齐齐哈尔地下水水质评价分析

王翠翠

(齐齐哈尔市水资源中心，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

0 引 言

齐齐哈尔多年来开展了较多水文地质及环境地质方面工作，运用excel软件和统计学软件spss，建立地下水水位时间序列预测模型，进行了地下水动态变化趋势预测、地下水资源及其开发利用评价，定量描述了地下水质环境随时间动态变化过程[1]。

1 地下水质总体分析

齐齐哈尔市水资源管理处在对齐齐哈尔市区布置了8个第四系潜水、14个第四系承压水水质监测点，每年在枯、丰水期进行分别取样分析，根据长观分析数据对齐市区地下水水质环境变化特征做统计性分析[2]。

1.1 第四系孔隙潜水

1.1.1 第四系孔隙潜水水化学特征

从相关资料近二十年的第四系孔隙潜水的水质数据显示，第四系潜水存在一定程度的污染，以黑龙江省环境监测总站2019年齐齐哈尔市地质环境监测通报为例，区内第四系孔隙潜水为无色、无味、无嗅、透明、无肉眼可见物，阴离子以重碳酸盐为主，阳离子以钙、钠、为主，pH值在6.8-7.6之间，溶解性总固体绝大部分<1000mg/L，属中性、低矿化重碳酸型淡水。

污染性指标含量情况如下：

硝酸盐氮：枯水期水质监测点硝酸盐氮检出含量<0.2-103.58Mg/L，超标率减少了2.3%，最大超标倍数增加了4.24倍。

亚硝酸盐氮：枯水期水质监测点亚硝酸盐氮有52.6%的点有检出，多数点含量不高，与往年相比检出率降低了24.7%，但超标率增加6.3%。

氨氮：枯水期水质监测点氨氮检出率57.9%，超标率31.6%。与2012年相比检出率降低了27.8个百分点，但超标率增加了12.6个百分点，检出含量有升有降，最大超标倍数下降了0.51倍。

