关于淮南市区浅层地下水污现状评价.docx

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关于淮南市区浅层地下水污现状评价

关于淮南市区浅层地下水污现状评价

　　作者：

李定龙陈兆炎许多顶桂和荣胡友彪

　　论文关键词：

地下水污染评价淮南

　　论文摘要：

该文在深入开展淮南市区环境地质工作的基础上，分别应用模糊理论和综合水质指数法，从不同角度对该区浅层地下水环境质量进行了评价。

其结果表明，本区不同的水质级别与污染源有着明显的相关性，污染程度和规模与城市功能分区具一定的关系。

　　淮南市浅层地下水在正常情况下是清澈透明、无臭无味的，且悬浮物少，基本上反映了本区水质的本底状况。

但由于淮南市是一个以煤炭行业为主体的综合性工业城市（由中、小城区组成的多中心城镇群），且随厂建镇、城乡结合。

因而人类活动程度高，所造成的污染源不仅种类繁多、规模大而且有一定特点。

浅层地下水的污染已不仅体现在微量成分上，常量组分上也有反映。

　　1淮南市浅层地下水环境现状

　　1.1微量成分

　　铜、锌、铅、铬的特点是除铜外，其它检出率皆超过50%，检出率较高;但除11号点下邪村（参见图1）铅检出超标（国家饮用水标准，下同）外，其它皆未超标（表l），整个市区所取样点没有检出汞和镐。

　　酚的检出率较低，但超标率较高达24%。

其检出最高值为0.29mg/l（赖山新河纸厂），超标1朽倍。

氰普遍检出，但含量一般在标准的一、二个数量级以下。

调查中发现，一些距工业区甚远的地区水井中酚、氰含量较高（潘集西北部农村），表明其不完全来自工业污染，很可能是长期引用水灌溉日渐累积造成的。

区内化学耗氧量最高达9.smg/1，超标近4倍，反映出局部有机污染较重。

　　1.2常蟹组分

　　（l）硬度和硫化度75个水样点统计表明，矿化度最大值为1.859/1，超标率为6.6肠;硬度最大值为49.7H“，超标率为8%。

两者超标率相当，且分布规律一致，于区内形成了较为稳定的分布面积（图1）。

（2）州值统计表明，1987年市区浅层地下水PH平均值为7.578，其中淮河以南为7.567，淮河以北为7.619;1990年PH平均值为7.171，其中淮河以南为7.129，淮河以北为7.340。

可见，pH值变化呈下降趋势，下降速率淮河以南大于淮河以北。

由此可见市区地下水污染源大多属酸性。

1982年市区曾测得弱酸性酸雨说明地下水从补给源开始已遭到了酸的污染。

　　（3）三氮三氮含量较低。

硝酸根含量最高为14.97mg/1，远低于45mg/1.但NH+及NO3-离子普遍检出，且局部超标，进一步说明了区内存在有机污染。

　　1.3地下水化学类型

　　市区地下水化学类型较为复杂。

按舒氏分类法有11种类型，其中多数是以HCO3为主要阴离子类型（图2）.局部地带如位于山前地带的山王镇工农村3号点，HCO3却降为次要阴离子，而Cl一成了主要阴离子，显然是污染所致。

　　上述可见，市区浅层地下水微量成分含量表明，个别点或局部地段已严重超标;常量组分大都具明显的异常表现。

浅层地下水污染已具一定规模，局部已相当严重。

　　2浅层地下水污染现状评价

　　2.1评价方法及原理

　　地下水质量评价方法很多，在评价模式、评价标准和质量分级等方面都存在不同的认识。

本文在认真分析了区域地下水污染特征的基础上，采用了模糊集理论与综合水质指数相结合的评价方法。

（1）模糊集理论法首先建立各评价参数相对于不同水质级别的隶属函数关系，构成模糊矩阵，并对诸评价参数配以适当权重，通过复合运算，求出不同水质级别的隶属度，然后根据隶属度大小确定水质级别。

（2）综合水质指数法该法是通过计算出每个监测点单个指标的污染指数和权重大小，考虑多个指标复合而得到综合水质指数（PI），然后据水质分指数的检出和超标情况确定PI的分级界线来进行评价的。

