长江中下游某沿江城市城区地下水环境调查监测评估研究

叶 伟，郑玉虎，张 启，余期冲，苏安琪

(1.安庆市环境监测中心站，安徽 安庆 246001；2.南京大学环境规划设计研究院股份公司，江苏 南京 210093)

当前，中国的发展面临着资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势。地下水是生态环境的重要组成部分，是支撑经济社会可持续发展的重要战略资源[1]，对城市经济社会发展、饮水安全、生态保障起着重要作用。随着社会经济发展和人类活动强度的增加，地下水环境承载压力逐渐增大，地下水污染问题日益凸现，引发了一系列不良后果[2-5]。习总书记在十九大报告中指出，坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策。为此，解决地下水环境问题刻不容缓。目前全国范围大部分地区城市地下水基础环境状况尚不清晰，我们以长江中下游某沿江城市地下水调查评估为案例，拟研究得出一些代表性的现状结论，为其他城市地下水生态环境管控提供一点工作借鉴。长江中下游沿江城市(以下简称A市)普遍存在潜水含水层埋深浅的地质特点，近30年经济社会迅猛发展，各类工业园区蓬勃建设，地下水很容易受到生产、生活行为的扰动；而地下水生态环境保护政策法规尚不完善，环境管理起步时间短，管理基础相对薄弱，地下水环境监管体系有待完善。

为客观判断A市地下水环境状况，科学制定地下水环境保护政策，进一步加强地下水管理工作，实现水环境质量的总体改善，组织开展A市地下水基础环境状况调查评估工作。本工作利用检测的地下水数据评价A市地下水环境质量状况，并在此基础上提出地下水环境保护对策，为A市地下水环境质量的提升提供科学参考，为城市未来发展规划提供重要的基础支撑，为其他城市地下水生态环境管控提供经验借鉴。

1 研究方法

1.1 研究区水文地质概况

A市地貌属沿江丘陵平原区的一部分，位于长江的北侧，区内地势北高南低，襟江带水，地貌类型分为平原、丘陵和低山．其中，平原主要分布于南部和西部地区，地形较为平坦；丘陵和山地主要分布于中部和东部地区，地形略有起伏[6]。

A市地下水可分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水、基岩裂隙水3种类型。松散岩类孔隙水主要赋存在东南部长江、皖河等较大的河流河谷、河漫滩之中，水质一般，适合工农业及生活用水需要；基岩裂隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水主要赋存在西北部，水质较好，适合工农业及生活用水需要。全市地下水资源较为丰富，开采利用程度低。2018年全市地下水总储存量为21.11亿 m3，地下水供水量0.10亿 m3，仅占总储量的0.47%。

1.2 监测点布设

监测点布设应考虑水文地质条件，以查清地下水污染源和地下水饮用水源为主，同时兼顾查明地下水流向，对于污染源周边、污染区、周围环境敏感点等重点布设监测点位，查清地下水受污染程度及对周边环境敏感点危害程度。

结合A市地下水水文地质条件、水源地划分、工业分布及规划等各方因素考虑，突出重点地区地下水环境现状的原则，在研究区内共布设100口地下水监测井进行采样分析(图1)，主要集中在主要工业污染区(44口)、农业污染区(21口)、排污水体及廊道(17口)，其余18口监测井布设在集中饮用水水源地、危废处置场、垃圾填埋场、生活小区、石油化工储存销售企业及城区老厂等。

图1 A市地下水监测点位布设图

1.3 地下水样品采集

制定地下水布点方案后，通过资料收集、现场踏勘等方式进一步明确地下水监测井位置。如发现在布点位置处存在已有监测井，则利用现有监测井，无则新建地下水监测井。在监测井中采集水样必须在充分抽汲后进行，抽汲水量尽可能不少于井内水体积的3倍。采样前洗井期间现场测量并记录汲出水的pH值、电导率、水温、溶解氧、氧化还原电位、浊度等，并观察汲出水有无颜色、异样气味及杂质等，作好记录。洗井期间现场测量至少五次以上，直到最后连续三次符合各项参数稳定标准，稳定标准范围见表1。洗井完成后采用贝勒管采集水样，及时放于装有冷冻蓝冰的4摄氏度低温保温箱中。

表1 采样前洗井相关参数稳定判断标准

对本次地下水调查的100个监测点位，分枯水期、平水期和丰水期三个批次分别进行采样检测。枯水期采集100个地下水样品，平水期采集10个典型区域地下水样品，丰水期采集99个地下水样品。不同时期采集的地下水样品数量和占比情况见表2。

