张家口市浅层地下水水环境评价及成果分析
​李红艳
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​李红艳,. 张家口市浅层地下水水环境评价及成果分析[J]. 中国环境保护,2021.3. DOI:10.12721/ccn.2021.157025.
摘要: 根据张家口市2014年地下水环境监测成果,采用内梅罗综合指数法和单因子评价法对张家口市浅层地下水进行分析评价。结果表明:张家口市坝上地区浅层地下水水环境质量较差,内梅罗综合评价结果指标值大多超过2.50,单因子比较法评价结果多为地下水Ⅳ类或Ⅴ类水;坝下地区北部、中南部地区浅层地下水良好,内梅罗综合评价结果指标值大多在0.80-2.50之间,单因子比较法评价结果多为地下水Ⅲ类水。其余地区水环境质量恶劣,内梅罗综合评价法评价结果多为较差和极差,单因子比较法评价结果多为Ⅳ、Ⅴ类水。
关键词: 地下水;内梅罗综合指数;单因子;超标物质;水质评价
DOI:10.12721/ccn.2021.157025
基金资助:

1. 概述

张家口市位于河北省西北部,东经113°50′至116°30′,北纬39°30′至42°10′之间。北和西北与内蒙古自治区毗连,西南与山西省接壤,东南和南部与北京市及河北省保定市相邻,总面积36965km2。本市地势较高,自西北向东南倾斜,地形复杂,可划分为坝上、坝下两个不同的地貌单元。本市属寒温带大陆性季风气候。夏季凉爽短促,冬季寒冷漫长,春秋季节多风。全年大部分时间受西伯利亚冷空气南下影响,风多雨少,气候干燥,干旱指数2.0~3.0。坝上坝下气温差异较大。年平均气温,坝上1~3℃,坝下6~8℃。极端最低气温-37℃。极端最高气温42℃。年日照3000h。多年平均降水量,坝上360~400mm,坝下400~500mm。无霜期90~130d。

张家口市共设地下水水质监测井34眼,分布于14个县(区)。参与评价的34眼监测井,全年5、9月份监测2次,其中北水泉全年井干。监测项目共31项,其中参与评价的项目有20项。

2. 地下水质量综合评价

2.1评价因子:pH值、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、铁、挥发酚、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、氟化物、氰化物、汞、砷化物、六价铬、镉、铅、铜、锰共20项,各评价因子均采用年算术平均值。

2.2评价方法:采用以内梅罗综合指数为主,单因子比较法为辅的方法进行评价。

內梅罗综合指数法评价步骤:

首先,将地下水水质监测结果的每一单项与相应的地下水质量标准进行比较,确定其所属水质类别(当不同类别标准值相同时,从优不从劣),其次根据水质类别确定各单项组分评分值,水质类别与评分值Fi的关系表见表1。

表1 水质类别与Fi关系表

1.png

再次,按下式内梅罗公式计算综合评分值F。

1740382121160105.png

式中:1740382059457491.png——各单项组分评分值Fi的平均值;

Fmax——单项组分评价分值Fi中的最大值;

N——参加评价的项目个数。

最后,根据综合评价分值F,按表2划分地下水质量级别,如果有细菌学指标评价,可以把起类别注在级别定名之后。如“良好(Ⅱ类)”、“较好(Ⅲ类)”。

表2水质综合评价分级表

22.png

单因子评价法:依据国家《地下水质量标准》(GB14848-93),把各评价因子逐项与标准进行比对,定出该项目所属水质类别,最后根据所有项目中最劣的类别,确定该监测井质量综合类别。