硫酸盐：枯水期水质监测点硫酸盐含量均未超标，与往年相比多数点含量变化不大，少数点有上升趋势。

氯化物：枯水期水质监测点氯化物含量均未超标，与往年相比多数点变化不大，少数点有上升趋势。

总硬度：枯水期水质监测点总硬度超标率36.8%。与往年相比，超标率上升13个百分点，多数点含量有上升趋势。最大超标倍数上升0.5倍。

耗氧量：枯水期水质监测点耗氧量超标率26.3%，与往年年相比，超标率上升16.8个百分点，部分点含量呈上升趋势。

一般化学指标含量情况如下：

铁：受原生地质环境影响，枯水期大部分水质监测点铁超标，超标率达73.7%。

锰：受原生地质环境影响，枯水期全部水质监测点锰检出，超标率63.2%。

溶解性总固体：枯水期水质监测点溶解性总固体超标率26.3%

砷：枯水期水质监测砷均检出超标率36.8%，最高含量0.05652mg/L，超标4.65倍。

锌：枯水期水质监测锌多数点有检出，检出率73.7%，但含量较低，均未超标。

镉：枯水期水质监测镉在榆树屯、二家屯和大五福玛点检出，检出率15.8%，均未超标。

氟化物：枯水期水质监测少部分点有检出，检出率36.8%，均未超标。

硒：枯水期水质监测硒均有检出，但未超标。

铅：枯水期水质监测铅均有检出，含量均较低，未超标。

铝：枯水期水质监测铝均未检出。

铜：枯水期水质监测铜均有检出，但未超标，无明显变化。

汞：枯水期水质监测汞检出率仅为31.6%，含量较低，均未超标。pH值：枯水期水质监测检出值6.8-7.6,符合饮用水标准。

铬、氰化物、挥发性酚等项指标均未检出，无变化。

1.1.2 第四系孔隙潜水水质动态

齐齐哈尔市地质环境监测通报表明区内第四系潜水存在一定程度的污染，各种成分指标同比发生了或高或降低的变化。对齐市城区第四系潜水水质动态分析如下：

通过潜水水质监测点丰水期水质分析检出情况统计可以看出，污染性指标含量如下：

总硬度：各监测点2014、2015年均有检出，无超标，检测值为51.59-201、54.9-312.9 mg/L，含量有升有降，多以上升为主

硫酸盐：各监测点2014、2015年均有检出，无超标，检测值为7.3-194、4.39-106 mg/L，各测点含量高低变化较大，以下降为主氯化物

硝酸盐：年度上各点基本呈稳定状态。

亚硝酸盐：不超标。

氨氮：含量较低不超标。

一般化学指标：

铜、硒、镉、铬、铅、钼、镍、钴：水质监测点均有检出，不超标。锌：不超标。

汞：各水质监测点未检出。

砷：不超标。

溶解性总固体：无超标。

铁：受原生环境因素影响，该指标含量较高超标普遍。

锰：受原生环境因素的影响，该指标含量较高超标普遍，

通过水质分析统计表明，影响本区潜水质量的指标主要为总硬度、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐及溶解性总固体、铁、锰，各指标含量高低相对波动，显示着地下水环境的变化程度，决定了本区地下水质量，与往年相比这几项指标含量以略下降或稳定趋势为主。本区其他水质量评价指标铜、硒、镉、铬、铅、钼、镍、钴等含量均较低，波动小，呈基本稳定动态特征，在地下水质量单项组分评价中多呈Ⅰ类水质状态。

对本区潜水质量起决定性作用的各指标组分含量2014-2015年间有升高、降低的波动变化，总体以下降为主，pH值、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、锰、硝酸盐、亚硝酸盐呈下降趋势，总硬度、铁呈上升趋势，潜水水体质量总体呈向正向变好的趋势发展。但本区地表黏土较薄，潜水埋藏浅，大气降水补给迅速，人类活动强烈，地下水易受到地表环境的直接影响，是地下水的较脆弱带。

1.2 第四系孔隙承压水

1.2.1 第四系孔隙承压水化学特征

根据以往水质监测资料，区内第四系孔隙承压水水质好于第四系孔隙潜水，区内第四系孔隙承压水为为无色、无味、无嗅、透明、无肉眼可见物，阴离子以重碳酸盐为主，阳离子以钙、钠为主，pH值在7.0-8.5之间，溶解性总固体多<1000mg/L，属中性、弱碱性低矿化重碳酸型淡水。水化学类型为HCO3-Ca，HCO3-Ca、Na，HCO3-Na，HCO3-Na、Ca,HCO3-Ca、Mg等。仅在铁锋水厂、肉联厂出现HCO3-CI-Ca、Na类型水，可能与污染有关。