　　2.2参数及地下水分级

　　淮南市城市特点，决定了市区浅层地下水污染是以工业、煤矿生产影响为主，兼有农业生产、居民生活等方面因素共同作用造成的。

考虑区内所取的分布较为均匀的97个水样点所检的37个水化学成分的检出及超标情况，选取了酚、氰、氟、COD、三氮、氯、硬度、矿化度等8个评价参数。

　　分级考虑的基本原则是地下水饮用卫生标准和区域本底浓度。

通常国家饮水标准考虑了各指标对人体健康危害的限量，是正常生理活动的卫生标准，只要参数含量接近或超过饮水准，便可认为地下水已明显受到污染，并以此作为三级水。

而把区域本底浓度作为地下水开始受到污染的起始浓度（据区域检测数据计算）确定为一级水标准。

据此限制条件并参照前人评价标准，把本区浅层地下水水质分为5个级别（见表2）。

　　2.3权重的选取

　　权重选取的合理性，直接关系到评价结果的准确性。

本文采用国家饮水标准与主观分析判断相结合的方法。

一方面，根据水质指数Ci/Si（Ci为实测值，Si为国家饮水标准）的大小确定权重。

Ci/Si大权重亦大，反之就小。

因为国家饮水标准已考虑了各参数对人体健康的危害限量，含有一定的权重因素，另一方面，考虑各参数本身地球化学特性及对环境的危害程度，人为地对各参数赋予权重大小。

考虑上述两方面因素将所得的两种权重（ai.bi）进行代数积并归一化，得到修正后的权重Ai，即

　　2.4综合评价

　　（l）模糊集法综合评价是通过复合运算实现的。

鉴于本次评价的8项参数主因素控制并非突出的特点，选用了一次型作为隶属函数模型。

用Q表示综合评价结果（1x5）阶行模糊矩阵，则Q=A·R。

式中A为经归一化得到的一个（lx8）阶行权重模糊矩阵;R为由单个评价因子行矩阵组成的一个（8x5）阶模糊关系矩阵。

最后通过复合运算得出综合评价结果.

（2）综合水质指数法综合水质法指数（月）是通过下式计算得到，即

　　式中俄为评价参数权重（同上），Ii为水质分指数，C为实测值，C0为评价标准值。

评价的水质质量分级方法是将水样点的计算值PI依大小顺序排列，列出表格，并写明各水样点的水质分指数，据各样点的乙检出和超标情况确定PI分级界线。

据上述原则将该区地下水水质分为5级（表3）并与表1的水质级别相对应。

由此可得出每个水样点的综合评价结果

　　3评价结果分析

　　3.1两种评价方法比较

　　（l）两种评价方法所得结果进行比较发现，所得出的水质级别都具有中间多两头少的特点（见表4、表5）。

说明评价结果是可信的。

（2）“模法”是一种主因素突出型的评价方法。

“模法”评价的分辨率比综合水质指数法高，能较准确地反映客观实际。

本次评价按水质指数法没有划出一级水质，不太合理，如69、70号样点（图5），其评价参数水质分指数没有一个超过0.5，指数法定为I级水，显然不合实际。

此外水质指数法评价中往往掩盖了较大值的存在，从而使地下水恶化程度降低，造成评价上的错误，如87、33号等样点的评价参数中有两项超标，水质指数法却定为I级水，显然有误，而“模法”定为I级水较为有据。

　　由于“模法”能较好地处理这类不确定间题，因而本次评价主要采用该法的评价结果。

只是在“模法”评价中出现了确定级别较为困难的4个样点时，采用了指数法评价的结果。

如80号点（0.45、0.45、0、0、0）、73号点（0.46、0.46、0、0、0）等，考虑到指数法评价出水质级别偏低而上述4个水样均处于I、l级水准，故4个水样点均取l级。

　　3.2评价结果分析

　　据综合评价结果（图6），淮南市区浅层地下水水质状况具有如下特点。

　　（l）在92个评价水样点中，从I至v级皆有分布，其中1级水最少（4个）。

说明本区地下水大多出现了程度不同的污染。

总体看，I、l级水点居多，占65.2%，W、v级水点较少，占30.4%;从分布面积看，l、，级水点占面积的72.74%，IV、v级水点约占24.5%。

可见本地下水大都处轻污染状态，重及严重污染的水分布较为局限，但已具一定比例（表4）。

（2）淮河以北和淮河以南的水质级别统计资料表明，两区域I至v级水皆有分布，但污染程度和规模有明显差别（表6）。

淮河以北l、l级水质点27个，占71.79%;重及严重污染点9个，占23.08%。

而淮河以南l、皿级水质点32个，占60.38%;N、v级水质点19个，占35.85%。

明显淮河南面较北面污染严重。

这与南面厂矿企业集中（建有矿井九对，工业企业800多家）、北面厂矿企业少且分散（三对矿井，乡镇企业为主）以农村环境为主的城市功能分区有关。

　　（3）淮北南质变好该严与此区块长期引用北面的茨淮新河劣质水灌溉有关。

靠近淮河因受淮河污水（全市工业企业排放废水的90%以上进入淮河）影响，水质渐差。

特别于河道弯曲地带，因地势低洼，水质明显变差。

如段湾、祁集两地（图5）。

泥河两岸的地下水质受泥河污水影响不甚明显，仅在下游有所反映，可能与该河上游切割不深，下游水位较低河道开阔有关。

　　（4）淮河以南总体看，受厂矿企业布局的控制，水质分布较北面复杂的多。

西部地区为淮南市主要煤炭开采区，建有大小矿井七对，大量工矿企业废水的排放使得该区块浅层地下水不仅污染重而且水质分布复杂。

其中西南面山前地带和东南面李一、李二矿附近水质严重污染，前者与寿县化肥厂及淮南矿务局化工厂排污有关，后者与附近矿区的矿井水排放有关。

中部地区，从泉山至田家庵一线，主要为机关、学校及居民生活区，地势较高，受污水影响小，水质较好。

但在淮河的弯曲地段，如安成镇陆塘村，地势低洼，水质变差。

东部地区，出现了水质严重下降的两个区块，一是窑河至大通一线，一是本区东南角。

经调查，两者都与长期引用窑河及高塘湖劣质污水灌溉有关，前者还与九龙岗、大通矿（已报废）长期开。

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