河南省淺層地下水水化學特征研究

賈秀閣，劉靈鈺

(1.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南 鄭州 450001；2.河南省地下水污染防治與修復重點實驗室，河南 鄭州 4500013.河南省巖石礦物測試中心，河南 鄭州 450012)

0 引言

建國后，河南省廣大地質(zhì)工作者在全省范圍內(nèi)進行了大量的環(huán)境、水文地質(zhì)調(diào)查評價與監(jiān)測工作①②③④(張妍等，2018；劉景蘭和李立偉，2020；段玲玲等，2021)，基本查明了河南省具高氟、高鐵、高錳、高砷、高碘、低碘及高含鹽量等特征的原生劣質(zhì)地下水的埋藏、分布規(guī)律，提出了氟改水技術(shù)與鹽堿地防治措施。河南省還相繼開展了氟病區(qū)地質(zhì)影響調(diào)查與防治⑤、1∶20萬區(qū)域水文地質(zhì)普查、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評價、地下水污染調(diào)查評價、河南省地下水環(huán)境圖說明書編寫等全省性、區(qū)域性環(huán)境水文地質(zhì)工作，取得了豐富的成果，全面反映地下水地質(zhì)環(huán)境問題。

自二十世紀八十年代以來，隨著工農(nóng)業(yè)大規(guī)模發(fā)展與城市人口的急劇上升，地下水大規(guī)模開發(fā)利用，致使城市區(qū)域出現(xiàn)地下水降落漏斗現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為豫北平原淺層地下水位區(qū)域性下降，開封、許昌、鄭州市區(qū)出現(xiàn)地面沉降。不合理開采地下水引起的地質(zhì)環(huán)境問題逐步顯現(xiàn)。工業(yè)的快速發(fā)展、城市人口的劇增、農(nóng)藥化肥的濫施亂用、礦業(yè)的大規(guī)模開發(fā)、工業(yè)“三廢”(廢水、廢氣、廢渣)的大量超標排放、城市生活垃圾的不合理堆放、農(nóng)業(yè)面狀污染源的迅速擴大，致使地下水受到不同程度的污染，這已成為河南省淺層地下水面臨的主要地質(zhì)環(huán)境問題。

城市的飛速發(fā)展為城市居民生活帶來了諸多便利，同時產(chǎn)生的次生水質(zhì)問題也日益突出。本文基于前人相關(guān)資料，通過同類統(tǒng)計、加密核查、類比分析工作，劃分出河南省淺層地下水水化學類型及其分布特征，以期為河南省合理開采利用地下水提供技術(shù)支撐。

1 淺層地下水水化學類型及其分布特征

全省淺層地下水化學類型可劃分為含鹽量≤0.5 g/L重碳酸鹽型為主的淡水、含鹽量0.5～1.0 g/L 重碳酸鹽型為主的淡水、含鹽量1.0～3.0 g/L 重碳酸—硫酸鹽型為主的微咸水、含鹽量3.0～5.0 g/L硫酸鹽型與硫酸鹽—氯化物型咸水、含鹽量5.0～10.0 g/L硫酸鹽—氯化物型咸水5大類(圖1)。其中以含鹽量≤0.5 g/L重碳酸鹽型為主的淡水和含鹽量0.5～1.0 g/L重碳酸鹽型為主的淡水為主，二者合計分布面積為148381 km2，占全省面積的88.85%。

圖1 河南省淺層地下水化學類型分布圖(據(jù)羅文金等，2015)1—含鹽量≤0.5 g/L重碳酸鹽型為主的淡水；2—含鹽量0.5～1.0 g/L重碳酸鹽型為主的淡水；3—含鹽量1.0～3.0 g/L重碳酸—硫酸鹽型為主的微咸水；4—含鹽量3.0～5.0 g/L硫酸鹽—氯化物型咸水；5—含鹽量5.0～10.0 g/L硫酸鹽—氯化物型咸水

(1)含鹽量≤0.5 g/L重碳酸鹽型為主的淡水：為河南省淺層地下水的主要水化學類型之一，集中分布于西部山地及山前崗地，包括靈寶—三門峽盆地全部和南陽盆地、洛陽盆地的部分地區(qū)，同時還分散分布于豫北的衛(wèi)河沖積平原及豫南的沙潁河沖積平原，分布總面積88095 km2，占全省總面積的52.75%(圖1)。該類型含鹽量為0.099～0.500 g/L，為淡水。共包含重碳酸鹽型、重碳酸—硫酸鹽型和重碳酸—氯化物型水3種，以重碳酸鹽型水為主，占比91.1%。

