右江流域下游段地下水污染现状分析评价

贝为昶，张勤军，康志强

（1.广西壮族自治区地质调查院，南宁 530023；2.广西壮族自治区地质矿产勘查开发局，南宁 530023）

右江流域下游段是广西重要的矿集区，区内居民工农业用水主要为岩溶地下水。分布宽广的裸露型岩溶区具有强渗透、开放性的同时，缺乏相应的保护层。区内受矿业开发及企业生产的影响，地下水安全保护受到的挑战日趋严重。本文通过对右江流域下游段地下水污染现状评价，分析了地下水污染趋势，为本区污染防治提出合理对策。

1 研究区概况

右江流域下游段位于广西西部，总面积6 262.77 km2，其中岩溶区面积占4 265.18 km2，碎屑岩区面积占1 997.59 km2。该区位于云贵高原前缘台地向广西盆地过渡的斜坡地带，为典型的峰丛洼地谷地区。总体上，西北高、南东低。受构造的影响，地形明显呈三级台阶状。该区地层从寒武系至古近系均有出露，其中，古近系的岩层未完全固结，多呈半固结状态，岩性为泥岩、粉砂岩、砾岩，部分地区有煤层，主要分布于研究区北西部及南西部的右江沿岸。三叠系下统北泗组至泥盆系中统东岗岭组为碳酸盐岩地层，广泛分布于研究区内。第四系主要阶地冲积层，主要分布在田东县思林镇及南宁市金陵镇的右江两岸，岩性主要为粉质黏土、黏土、砂、砾石层。研究区岩浆岩出露很少，分布零星。地表河流主要为右江及其支流，属珠江流域西江水系，为本区规模最大、最主要的河流，是区内地下水的最低排泄基准面。

研究区属亚热带季风气候，雨热同期，是广西木薯、甘蔗等作物的主产区，近年来在右江两岸兴建有较多的酒精厂、淀粉厂。研究区是广西风化矿床的主要分布区，锰矿、铝土矿等储量大、易开采，随着引进资金的加大，政府正大力支持锰矿厂、铝厂、工业园等的发展。

2 岩溶水水质评价

2.1 岩溶地下水化学特征

调查获取研究区内81 个地下水样，包括28 个地下河出口、上升下降泉等地下水天然排泄口，26个有水溶洞、地下河天窗等地下水大型补给入口，27 个机、民井等地下水人工露头，根据检测结果显示，研究区内地下水矿化度变化值为0.270～0.674 g/L，平均值为0.415 g/L ；pH 变化值为6.69～7.97，平均值为7.4。研究区内地下水水化学组分以Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-为主，在阳离子组分中，Ca2+和Mg2+离子一般占85%以上，其中Ca2+占了55%以上，而Na+和K+一般低于15%。在阴离子组分中，HCO3-和SO42-一般占80%以上，其中HCO3-一般占这两种阴离子的80%以上。按舒卡列夫分类法，81个水样中有79个水化学类型为HCO3-Ca型，其余2个水样为HCO3-Ca·Mg型。

总体看，研究区岩溶地下水属低矿化度中性水。研究区水化学分布见图1。

图1 研究区水化学图

2.2 岩溶地下水水质评价

2.2.1 评价方法

根据《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017），对采集的81 个地下水全分析水样进行评价。首先对单项目组分评价，然后进行质量综合评价。结合研究区水文地质条件，参加本次评价的单项组分有：色（度）、嗅和味、浑浊度、肉眼可见物、pH、总硬度（CaCO3）、溶解性总固体、硫酸盐SO42-、氯化物Cl-、铁Fe3+、锰Mn、铜Cu、锌Zn、钼Mo、挥发性酚类（以苯酚计）、阴离子合成洗涤剂、硝酸盐NO3-、亚硝酸盐NO2-、氨氮NH4+、氟化物F-、氰化物、汞Hg、砷As、硒Se、镉Cd、铬Cr6+、铅Pb、铍Be、钡Ba、镍Ni 等30项。首先进行单项组分的评价，划分组分所属水质类别。按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类水质确定单项组分评价得分值Fi分别为0、1、3、6、10。

水质综合评价是按地下水质量标准规范中提出的综合评价分值F进行。即将各个水样中的各单项组分有关数据代入以下公式求得：

式中：F表示综合评价分值；Fˉ表示各单项组分评分值Fi的平均值；Fi表示各单项组分评分值；Fmax表示单项组分评分值Fi中的最大值；n表示项数。将计算结果按地下水质量分级标准表（见表1）进行等级划分，即划分为优良、良好、较好、较差、极差5个等级。

表1 地下水质量级别表

2.2.2 岩溶水水质组分单项评价

单项因子评价计算简便，能直观地反映水质中哪一类或哪几类因子超标，可以清晰地判断出主要污染因子和主要污染区域[1]。水质组分单项评价结果见表2，由表2 可知30 个单组分级别为Ⅰ类占比100%的共有18个。总硬度（以CaCO3计）无Ⅰ类级别水样，Ⅱ类水样数量最多，占91.36%，与岩溶区地下水特征相符；硫酸盐单组分达Ⅱ类水样数为2个；个别水样中检测出锰（Mn）、钡（Ba）、汞（Hg）、镍（Ni）、锌（Zn）、钼（Mo）等非常见单组份达到Ⅱ类或Ⅲ类，其中1个机井水样中锰（Mn）达到Ⅳ类水含量（大于0.1 mg/L，同时不大于1.0 mg/L）的限值；硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮3个组分中单项评价结果达Ⅱ类及Ⅲ类占比较大，其中1 个水样中氨氮组分达V 类水的含量（大于0.5 mg/l）。

