地下水質(zhì)質(zhì)量評價與地下水資源管理方法的研究

李靜，高風(fēng)國

（河北省保定水文水資源勘測局，河北保定071000）

當(dāng)前在地下水徑流特征、水—巖相互作用過程、地下水鹽漬化、地下水資源管理和地下水水質(zhì)問題分析等方面取得了許多成果。有機污染物和無機污染物不僅不斷進入地下水，而且水質(zhì)和數(shù)量都受到人口增長和氣候變化的威脅。綜述了地下水鹽漬化、地下水硝酸鹽和微量有機污染及地下水資源管理等方面的應(yīng)用成果。本文討論了地下水水質(zhì)評價和地下水資源管理的科學(xué)方法。

1 水文環(huán)境同位素分析方法的應(yīng)用空間及發(fā)展趨勢

隨著工業(yè)化的加劇，現(xiàn)代水文地球化學(xué)越來越重視水資源管理和水污染特征的應(yīng)用。水資源短缺和水質(zhì)惡化問題日益嚴(yán)重，水文地球化學(xué)在地下水污染研究和相關(guān)問題中起著越來越重要的作用。將水文地球化學(xué)應(yīng)用到酸雨、孔隙水等微體積樣品的分析和水資源周期分析中，水質(zhì)評價和水質(zhì)分析也得到了迅速發(fā)展。在判斷地下水補給源、追蹤地下水溶質(zhì)來源等方面發(fā)揮著重要作用，導(dǎo)致水資源稟賦的短缺和地下水的逐年流失，過度開采地下水導(dǎo)致水位下降，形成水位下降漏斗，造成地面沉降、水污染等問題。為了緩解水資源短缺的局面，需要在許多地區(qū)確保城市供水的再生。目前大多數(shù)城市工業(yè)廢水和生活污水的排放量都急劇增加，污水處理設(shè)施的能力明顯不足。循環(huán)水灌溉嚴(yán)重威脅著地下水水質(zhì)的安全。面對日益嚴(yán)重的地下水資源短缺和地下水質(zhì)的惡化，人們迫切需要對地下水水質(zhì)、污染物的來源及其遷移轉(zhuǎn)化進行研究，其已成為研究人員研究的重要方向。通過水文地球化學(xué)和環(huán)境同位素分析在地下水資源評價和水質(zhì)評價中的應(yīng)用現(xiàn)狀和成果，綜述地下水補給源、地下水源和地下水環(huán)境同位素分析的研究現(xiàn)狀。在探討地下水水質(zhì)的科學(xué)評價和地下水資源管理的同時，分析了水文地球化學(xué)和環(huán)境同位素分析方法的應(yīng)用空間和發(fā)展趨勢。

2 地下水污染與人類活動相關(guān)因素

隨著現(xiàn)代工業(yè)化的不斷發(fā)展，對地下水資源的需求也不斷增加，地下水位下降導(dǎo)致井深增加，為適應(yīng)人口增長對糧食的需求，以地下水灌溉為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動將為國家增加糧食產(chǎn)量，為避免地下水位嚴(yán)重下降提供一個可循環(huán)利用的發(fā)展基礎(chǔ)。在城市的許多非正規(guī)垃圾填埋場中，很少有防滲措施，垃圾滲濾液嚴(yán)重威脅著地下水環(huán)境的安全，工業(yè)固體廢物處置不當(dāng)會造成地下水的泄漏和污染，石油化工的勘探開發(fā)和生產(chǎn)活動對地下水水質(zhì)有著重要的影響，為地下水資源的再生利用和可持續(xù)利用提供了支撐。

另外，硝酸鹽是地下水中最常見的一類污染，主要與農(nóng)業(yè)施氮肥、垃圾集中處理、工業(yè)廢水排放、動物養(yǎng)殖等活動有關(guān)。地下水硝酸鹽硝化速率受含水層巖石成分的影響。稻田灌溉補給和反硝化可顯著降低地下水中硝酸鹽濃度，地下水中的硫酸鹽污染會促進沉積巖含水層中黃鐵礦的氧化，進而增加地下水中硫酸鹽的濃度。硫酸鹽是地下水中普遍存在的一類化合物，來源于多種人工和自然資源，包括農(nóng)藥浸出、酸雨、硫化鐵在石灰?guī)r含水層中的氧化和溶解等，地下水中人為硫酸鹽和天然硫酸鹽之間的關(guān)系，采用一個簡單的二維模型模擬了理想條件下石灰?guī)r含水層中硫酸鹽源之間的關(guān)系，在這個理想的體系中，硫酸鹽沒有轉(zhuǎn)化而不沉淀。

3 結(jié)合水文科學(xué)方法與環(huán)境同位素方法研究地下水系統(tǒng)應(yīng)用

對跨界含水層的源匯進行分析，地下水水質(zhì)評價體系包含39個指標(biāo)，而且可以追蹤污染物來源，區(qū)分天然和人為來源的特征，并描述兩者之間的關(guān)系，其中微量有機污染物已經(jīng)存在，且隨著工業(yè)化的發(fā)展有增加的趨勢。隨著城市化進程的加快，工業(yè)大量未列入地下水水質(zhì)監(jiān)測的微量有機污染物進入地下水環(huán)境，這對生態(tài)環(huán)境和人類健康形成威脅。未來水文地球化學(xué)和同位素分析相結(jié)合將在研究地下水中痕量有機污染物的來源、遷移轉(zhuǎn)化等方面發(fā)揮重要作用，目前地下水中大量有機污染物的中間生產(chǎn)部分產(chǎn)生較難處理的中間體。

4 結(jié)語

地下水污染研究已從無機污染轉(zhuǎn)向有機污染，有機污染已成為地下水環(huán)境保護領(lǐng)域的首要問題。地下水資源是人類非常寶貴的戰(zhàn)略資源，地下水資源的更新和可持續(xù)利用也已與水文地球化學(xué)方法結(jié)合同位素方法的應(yīng)用有關(guān)，國民經(jīng)濟和人民生活中的重大問題，有必要加強對地下水特征的認(rèn)識。