新乡市凤泉区重金属污染典型区地下水污染评价研究

马 斐

(河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院，河南 郑州 450000)

1 研究区概况

图1 研究区位置图

2 评价方法及指标选取

本次地下水污染评价主要对与人类生产生活密切相关的，且背景值较容易确定的34项指标进行污染评价。所有评价均按浅层地下水和中深层地下水分别进行，并根据单指标地下水污染评价、分类指标地下水污染评价结果分析地下水综合污染的主要影响组分与类别。

2.1 评价方法

本次评价方法采用“单因子评价法”。该方法以环境背景值和《地下水质量标准》中Ⅲ类水的水质标准为参考对照，通过如下公式计算各参评指标污染指数：

(1)

式中：Pki为k水样第Ⅰ个指标的污染指数；Cki为k水样第Ⅰ个指标的测试结果；C0为对于无机组分，代表k水样所在区域指标Ⅰ的背景值；对于有机组分，取0值；CⅢ为《地下水质量标准》中指标Ⅰ的Ⅲ类指标限值。

利用式(1)分别计算各水样点单指标污染指数结果Pki，并同表1中污染分级标准对照划分污染等级，得出每一个指标单指标污染等级划分结果，掌握每一个指标对地下水的污染状况。

表1 表单因子污染指数分级标准

根据《地下水污染调查评价综合研究技术要求》，采用“单因子污染评价方法”，进行单指标地下水污染评价、分类指标地下水综合污染评价(即无机毒理指标、毒性(类)重金属指标、挥发性有机指标和半挥发性有机指标等4类分类指标)和地下水综合污染评价。

单指标地下水污染评价是采“单因子污染评价方法”分别对地下水样品的每一个指标进行污染指数计算和污染评价。

地下水综合污染评价是在单指标污染评价完成基础上，将各水样单因子污染等级做比对，规定其中污染等级最高因子的等级划分结果作为该水样点的地下水污染综合评价结果。

2.2 指标选取和对照值确定

污染评价指标选择与人类生产生活密切相关的34项无机和有机化学组分，包括3项无机毒理指标(硝酸盐，亚硝酸盐、氨氮)、5项毒性(类)重金属指标(砷<评价浅层地下水>、镉、铬、铅、汞、)；21项挥发性有机指标(三氯甲烷、四氯化碳、1，1，1-三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，2-二氯丙烷、三溴甲烷、氯乙烯、1，1-二氯乙烯、1，2-二氯乙烯、氯苯、邻二氯苯、对二氯苯、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯)、5项半挥发性有机指标(总六六六、γ-BHC(林丹)、总滴滴涕、六氯苯和苯并(a)芘)。

污染评价对照值参照国土资源部颁布的《地下水水质标准》中所列各项指标标准。对于无机毒理指标和砷(浅层)，对照值选择主要参考了《豫北平原地下水环境质量评价报告》、《新乡市地下水环境质量评价及水源保护研究》，本次评价选择的对照值见表2。对于毒性(类)重金属指标和有机指标，其对照值都取为0。

表2 无机毒理指标和砷(浅层)对照值

3 研究区地下水污染评价

本次评价主要对3项无机毒理指标、5项毒性(类)重金属指标(中深层无砷指标)和26项有机指标进行综合污染评价，按照不同水文地质单元进行评价和统计。

3.1 浅层地下水污染综合评价

对浅层地下水进行污染综合评价和统计(表3、图2和图3)，统计结果表明，研究区内浅层地下水污染现象较为明显，其中浅层地下水未污染(Ⅰ级)和轻污染(Ⅱ级)样品占总样品的12.7%，中污染(Ⅲ级)样品数占总样品数的21.8%，重污染(Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级)样品数占总样品数的65.5%，且主要为极重污染(Ⅵ类)。

图2 浅层地下水系统污染综合评价饼图

图3 浅层地下水污染综合评价图

表3 浅层地下水污染综合评价结果统计表

就区域污染分布来说，区内地下水污染从山前到卫河洼地没有明显趋势性，未污染、轻污染水质呈点状分布全区。重污染水质在全区均有分布，其中研究区西部以大块-中马坊工业区沿线污染较为严重，受当地化工、电池生产污染影响；而东部则以卫辉市周边污染较为集中，呈放射性向外水质逐渐转好。

3.2 中深层地下水污染综合评价

对中深层地下水进行综合污染评价和统计(表4)，统计结果表明，中深层地下水未污染(Ⅰ级)和轻污染(Ⅱ级)样品占总样品的70%，中污染(Ⅲ级)样品数占总样品数的10%，重污染(Ⅴ)样品数只占总样品数的20%，无极重污染水样。