(2)含鹽量0.5～1.0 g/L重碳酸鹽型為主的淡水：為河南省淺層地下水的主要水化學類型之一，大面積集中分布于豫北黃河沖積平原、豫東黃河—沙潁河沖積平原、濟源盆地全部、洛陽盆地中東部和南陽盆地南部，分散分布于豫南淮河沖積平原、大別山北麓崗地區(qū)及山地小型盆地，分布區(qū)總面積為60287 km2，占全省總面積的36.10%(圖1)。該類型含鹽量為0.5～1.0 g/L，為淡水。共包含重碳酸鹽型、重碳酸—硫酸鹽型、重碳酸—氯化物型、重碳酸—氯—硫酸鹽型、硫酸鹽型、氯化物型和重碳酸—硝酸鹽型水，共計7種類型，以重碳酸鹽型水為主，占比74.5%。

(3)含鹽量1.0～3.0 g/L重碳酸—硫酸鹽型為主的微咸水：為河南省東部平原區(qū)及南陽盆地淺層地下水普遍發(fā)育的一種水化學類型，黃河以北呈北東向條帶狀展布，黃河以南呈南東向條帶狀展布。南陽盆地呈近南北向展布，太行山林州山間盆地小面積分布。分布區(qū)總面積為17901 km2，占全省總面積的10.72%(圖1)。該類型含鹽量為1.0～3.0 g/L，為微咸水。共包含重碳酸鹽型、重碳酸—硫酸鹽型、重碳酸—硫酸鹽—氯化物型、氯化物—重碳酸鹽型、硫酸鹽型、硫酸—氯化物型、氯化物型和硝酸鹽型水8種類型，以重碳酸鹽型、重碳酸—硫酸鹽型及氯化物—重碳酸鹽型水為主，合計占比78.5%。

(4)含鹽量3.0～5.0 g/L硫酸鹽型與硫酸鹽—氯化物型咸水：為河南省東部平原區(qū)及南陽盆地淺層地下水發(fā)育的一種水化學類型，分布面積較小，呈“島”狀分布。黃河以北分布于南樂縣南部、內(nèi)黃縣西南部、范縣東南部、臺前縣西南部、濮陽縣東南部；黃河以南分布于杞縣南部、寧陵縣西北部、商丘東北部；南陽盆地分布于唐河縣城東南、桐柏縣西北部。分布總面積為637 km2，占全省總面積的0.38%(圖1)。該類型含鹽量為3.0～3.9 g/L，為咸水。共包含重碳酸—硫酸鹽型、氯化物—硫酸—碳酸鹽型、硫酸鹽型、硫酸—氯化物型、氯化物型及硝酸鹽型水6種類型，以硫酸鹽型、硫酸—氯化物型水為主，合計占比64.3%。

(5)含鹽量5.0～10.0 g/L硫酸—氯化物型咸水：為河南省東部黃河沖積平原區(qū)淺層地下水發(fā)育的一種水化學類型，分布面積較小，為“島”狀、點狀分布。黃河以北有7處，分布于內(nèi)黃縣城西南部、臺前縣西南部、長垣縣城東北部、獲嘉縣南部、武陟縣西北部及封丘縣東部；黃河以南只有杞縣南1處。分布總面積為87 km2，占全省總面積的0.05%(圖1)。該類型含鹽量為5.0～8.2 g/L，為咸水。共包含氯化物—硫酸鹽型、硫酸鹽型、氯化物—重碳酸型水3種類型，以氯化物—硫酸鹽型、硫酸鹽型水為主，占比87.5%。

2 淺層地下水典型微量元素環(huán)境背景

依據(jù)《全國地質(zhì)環(huán)境圖系編制技術(shù)要求(試行)》，淺層地下水典型微量元素主要指氟化物、碘化物、砷、鐵、錳。河南省高氟、低碘、高鐵和高錳地下水的分布面積廣泛，為主要的原生劣質(zhì)水類型，現(xiàn)分述如下。

2.1 氟化物(F)

