關(guān)于淮南市區(qū)淺層地下水污現(xiàn)狀評價(jià)

1、關(guān)于淮南市區(qū)淺層地下水污現(xiàn)狀評價(jià) 李定龍陳兆炎許多頂桂和榮胡友彪論文關(guān)鍵詞：地下水污染評價(jià)淮南論文摘要：該文在深化開展淮南市區(qū)環(huán)境地質(zhì)工作的根底上，分別應(yīng)用模糊理論和綜合水質(zhì)指數(shù)法，從不同角度對該區(qū)淺層地下水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)展了評價(jià)。其結(jié)果說明，本區(qū)不同的水質(zhì)級別與污染源有著明顯的相關(guān)性，污染程度和規(guī)模與城市功能分區(qū)具一定的關(guān)系。淮南市淺層地下水在正常情況下是清澈透明、無臭無味的，且懸浮物少，根本上反映了本區(qū)水質(zhì)的本底狀況。但由于淮南市是一個(gè)以煤炭行業(yè)為主體的綜合性工業(yè)城市(由中、小城區(qū)組成的多中心城鎮(zhèn)群)，且隨廠建鎮(zhèn)、城鄉(xiāng)結(jié)合。因此人類活動程度高，所造成的污染源不僅種類繁多、規(guī)模大而且有一定特點(diǎn)。

2、淺層地下水的污染已不僅表達(dá)在微量成分上，常量組分上也有反映。1淮南市淺層地下水環(huán)境現(xiàn)狀1.1微量成分銅、鋅、鉛、鉻的特點(diǎn)是除銅外，其它檢出率皆超過50%，檢出率較高;但除11號點(diǎn)下邪村(參見圖1)鉛檢出超標(biāo)(國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，下同)外，其它皆未超標(biāo)(表l)，整個(gè)市區(qū)所取樣點(diǎn)沒有檢出汞和鎬。酚的檢出率較低，但超標(biāo)率較高達(dá)24%。其檢出最高值為0.29g/l(賴山新河紙廠)，超標(biāo)1朽倍。氰普遍檢出，但含量一般在標(biāo)準(zhǔn)的一、二個(gè)數(shù)量級以下。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，一些距工業(yè)區(qū)甚遠(yuǎn)的地區(qū)水井中酚、氰含量較高(潘集西北部農(nóng)村)，說明其不完全來自工業(yè)污染，很可能是長期引用水灌溉日漸累積造成的。區(qū)內(nèi)化學(xué)耗氧量最高達(dá)9.sg

3、/1，超標(biāo)近4倍，反映出局部有機(jī)污染較重。1.2常蟹組分(l)硬度和硫化度75個(gè)水樣點(diǎn)統(tǒng)計(jì)說明，礦化度最大值為1.859/1，超標(biāo)率為6.6腸;硬度最大值為49.7h“，超標(biāo)率為8%。兩者超標(biāo)率相當(dāng)，且分布規(guī)律一致，于區(qū)內(nèi)形成了較為穩(wěn)定的分布面積(圖1)。(2)州值統(tǒng)計(jì)說明，1987年市區(qū)淺層地下水ph平均值為7.578，其中淮河以南為7.567，淮河以北為7.619;1990年ph平均值為7.171，其中淮河以南為7.129，淮河以北為7.340?？梢姡琾h值變化呈下降趨勢，下降速率淮河以南大于淮河以北。由此可見市區(qū)地下水污染源大多屬酸性。1982年市區(qū)曾測得弱酸性酸雨說明地下水從補(bǔ)給源開始

4、已遭到了酸的污染。(3)三氮三氮含量較低。硝酸根含量最高為14.97g/1，遠(yuǎn)低于45g/1.但nh+及n3-離子普遍檢出，且局部超標(biāo)，進(jìn)一步說明了區(qū)內(nèi)存在有機(jī)污染。1.3地下水化學(xué)類型市區(qū)地下水化學(xué)類型較為復(fù)雜。按舒氏分類法有11種類型，其中多數(shù)是以h3為主要陰離子類型(圖2).局部地帶如位于山前地帶的山王鎮(zhèn)工農(nóng)村3號點(diǎn)，h3卻降為次要陰離子，而l一成了主要陰離子，顯然是污染所致。上述可見，市區(qū)淺層地下水微量成分含量說明，個(gè)別點(diǎn)或局部地段已嚴(yán)重超標(biāo);常量組分大都具明顯的異常表現(xiàn)。淺層地下水污染已具一定規(guī)模，局部已相當(dāng)嚴(yán)重。2淺層地下水污染現(xiàn)狀評價(jià)2.1評價(jià)方法及原理地下水質(zhì)量評價(jià)方法很多，在