表4 中深层地下水污染综合评价结果对比表

从区域分布来看(图4和图5)，研究区地下水整体为未污染和轻污染，其中杨九屯水井为重污染型。

图4 中深层地下水系统污染综合评价饼图

图5 中深层地下水污染综合评价图

4 地下水污染影响指标分析

4.1 浅层地下水污染单指标

浅层地下水样参评指标包括上述的无机毒理指标、毒性(类)重金属指标、挥发性有机指标和半挥发性有机指标等共34项。采用单指标地下水污染评价方法对参评的55组浅层地下水样进行污染评价。

从污染单指标指数评价结果的未污染和轻污染程度来看(表5、图6)，对于无机毒理指标，区内硝酸盐、亚硝酸盐存在污染现象，其中硝酸盐污染较为严重，重污染(Ⅳ类、Ⅴ类、Ⅵ类)占比高达63.63%，由此可以看出硝酸盐污染现象在区内影响较明显，已成为影响区内浅层地下水污染评价主要指标。就毒性(类)重金属指标来说，除砷、铬(六价)、镉外，其他指标未污染水样占比均为100%，而砷、铬(六价)均存在极重(Ⅵ级)污染现象，Ⅵ级污染占比均为1.82%。对于有机毒理指标，无重污染样品，除三氯甲烷、三氯乙烯、总六六六外，其它有机毒理指标未污染水样占比为100%。

表5 浅层地下水污染单指标评价统计表

图6 浅层地下水污染单指标评价柱状图

从污染单指标指数评价结果的重污染(较重污染、严重污染、极重污染)程度来看，毒性(类)重金属的砷、铬(六价)存在极重污染现象，无机毒理指标以硝酸盐为主存在较为严重的重污染现象，有机指标则无重污染现象。这说明，区内浅层地下水硝酸盐污染、毒性(类)重金属类污染问题相对突出。

综上所述，工作区内浅层地下水受一定的硝酸盐氮、毒性(类)重金属污染，而有机指标的污染尚不构成，虽然有些有机指标轻污染级别比例较高，但在重污染程度上则完全没有。

4.2 中深层地下水污染单指标评价

中深层地下水样参评指标包括上述的无机毒理指标、毒性(类)重金属指标(无砷指标)、挥发性有机指标和半挥发性有机指标等共34项。采用单指标地下水污染评价方法对参评的10组中深层地下水样进行污染评价。从污染单指标指数评价结果的未污染和轻污染程度来看(表6、图7)，对于无机毒理指标，硝酸盐氮存在一定比例的污染现象。就毒性(类)重金属指标来说，除砷、铬(六价)存在少量Ⅱ级水样外，其他各项指标均全部满足未污染(Ⅰ级)标准。对于有机指标，除总滴滴涕、总六六六、1，2—二氯丙烷、三氯甲烷外，其他各项指标均全部满足未污染(Ⅰ级)标准。其中，总滴滴涕存在重污染(Ⅴ级)问题，主要为杨九屯一眼深井。总六六六、1，2—二氯丙烷Ⅲ级(中污染)占比均为10%，三氯甲烷Ⅱ级(轻污染)占比20%。

表6 中深层地下水污染单指标评价统计表

图7 中深层地下水污染单指标评价柱状图

从污染单指标指数评价结果的重污染(较重污染、严重污染、极重污染)程度来看，除有机指标中的总滴滴涕、无机毒理指标硝酸盐氮存在严重污染问题，其他无机毒理指标、毒性(类)重金属指标、有机毒理指标均不存在重污染现象。整体而言，中深层地下水受无机毒理指标、毒理(类)重金属污染和有机指标的污染很轻，基本没有大的影响。

5 结语

(1)研究区内城市发展和人类活动对地下水水质的影响十分明显，通过对研究区内的浅层和深层地下水污染状况进行评价，从结果来看，浅层地下水综合质量整体不是很好，Ⅲ类水呈片状主要分布山前冲洪积扇前缘地带。中深层地下水受无机毒理指标、毒理(类)重金属污染和有机指标的污染很轻，基本没有大的影响。

(2)研究区内硝酸盐氮超标较为普遍，尤以沿共产主义渠一带，受污灌、施肥等影响，硝酸盐氮超标明显。

(3)本次研究评价的面积较大，部分地区样品控制精度不够，评价结果可能不够精细，建议后期可以开展更大比例尺的详细调查，对区内工业聚集区的镉、铬等重金属典型污染场地进行再深入研究。

(4)加强地下水监测网络建设，探索污染组分的迁移转化规律，逐步开展地下水污染场地的修复治理工作。