共統(tǒng)計全省淺層地下水氟化物測試樣品2019組，檢出氟化物含量為0.02～6.52 mg/L，檢出率99.3%。其中：0.02～1.00 mg/L樣品數(shù)為1688組，為總樣品數(shù)的83.6%；1.01～6.52 mg/L樣品數(shù)為317組，為總樣品數(shù)的15.7%，其中，最大值為6.52 mg/L(位于河南省夏邑縣李集鄉(xiāng)劉莊村)，僅少數(shù)在檢出限以下，數(shù)量為14組，占總樣品數(shù)的0.7%。

高氟地下水為河南省主要原生劣質(zhì)水類型之一，氟化物>1.00 mg/L的淺層地下水分布區(qū)域廣泛，在東部平原區(qū)呈大面積分布(圖2)，在南陽盆地南部有小面積分布，基巖山地區(qū)呈小片狀及點狀分布。其中，華北平原區(qū)主要分布于焦作南(陽廟鎮(zhèn))—修武—獲嘉、新鄉(xiāng)古固寨鎮(zhèn)—東屯鎮(zhèn)、滑縣城關(guān)鎮(zhèn)、浚縣縣城—湯陰縣任固鎮(zhèn)、南樂西(元村鎮(zhèn))—清豐；淮河平原區(qū)主要分布于汾河以北地區(qū)，大面積分布于蘭考—民權(quán)、通許—杞縣—睢縣—柘城、商丘—虞城—夏邑—永城，小范圍分布于許昌東北部、扶溝西南部、商水西北部、商水西北部、周口東北部。

河南省高氟地下水主要分布于黃河沖積平原區(qū)，而且分布集中、連片；山區(qū)、山間盆地呈分散狀或點狀分布。含量>1.00 mg/L的地下水分布總面積為18721 km2(圖2)，占全省總面積的11.2%，占全省平原區(qū)面積的17.1%。

圖2 河南省淺層地下水氟化物、碘化物含量分布圖(據(jù)羅文金等，2015)1—碘化物(I)<0.01 mg/L；2—碘化物(I)>0.08 mg/L；3—氟化物(F)>1.0 mg/L4—低碘含量分區(qū)界線；5—高碘含量分區(qū)界線；6—氟化物含量分區(qū)界線

2.2 碘化物(I)

共統(tǒng)計全省淺層地下水碘化物測試樣品2019組，檢出碘化物含量為0.0001～2.0 mg/L，檢出率61.5%，最大值為2.0 mg/L(河南省安陽市九州制藥分廠)。其中：0.081～2.0 mg/L樣品數(shù)為167組，為總樣品數(shù)的8.3%；0.01～0.08 mg/L樣品數(shù)為689組，為總樣品數(shù)的34.1%；0.0001～0.0098 mg/L樣品數(shù)為385組，為總樣品數(shù)的19.1%；檢出限以下樣品數(shù)為778組，為總樣品數(shù)的38.5%。

(1)碘化物(I)>0.08 mg/L：河南省淺層地下水碘化物>0.08 mg/L(高碘水)僅分布于東部平原區(qū)(圖2)，山間盆地和基巖山地沒有分布。華北平原區(qū)主要分布于近黃河的武陟—原陽—封丘—長垣、新鄉(xiāng)東、延津東北及衛(wèi)河流域的?？h北部?；春悠皆瓍^(qū)主要分布于商丘東部至永城一帶，零星分布于鄲城東部、項城南部、平輿北部與西部。分布面積為6598 km2，占全省總面積的4.0%，全省平原區(qū)面積的6.0%。

(2)碘化物(I)<0.01 mg/L：河南省淺層地下水碘化物<0.01 mg/L(低碘水)分布廣泛(圖2)，分布于河南省的全部山區(qū)、南陽盆地、靈三盆地、濟源盆地的全部與洛陽盆地的大部，分布于華北平原的淇縣以東地區(qū)與焦作—溫縣一帶，分布于淮河平原的新鄭—許昌—周口—沈丘一線以南、正陽—淮濱一線以北地區(qū)。分散狀分布于安陽—鶴壁、滑縣南、新鄉(xiāng)南、鄭州市周邊、尉氏—扶溝、淮陽—柘城、西平等平原地區(qū)，集中分布面積100392 km2，為全省總面積的60.1%。