5、評價(jià)形式、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量分級等方面都存在不同的認(rèn)識。本文在認(rèn)真分析了區(qū)域地下水污染特征的根底上，采用了模糊集理論與綜合水質(zhì)指數(shù)相結(jié)合的評價(jià)方法。(1)模糊集理論法首先建立各評價(jià)參數(shù)相對于不同水質(zhì)級別的隸屬函數(shù)關(guān)系，構(gòu)成模糊矩陣，并對諸評價(jià)參數(shù)配以適當(dāng)權(quán)重，通過復(fù)合運(yùn)算，求出不同水質(zhì)級別的隸屬度，然后根據(jù)隸屬度大小確定水質(zhì)級別。(2)綜合水質(zhì)指數(shù)法該法是通過計(jì)算出每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)單個(gè)指標(biāo)的污染指數(shù)和權(quán)重大小，考慮多個(gè)指標(biāo)復(fù)合而得到綜合水質(zhì)指數(shù)(pi)，然后據(jù)水質(zhì)分指數(shù)的檢出和超標(biāo)情況確定pi的分級界限來進(jìn)展評價(jià)的。2.2參數(shù)及地下水分級淮南市城市特點(diǎn)，決定了市區(qū)淺層地下水污染是以工業(yè)、煤礦消費(fèi)影響為主

6、，兼有農(nóng)業(yè)消費(fèi)、居民生活等方面因素共同作用造成的?？紤]區(qū)內(nèi)所取的分布較為均勻的97個(gè)水樣點(diǎn)所檢的37個(gè)水化學(xué)成分的檢出及超標(biāo)情況，選取了酚、氰、氟、d、三氮、氯、硬度、礦化度等8個(gè)評價(jià)參數(shù)。分級考慮的根本原那么是地下水飲用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)域本底濃度。通常國家飲水標(biāo)準(zhǔn)考慮了各指標(biāo)對人體安康危害的限量，是正常生理活動的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，只要參數(shù)含量接近或超過飲水準(zhǔn)，便可認(rèn)為地下水已明顯受到污染，并以此作為三級水。而把區(qū)域本底濃度作為地下水開始受到污染的起始濃度(據(jù)區(qū)域檢測數(shù)據(jù)計(jì)算)確定為一級水標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此限制條件并參照前人評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，把本區(qū)淺層地下水水質(zhì)分為5個(gè)級別(見表2)。2.3權(quán)重的選取權(quán)重選取的合理性，直

7、接關(guān)系到評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文采用國家飲水標(biāo)準(zhǔn)與主觀分析判斷相結(jié)合的方法。一方面，根據(jù)水質(zhì)指數(shù)i/si(i為實(shí)測值，si為國家飲水標(biāo)準(zhǔn))的大小確定權(quán)重。i/si大權(quán)重亦大，反之就校因?yàn)閲绎嬎畼?biāo)準(zhǔn)已考慮了各參數(shù)對人體安康的危害限量，含有一定的權(quán)重因素，另一方面，考慮各參數(shù)本身地球化學(xué)特性及對環(huán)境的危害程度，人為地對各參數(shù)賦予權(quán)重大?？紤]上述兩方面因素將所得的兩種權(quán)重(ai.bi)進(jìn)展代數(shù)積并歸一化，得到修正后的權(quán)重ai，即2.4綜合評價(jià)(l)模糊集法綜合評價(jià)是通過復(fù)合運(yùn)算實(shí)現(xiàn)的。鑒于本次評價(jià)的8項(xiàng)參數(shù)主因素控制并非突出的特點(diǎn)，選用了一次型作為隸屬函數(shù)模型。用q表示綜合評價(jià)結(jié)果(1x5)階行模糊

8、矩陣，那么q=ar。式中a為經(jīng)歸一化得到的一個(gè)(lx8)階行權(quán)重模糊矩陣;r為由單個(gè)評價(jià)因子行矩陣組成的一個(gè)(8x5)階模糊關(guān)系矩陣。最后通過復(fù)合運(yùn)算得出綜合評價(jià)結(jié)果.(2)綜合水質(zhì)指數(shù)法綜合水質(zhì)法指數(shù)(月)是通過下式計(jì)算得到，即式中俄為評價(jià)參數(shù)權(quán)重(同上)，ii為水質(zhì)分指數(shù)，為實(shí)測值，0為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。評價(jià)的水質(zhì)質(zhì)量分級方法是將水樣點(diǎn)的計(jì)算值pi依大小順序排列，列出表格，并寫明各水樣點(diǎn)的水質(zhì)分指數(shù)，據(jù)各樣點(diǎn)的乙檢出和超標(biāo)情況確定pi分級界限。據(jù)上述原那么將該區(qū)地下水水質(zhì)分為5級(表3)并與表1的水質(zhì)級別相對應(yīng)。由此可得出每個(gè)水樣點(diǎn)的綜合評價(jià)結(jié)果3評價(jià)結(jié)果分析3.1兩種評價(jià)方法比較(l)兩種評價(jià)

