文山市地下水源地水质的初步分析研究

张洪信

（云南省文山壮族苗族自治州生态环境局文山分局生态环境监测站，云南 文山 663099）

随着社会进步和人们生活水平的提高，人们对影响自身健康的环境因素越来越重视，特别是对空气质量和饮用水水质的关注度更高。地下水作为饮用水源之一，因为其中含有微量元素，可以被开发为优质的饮用水，但过量开采会使水质变差并引起地面塌陷等问题。本文通过对2021年文山市老君山周边乡镇大母石、下营盘、黑龙潭三个地下饮用水源地水质，半年及季度监测数据进行分析研究，以了解地下水的季节变化情况，并对地下水的安全性进行评估，以期为人们的生产及生活提供指导和帮助。

1 文山市地理环境概述

文山市位于文山州西部，地形复杂，总体地势西北高、东南低，属喀斯特岩溶地貌。文山市境内山峰连绵起伏，河谷、沟壑纵横闪错，特别是薄竹山、老君山连绵数里，坡度陡峭，高低海拔相差近1 750米。文山市气候属亚热带季风气候，全年降雨量总体丰富，但分布不均。这样的地理环境造就了文山市水资源总体上较为丰沛，但因时空分布不均，水文地质条件复杂，开发难度较大，给人们利用水资源造成了很大困难。

2 文山市地下水分布概述

地表水的流向遵循由高处流至低处这一原则，地下水流向大体也遵循这一原则，文山市总体地势西北高、东南低，因此文山市的地下水基本上遵循地表分水岭向两侧径流，沿江河谷地排泄，地表分水岭即为地下水分水岭。文山市喜古乡、平坝镇、小街镇、新街乡地势低，地下水资源相对丰富，作为饮用水使用较多。

3 地下水污染概述

研究地下水污染，我们首先要搞清地下水的污染特点，地下水被污染的途径及地下水污染物的来源。

3.1 地下水污染的特点

由于地下水的独特性，导致地下水污染与地表水中河流、湖泊等水体污染明显不同。地表水的污染很直观，因为地表水的运动都遵循由高至低的流动，发生污染时人们可快速找到污染源并及时采取相应措施阻断污染继续发生，从而可以在较短的时间内进行净化或处置。地下水蕴含在地层中，地下水的运动与地表水的运动相比较为缓慢，污染物进入地下水是一个渐进过程，很难被发现，即使通过监测发现，由于地下水的流向难以确定，所以很难对污染源进行排查和确定。在人们找到污染源并阻断污染后，进入地下水的污染物也很难治理，这些污染将长期存在于地下水中并持续产生不良影响。

3.2 地下水被污染的方式

地下水被污染的方式主要有两种：一是直接污染，即污染物在进入地下水的过程中不产生新的污染物，其直接与地下水混在一起，污染物在地下水中的成分没有发生改变；二是间接污染，污染物在进入地下水的过程中与其它物质发生反应产生新的污染物，新的污染物与地下水混在一起，地下水中的污染物发生了改变。

3.3 地下水污染物的来源

地下水污染物的来源有很多，其中影响最大及最主要的是城市地下污水管损坏后导致的长期泄漏、城市和农村化粪池的长期渗透、种植农作物时大量使用的农药和化肥残留物、各种危险废物处置场所不规范处置产生的污染、各类生产企业不按要求处置的废水等。这些污染物对地下水造成的污染都是长期且不易被发现，并难以进行治理的。

4 对文山市地下水水质部分项目的分析研究

4.1 监测项目和频次

监测项目以《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）[1]为参考，内容包括pH值、水温、高锰酸盐指数、氨氮硫酸盐、总硬度、铜、锌、砷、汞等23项。监测频次为“农村饮用水源地”每半年监测一次；“千吨万人”每季度监测一次。

4.2 水质评价方法

水质评价方法采用对比分析法，对比分析法执行中华人民共和国国家标准《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）[1]中地下水质量常规指标及限值，评价项目为pH值、氨氮、溶解性总固体、总硬度、铜、锌、铁、锰、硒、砷、汞、镉12个项目。

依据我国地下水质量状况和人体健康风险，参照生活饮用水、工业、农业等用水质量要求，依据各组分含量高低（pH值除外），分为五类。

Ⅰ类：地下水化学组分含量低，适用于各种用途；

Ⅱ类：地下水化学组分含量较低，适用于各种用途；

Ⅲ类：地下水化学组分含量中等，以《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）[2]为依据，主要适用于集中式生活饮用水水源及工农业用水；