表2 A市地下水样品数量统计

1.4 地下水质量评价标准及方法

根据收集的资料和调查的结果，采用《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)对地下水质量进行评价[7]，评价指标包括100余项：pH、Eh、溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数、硝酸盐、亚硝酸盐、铜、铅、锌、六价铬、汞、砷、镉、挥发酚、氰化物、硫化物、氯化物、总大肠菌落和细菌总数等[8-9]。

依据《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)中我国地下水质量状况和人体健康基准值，参照生活、工业、农业等用水水质要求，将地下水质量划分为五类(表2)。本次A市地下水质量评价方法采用单项组分评价方法[10]。

表2 地下水质量评价划分及其标准

2 结果分析

2.1 地下水质量评价

2.1.1 枯水期

单项组分评价法表明，A市枯水期地下水水质普遍为《地下水质量标准的》III类，IV类和V类。100口监测井中，28%水质属于III类水质，27%水质属于IV类水质，41%水质属于V类水质。

117个检测因子中，共有19个指标超IV类标准，包括BOD5，耗氧量、总磷、氨氮、总硬度等。其中BOD5超标最严重，超标率为75.0%，其次为耗氧量和总磷，为51.0%和47.8%。其余各组分超标率均小于30%。BOD5、耗氧量、总磷、氨氮的超标判断主要来自生活源的影响，总硬度浓度较高主要受原生地质条件的影响。

地下水水质重金属指标超IV类标准的仅有一个样品，表明A市地下水总体受重金属污染不大。但值得注意的是，有41个点位均有总石油烃检出，检测结果在0.11～0.48 mg/L之间，平均值为0.25 mg/L，虽然均低于荷兰的地下水石油烃干预值0.6 mg/L，但不可忽视。

2.1.2 平水期

单项组分评价法表明，A市典型区域平水期地下水水质普遍为《地下水质量标准的》III类，IV类和V类。10口监测井中，20%水质属于III类水质，40%水质属于IV类水质，40%水质属于V类水质。116个检测因子中，共有7个指标超IV类标准，个数排序依次为总硬度、氨氮、锰、耗氧量、碘化物、总磷、BOD5。

2.1.3 丰水期

单项组分评价法表明，A市丰水期地下水水质普遍为《地下水质量标准的》III类，IV类和V类。100口监测井中，42%水质属于III类水质，19%水质属于IV类水质，31%水质属于V类水质。

117个检测因子中，共有18个指标超IV类标准，包括总磷、BOD5、氨氮、总硬度、耗氧量等。从地下水单因子四类以上水质分类个数和百分比来看，排在前五均为：耗氧量、氨氮、总硬度、总磷和BOD5，与枯水期一致。重金属指标超IV类标准的有3个样品，略高于枯水期。同时，有40个点位监测了总石油烃均有检出，监测结果在0.13～0.93 mg/L之间，平均值0.39 m/L，其中有2个点位超过了荷兰的地下水石油烃干预值0.6 mg/L，主要位于新河上游和中游。

2.2 地下水污染评价

评价结果表明，全市各区域地下水环境总体情况不容乐观，地下水污染状况需引起重视。100个监测点位中，II类，III类，IV类，V类水质的个数分别为1、19、29、51，无I类水质点，水质较差和极差占比达到8成。其中污染类型以无机物为主，主要为耗氧量、氨氮、总硬度(图2)。

图2 A市地下水一般化学指标空间分布图

耗氧量统计结果显示在枯水期仅静脉产业园、农业区地下水样品中达到IV类水标准，其他调查区域样品中均存在V类水；丰水期临江经开区、高新区和排污水体及管廊部分地下水样品为V类水标准，其余均满足IV类水标准。整体而言，枯水期地下水中耗氧量普遍高于丰水期。

氨氮含量统计结果显示不同批次、不同调查区域之间标准差和变异系数差异较大。老化工基地、经开区、填埋场、农业区、其他调查区域枯水期地下水氨氮含量平均值高于丰水期，其余调查区域丰水期氨氮含量高于枯水期。排污水体及管廊氨氮平均含量明显高于同批次其余调查区域。

总硬度不同批次不同区域差异也较大，枯水期大部分地下水样品中总硬度均达到IV类水标准，仅排污水体及管廊调查区域样品中均存在V类水。丰水期临江经开区、老化工基地、农业区、排污水体及管廊和其他调查区域部分地下水样品中总硬度为V类水标准，其余均满足IV类水标准。整体而言，枯水期地下水中总硬度普遍高于丰水期。