2.3 砷(As)

共統(tǒng)計全省淺層地下水砷(As)測試樣品2019組，檢出砷(As)含量為1.0×10-6～0.19 mg/L，檢出率83.7%，少數(shù)為檢出限以下，最大值為 0.19 mg/L(河南省新鄉(xiāng)市延津縣胙城鄉(xiāng)東辛莊村東南農(nóng)戶家)。其中：0.0102～0.19 mg/L樣品數(shù)為180組，為總樣品數(shù)的8.9%；1.0×10-6～0.01 mg/L樣品數(shù)為1509組，為總樣品數(shù)的74.7%；檢出限以下樣品數(shù)為330組，為總樣品數(shù)的16.3%。

河南省淺層地下水砷(As)>0.01 mg/L的區(qū)域集中分布于黃河沖積平原區(qū)，分散狀分布于沙潁河沖積平原區(qū)和洪汝河沖積平原區(qū)。黃河沖積平原區(qū)主要分布于武陟縣嘉應(yīng)觀—原陽—衛(wèi)輝市李源屯鎮(zhèn)—滑縣—清豐西韓村—內(nèi)黃北宋村；沙潁河沖積平原區(qū)分散分布于西華西皮營—東王營、商水東練集鎮(zhèn)—南頓鎮(zhèn)、沈丘東南洪山鎮(zhèn)—石槽鎮(zhèn)—趙德營鎮(zhèn)—留福鎮(zhèn)；洪汝河沖積平原區(qū)分散狀分布于西平西的師靈鎮(zhèn)—專探、上蔡東南的洙湖鎮(zhèn)—留盆鎮(zhèn)。該類型水分布總面積6061 km2，占全省總面積的3.6%。

2.4 鐵(Fe)

共統(tǒng)計全省淺層地下水鐵(Fe)測試樣品2019組，檢出鐵(Fe)含量為1.00×10-4～25.19 mg/L，檢出率91.3%，少數(shù)為檢出限以下，最大值為25.19 mg/L(河南省南陽市唐河縣古城鄉(xiāng)朱湖莊村)。其中：0.31～25.19 mg/L樣品數(shù)為659組，為總樣品數(shù)的32.6%；1.00×10-4～0.30 mg/L樣品數(shù)為1185組，為總樣品數(shù)的58.7%；檢出限以下樣品數(shù)為175組，為總樣品數(shù)的8.7%。

河南省淺層地下水鐵(Fe)>0.30 mg/L的區(qū)域集中成片分布于黃河沖積平原區(qū)，呈條帶狀分布于沙潁河沖積平原區(qū)、洪汝河沖積平原區(qū)、淮河干流沖積平原區(qū)及南陽盆地、濟源盆地(圖3)。分布最廣的區(qū)域在安陽—滑縣—輝縣—獲嘉—焦作—鄭州—杞縣—商丘—永城一線以東地區(qū)，屬黃河沖積平原區(qū)，集中連片分布；條帶狀分布于長葛—尉氏—通許—睢縣—柘城一線以南的淮河沖積平原區(qū)及濟源盆地、南陽盆地區(qū)。分布總面積31778 km2，為全省總面積的19.0%。其中：華北平原及濟源盆地12486 km2，占全省面積的7.5%；淮河平原 17248 km2，占全省面積的10.3%；南陽盆地 2044 km2，占全省面積的1.2%。此外，東部平原及洛陽盆地、南陽盆地淺層地下水均有大量的鐵(Fe)>0.30 mg/L分散點。

圖3 淺層地下水鐵、錳含量分布圖(據(jù)羅文金等，2015)1—錳(Mn)>0.1 mg/L；2—鐵(Fe)>0.3 mg/L；3—錳元素含量分區(qū)界線；4—鐵元素含量分區(qū)界線

2.5 錳(Mn)

共統(tǒng)計全省淺層地下水錳(Mn)測試樣品2019組，檢出錳(Mn)含量為3.00×10-4～5.94 mg/L，檢出率89.7%，少數(shù)為檢出限以下，最大值為5.94 mg/L(河南省平輿縣王崗鄉(xiāng)殷李莊)。其中：0.10～5.94 mg/L樣品數(shù)為9759組，為總樣品數(shù)的48.3%；3.00 ×10-4～0.10 mg/L樣品數(shù)為837組，為總樣品數(shù)的41.5%；檢出限以下樣品數(shù)為207組，為總樣品數(shù)的10.3%。

