文山市地下水源地水質的初步分析研究

張洪信

（云南省文山壯族苗族自治州生態(tài)環(huán)境局文山分局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，云南 文山 663099）

隨著社會進步和人們生活水平的提高，人們對影響自身健康的環(huán)境因素越來越重視，特別是對空氣質量和飲用水水質的關注度更高。地下水作為飲用水源之一，因為其中含有微量元素，可以被開發(fā)為優(yōu)質的飲用水，但過量開采會使水質變差并引起地面塌陷等問題。本文通過對2021年文山市老君山周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)大母石、下營盤、黑龍?zhí)度齻€地下飲用水源地水質，半年及季度監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析研究，以了解地下水的季節(jié)變化情況，并對地下水的安全性進行評估，以期為人們的生產(chǎn)及生活提供指導和幫助。

1 文山市地理環(huán)境概述

文山市位于文山州西部，地形復雜，總體地勢西北高、東南低，屬喀斯特巖溶地貌。文山市境內山峰連綿起伏，河谷、溝壑縱橫閃錯，特別是薄竹山、老君山連綿數(shù)里，坡度陡峭，高低海拔相差近1 750米。文山市氣候屬亞熱帶季風氣候，全年降雨量總體豐富，但分布不均。這樣的地理環(huán)境造就了文山市水資源總體上較為豐沛，但因時空分布不均，水文地質條件復雜，開發(fā)難度較大，給人們利用水資源造成了很大困難。

2 文山市地下水分布概述

地表水的流向遵循由高處流至低處這一原則，地下水流向大體也遵循這一原則，文山市總體地勢西北高、東南低，因此文山市的地下水基本上遵循地表分水嶺向兩側徑流，沿江河谷地排泄，地表分水嶺即為地下水分水嶺。文山市喜古鄉(xiāng)、平壩鎮(zhèn)、小街鎮(zhèn)、新街鄉(xiāng)地勢低，地下水資源相對豐富，作為飲用水使用較多。

3 地下水污染概述

研究地下水污染，我們首先要搞清地下水的污染特點，地下水被污染的途徑及地下水污染物的來源。

3.1 地下水污染的特點

由于地下水的獨特性，導致地下水污染與地表水中河流、湖泊等水體污染明顯不同。地表水的污染很直觀，因為地表水的運動都遵循由高至低的流動，發(fā)生污染時人們可快速找到污染源并及時采取相應措施阻斷污染繼續(xù)發(fā)生，從而可以在較短的時間內進行凈化或處置。地下水蘊含在地層中，地下水的運動與地表水的運動相比較為緩慢，污染物進入地下水是一個漸進過程，很難被發(fā)現(xiàn)，即使通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，由于地下水的流向難以確定，所以很難對污染源進行排查和確定。在人們找到污染源并阻斷污染后，進入地下水的污染物也很難治理，這些污染將長期存在于地下水中并持續(xù)產(chǎn)生不良影響。

3.2 地下水被污染的方式

地下水被污染的方式主要有兩種：一是直接污染，即污染物在進入地下水的過程中不產(chǎn)生新的污染物，其直接與地下水混在一起，污染物在地下水中的成分沒有發(fā)生改變；二是間接污染，污染物在進入地下水的過程中與其它物質發(fā)生反應產(chǎn)生新的污染物，新的污染物與地下水混在一起，地下水中的污染物發(fā)生了改變。

3.3 地下水污染物的來源

地下水污染物的來源有很多，其中影響最大及最主要的是城市地下污水管損壞后導致的長期泄漏、城市和農(nóng)村化糞池的長期滲透、種植農(nóng)作物時大量使用的農(nóng)藥和化肥殘留物、各種危險廢物處置場所不規(guī)范處置產(chǎn)生的污染、各類生產(chǎn)企業(yè)不按要求處置的廢水等。這些污染物對地下水造成的污染都是長期且不易被發(fā)現(xiàn)，并難以進行治理的。

4 對文山市地下水水質部分項目的分析研究

4.1 監(jiān)測項目和頻次

監(jiān)測項目以《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）[1]為參考，內容包括pH值、水溫、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮硫酸鹽、總硬度、銅、鋅、砷、汞等23項。監(jiān)測頻次為“農(nóng)村飲用水源地”每半年監(jiān)測一次；“千噸萬人”每季度監(jiān)測一次。

4.2 水質評價方法

水質評價方法采用對比分析法，對比分析法執(zhí)行中華人民共和國國家標準《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）[1]中地下水質量常規(guī)指標及限值，評價項目為pH值、氨氮、溶解性總固體、總硬度、銅、鋅、鐵、錳、硒、砷、汞、鎘12個項目。

依據(jù)我國地下水質量狀況和人體健康風險，參照生活飲用水、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水質量要求，依據(jù)各組分含量高低（pH值除外），分為五類。

