沈阳市地下水硝酸盐氮水质变化趋势分析

由钰婷

（辽宁省沈阳水文局，辽宁 沈阳 110004）

地下水是水资源的重要组成部分，是我国生活用水、工业用水和农业灌溉用水的重要水源，是支撑维持自然生态环境可持续发展的重要因素。随着经济社会快速发展，城市污水、工农业废水通过入渗补给、回灌下渗、直接排放等方式进入地下水体，形成部分地区地下水水质恶化趋势，严重威胁到城乡居民的饮水安全、工农业用水安全和生态安全。本文通过对比沈阳市地下水2017年丰水期与枯水期硝酸盐氮浓度，得到2014年～2018年的硝酸盐氮水质变化趋势。

1 实验方法

本实验室对位于沈阳市康平县、法库县、新民市、沈北新区、于洪区、东陵区、辽中区和苏家屯区的42眼地下水监测井点进行了4次监测，时间分别为2017年3月、5月、9月和11月，其中9月为丰水期，3月、5月和11月为枯水期，依据国标方法对硝酸盐氮进行了监测。同时选取2014年3月～2018年5月，5年连续监测的42个地下水站点，对水质资料进行整理和计算。使用肯代尔检验法，进行非流量调节浓度Kendall季节检验，得到42个站点的硝酸盐氮浓度变化趋势。

2 沈阳市2017年地下水枯水期与丰水期硝酸盐氮浓度对比

2017年沈阳地区地下水枯水期及丰水期硝酸盐氮浓度汇总图，见图1。由图1可知，枯水期与丰水期不同浓度占比基本一致，硝酸盐氮浓度＜5 mg/L，丰水期有16眼，占比38.1%；枯水期有14眼，占比33.3%，浓度5 mg/L～20 mg/L；丰水期和枯水期均有11眼，占比26.2%，浓度20 mg/L～40 mg/L；丰水期与枯水期均有9眼，占比21.4%，浓度40 mg/L～60 mg/L；丰水期有3眼，占比7.1%，枯水期有6眼，占比14.3%，浓度＞60 mg/L；丰水期有3眼，占比7.1%，枯水期有2眼，占比4.8%。同时，对比丰水期与枯水期的浓度变化，可以发现，大部分站点丰水期硝酸盐氮浓度都要大于枯水期，丰水期浓度小于枯水期的站点有15眼，占比35.7%，这说明大气降水对于NO3-贡献较大。

图1 沈阳地区2017年地下水枯水期和丰水期硝酸盐氮浓度汇总图

硝酸盐氮枯水期和丰水期均＜5 mg/L的地下水井共12眼，占比28.6%；常年浓度无变化的地下水井共29眼，占比69.0%；浓度高于60 mg/L地下水站点为照星台、北岗子、周坨子，且枯水期和丰水期浓度均较高。

图2 沈阳市各县区2017年枯水期和丰水期硝酸盐氮分布图

根据《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），硝酸盐氮地下水源限值为20 mg/L，见图2。枯水期时，法库县、新民市、沈北新区、于洪区、东陵区、苏家屯区符合饮用标准的地下水井占比均达到50%以上，分别占比66.7%、50%、75%、100%、100%、80%；丰水期时，康平县、法库县、沈北新区、于洪区、东陵区、苏家屯区符合饮用标准的地下水井占比均达到50%以上，分别占比75%、66.7%、75%、100%、100%、100%。辽中区地下水硝酸盐氮含量全年都较高，枯水期和丰水期不符合引用标准比例均达62.5%；康平县、苏家屯区丰水期符合饮用标准比例较枯水期高；法库县、新民市、沈北新区、于洪区、东陵区、辽中区丰水期和枯水期比例保持不变，于洪区、东陵区能够达到100%；监测地下井中硝酸盐氮浓度＞60 mg/L的枯水期时有2眼，丰水期时有3眼，全部位于新民市。丰水期硝酸盐氮浓度较枯水期变大，说明降水和灌溉对于氮肥渗入地下水有明显影响，应予以重视。