河南省淺層地下水錳(Mn)>0.10 mg/L的區(qū)域大面積分布于東部平原區(qū)(華北平原、淮河平原)，小面積條帶狀分布于濟源盆地、洛陽盆地、南陽盆地(圖3)。分布總面積54379 km2，為全省總面積的32.56%。其中：華北平原及濟源盆地13157 km2，占全省面積的7.9%；淮河平原40190 km2，占全省面積的24.1%；南陽盆地836 km2，占全省面積的0.5%，洛陽盆地196 km2，占全省面積的0.1%。

3 人類活動對淺層地下水化學成分變化的影響

受人類工程活動的影響，河南省淺層地下水的化學組分含量有了較大的變化，以至于引起水化學類型的變化。表現(xiàn)為地下水化學類型趨于復雜化、地下水含鹽量也發(fā)生了變化、城市地下水環(huán)境發(fā)生了變化、地下水受到了不同程度的污染。現(xiàn)分述如下：

3.1 地下水化學類型趨于復雜化

水化學類型反映了地下水的總體特征，其變化直接反映了地下水環(huán)境的演化趨勢。2005年與1985年相比，簡單的重碳酸鹽型水的分布面積減少了9437 km2，其他復雜的水化學類型面積相應(yīng)擴大，水化學類型也更加復雜(表1)?；鶐r山區(qū)及靈寶盆地、伊洛河流域、豫北安陽—淇縣一帶、滎陽—新鄭—許昌—遂平—信陽一線以西地區(qū)、南陽盆地的大部分地區(qū)水化學類型基本未變，仍為HCO3-Ca型水；北部?？h—濮陽—范縣—臺前、封丘—蘭考、南部光山—潢川—固始等地水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，水化學類型趨于簡單；豫北的南樂—內(nèi)黃和修武—衛(wèi)輝—延津一帶、中部的鄭州—中牟—開封—杞縣—睢縣—商丘—夏邑—永城一帶、東部的鄲城—沈丘一帶和南陽盆地的局部地段水質(zhì)惡化，水化學類型趨于復雜，平原地區(qū)淺層地下水質(zhì)趨于惡化。

表1 淺層地下水水化學類型統(tǒng)計表

3.2 地下水的含鹽量發(fā)生了變化

地下水含鹽量的變化不僅取決于地質(zhì)環(huán)境條件，人為因素的影響同樣不可忽視。淺層地下水含鹽量的變化與人類工程活動緊密相關(guān)，其變化大致可分為兩個階段。

第一階段為二十世紀六十年代到七十年代，為水質(zhì)淡化期。六十年代之前地下水開采量較小，水位埋深普遍較淺，80%以上的區(qū)域地下水位埋深<4 m，蒸發(fā)作用強，土壤鹽堿化較為嚴重，地下水的補給、徑流和排泄基本處于自然狀態(tài)。六十年代初期，河南省大、中、小型水利工程全面鋪開興建，先后上馬了三門峽、宿鴨湖、昭平臺、白龜山、鴨河口、陸渾等大型水庫。平原地區(qū)由于在河道中節(jié)節(jié)打壩攔蓄，開辟共產(chǎn)主義渠、東風渠、紅旗渠、躍進渠等四大干渠大引大灌，造成地下水位迅速上升，豫北和豫東及沿黃地區(qū)出現(xiàn)大面積土壤鹽堿化。1964年，全省鹽堿地面積達79萬 km2，地下水的含鹽量高，局部地段達17.6 g/L。自1965年開始，全省大規(guī)模開展群眾性的打井運動，治理鹽堿化，井灌區(qū)域迅速擴展，地下水開采量增加，水位迅速降低，豫北地區(qū)出現(xiàn)了水位降落漏斗現(xiàn)象，土壤鹽堿化程度大大降低，水質(zhì)逐漸淡化，含鹽量降低，咸水分布面積縮小，淡水區(qū)域擴大。到1985年，咸水(含鹽量>1.0 g/L)面積縮小到12784 km2，其中含鹽量>2.0 g/L的分布面積為1198 km2。