污染性指标含量情况如下：

硝酸盐氮：枯水期水质监测点硝酸盐氮检出含量<0.2-2.12mg/L，检出率31.6%，均未超标。

亚硝酸盐氮：枯水期水质监测点亚硝酸盐氮检出率36.8%，含量<0.002-2.01mg/L，超标率无变化，部分点含量有升有降。

硫酸盐：枯水期水质监测点硫酸盐均有检出，含量未超标。

氯化物：枯水期水质监测点氯化物均有检出，含量均未超标。

氨氮：枯水期水质监测氨氮检出率78.9%，含量<0.05-1.95mg/L，超标率15.8%。

总硬度：枯水期水质监测点总硬度均有检出，均未超标。

耗氧量：枯水期水质监测耗氧量均有检出，超标率无变化，多数点含量变化不大。

一般化学指标检出情况如下：

铁：受原生地质环境影响，枯水期水质监测铁检出率82.4%，超标率78.9%，多数点含量变化不大。

锰：受原生地质环境影响，枯水期水质监测点锰全部检出,超标率上升10.5个百分点,含量也有上升趋势。

溶解性总固体：枯水期水质监测全部检出,大多数点未超标检出率、超标率均无变化，含量变化亦很小，均在10%以内,属基本稳定。

锌：枯水期水质监测锌检出率26.3%，含量不高，均未超标。

镉：枯水期水质监测镉均未检出。

砷：枯水期水质监测砷检出率78.9%，只在齐齐哈尔检车线监测点超标，超标率5.3%，最高含量0.03142mg/L，超标2.14倍。

铅：枯水期水质监测铅检出率78.9%，均未超标。

钠：枯水期水质监测全部检出，在昂昂溪监测点出现超标现象，超标率5.3%，含量216.6mg/L，超标0.08倍。

铝：枯水期水质监测铝均未检出。

pH值：枯水期水质监测检出值7.0-8.5，符合饮用水标准国。

氟化物、铜、汞、硒等枯水期水质监测虽有检出，但含量较低，均未超标。

铬、氰化物、挥发性酚等项指标枯水期水质监测均未检出，无变化。

1.2.2 第四系承压水水质动态

综上所述，本区承压水受自然形成环境及人类活动因素的影响，部分离子含量呈升高和下降的波动，现依据本区14个承压水质监测点监测数据，对齐市城区第四系压水水质动态分析总结如下：

依据水质监测数据分析检出情况可以看出，在本区第四系承压水水质监测的各项指标中，铜、锌、镉、铬、铅、铍、钡、汞、钼、钴、镍、汞、砷、硒等指标含量均较低或未检出状态，不超标且变化小，呈基本稳定动态特征，在地下水质量单项组分评价中多呈Ⅰ类水质状态，对本区承压水水质量动态影响小。而总硬度、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐及溶解性总固体、铁、锰、钾、钙、钠、镁等指标含量高低相对波动变化明显，从而影响了本区水质量的动态变化，因此选取总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、铵氮、铁、锰、钾、钙、钠、镁等含量高低差异大、波动幅度相对较高影响本区水质量的14项指标，进行水质动态变化趋势分析。

溶解性总固体：检出含量为122-845mg/L，枯水期高于丰水期。

硫酸盐：从丰水期含量对比图可见，各测点含量多<50mg/L，各监点含量曲线形态多相似、相近，含量年际上波动变化小基本稳定，个别测点检测值有偶然稍高的现象。

氯化物：检出率多为100%，丰水期检出含量为0.1-60.7 mg/L，由统计对比可见，各测点氯化物含量较低，三年丰水期含量曲线相似，年际上同比含量变化波动小，在小幅度内上下波动。因此氯化物含量动态呈稳定势态。

硝酸盐：枯水期检出含量<2mg/L，丰水期检出含量一般0.001-0.05 mg/L，符合Ⅰ类水质指标含量要求。检出率38.4-100%，检出率高低变化大与不同检验时期选择的检测精度有关。由丰不期含量对比可见，各测点硝酸盐含量低，多数测点不同年度上同比含量变化小，少数测点在0.001-0.05 mg/L区间内跳动变化(以升高居多)因此硝酸盐含量动态趋势上呈略上升势态。

亚硝酸盐：检出含量0.001-0.029 mg/L，检出率85.7-100%，亚硝酸盐含量相关趋势线走势基本水平，基本稳定。

铵氮：枯水期检出含量0.052-0.178 mg/L，平均0.0978 mg/L，丰水期 0.008-0.183 mg/L，平均0.0883 mg/L，多数测点含量在小区间内有升有降无规律波动，个别测点含量变化较大。

铁：受原生环境因素影响，齐齐哈尔地区铁含量普遍较高，历年各监测点均有检出，超标现象普遍，检出含量在0.209-10.28mg/L。由含量对比曲线可见，三年曲线形态大体相似，含量动态变化规律明显类似，由含量统计=及对动态曲线分析，年度内枯丰期含量变化或升或降趋势不明显，年际上呈略上升趋势。

锰：受原生环境因素影响，齐齐哈尔地区锰含量普遍较高，历年各监测点均有检出，超标现象普遍，检出含量一般在0.098-0.736mg/L。由含量对比曲线可见，三年曲线形态相吻合，含量动态变化规律明显类似，由含量统计及对动态曲线分析，年度内枯、丰水期含量或升或降波动范围不大，年际上锰含量呈略下降趋势。

钾：枯水期检出含量一般在1.286-47.685mg/L，丰水1.286-5.025mg/L，可见，年度内枯、丰水期含量波动大，枯水期含量远高于丰水期含量。

钠：枯水期检出含量一般在5.18-114.562mg/L，丰水期4.365-112.293mg/L，年度内枯、丰水期含量曲线形态基本相似，各监测点枯水期钠含量多略高于丰水期含量。