Ⅳ：地下水化学组分含量较高，以农业和工业用水质量要求以及一定水平的人体健康风险为依据，适用于农业和部分工业用水，适当处理后可作为生活饮用水；

Ⅴ：地下水化学组分含量高，不宜作为生活饮用水水源，其他用水可根据使用目的选用。

地下水质量单指标评价：按指标值所在的限值范围确定地下水质量类别，指标限值相同时，从优不从劣。

地下水质量综合评价：按单指标评价结果最后的类别确定，并指出最差类别的指标。

4.3 对具体项目数据的分析研究

4.3.1 对地下水中pH值的分析研究

pH值就是酸碱值，指酸碱度。地下水中的pH值过低会加快地质重金属溶出，从而使地下水中重金属、微量元素、总硬度、溶解性总固体的含量增加，用于饮用时会影响人体健康。《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）[1]中规定pH值在6.5～8.5符合Ⅰ至Ⅲ类的要求。

根据表1中大母石、下营盘上下半年、黑龙潭四个季度的pH值数据分析可知，pH值最低时为6.5，最高时为8.2，三个点位地下水pH值均在《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）[1]中Ⅰ至Ⅲ类规定范围。根据地下水质量单指标评价，按指标值所在的限值范围确定地下水质量类别，指标限值相同时，从优不从劣，所选三个点位地下水pH值属于Ⅰ类。虽然以地下水质量单指标评价规定判定为Ⅰ类，但从整体来看，三个点位地下水中的pH值稍为偏高，属弱碱性，说明三个点位地下水体不会加速地质中各种物质的溶出，水中重金属、微量元素、总硬度、氨氮等因子不会过高，并且弱碱性的水质对人体有一定好处，目前判断其水质至少可满足Ⅳ类及Ⅳ类以上用水。

表1 地下水pH值数据

针对所选三个饮用水源地地下水水质稍为偏弱碱性的问题，相关部门需要加强对周边面源污染的管控，加强水质监测，及时掌握水质变化情况。

4.3.2 对地下水中氨氮的分析研究

氨氮是环境水体污染的一项重要指标，其氧化过程会造成水体中溶解氧含量降低，水质下降，水中溶解氧的降低甚至会导致水体发黑、发臭；当水中的pH值、水温达到一定条件时，水中氨氮可转化成亚硝酸盐，如果长期饮用，水中的亚硝酸盐会和蛋白质结合形成亚硝胺，而亚硝胺是一种强致癌物质，对人体健康不利；还有氨氮中的游离氨会危害水生物，其毒性比铵盐大几十倍，并随碱性的增强而增大，一般情况下，pH值及水温愈高，其毒性愈强，不利水产养殖。

根据表2中大母石、下营盘上下半年、黑龙潭四个季度的氨氮数据分析可知，除黑龙潭第三季度氨氮浓度为0.36 mg/L，大于0.10 mg/L，小于0.50 mg/L，水质属于Ⅲ类；大母石、下营盘、黑龙潭1、2、4季度氨氮浓度均≤0.10 mg/L，水质属Ⅱ类或Ⅰ类。三个地下饮用水源中氨氮浓度不高、变化稳定印证了地下水中pH值不高是正确的，因为水中氨氮的浓度与水中pH值成正比关系。

三个饮用水源地地下水中氨氮浓度不高，说明周边农村生活污水、农业面源污染、企业污染较少，但相关部门也不能因此放松监管，而是应该加强周边农村生活污水治理，提倡绿色环保农业，减少农业面源污染，严格监管企业排污治污情况，只有这样才能保证水质及环境越来越好。

4.3.3 对地下水中部分重金属的分析研究

水中的铜、锌、铁、锰、硒、砷、汞、镉等金属元素，适量时对人体有益，过量时就会造成重大伤害。例如：汞食用后直接沉入肝脏，对大脑、神经、视力破坏极大，天然水每升水中含0.01毫克汞，就会导致人体中毒；镉会导致高血压，引起心脑血管疾病，破坏骨骼和肝肾，并引起肾衰竭。分析研究水中的重金属元素含量，不但能直观看到水质受污染的程度，还能对应用地下水起到指导作用，帮助相关部门做出正确决策。

