-土之間的關(guān)系分析

2.3.1 研究區(qū)土壤分析結(jié)果

對(duì)研究區(qū)土壤的組分進(jìn)行了檢測(cè)分析，得到各個(gè)組分的含量。檢測(cè)出了總磷、鉻、砷、汞、有機(jī)質(zhì)、總氮、鎳、鉛、銅、鋅、鎘和六氯苯，而氰化物、萘、DDT、四氯化碳、苯、氯乙烯、氯苯、敵敵畏和樂果等未檢出。

根據(jù)GB 15618—2008《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(修訂)，土壤質(zhì)量劃分三級(jí)。第一級(jí)是環(huán)境背景值：土壤組分的含量基本上保持自然背景水平，是保護(hù)土壤環(huán)境質(zhì)量的理想狀態(tài)。第二級(jí)是篩選值：初步篩選、判定土壤污染危害程度的標(biāo)準(zhǔn)土壤中污染物監(jiān)測(cè)濃度。比篩選值低被認(rèn)為無土壤污染危害風(fēng)險(xiǎn)；比篩選值高認(rèn)為有可能具有污染危害，但是否有實(shí)際污染危害還需要進(jìn)一步調(diào)查和肯定。第三級(jí)是整治值：土壤中污染物造成實(shí)際危害的最小值。

由于研究區(qū)位于城市工業(yè)區(qū)和住房區(qū)，取相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目的部分標(biāo)準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)分析，得出檢測(cè)出的組分都沒有超過第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，所以研究區(qū)無土壤危害風(fēng)險(xiǎn)，僅僅是鉛、鋅、鎘超過土壤本底值。

2.3.2 地下水中鉛的來源分析

鉛既在地下水中出現(xiàn)又在土壤中出現(xiàn)，因此，本文分析地下水中的鉛是否受到土壤中鉛的影響。對(duì)土壤和地下水中的鉛含量做折線圖，如圖6。由圖的前半部分我們看不出什么關(guān)系，但由圖后半部分可以發(fā)現(xiàn)該地區(qū)地下水中的鉛與土壤中的鉛含量可能存在一定的相關(guān)關(guān)關(guān)系，“江蘇省鎮(zhèn)江市地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況調(diào)查評(píng)估報(bào)告”(未公開)亦支持此觀點(diǎn)，但是否存在正相關(guān)關(guān)系，有待后續(xù)加大數(shù)據(jù)采集密度，進(jìn)行更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C。因此，我們根據(jù)目前掌握的資料可初步推斷該地區(qū)地下水中的鉛是由土壤中的鉛提供的。該地區(qū)是垃圾填埋場(chǎng)，污染源中污染物只能通過雨水淋溶向地下水滲透，進(jìn)而污染地下水。那么，工業(yè)園中地下水中的鉛含量的來源就不僅僅是土壤中鉛溶解滲透到地下水的，還有工業(yè)加工產(chǎn)生的鉛排放到河流、水溝中，最終滲漏到地下水中。

圖6 土壤與地下水中鉛含量對(duì)比圖

2.3.3 水中污染物的來源

通過上文中對(duì)土壤和地下水中鉛含量的對(duì)比分析得到地下水中鉛不僅來自土壤中鉛的溶解而且還有來自人類活動(dòng)。本次實(shí)驗(yàn)得到地下水中主要的污染物是：氨氮、亞硝酸鹽氮、總硬度、氟化物、細(xì)菌總數(shù)、鐵、錳。其中氨氮和亞硝酸鹽氮在土壤中的含量較少，在土壤中未檢測(cè)出氟、鐵、錳、鈣、鎂等元素的化合物。我們可以得到鎮(zhèn)江市地下水中主要污染物的主要來源不是土壤而是有其他的污染源。

根據(jù)上文中對(duì)氨氮、亞硝酸鹽氮、鐵、錳、總硬度和陰離子表面活性劑的分析，氨氮在垃圾填埋場(chǎng)中含量是最高的，其次是民營(yíng)加油站，而工業(yè)園最少。這表明氨氮的來源是垃圾堆和生活污水。姬亞東[5]在其論文中總結(jié)出地下水中氮污染的主要來源，其中有生活污水、垃圾堆和排放污染物的水溝。亞硝酸鹽氮在垃圾填埋場(chǎng)的含量最高、工業(yè)園次之，亞硝酸鹽氮的來源是垃圾堆中含氮有機(jī)物分解和附近工廠的排放。鐵和錳與氨氮的分布是一樣的，在垃圾填埋場(chǎng)中含量最高，民營(yíng)加油站次之，鐵、錳的主要來源是人類活動(dòng)產(chǎn)生的。陰離子表面活性劑是人類活動(dòng)產(chǎn)生的；地下水鐵、錳超標(biāo)主要是垃圾堆、生活污水的有機(jī)物與土壤中鐵、錳氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的。

結(jié)合以上的分析得到：鎮(zhèn)江市地下水主要污染物的主要來源是由人為產(chǎn)生或受到人類的影響產(chǎn)生的。

3 結(jié)論

(1)鎮(zhèn)江市地下水主要超標(biāo)物質(zhì)有氨氮、亞硝酸鹽氮、總硬度、氟化物、細(xì)菌總數(shù)、鐵和錳，其超標(biāo)率分別為29.4%、29.4%、52.9%、5.9%、11.8%、17.6%和47.1%。

(2)研究區(qū)的土壤中的各組分均未超過國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可以得出研究區(qū)無土壤危害風(fēng)險(xiǎn)；地下水中主要污染物的來源主要是人為活動(dòng)造成的，與土壤無明顯關(guān)系。

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A study on the analysis of the status quos of groundwater quality in Zhenjiang

Cao Qin

(Zhenjiang Environmental Monitoring Center, Zhenjiang 212000, China)

In order to investigate the content of the groundwater in Zhenjiang City for supporting comprehensive evaluation of water quality and health risk, 17 representative monitoring wells were set, among which 10 were set in Suopu industrial park, 2 were set in private gas station and the rest of 5 were set in MSW landfill. Water samples and soil samples collected from those sampling site were analyzed. The results showed that the main indicators that exceeded relevant water quality standards included ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, hardness, fluoride, bacteria number, Fe and Mn. Correlation between results of groundwater and surrounding soil samples was found insignificant as they were compared, indicating that the pollutants may come from anthropogenic activities.

Zhenjiang City ; groundwater; soil; water quality analysis

2017-04-19;2017-05-12修回

曹芹(1975-)，女，高級(jí)工程師，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。E-mail：16751842@qq.com

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