右江流域下游段地下水污染現(xiàn)狀分析評(píng)價(jià)

貝為昶，張勤軍，康志強(qiáng)

（1.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，南寧 530023；2.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，南寧 530023）

右江流域下游段是廣西重要的礦集區(qū)，區(qū)內(nèi)居民工農(nóng)業(yè)用水主要為巖溶地下水。分布寬廣的裸露型巖溶區(qū)具有強(qiáng)滲透、開放性的同時(shí)，缺乏相應(yīng)的保護(hù)層。區(qū)內(nèi)受礦業(yè)開發(fā)及企業(yè)生產(chǎn)的影響，地下水安全保護(hù)受到的挑戰(zhàn)日趨嚴(yán)重。本文通過對(duì)右江流域下游段地下水污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，分析了地下水污染趨勢(shì)，為本區(qū)污染防治提出合理對(duì)策。

1 研究區(qū)概況

右江流域下游段位于廣西西部，總面積6 262.77 km2，其中巖溶區(qū)面積占4 265.18 km2，碎屑巖區(qū)面積占1 997.59 km2。該區(qū)位于云貴高原前緣臺(tái)地向廣西盆地過渡的斜坡地帶，為典型的峰叢洼地谷地區(qū)。總體上，西北高、南東低。受構(gòu)造的影響，地形明顯呈三級(jí)臺(tái)階狀。該區(qū)地層從寒武系至古近系均有出露，其中，古近系的巖層未完全固結(jié)，多呈半固結(jié)狀態(tài)，巖性為泥巖、粉砂巖、礫巖，部分地區(qū)有煤層，主要分布于研究區(qū)北西部及南西部的右江沿岸。三疊系下統(tǒng)北泗組至泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組為碳酸鹽巖地層，廣泛分布于研究區(qū)內(nèi)。第四系主要階地沖積層，主要分布在田東縣思林鎮(zhèn)及南寧市金陵鎮(zhèn)的右江兩岸，巖性主要為粉質(zhì)黏土、黏土、砂、礫石層。研究區(qū)巖漿巖出露很少，分布零星。地表河流主要為右江及其支流，屬珠江流域西江水系，為本區(qū)規(guī)模最大、最主要的河流，是區(qū)內(nèi)地下水的最低排泄基準(zhǔn)面。

研究區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨熱同期，是廣西木薯、甘蔗等作物的主產(chǎn)區(qū)，近年來在右江兩岸興建有較多的酒精廠、淀粉廠。研究區(qū)是廣西風(fēng)化礦床的主要分布區(qū)，錳礦、鋁土礦等儲(chǔ)量大、易開采，隨著引進(jìn)資金的加大，政府正大力支持錳礦廠、鋁廠、工業(yè)園等的發(fā)展。

2 巖溶水水質(zhì)評(píng)價(jià)

2.1 巖溶地下水化學(xué)特征

調(diào)查獲取研究區(qū)內(nèi)81 個(gè)地下水樣，包括28 個(gè)地下河出口、上升下降泉等地下水天然排泄口，26個(gè)有水溶洞、地下河天窗等地下水大型補(bǔ)給入口，27 個(gè)機(jī)、民井等地下水人工露頭，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示，研究區(qū)內(nèi)地下水礦化度變化值為0.270～0.674 g/L，平均值為0.415 g/L ；pH 變化值為6.69～7.97，平均值為7.4。研究區(qū)內(nèi)地下水水化學(xué)組分以Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-為主，在陽離子組分中，Ca2+和Mg2+離子一般占85%以上，其中Ca2+占了55%以上，而Na+和K+一般低于15%。在陰離子組分中，HCO3-和SO42-一般占80%以上，其中HCO3-一般占這兩種陰離子的80%以上。按舒卡列夫分類法，81個(gè)水樣中有79個(gè)水化學(xué)類型為HCO3-Ca型，其余2個(gè)水樣為HCO3-Ca·Mg型。

總體看，研究區(qū)巖溶地下水屬低礦化度中性水。研究區(qū)水化學(xué)分布見圖1。

圖1 研究區(qū)水化學(xué)圖

2.2 巖溶地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)

2.2.1 評(píng)價(jià)方法

根據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848-2017），對(duì)采集的81 個(gè)地下水全分析水樣進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先對(duì)單項(xiàng)目組分評(píng)價(jià)，然后進(jìn)行質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。結(jié)合研究區(qū)水文地質(zhì)條件，參加本次評(píng)價(jià)的單項(xiàng)組分有：色（度）、嗅和味、渾濁度、肉眼可見物、pH、總硬度（CaCO3）、溶解性總固體、硫酸鹽SO42-、氯化物Cl-、鐵Fe3+、錳Mn、銅Cu、鋅Zn、鉬Mo、揮發(fā)性酚類（以苯酚計(jì)）、陰離子合成洗滌劑、硝酸鹽NO3-、亞硝酸鹽NO2-、氨氮NH4+、氟化物F-、氰化物、汞Hg、砷As、硒Se、鎘Cd、鉻Cr6+、鉛Pb、鈹Be、鋇Ba、鎳Ni 等30項(xiàng)。首先進(jìn)行單項(xiàng)組分的評(píng)價(jià)，劃分組分所屬水質(zhì)類別。按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)確定單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)得分值Fi分別為0、1、3、6、10。