根据表3中大母石、下营盘上下半年数据，黑龙潭四个季度的数据分析，及《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）[1]中水质量分类可知，硒≤0.01 mg/L属于Ⅰ类；大母石砷≤0.01 mg/L属于Ⅲ类，其它两个点位砷≤0.001 mg/L属Ⅰ类；汞≤0.0001 mg/L属于Ⅰ类；铜≤0.01 mg/L属于Ⅰ类；锌≤0.05 mg/L属于Ⅰ类；镉≤0.005 mg/L属于Ⅲ类；铁≤0.1 mg/L属于Ⅰ类；锰≤0.01 mg/L 属于Ⅰ类，其中镉属于Ⅲ类主要是由于使用设备所造成。根据《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）[1]中地下水质量综合评价规定，按单指标评价结果最后的类别确定，并指出最差类别的指标，所选取分析的金属元素砷、镉属于Ⅲ类，符合地下水化学组分含量中等，以《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）[2]为依据，其主要适用于集中式生活饮用水水源及工农业用水。

表3 地下水重金属含量数据 单位：mg/L

其中镉属于Ⅲ类主要是由于使用设备所造成，相关人员只要更新现有分析设备，提升分析级别就可解决此问题。而对大母石砷≤0.01 mg/L属于Ⅲ类，监测数据显示与Ⅰ、Ⅱ类标准≤0.001 mg/L相差并不大，相关人员只需对水质进行沉淀处理或是吸附处理就可降低其含量，达到更高一级的使用标准。

4.3.4 对地下水中总硬度及溶解性总固体的研究

总硬度和溶解性总固体是反映生活饮用水水质基本状况的常规指标及水质优劣的重要指标之一。饮用水中的钙、镁离子是人类及自然界生物新陈代谢的必需元素，对人的正常生理机能起着非常重要的作用，但摄入过量的钙、镁离子，也会对人体健康有不利影响，所以控制饮用水的硬度，特别是钙、镁离子含量，使其在一个适当的范围内，对人体健康至关重要。若饮用水中溶解性总固体及钙、镁离子含量过高，会造成饮用水口味不佳，长期饮用甚至会影响肠胃功能。在日常使用过程中，由于水质中溶解性总固体及钙、镁离子含量过高，还会缩短水管、热水器、热水壶等家用器具的使用寿命，洗衣服时会产生沉淀，降低洗涤剂效果，浪费资源，并产生污染。

对表4中统计数据进行分析，大母石的地下水总硬度浓度在《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）[1]中规定的≤150 mg/L，属于Ⅰ类；下营盘、黑龙潭总硬度浓度在《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）[1]中规定的≤300 mg/L，属于Ⅱ类；三个点位地下水中溶解性总固体浓度在《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）[1]中规定的≤300 mg/L，属于Ⅰ类，但溶解性总固体浓度会随着雨季来临，降水量的增加而产生变化。

表4 总硬度和溶解性总固体浓度数据 单位：mg/L

根据数据分析结果，三个饮用水源地地下水水质适用于各种用途，为了控制总硬度、不增加溶解性总固体含量，相关部门应当对三个饮用水源地周边生态环境加强保护和监管，增加监测频次，随时掌握变化情况[3-6]。

5 结论

通过以上几方面的分析，可以得出以下结论：（1）根据《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）[1]中地下水质量评价规定，地下水质量综合评价，按单指标评价结果最后的类别确定，并指出最差类别的指标。以上选取的三个饮用水源地地下水水质为Ⅲ类，符合地下水化学组分含量中等，以《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）[2]为依据，其主要适用于集中式生活饮用水水源及工农业用水。（2）文山地下水资源未出现过量开采情况，因为过量开采地下水会使地下水中溶解性总固体及水中离子总量增加，而统计数据变化平稳，这与目前三个地下饮用水源地水源自然使用方式相印证。（3）为保护生态环境，相关部门一是必须制定科学、合理、实施性强的政策；二是对排污企业的监测、监察要执行到位，因为监测、监察是环保的眼睛；三是加强对农村生活污水及垃圾的治理，提倡生态种植，减少农业面源污染。（4）目前文山市老君山自然保护区划定、饮用水源地标牌设立、生态环境保护宣传等工作取得了相应的成效，整体生态环境正变得越来越好。