Ⅰ類：地下水化學組分含量低，適用于各種用途；

Ⅱ類：地下水化學組分含量較低，適用于各種用途；

Ⅲ類：地下水化學組分含量中等，以《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-2006）[2]為依據(jù)，主要適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水；

Ⅳ：地下水化學組分含量較高，以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水質量要求以及一定水平的人體健康風險為依據(jù)，適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水，適當處理后可作為生活飲用水；

Ⅴ：地下水化學組分含量高，不宜作為生活飲用水水源，其他用水可根據(jù)使用目的選用。

地下水質量單指標評價：按指標值所在的限值范圍確定地下水質量類別，指標限值相同時，從優(yōu)不從劣。

地下水質量綜合評價：按單指標評價結果最后的類別確定，并指出最差類別的指標。

4.3 對具體項目數(shù)據(jù)的分析研究

4.3.1 對地下水中pH值的分析研究

pH值就是酸堿值，指酸堿度。地下水中的pH值過低會加快地質重金屬溶出，從而使地下水中重金屬、微量元素、總硬度、溶解性總固體的含量增加，用于飲用時會影響人體健康。《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）[1]中規(guī)定pH值在6.5～8.5符合Ⅰ至Ⅲ類的要求。

根據(jù)表1中大母石、下營盤上下半年、黑龍?zhí)端膫€季度的pH值數(shù)據(jù)分析可知，pH值最低時為6.5，最高時為8.2，三個點位地下水pH值均在《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）[1]中Ⅰ至Ⅲ類規(guī)定范圍。根據(jù)地下水質量單指標評價，按指標值所在的限值范圍確定地下水質量類別，指標限值相同時，從優(yōu)不從劣，所選三個點位地下水pH值屬于Ⅰ類。雖然以地下水質量單指標評價規(guī)定判定為Ⅰ類，但從整體來看，三個點位地下水中的pH值稍為偏高，屬弱堿性，說明三個點位地下水體不會加速地質中各種物質的溶出，水中重金屬、微量元素、總硬度、氨氮等因子不會過高，并且弱堿性的水質對人體有一定好處，目前判斷其水質至少可滿足Ⅳ類及Ⅳ類以上用水。

表1 地下水pH值數(shù)據(jù)

針對所選三個飲用水源地地下水水質稍為偏弱堿性的問題，相關部門需要加強對周邊面源污染的管控，加強水質監(jiān)測，及時掌握水質變化情況。

4.3.2 對地下水中氨氮的分析研究

氨氮是環(huán)境水體污染的一項重要指標，其氧化過程會造成水體中溶解氧含量降低，水質下降，水中溶解氧的降低甚至會導致水體發(fā)黑、發(fā)臭；當水中的pH值、水溫達到一定條件時，水中氨氮可轉化成亞硝酸鹽，如果長期飲用，水中的亞硝酸鹽會和蛋白質結合形成亞硝胺，而亞硝胺是一種強致癌物質，對人體健康不利；還有氨氮中的游離氨會危害水生物，其毒性比銨鹽大幾十倍，并隨堿性的增強而增大，一般情況下，pH值及水溫愈高，其毒性愈強，不利水產(chǎn)養(yǎng)殖。

根據(jù)表2中大母石、下營盤上下半年、黑龍?zhí)端膫€季度的氨氮數(shù)據(jù)分析可知，除黑龍?zhí)兜谌径劝钡獫舛葹?.36 mg/L，大于0.10 mg/L，小于0.50 mg/L，水質屬于Ⅲ類；大母石、下營盤、黑龍?zhí)?、2、4季度氨氮濃度均≤0.10 mg/L，水質屬Ⅱ類或Ⅰ類。三個地下飲用水源中氨氮濃度不高、變化穩(wěn)定印證了地下水中pH值不高是正確的，因為水中氨氮的濃度與水中pH值成正比關系。

三個飲用水源地地下水中氨氮濃度不高，說明周邊農(nóng)村生活污水、農(nóng)業(yè)面源污染、企業(yè)污染較少，但相關部門也不能因此放松監(jiān)管，而是應該加強周邊農(nóng)村生活污水治理，提倡綠色環(huán)保農(nóng)業(yè)，減少農(nóng)業(yè)面源污染，嚴格監(jiān)管企業(yè)排污治污情況，只有這樣才能保證水質及環(huán)境越來越好。

4.3.3 對地下水中部分重金屬的分析研究

水中的銅、鋅、鐵、錳、硒、砷、汞、鎘等金屬元素，適量時對人體有益，過量時就會造成重大傷害。例如：汞食用后直接沉入肝臟，對大腦、神經(jīng)、視力破壞極大，天然水每升水中含0.01毫克汞，就會導致人體中毒；鎘會導致高血壓，引起心腦血管疾病，破壞骨骼和肝腎，并引起腎衰竭。分析研究水中的重金屬元素含量，不但能直觀看到水質受污染的程度，還能對應用地下水起到指導作用，幫助相關部門做出正確決策。