9、方法所得結(jié)果進(jìn)展比較發(fā)現(xiàn)，所得出的水質(zhì)級別都具有中間多兩頭少的特點(diǎn)(見表4、表5)。說明評價(jià)結(jié)果是可信的。(2)“模法是一種主因素突出型的評價(jià)方法?！澳７ㄔu價(jià)的分辨率比綜合水質(zhì)指數(shù)法高，能較準(zhǔn)確地反映客觀實(shí)際。本次評價(jià)按水質(zhì)指數(shù)法沒有劃出一級水質(zhì)，不太合理，如69、70號樣點(diǎn)(圖5)，其評價(jià)參數(shù)水質(zhì)分指數(shù)沒有一個(gè)超過0.5，指數(shù)法定為i級水，顯然不合實(shí)際。此外水質(zhì)指數(shù)法評價(jià)中往往掩蓋了較大值的存在，從而使地下水惡化程度降低，造成評價(jià)上的錯誤，如87、33號等樣點(diǎn)的評價(jià)參數(shù)中有兩項(xiàng)超標(biāo)，水質(zhì)指數(shù)法卻定為i級水，顯然有誤，而“模法定為i級水較為有據(jù)。由于“模法能較好地處理這類不確定間題，因此本次評

10、價(jià)主要采用該法的評價(jià)結(jié)果。只是在“模法評價(jià)中出現(xiàn)了確定級別較為困難的4個(gè)樣點(diǎn)時(shí)，采用了指數(shù)法評價(jià)的結(jié)果。如80號點(diǎn)(0.45、0.45、0、0、0)、73號點(diǎn)(0.46、0.46、0、0、0)等，考慮到指數(shù)法評價(jià)出水質(zhì)級別偏低而上述4個(gè)水樣均處于i、l級水準(zhǔn)，故4個(gè)水樣點(diǎn)均取l級。3.2評價(jià)結(jié)果分析據(jù)綜合評價(jià)結(jié)果(圖6)，淮南市區(qū)淺層地下水水質(zhì)狀況具有如下特點(diǎn)。(l)在92個(gè)評價(jià)水樣點(diǎn)中，從i至v級皆有分布，其中1級水最少(4個(gè))。說明本區(qū)地下水大多出現(xiàn)了程度不同的污染?？傮w看，i、l級水點(diǎn)居多，占65.2%，、v級水點(diǎn)較少，占30.4%;從分布面積看，l、，級水點(diǎn)占面積的72.74%，iv、

11、v級水點(diǎn)約占24.5%?？梢姳镜叵滤蠖继庉p污染狀態(tài)，重及嚴(yán)重污染的水分布較為局限，但已具一定比例(表4)。(2)淮河以北和淮河以南的水質(zhì)級別統(tǒng)計(jì)資料說明，兩區(qū)域i至v級水皆有分布，但污染程度和規(guī)模有明顯差異(表6)?；春右员眑、l級水質(zhì)點(diǎn)27個(gè)，占71.79%;重及嚴(yán)重污染點(diǎn)9個(gè)，占23.08%。而淮河以南l、皿級水質(zhì)點(diǎn)32個(gè)，占60.38%;n、v級水質(zhì)點(diǎn)19個(gè)，占35.85%。明顯淮河南面較北面污染嚴(yán)重。這與南面廠礦企業(yè)集中(建有礦井九對，工業(yè)企業(yè)800多家)、北面廠礦企業(yè)少且分散(三對礦井，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)為主)以農(nóng)村環(huán)境為主的城市功能分區(qū)有關(guān)。(3)淮北南質(zhì)變好該嚴(yán)與此區(qū)塊長期引用北面的茨淮新河劣質(zhì)水灌溉有關(guān)?？拷春右蚴芑春游鬯?全市工業(yè)企業(yè)排放廢水的90%以上進(jìn)入淮河)影響，水質(zhì)漸差。特別于河道彎曲地帶，因地勢低洼，水質(zhì)明顯變差。如段灣、祁集兩地(圖5)。泥河兩岸的地下水質(zhì)受泥河污水影響不甚明顯，僅在下游有所反映，可能與該河上游切割不深，下游水位較低河道開闊有關(guān)。(4)淮河以南總體看，受廠礦企業(yè)布局的控制，水質(zhì)分布較北面復(fù)雜的多。西部地區(qū)為淮南市主要煤炭開采區(qū)，建有大小礦井七對，大量工礦企業(yè)廢水的排放使得該區(qū)塊淺層地下水不僅污染重而且水質(zhì)分布復(fù)雜。其中西南面山前地帶和東南面李一、李二礦附近水質(zhì)嚴(yán)重污染，前者與壽縣化肥廠及淮