水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)是按地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中提出的綜合評(píng)價(jià)分值F進(jìn)行。即將各個(gè)水樣中的各單項(xiàng)組分有關(guān)數(shù)據(jù)代入以下公式求得：

式中：F表示綜合評(píng)價(jià)分值；Fˉ表示各單項(xiàng)組分評(píng)分值Fi的平均值；Fi表示各單項(xiàng)組分評(píng)分值；Fmax表示單項(xiàng)組分評(píng)分值Fi中的最大值；n表示項(xiàng)數(shù)。將計(jì)算結(jié)果按地下水質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表（見表1）進(jìn)行等級(jí)劃分，即劃分為優(yōu)良、良好、較好、較差、極差5個(gè)等級(jí)。

表1 地下水質(zhì)量級(jí)別表

2.2.2 巖溶水水質(zhì)組分單項(xiàng)評(píng)價(jià)

單項(xiàng)因子評(píng)價(jià)計(jì)算簡(jiǎn)便，能直觀地反映水質(zhì)中哪一類或哪幾類因子超標(biāo)，可以清晰地判斷出主要污染因子和主要污染區(qū)域[1]。水質(zhì)組分單項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果見表2，由表2 可知30 個(gè)單組分級(jí)別為Ⅰ類占比100%的共有18個(gè)?？傆捕龋ㄒ訡aCO3計(jì)）無Ⅰ類級(jí)別水樣，Ⅱ類水樣數(shù)量最多，占91.36%，與巖溶區(qū)地下水特征相符；硫酸鹽單組分達(dá)Ⅱ類水樣數(shù)為2個(gè)；個(gè)別水樣中檢測(cè)出錳（Mn）、鋇（Ba）、汞（Hg）、鎳（Ni）、鋅（Zn）、鉬（Mo）等非常見單組份達(dá)到Ⅱ類或Ⅲ類，其中1個(gè)機(jī)井水樣中錳（Mn）達(dá)到Ⅳ類水含量（大于0.1 mg/L，同時(shí)不大于1.0 mg/L）的限值；硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮3個(gè)組分中單項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果達(dá)Ⅱ類及Ⅲ類占比較大，其中1 個(gè)水樣中氨氮組分達(dá)V 類水的含量（大于0.5 mg/l）。

表2 水質(zhì)組分單項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.3 巖溶水水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

采用綜合評(píng)價(jià)方法將單因子評(píng)價(jià)結(jié)果綜合起來以反映地下水水質(zhì)的整體情況[2]。本次評(píng)價(jià)依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848-2017），評(píng)價(jià)結(jié)果如下：28 個(gè)地下河出口、泉等地下水天然排泄口中有24 個(gè)優(yōu)良、4 個(gè)良好，優(yōu)良率85.7%；26 個(gè)地下河天窗、有水溶洞中有15 個(gè)優(yōu)良，11 個(gè)良好，優(yōu)良率57.7%；27 個(gè)機(jī)、民井等人工揭露地下水中有10 個(gè)優(yōu)良、16個(gè)良好及1個(gè)較差，優(yōu)良率37.0%。81個(gè)水樣中，達(dá)到優(yōu)良、良好數(shù)量分別為49、31，分別占總數(shù)的60.5%、38.3%，較差級(jí)僅有1個(gè)，出現(xiàn)在天等縣自然資源局機(jī)井?？傮w上看，區(qū)內(nèi)巖溶地下水水質(zhì)保持天然背景含量，適用于各種用途，研究區(qū)巖溶地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)見圖2。

圖2 研究區(qū)巖溶地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)圖

3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

3.1 巖溶地下水污染現(xiàn)狀

在81個(gè)地下水樣中，硝酸根（NO3-）含量檢出率達(dá)100%，亞硝酸根（NO2-）檢出率達(dá)52.5%，氨氮（NH4+）檢出率達(dá)22.5%。對(duì)比《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2022），其中3 個(gè)水樣中硝酸鹽（以N計(jì)）含量超過10 mg/L限值，不能作為人飲使用。地下水中氮元素的富集，由過量有機(jī)物進(jìn)入地下造成。說明區(qū)域內(nèi)地下水普遍受到了生活污水排放或農(nóng)業(yè)化肥排放的影響，但僅個(gè)別樣品到達(dá)了污染的程度。地下水中錳（Mn）、鋇（Ba）、汞（Hg）、鎳（Ni）、鋅（Zn）、鉬（Mo）等非常見單組份檢出，并達(dá)到Ⅱ類或Ⅲ類，說明區(qū)域內(nèi)工業(yè)排放、污水泄漏等已影響到地下水。