根據(jù)表3中大母石、下營盤上下半年數(shù)據(jù)，黑龍?zhí)端膫€季度的數(shù)據(jù)分析，及《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）[1]中水質量分類可知，硒≤0.01 mg/L屬于Ⅰ類；大母石砷≤0.01 mg/L屬于Ⅲ類，其它兩個點位砷≤0.001 mg/L屬Ⅰ類；汞≤0.0001 mg/L屬于Ⅰ類；銅≤0.01 mg/L屬于Ⅰ類；鋅≤0.05 mg/L屬于Ⅰ類；鎘≤0.005 mg/L屬于Ⅲ類；鐵≤0.1 mg/L屬于Ⅰ類；錳≤0.01 mg/L 屬于Ⅰ類，其中鎘屬于Ⅲ類主要是由于使用設備所造成。根據(jù)《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）[1]中地下水質量綜合評價規(guī)定，按單指標評價結果最后的類別確定，并指出最差類別的指標，所選取分析的金屬元素砷、鎘屬于Ⅲ類，符合地下水化學組分含量中等，以《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-2006）[2]為依據(jù)，其主要適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水。

表3 地下水重金屬含量數(shù)據(jù) 單位：mg/L

其中鎘屬于Ⅲ類主要是由于使用設備所造成，相關人員只要更新現(xiàn)有分析設備，提升分析級別就可解決此問題。而對大母石砷≤0.01 mg/L屬于Ⅲ類，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示與Ⅰ、Ⅱ類標準≤0.001 mg/L相差并不大，相關人員只需對水質進行沉淀處理或是吸附處理就可降低其含量，達到更高一級的使用標準。

4.3.4 對地下水中總硬度及溶解性總固體的研究

總硬度和溶解性總固體是反映生活飲用水水質基本狀況的常規(guī)指標及水質優(yōu)劣的重要指標之一。飲用水中的鈣、鎂離子是人類及自然界生物新陳代謝的必需元素，對人的正常生理機能起著非常重要的作用，但攝入過量的鈣、鎂離子，也會對人體健康有不利影響，所以控制飲用水的硬度，特別是鈣、鎂離子含量，使其在一個適當?shù)姆秶鷥龋瑢θ梭w健康至關重要。若飲用水中溶解性總固體及鈣、鎂離子含量過高，會造成飲用水口味不佳，長期飲用甚至會影響腸胃功能。在日常使用過程中，由于水質中溶解性總固體及鈣、鎂離子含量過高，還會縮短水管、熱水器、熱水壺等家用器具的使用壽命，洗衣服時會產(chǎn)生沉淀，降低洗滌劑效果，浪費資源，并產(chǎn)生污染。

對表4中統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，大母石的地下水總硬度濃度在《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）[1]中規(guī)定的≤150 mg/L，屬于Ⅰ類；下營盤、黑龍?zhí)犊傆捕葷舛仍凇兜叵滤|量標準》（GB/T 14848-2017）[1]中規(guī)定的≤300 mg/L，屬于Ⅱ類；三個點位地下水中溶解性總固體濃度在《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）[1]中規(guī)定的≤300 mg/L，屬于Ⅰ類，但溶解性總固體濃度會隨著雨季來臨，降水量的增加而產(chǎn)生變化。

表4 總硬度和溶解性總固體濃度數(shù)據(jù) 單位：mg/L

根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果，三個飲用水源地地下水水質適用于各種用途，為了控制總硬度、不增加溶解性總固體含量，相關部門應當對三個飲用水源地周邊生態(tài)環(huán)境加強保護和監(jiān)管，增加監(jiān)測頻次，隨時掌握變化情況[3-6]。

5 結論

通過以上幾方面的分析，可以得出以下結論：（1）根據(jù)《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）[1]中地下水質量評價規(guī)定，地下水質量綜合評價，按單指標評價結果最后的類別確定，并指出最差類別的指標。以上選取的三個飲用水源地地下水水質為Ⅲ類，符合地下水化學組分含量中等，以《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-2006）[2]為依據(jù)，其主要適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水。（2）文山地下水資源未出現(xiàn)過量開采情況，因為過量開采地下水會使地下水中溶解性總固體及水中離子總量增加，而統(tǒng)計數(shù)據(jù)變化平穩(wěn)，這與目前三個地下飲用水源地水源自然使用方式相印證。（3）為保護生態(tài)環(huán)境，相關部門一是必須制定科學、合理、實施性強的政策；二是對排污企業(yè)的監(jiān)測、監(jiān)察要執(zhí)行到位，因為監(jiān)測、監(jiān)察是環(huán)保的眼睛；三是加強對農(nóng)村生活污水及垃圾的治理，提倡生態(tài)種植，減少農(nóng)業(yè)面源污染。（4）目前文山市老君山自然保護區(qū)劃定、飲用水源地標牌設立、生態(tài)環(huán)境保護宣傳等工作取得了相應的成效，整體生態(tài)環(huán)境正變得越來越好。