第二階段為含鹽量基本穩(wěn)定或略有升高期。從二十世紀八十年代以來，開采量仍在逐漸增加，大部分地區(qū)淺層地下水位埋深>4 m，一方面蒸發(fā)強度減弱，土壤淋濾作用增強，不利于土壤中鹽分積累；但另一方面水位降低有利于高含鹽量廢污水的滲入，造成淺層地下水污染而使含鹽量升高。2005年與1985年相比，含鹽量<0.5 g/L的地區(qū)面積減少了9121 km2，而含鹽量0.5～1.0 g/L、1.0～2.0 g/L、>2.0 g/L的面積則分別增加了7730 km2、193 km2、1198 km2(表3)。

表2 1985年、2005年河南省淺層地下水水化學類型分布情況對比表

表3 1985年、2005年河南省淺層地下水含鹽量變化情況對比表

從整個平原地區(qū)來講，淺層地下水的含鹽量基本穩(wěn)定，部分地區(qū)有升高趨勢。

3.3 城市地下水環(huán)境變化

河南省有17個地級城市，其中以地下水作為供水水源(地下水供水占城市供水的80%以上)的有：

洛陽、三門峽、濮陽、南陽、商丘5個城市；以地下水供水為主(地下水供水占城市供水的50%～80%)的城市有焦作、安陽、新鄉(xiāng)、許昌、漯河等5個城市；地下水和地表水聯(lián)合供水(地下水供水占城市供水的20%～50%)的城市有鄭州、開封、平頂山、周口、駐馬店、鶴壁等6個城市，唯獨信陽市是地表水供水(地下水供水僅占2%)的城市。其中焦作、鶴壁主要開采巖溶水；平頂山是巖溶水與松散巖類孔隙水相結(jié)合；其他城市則主要開采松散巖類孔隙水。在開采松散巖類孔隙水的城市中，洛陽、安陽、濮陽、三門峽、平頂山、信陽等市以開采淺層地下水為主；鄭州、新鄉(xiāng)、開封、商丘、許昌、漯河、周口、駐馬店、南陽等市是淺、中、深層地下水同時開采，且以淺層地下水開采量為最多。開采利用地下水最多的屬洛陽市，在2×108m3/a以上；其次為安陽、濮陽、焦作等三市，開采量在1×108m3/a以上；新鄉(xiāng)、鄭州、開封、平頂山、南陽等五市開采量則在0.5×108m3/a 以上；而信陽、駐馬店兩市開發(fā)利用地下水量在0.1×108m3/a以下。城市地下水環(huán)境存在的突出問題一是水位持續(xù)下降，部分地段含水層疏干，尤其是深層地下水水位大幅度下降，致使局部發(fā)生地面沉降；二是水質(zhì)受到污染。針對水位大幅度下降問題，有些城市自2003年以來，采取了尋找其他水源地和封井等措施，限量開采地下水，使部分城市局部地段地下水位得以回升，但有些城市水位仍處于持續(xù)下降狀態(tài)。截至2013年，除信陽、洛陽兩市之外的其余15個地級市均存在淺層地下水位降落漏斗現(xiàn)象，面積從數(shù)平方公里到一百多平方公里不等；部分城市的深層地下水能夠自流的原始狀態(tài)發(fā)生了改變，鄭州、漯河、周口、駐馬店、南陽等市已經(jīng)形成深層地下水位降落漏斗(焦紅軍等，2009)。

除信陽和駐馬店兩市外，城市地區(qū)淺層地下水水質(zhì)普遍較差。主要表現(xiàn)為總硬度、含鹽量、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、化學耗氧量含量的升高。局部地區(qū)水化學類型也發(fā)生了相應(yīng)的改變，由原來的重碳酸型變化為重碳酸·硫酸、重碳酸·氯化物等類型。不少歷史悠久的城市，居民長期以來將淺井當作排放生活污水的滲井，使大量的污染物直接進入含水層中，造成淺層地下水硬度迅速增高。根據(jù)位于鄭州市區(qū)西北部、南部、東部等不同方位的郊區(qū)5眼淺井(分別位于祥營、陰家門、賈寨、八里廟、五龍口一帶)的水質(zhì)長期監(jiān)測資料統(tǒng)計結(jié)果顯示：淺層地下水的含鹽量、總硬度、氯化物、硫酸鹽含量總體均呈上升態(tài)勢，2005年4項指標分別較1959年上升了411 mg/L、183 mg/L、134 mg/L、46 mg/L。但從過程線來看，二十世紀六十年代到九十年代中期以上升趨勢為主，此后則保持基本穩(wěn)定。