3 沈阳市2017年硝酸盐氮浓度空间变化特征

根据地下水质监测结果绘制2017年枯、丰水期硝酸盐氮浓度等值线图，见图3。由图3可知，枯水期硝酸盐氮浓度在0.24 mg/L～108 mg/L，呈现四周浓度高，中部地区浓度低的特点，康平县、沈北新区硝酸盐氮浓度较高；丰水期硝酸盐氮浓度在0.50 mg/L～117 mg/L，呈现中部地区浓度高，四周浓度低的特点，康平县、新民市硝酸盐氮浓度较高。

图3 沈阳市2017年硝酸盐氮浓度等值线图

4 沈阳市2014年～2018年地下水硝酸盐氮浓度变化趋势

通过非流量调节浓度Kendall季节检验，得到了42个站点的硝酸盐氮浓度变化趋势。其中，42个站点中有32个均为无明显升降趋势；呈下降趋势的有8个，占比19.0%，呈上升趋势的有2个，占比4.8%。从行政区看，康平县有3个站点呈下降趋势，分别为海州、四家子和康平，占75.0%；于洪区有1个站点呈下降趋势，为彰驿，占比33.3%；沈北新区有4个站点呈下降趋势，分别为道义、石佛寺、蒲河和新城子，占比100%；新民市有2个站点呈上升趋势，分别为马虎山和金五台子，占比16.7%。说明康平县和沈北新区地下水硝酸盐氮污染减轻，水质呈向好趋势；新民市的地下水硝酸盐氮污染污染加重，应该引起有关部门重视。

5 结论

沈阳市2017年地下水丰水期硝酸盐氮浓度大于枯水期浓度，说明降水影响显著；从各县区看，枯水期时，法库县、新民市、沈北新区、于洪区、东陵区、苏家屯区符合饮用标准的地下水井占比均达到50%以上，丰水期时，康平县、法库县、沈北新区、于洪区、东陵区、苏家屯区符合饮用标准的地下水井占比均达到50%以上；辽中区地下水硝酸盐氮含量全年都较高，枯水期和丰水期不符合引用标准比例均达62.5%；康平县、苏家屯区丰水期符合饮用标准比例较枯水期高；法库县、新民市、沈北新区、于洪区、东陵区、辽中区丰水期和枯水期比例保持不变、于洪区、东陵区能够达到100%。

监测地下井中硝酸盐氮浓度＞60mg/L的枯水期时有2眼，丰水期时有3眼，全部位于新民市。通过硝酸盐氮不同空间比对，枯水期硝酸盐氮浓度呈现四周浓度高，中部地区浓度低的特点，丰水期呈现中部地区浓度高，四周浓度低的特点；通过浓度变化趋势分析，得到2014年～2018年康平县和沈北新区地下水硝酸盐氮污染减轻，水质呈向好趋势；新民市的地下水硝酸盐氮污染污染加重。

针对沈阳市地下水硝酸盐氮污染严重问题，应加强对地下水硝酸盐氮污染的重视，做好地下水硝酸盐氮污染的防治工作。为此，提出以下建议：

（1）对沈阳市地下水的硝酸盐氮含量进行跟踪监测，提高监测频次，增加监测站点。加强基础设施建设，建立水质监测网，逐步建立和完善水环境监测体系。对重点污染区域进行重点监测，系统掌握区域地表水、地下水水质的变化趋势及动态特征；

（2）开展沈阳市化肥使用与地下水硝酸盐氮污染的关系调查，针对不同地区、不同作物、不同季节及不同土质制定科学的农田施肥方法。严格控制化肥用量，合理筛选化肥种类，做到农业施肥因地制宜、因时制宜，减少对地下水的污染；

（3）对城市生活垃圾进行综合治理，减少地表污水下渗对地下水的污染。对于农村常见的旱厕、化粪池等，应将其并入市政管网，运用排水管道进行输送；城市生活垃圾应摒弃填埋方式，应用新的垃圾处理技术，对垃圾进行循环利用并进行有效降解；

（4）提高地下水应用效率，杜绝浪费情况产生。从可持续发展角度出发，有计划的开发和利用地下水资源，禁止过度开采，防止地下水过度使用，从而遏制地下水位下降过快所导致的地面沉降情况，还应在开采同时对地下水进行回灌补给，保证地下水采补平衡；

（5）加强地下水保护宣传力度，通过有关部门组织在市区及周边县区进行《中华人民共和国水法》的宣传，提高居民对地下水的保护意识，建立起水资源危机意识，把节约水资源作为我们自觉的行为准则，采取多种形式进行水资源警示教育。