2.3评价结果

张家口市各水质监测井按单因子评价法的评价结果如表3所示。

表3张家口市地下水水质单因子评价法评价结果

3.png

张家口市各地下水水质监测井水的内梅罗综合指数法评价结果见表4。

表4 张家口市地下水水质内梅罗综合指数法评价结果

4.png

3.地下水质量评价成果分析

根据表3和表4的评价结果可以看出,内梅罗综合指数法和单因子比较法对张家口市浅层地下水的评价结果基本一致。张家口市坝上地区除北部康保县地下水水质良好外,其余三县均为较差或极差。坝下地区崇礼县、赤城县、万全县、怀安县、怀来县、涿鹿县地下水水质较好,内梅罗综合评价结果指标值为0.80和2.50之间,评价结果为良好;单因子比较法评价结果大多为地下水Ⅲ类水。张家口市、宣化县、阳原县、蔚县地下水水质较差。整个张家口地区内梅罗评价结果为良好的16眼井,占张家口市地区地下水水质监测井总数的48.5%,满足《地下水质量标准》Ⅲ类水标准的地下水水质监测井也仅15眼井,占张家口市平原区地下水水质监测井总数的45.5%;内梅罗评价结果为较差的有13眼井,占总数的39.4%,按《地下水质量标准》为Ⅳ类水的地下水水质监测井有7眼井,占总数的21.2%;内梅罗评价结果为极差的有4眼井,占总数的12.1%,按《地下水质量标准》为Ⅴ类水的地下水水质监测井有11眼井,占总数的33.3%。

张家口市地区地下水主要超标物质为总硬度、硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮、高锰酸盐指数,个别测井有溶解性总固体、氯化物、锰、铅超标。

张家口市总硬度含量在450mg/L的以上的地下水监测井主要分布在坝上的张北县和坝下南部地区,有蔚县、阳原县、涿鹿县、宣化县西南部及张家口市区。含量最高的为张家口市区沈家屯测井,为2580 mg/L,其次为阳原的东井集测井和张北县的张北测井,分别为968mg/L和831mg/L。另外,阳原县的钱家沙洼、浮图讲测井,蔚县的西合营、气象站测井,涿鹿县的单家堡测井,宣化的深井等测井的总硬度含量也都超450mg/L。

张家口市硝酸盐氮高含量的监测井分布区域与总硬度的分布区域基本相同。硝酸盐氮含量最高的是张家口市区的沈家屯测井为572mg/L,其次为阳原县的东井集、浮图讲测井和宣化的深井测井以及沽源县的平定堡测井,含量分别为76.1 mg/L、 59.5 mg/L 、58.0 mg/L和54.9 mg/L;另外,阳原县的钱家沙洼,蔚县的西合营、桃花、气象站,宣化的双庙和张家口市区的石匠夭、宣化四中等测井硝酸盐氮的含量也超过20 mg/L。

氨氮的含量超《地下水质量标准》Ⅲ类水标准0.2mg/L的地下水监测井主要分布在坝上的沽源县、张北县、尚义县以及坝下的宣化县、蔚县以及张家口市区的沈家屯。含量最大的是蔚县桃花监测井,为0.61mg/L,其次是尚义县的后石桩井监测井,含量为0.42mg/L。

张家口市地下水中亚硝酸盐含量超标的区域主要有坝上的张北县和坝下的蔚县及宣化的南部。其中蔚县气象站监测井含量最高,为0.035mg/L,其次为蔚县的桃花监测井、张北县的张北监测井以及宣化县的深井监测井,含量分别为0.026 mg/L、0.024 mg/L和0.021 mg/L。

张家口市地下水中高锰酸盐指数超标的区域主要是坝上南部地区,分别为张北县的张北监测井和尚义县的后石桩井监测井,含量分别6.06 mg/L 和3.12 mg/L。

综上所述,张家口市浅层地下水总体上水质较差,坝上地区除康保县符合三类水标准,其余三县均为Ⅳ类或Ⅴ类水,不宜饮用。坝下地区崇礼县、怀安县、万全县、赤城县、怀来县、涿鹿县水质良好,多为Ⅲ类水。其他县(市)区水质较差多为Ⅳ类或Ⅴ类水。超标项目中除总硬度是因为天然本地值高造成的外,其余几个项目均是因为人类污染造成的,说明张家口市浅层地下水水质状况形势严峻,越是工业发达的地区,越是农业灌溉发达的地区,地下水的水质越差,污染也越严重。因此主城区和工业密集区更应该加大污染治理力度,实现达标排放,同时控制农药、化肥的使用量,最大限度地减少点源、面源对地下水的污染,以持续地改善张家口地区的地下水水质。

参考文献:

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