城市地區(qū)中層地下水水質(zhì)相對較好，多年來水質(zhì)變化不大，以良好級為主。但同時必須看到，由于成井質(zhì)量不高，止水效果不好，混合開采或井口保護不嚴格，致使一部分中層地下水也不同程度地受到了污染，部分城市中層地下水中含鹽量、硬度和硝酸根含量升高。

3.4 地下水污染原因分析

河南省平原地區(qū)淺層地下水的水質(zhì)趨于惡化，尤其是豫北的南樂—內(nèi)黃—滑縣、修武—衛(wèi)輝一帶，中東部的開封—長葛—許昌—漯河—上蔡一線以東地區(qū)和南陽盆地西南部地區(qū)，環(huán)境質(zhì)量不容樂觀。其中部分組分的分布受環(huán)境水文地球化學規(guī)律的控制，如高鐵、高錳、高氟、高碘、低碘、高砷等屬于原生態(tài)的劣質(zhì)水；而更多的則與人類工程活動緊密相關(guān)，如總硬度、含鹽量、“三氮”、高錳酸鹽指數(shù)(化學耗氧量)、揮發(fā)酚、六六六含量的變化等，是人為因素污染所致。各地地下水污染原因和污染途徑不盡相同，造成河南省地下水水質(zhì)污染的主要原因是：未經(jīng)處理的工業(yè)“三廢”和城鎮(zhèn)生活污水的大量排放，農(nóng)藥化肥的不合理施用，礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開發(fā)造成礦渣的亂堆亂放和選礦廢水任意排放。

(1)全省工業(yè)“三廢”、生活污水排放分析

據(jù)統(tǒng)計，全省的工業(yè)“三廢”排放總量呈逐年遞增趨勢。其中工業(yè)廢水排放量1965年為4.9×108m3，1985年為12.8×108m3，2010年為15.0×108m3。工業(yè)廢氣中的二氧化硫排放量由1990年的49×104t增加到2005年的162×104t。工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量由1990年的2039×104t增加到2013年的16270×104t，23年增加了698%。隨著城市化進程的加快，城鎮(zhèn)人口急劇膨脹，生活污水排放量也持續(xù)增長，2014年，全省廢水排放總量為42.3×108m3，其中生活污水排放量為29.5×108m3，約占69.7%。

(2)全省農(nóng)藥、化肥施用量分析

全省農(nóng)藥化肥的施用量呈逐漸增加趨勢?；适┯昧?折純量)1978年為52.54×104t，2014年已增加到705.75×104t，36年間增加了1243%。全省農(nóng)藥施用量1990年為3.31×104t，2014年已增加到12.99×104t，24年間增加了292%。目前，農(nóng)藥施用量為1.5 kg/hm2，以有機磷類、聚酯類農(nóng)藥為主；農(nóng)用化肥施用量為3578 kg/ hm2，氮、磷、鉀施用比例為1∶0.50∶0.27，氮肥充足，部分地區(qū)用量偏高，鉀肥不足。農(nóng)用塑料薄膜的施用量1990年為2.75×104t，2014年增加到16.35×104t，24年間增加了495%。

2014年全省化肥施用量7057497 t(折純量)，其中氮肥2414505 t、磷肥1197700 t、鉀肥642219 t。農(nóng)業(yè)面狀污染源對環(huán)境的影響也不可輕視，農(nóng)藥、化肥的大量使用，污染土壤、地表水體及地下水，將改變地下水的化學類型、含鹽量及其它組分的含量。

(3)礦業(yè)開發(fā)過程中廢水、廢渣、廢石的排放量分析

河南省是礦業(yè)大省，據(jù)2003年提交的《河南省礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評估報告》，全省礦坑水年產(chǎn)出量4.68×108m3，年排放量3.76×108m3；廢石、廢渣年產(chǎn)出量3155.92×104t，年排放量2043.62×104t，累計積存量27526.37×104t。全省各礦山企業(yè)采礦場占地9079.67 km2、固體廢料場占地1703.93 km2、尾礦庫占地721.99 km2。