典型污染點(diǎn)有一處，為天等縣自然資源局機(jī)井水。其錳（Mn）含量為1.2 mg/L，超過《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2022）限值（≤0.1 mg/L）；氨氮（NH4+）值達(dá)22 mg/L，遠(yuǎn)超地下水質(zhì)量Ⅴ類水限值（＞1.5 mg/L），綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為較差級(jí)，不能作為飲用水源。其污染成因?yàn)橹苓呭i礦堆場(chǎng)及加工場(chǎng)，錳礦受淋濾后少量進(jìn)入地下水，形成小范圍污染。

總體上研究區(qū)巖溶地下水水質(zhì)為優(yōu)良與良好級(jí)，保持天然背景含量，適用于各種用途。

3.2 流域地下水污染分布及形成途徑

治理水污染，首先必須追根溯源[3]。流域內(nèi)碳酸鹽巖分布廣泛，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，大氣降水、地表水、地下水之間轉(zhuǎn)換頻繁。從水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果看，有水溶洞、天窗等補(bǔ)給、徑流區(qū)地下水水質(zhì)優(yōu)良率較排泄區(qū)地下水低，說明流域內(nèi)天窗、落水洞等開放通道是污染物進(jìn)入地下水系統(tǒng)的入口，污染物質(zhì)檢出率較高。經(jīng)地下水系統(tǒng)稀釋、微生物降解、流通管壁吸附等作用后，污染物濃度在下游排泄口處有所衰減。機(jī)井、民井等地下水人工露頭，更接近人類生產(chǎn)、生活區(qū)，地下水自然修復(fù)的過程更短暫，進(jìn)而在水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果上反應(yīng)出受污染比例亦更高。與非巖溶區(qū)相似，污染物在巖溶地下水系統(tǒng)中隨水流向下游擴(kuò)散，流程越長污染物濃度越低。研究區(qū)巖溶地下水系統(tǒng)有一定的自凈能力，但對(duì)污染物的容納能力有限，如若形成污染，短期內(nèi)無法完成自身修復(fù)。

落水洞、地下河天窗、地下巖溶管道、溶隙不僅是地下水運(yùn)移的空間，也成為污染物運(yùn)移的通道。根據(jù)流域內(nèi)的自然條件及水文地質(zhì)特征，污染物進(jìn)入巖溶地下水的途徑主要有：通過包氣帶的垂直入滲，通過上覆弱透水層的垂直入滲，通過落水洞、地下河天窗、巖溶裂隙等的直接灌入，等等。

3.3 地下水污染的防治對(duì)策

（1）加強(qiáng)對(duì)工業(yè)“三廢”的治理，是防止地下水污染的根本途徑。應(yīng)積極處理和凈化工業(yè)廢水和城市污水，改革工藝流程，進(jìn)行回收利用工作，進(jìn)行“廢水”無害化處理，嚴(yán)格控制“三廢”的排放標(biāo)準(zhǔn)[4]。

（2）城市建設(shè)必須充分考慮水文地質(zhì)條件，全面規(guī)劃，合理布局。排放污水和“廢水”的地點(diǎn)和途徑要嚴(yán)格選擇。新建和擴(kuò)建的供水水源地，應(yīng)盡量選擇在地下水的上游補(bǔ)給區(qū)。已造成污染的廠礦，如石油、化工、合金電鍍、冶煉等工業(yè)，應(yīng)盡可能放在遠(yuǎn)離水源地的下游地區(qū)。

（3）建立地下水監(jiān)測(cè)站和監(jiān)測(cè)網(wǎng)[5]，進(jìn)行地下水的長期觀測(cè)，開展地下水污染問題的調(diào)研工作。

（4）加強(qiáng)對(duì)地下水資源的保護(hù)與管理。水源地附近，應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件及水源地的規(guī)模設(shè)立一定范圍的衛(wèi)生保護(hù)帶。嚴(yán)禁采用滲坑、滲井等排放有害廢水、廢渣。污灌區(qū)須布置在防滲條件較好的厚土層區(qū)，并嚴(yán)格執(zhí)行防滲措施且控制灌溉定額。對(duì)大量使用農(nóng)藥和化肥的耕地，要經(jīng)過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制使用量。對(duì)廢渣、礦渣及城市垃圾等的堆放點(diǎn)須經(jīng)過調(diào)查研究，選擇合理的地點(diǎn)。

4 結(jié)語

（1）右江流域下游段巖溶地下水屬低礦化度中性水，水化學(xué)類型以HCO3-Ca為主。

（2）研究區(qū)巖溶地下水呈現(xiàn)出明顯受農(nóng)業(yè)、采礦業(yè)影響痕跡，但總體地下水水質(zhì)為優(yōu)良與良好級(jí)，局部地下水出現(xiàn)點(diǎn)狀污染。研究區(qū)內(nèi)污染物進(jìn)入地下水系統(tǒng)的途徑很多，如若造成污染，地下水系統(tǒng)在短期內(nèi)無法完成自身修復(fù)。

（3）建議右江流域下游段加強(qiáng)源頭治理，合理規(guī)劃供水水源地及廠礦的開發(fā)，建立地下水長期監(jiān)測(cè)，防止地下水污染。