地下水样品检测结果显示，A市重金属污染较小(图3)。

不同时期的209个地下水样品均未检出六价铬，表明调查期间A市区地下水中六价铬含量基本达到I类水标准，水质良好。

砷平均值均小于0.01 mg/L，数值分布较集中。枯水期地下水样品中砷含量均达到III类水标准，老化工基地调查区域砷含量平均值相对较高，石油销售调查区域砷平均值相对较低；丰水期地下水样品中砷含量大部分达到III类水标准，仅排污水体及管廊中1个点位砷含量为IV类。其他调查区域砷平均值相对较高，经开区调查区域砷平均值相对较低。

所有地下水样品中，仅填埋场调查区域1个样品检出镉，含量为0.000 7 mg/L，达到II类水标准。其他地下水样品中均未检出镉，相关样品镉含量均达到I类标准，水质良好。

A市地下水污染主要来源于工业废物排放、生活排污等人类活动，水井周边区域的城市工业废水和生活污水通过地表径流下渗补给地下水，同时固体垃圾废弃物在大气降水的淋滤作用下形成渗滤液也会对地下水造成污染。总体而言，污染类型以无机物为主，主要指标为耗氧量、氨氮、总硬度；有机物和重金属污染较小，未发现农药类污染。

2.3 城市地下水保护建议

目前A市地下水环境质量状况不容乐观，需要从管理和技术等方面采取针对性措施进行有效保护和改善，确保社会、经济稳定运行和发展。

(1)本次调查数据显示，A市主要污染物以无机污染物为主，耗氧量、氨氮指标较高，说明地下水在城区受到人为活动影响较大，应加强城市污水收集建设，考虑雨污分流。对存在有机污染的点位，应开展进一步的详细调查与风险评估，确定污染范围，并制定风险管控或实施修复措施，保障生命健康安全。

(2)针对关停搬迁企业遗留地块、污染场地，由土地责任主体在开展场地环境调查的工作中，要将地下水的内容包含其中，确实存在污染且风险不可接受的，开展污染场地风险管控或者实施修复，待场地达到后续相关开发要求后方可实施开发。对于已经开展过场地环境调查，地下水存在污染的，应制定出地下水风险管控或修复治理措施，地块责任人应落实相关措施，严格执行，待场地达到后续相关开发要求后方可实施开发。

(3)针对在产重点行业企业，进一步加强监管，按《工矿用地土壤环境管理办法(试行)》的要求，建立企业自行监测制度，对企业进行风险隐患排查。针对出现超标的地下水污染物，参照污染地块土壤环境管理相关办法等要求，及时开展地下水环境调查与风险评估，根据调查与风险评估结果采取风险管控或修复等措施，防止超标污染物进一步扩散迁移，并预防新增污染物。

(4)针对排污河道，地下水现状调查总体水质较差，因此在进行黑臭水体整治的时候，建议增加对黑臭水体周边地下水情况的调查，根据调查结果采取相应的地下水污染治理或控制措施；对于已经治理完毕的黑臭水体，应开展定期监测，防止新增污染。

(5)针对工业园区，企业通过新、改、扩建项目的地下水环境现状调查，发现项目用地污染物含量超过国家或者地方有关标准的，土地使用权人或者污染责任人应当参照污染地块土壤环境管理有关规定开展详细调查、风险评估、风险管控、治理与修复等活动。对在产企业，应加大力度开展相关防渗措施监督和排查，发现有未落实的应立即责令其整改到位。其次企业和园区要开展联动监测，一旦发现存在污染物超过风险可接受水平，应开展详细调查和风险评估，确定污染范围，并制定风险管控或实施修复措施，保障生命健康安全。

(6)对本次调查属于四类和五类水质的点位，加强宣传力度禁止居民饮用。针对需要开展风险管控或者修复治理措施的污染场地，建议选择国内应用广泛，技术成熟，且经济有效的技术进行污染修复，可通过设立示范项目进行推广。

3 结语

研究结果表明，A市地下水以III类，IV类，V类标准水质为主，水质较差和极差占比达到8成，工业园区和排污水体及管廊污染最为严重。污染类型以无机物为主，主要为耗氧量、氨氮、总硬度；有机物和重金属污染较小，未发现农药类污染。从污染分布情况看，沿江化工基地、高新区、经开区和排污水体附近等地区地下水污染问题较为突出，整体不适合饮用。农业农村区地下水水质好于城区和工业区，但情况也不容乐观。由此可见，A市地下水环境质量亟待重视，需要从管理和技术等方面采取措施改善地下水质量。