镁：枯水期检出含量一般为5.135-41.238mg/L，丰水期为5.164-23.944mg/L，年度内枯、丰水期含量曲线形态基本相似，各监测点镁含量具有枯水期普遍多略高于丰水期含量的动态特征。

pH值：枯水期检出含量一般在6.56-7.56，丰水期6.67-8.03，年度内各监测点pH值枯水期多略高于丰水期。

综上所述，依据水质监测数据，选取总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、铵氮、铁、锰、钾、钙、钠、镁等影响本区水质量的14项指标，进行了区内第四系承压水水质动态变化趋势分析，总硬度、溶解性总固体含量年度内枯水期含量高于丰水期，年际上呈上升势态。硫酸盐、氯化物、亚硝酸盐，铵氮呈稳定势态。硝酸盐呈略上升趋势。钾、钙、镁年度内枯水期含量高于丰水期，年际上呈稳定势态。钠度内枯水期含量略高于丰水期，年际上呈下降势态。pH值呈稳定势态。铁、锰受所处地域原生环境因素影响，含量普遍较高，超标现象普遍，年度。其他未参与评价的指标铜、锌、镉、铬、铅、铍、钡、汞、钼、钴、镍、汞、砷、硒等指标含量均较低或未检出状态，不超标且变化小，呈稳定势态，对本区承压水水质量动态影响小。

2 地下水污染评价

2.1 评价方法

评价方法采用综合污染指数法，计算公式：

I=C/C0

(1)

式中：I为某项污染物指数；C为某项污染物的实测含量；C0为某项污染物的Ⅱ类地下水质量标准。

综合污染指数的计算公式：

根据PI计算结果，按规定划分地下水污染级别，见表1。

表1 地下水污染级别分类表

2.2 参评项目的确定

参加地下水污染评价的项目有溶解性总固体、总硬度、硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、砷、锌、钠、铅、pH值等项指标，因铬、汞、镉、铜、氟化物、硒等未检出或检出含量很低，未构成对地下水的污染，所以未参与评价。铁、锰、含量较高，对地下水影响较大，但其不是污染所致，是原生地球化学环境的产物，所以也未参与评价。高锰酸盐指数缺少资料未参与评价。

2.3 地下水污染评价结果

第四系孔隙潜水污染评价：根据污染指数计算结果对区内第四系孔隙潜水污染情况进行分级划分，见表2。

表2 第四系潜水污染综合评价表

表2中2015年(丰)污染指数评价中缺少铵氮数据资料，其评价结果仅供参考。污染评价中参与评价的指标是以Ⅱ类水质标准进行评价，Ⅱ类水质是反映地下水化学组分的天然背景含量，适合各类用途。

区内绝大部分地区第四系潜水受到轻度污染，轻污染监测点占总测点62.5%，主要污染物为铵氮、亚硝酸盐，其次为硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、氯化物等。水中各离子指标多达到水质标准中的Ⅱ类以上，少数指标达到Ⅲ类标准，多符合以人体健康为依据的饮用、及工、农业用水。

区内中度污染的第四系潜水监测点数占总测点12.5%，主要污染物为亚硝酸盐，其次为铵氮、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、氯化物。水中各离子指标多达到水质标准中的Ⅱ类以上，少数指标达到Ⅲ类标准，多符合以人体健康为依据的饮用、及工、农业用水。

区内重度污染的第四系潜水监测点位于恒大名都，主要污染物为亚硝酸盐、硝酸盐，含量高达2.2mg/L、37.91 mg/L，可能与取样点位卫生条件有关，该点2015年同期亚硝酸盐、硝酸盐含量仅为0.006mg/L、0.473 mg/L。

综上所述，区内绝大部分地区第四系潜水受到轻度污染，主要污染物为铵氮、亚硝酸盐，其次为硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、氯化物等，通过前文水质动态分析，2015年亚硝酸盐，硫酸盐、溶解性总固体、氯化物同比均呈下降趋势，总硬度略呈上增势态，铵氮2014年75%的测点达到Ⅲ类水质(饮用水质)标准，2015年缺少资料未做评估。