表2 水质组分单项评价结果

2.2.3 岩溶水水质综合评价

采用综合评价方法将单因子评价结果综合起来以反映地下水水质的整体情况[2]。本次评价依据《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017），评价结果如下：28 个地下河出口、泉等地下水天然排泄口中有24 个优良、4 个良好，优良率85.7%；26 个地下河天窗、有水溶洞中有15 个优良，11 个良好，优良率57.7%；27 个机、民井等人工揭露地下水中有10 个优良、16个良好及1个较差，优良率37.0%。81个水样中，达到优良、良好数量分别为49、31，分别占总数的60.5%、38.3%，较差级仅有1个，出现在天等县自然资源局机井。总体上看，区内岩溶地下水水质保持天然背景含量，适用于各种用途，研究区岩溶地下水质量评价见图2。

图2 研究区岩溶地下水质量评价图

3 评价结果分析

3.1 岩溶地下水污染现状

在81个地下水样中，硝酸根（NO3-）含量检出率达100%，亚硝酸根（NO2-）检出率达52.5%，氨氮（NH4+）检出率达22.5%。对比《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2022），其中3 个水样中硝酸盐（以N计）含量超过10 mg/L限值，不能作为人饮使用。地下水中氮元素的富集，由过量有机物进入地下造成。说明区域内地下水普遍受到了生活污水排放或农业化肥排放的影响，但仅个别样品到达了污染的程度。地下水中锰（Mn）、钡（Ba）、汞（Hg）、镍（Ni）、锌（Zn）、钼（Mo）等非常见单组份检出，并达到Ⅱ类或Ⅲ类，说明区域内工业排放、污水泄漏等已影响到地下水。

典型污染点有一处，为天等县自然资源局机井水。其锰（Mn）含量为1.2 mg/L，超过《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2022）限值（≤0.1 mg/L）；氨氮（NH4+）值达22 mg/L，远超地下水质量Ⅴ类水限值（＞1.5 mg/L），综合评价结果为较差级，不能作为饮用水源。其污染成因为周边锰矿堆场及加工场，锰矿受淋滤后少量进入地下水，形成小范围污染。

总体上研究区岩溶地下水水质为优良与良好级，保持天然背景含量，适用于各种用途。

3.2 流域地下水污染分布及形成途径

治理水污染，首先必须追根溯源[3]。流域内碳酸盐岩分布广泛，岩溶发育强烈，大气降水、地表水、地下水之间转换频繁。从水质综合评价结果看，有水溶洞、天窗等补给、径流区地下水水质优良率较排泄区地下水低，说明流域内天窗、落水洞等开放通道是污染物进入地下水系统的入口，污染物质检出率较高。经地下水系统稀释、微生物降解、流通管壁吸附等作用后，污染物浓度在下游排泄口处有所衰减。机井、民井等地下水人工露头，更接近人类生产、生活区，地下水自然修复的过程更短暂，进而在水质评价结果上反应出受污染比例亦更高。与非岩溶区相似，污染物在岩溶地下水系统中随水流向下游扩散，流程越长污染物浓度越低。研究区岩溶地下水系统有一定的自净能力，但对污染物的容纳能力有限，如若形成污染，短期内无法完成自身修复。

落水洞、地下河天窗、地下岩溶管道、溶隙不仅是地下水运移的空间，也成为污染物运移的通道。根据流域内的自然条件及水文地质特征，污染物进入岩溶地下水的途径主要有：通过包气带的垂直入渗，通过上覆弱透水层的垂直入渗，通过落水洞、地下河天窗、岩溶裂隙等的直接灌入，等等。

3.3 地下水污染的防治对策

（1）加强对工业“三废”的治理，是防止地下水污染的根本途径。应积极处理和净化工业废水和城市污水，改革工艺流程，进行回收利用工作，进行“废水”无害化处理，严格控制“三废”的排放标准[4]。

（2）城市建设必须充分考虑水文地质条件，全面规划，合理布局。排放污水和“废水”的地点和途径要严格选择。新建和扩建的供水水源地，应尽量选择在地下水的上游补给区。已造成污染的厂矿，如石油、化工、合金电镀、冶炼等工业，应尽可能放在远离水源地的下游地区。

（3）建立地下水监测站和监测网[5]，进行地下水的长期观测，开展地下水污染问题的调研工作。

（4）加强对地下水资源的保护与管理。水源地附近，应根据水文地质条件及水源地的规模设立一定范围的卫生保护带。严禁采用渗坑、渗井等排放有害废水、废渣。污灌区须布置在防渗条件较好的厚土层区，并严格执行防渗措施且控制灌溉定额。对大量使用农药和化肥的耕地，要经过动态监测，严格控制使用量。对废渣、矿渣及城市垃圾等的堆放点须经过调查研究，选择合理的地点。

4 结语

（1）右江流域下游段岩溶地下水属低矿化度中性水，水化学类型以HCO3-Ca为主。

（2）研究区岩溶地下水呈现出明显受农业、采矿业影响痕迹，但总体地下水水质为优良与良好级，局部地下水出现点状污染。研究区内污染物进入地下水系统的途径很多，如若造成污染，地下水系统在短期内无法完成自身修复。

（3）建议右江流域下游段加强源头治理，合理规划供水水源地及厂矿的开发，建立地下水长期监测，防止地下水污染。