工業(yè)廢水和生活污水及開礦排出的大量廢水首先污染了土壤和地表水體，通過河水灌溉或直接滲透等途徑進而污染淺層地下水。礦山廢渣、工業(yè)固體廢棄物、農(nóng)業(yè)施用的農(nóng)藥化肥則可在降水作用下，經(jīng)過溶解、淋濾、離子交換等一系列物理、化學作用使污染物通過包氣帶進入淺層地下水中。受污染的地下水化學成分發(fā)生了較大的變化，水化學類型變得復雜，含鹽量也會增高。

4 結(jié)論與建議

全省淺層地下水水化學類型劃分為含鹽量≤0.5 g/L重碳酸鹽型為主的淡水、含鹽量0.5～1.0 g/L 重碳酸鹽型為主的淡水、含鹽量1.0～3.0 g/L 重碳酸—硫酸鹽型為主的微咸水、含鹽量3.0～5.0 g/L硫酸鹽型與硫酸鹽—氯化物型咸水、含鹽量5.0～10.0 g/L硫酸鹽—氯化物型咸水等5大類，主要的水化學類型為含鹽量≤0.5 g/L重碳酸鹽型為主的淡水和含鹽量0.5～1.0 g/L重碳酸鹽型為主的淡水，合計分布面積為148381 km2，占全省面積的88.85%。

河南省高氟、低碘、高鐵和高錳地下水的分布面積廣泛，為主要的原生劣質(zhì)水類型。高氟水主要分布于黃河沖積平原區(qū)，低碘水主要分布于山區(qū)、山間盆地的全部及近山前崗地區(qū)，高鐵水主要分布于黃河沖積平原區(qū)，高錳水主要分布于黃河沖積平原區(qū)和淮河沖積平原區(qū)；高碘、高砷地下水也主要分布于黃河沖積平原區(qū)，但分布面積較小。

不合理開發(fā)地下水引發(fā)的主要環(huán)境地質(zhì)問題為區(qū)域地下水位持續(xù)下降、降落漏斗與地面沉降。至2013年，地下水位埋深小的區(qū)域面積逐年減少，而地下水位埋深大的區(qū)域則從無到有，分布面積也在逐年增加；鄭州市地面沉降的區(qū)域和沉降量仍然在發(fā)展，其他城市的地面沉降已經(jīng)趨于穩(wěn)定。

注 釋

① 王繼華，任倩，王天中.2012.河南省地下水動態(tài)監(jiān)測報告(2012年度)[R].鄭州：河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.

② 王繼華，任倩，王天中.2013.河南省地下水動態(tài)監(jiān)測報告(2013年度)[R].鄭州：河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.

③ 郭功喆，任倩，豆敬峰.2009.河南省區(qū)域地下水動態(tài)監(jiān)測報告(2010年度)[R].鄭州：河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.

④ 郭功喆，任倩，豆敬峰.2010.河南省區(qū)域地下水動態(tài)監(jiān)測報告(2009年度)[R].鄭州：河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.

⑤ 馮全洲，徐恒力，寧立波.2012.河南省氟病區(qū)地質(zhì)影響調(diào)查與防治報告[R].鄭州：河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院、河南省地質(zhì)醫(yī)院.

⑥ 黨金海，陳秉文，胡延生.1980.1∶20萬平頂山幅區(qū)域水文地質(zhì)普查報告[R].鄭州：河南省地質(zhì)局水文地質(zhì)三隊.

⑦ 井本云，齊守儉，張石頭.1981.1∶20萬欒川幅區(qū)域水文地質(zhì)普查報告[R].鄭州：河南省地質(zhì)局水文地質(zhì)管理處.

⑧ 肖宏，王高林，段耀華.1982.1∶20萬洛寧幅區(qū)域水文地質(zhì)普查報告[R].鄭州：河南省地質(zhì)局水文地質(zhì)管理處.

⑨ 石福齋，陸寶宇，郭金城.1983.1∶20萬魯山幅區(qū)域水文地質(zhì)普查報告[R].鄭州：河南省地質(zhì)局水文地質(zhì)管理處.

⑩ 商慶仁，胡延生，張相立.1984.1∶20萬南陽幅區(qū)域水文地質(zhì)普查報告[R].鄭州：河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局水文地質(zhì)三隊.