第四系孔隙潜水受到污染主要是工业废水和生活污水通过渗井或渠道下渗、化肥农药经过雨水或灌溉水淋滤下渗等方式补给地下水，致使地下水受到污染。

第四系承压水污染评价：根据污染指数计算结果对区内第四系承压水污染情况进行了分级划分，2015年污染指数评价中缺少铵氮数据资料，其评价结果仅供参考。污染评价参与评价的指标是按适合各类用途反映地下水化学组分的天然背景含量的Ⅱ类水质标准进行评价。

丰水期轻度监测点占33.33%，比枯水期上升了16.66%，中度污染监测点占58.34%，比枯水期下降了16.66%，重度污染监测点占8.33%，没有变化。总体上丰水期比枯水期污染指数有所下降，污染程度降低。

区内第四系承压水主要污染物为铵氮铵氮含量高于Ⅱ类水质标准。其次污染物为亚硝酸盐、总硬度、溶解性总固体，个别监测点超标高于Ⅱ类水质标准。

第四系承压水的污染，主要是大量化肥的使用以及工业生活污水通过地表渗入污染了埋藏较浅的潜水，再补给承压水所致。因此，防治地下水污染重点就是防治第四系潜水的污染。

综上所述，按Ⅱ类水质标准区内承压水大部分受到中度污染，少数地区受到轻度污染，局部受到严重污染。主要污染物为铵氮，多数监测点铵氮含量高出Ⅱ类水质标准(达到Ⅲ类饮用标准)。其次为亚硝酸盐、总硬度、溶解性总固体，个别监测点超标高于Ⅱ类水质标准，其他评价指标均达到Ⅱ类水质标准以上。

3 地下水利用评价

齐齐哈尔市区工业及生活用水主要开采利用第四系松散含水层中孔隙承压水，郊区农业及远郊村屯居民生活用水主要开采利用第四系松散含水层中孔隙潜水，沿江地带工业、农业用水开采利用地表水。

第四系孔隙承压水主要用于市政供水和自备水源供水。齐齐哈尔中心城区市政供水水源地主要有的龙沙水厂、建华水厂、铁锋水厂，自备水源工业企业167家，集中分布于第一机床厂、建华厂、车辆厂、铁路水电段等地。据资料统计，中心城区市政年供水量为3093×104m3。自备水源供水量为1074.95×104m3。

齐齐哈尔市郊区农业用水开采利用第四系孔隙潜水及地表水，据统计，中心城区农业用水地下水开采量为为6624.56×104m3/a[2]。

区内地下水开采中存在的主要问题是由于集中开采承压含水层，形成地下水水位开采降落漏斗以及地下水水质污染。

齐齐哈尔市第四系孔隙承压水在开采过程中共形成四个水位开采降落漏斗，即龙沙水厂漏斗，建华水厂漏斗，富区漏斗，昂区漏斗。由于调整供水结构，地下水开采量相对减少，地下水位呈上下波动缓慢回升趋势。

4 结 论

地下水环境污染主要是由于工业“三废”、生活污水、污物的排放和农田使用的化肥、农药，其中有毒有害物质渗入地下水体造成的。据齐齐哈尔市地质环境监测通报中水质监测资料，本区潜水受到人为污染，检出值超过饮用水标准的有“三氮”、总硬度、溶解性总固体及高锰酸盐指数，第四系潜水仅小面积未受污染，绝大部分地区受到轻微污染，少数地带受到中等污染，重污染区呈点状分布。第四系孔隙承压水大部分未受到污染，少数地区受到轻度污染，局部受到中等污染，严重污染呈点状。地下水动态监测点重点仍是第四系潜水和承压水，区内工农业生产及居民生活用水几乎全部以地下水作为供水水源，一般情况下，居民生活采用第四系承压水，工业生产及农业则采用第四系潜水。因此，今后工作重点应进一步研究在天然和人为因素下的地下水水质环境评价的和多年的变化规律与发展趋势。