茂名市区浅层地下水污染现状及防治措施概要

广 东 地 质茂名市区浅层地下水污染现状及防治措施 和 卓 锋(广东省地质勘查局水文工程地质一大队,湛江 摘 要 茂名市区浅层地下水埋藏浅,易受污染。目前市区大部分浅层地下水出现不同程度的污染,地下水水质较差,并有加重趋势,需及早采取防治措施加以控制。关键词 浅层地下水 污染 防治 茂名市区茂名市区浅层地下水分布面积广, 包括市区全部和郊区绝大部分地区, 面积约 327.8 km2, 部分地区含水层厚度较大,赋水性较好,水量较丰富,是乡镇企业及农村居民生活用水的主 要供水水源。但由于其含水层埋藏浅,易受污染,目前大部分地区已出现不同程度的污染, 并有进一步加重的趋势。若不及时采取有效措施加以控制,将严重影响当地居民生产生活用 水。1 浅层地下水含水层特征茂名市区浅层地下水含水层埋深较浅, 有松散岩类孔隙含水层和基岩裂隙含水层两大类, 其分布范围见图 1。1.1松散岩类孔隙含水层分布面积大,含潜水和微承压水,主要分布于茂名盆地内的河流一、二级阶地。含水层 岩性由第四纪和第三纪高棚岭组、老虎岭组和黄牛岭组中粉砂、细砂、中砂、砾砂、粉砂土 和砂岩等组成,埋藏深度 0.25.1 m,厚度 213 m,最厚达 23.84 m。以大气降雨渗入补给 和山塘、水库及农田灌溉水渗漏补给为主。富水性贫乏丰富,其中,水量丰富主要分布于 袂花江平原古河床和公馆附近白沙河古河床,钻孔单井出水量一般在 1 1001 750 m 3/d, 最大 4 100 m 3/d;水量中等区分布于茂名盆地西南部、东南部、袂花江平原两侧和小东江平 原的局部地方, 钻孔单井出水量一般在 300800 m3/d; 水量贫乏区主要分布于茂名盆地中部 和东北部广大地区、小东江下游平原、以及袂花江和小东江的支流河谷地带,钻孔单井出水 量一般在 40100 m3/d。1.2 基岩裂隙水分布于市区中部高山镇南侧与西侧台地,含水层为白垩纪铜鼓岭组红层风化裂隙带,埋 深 1.35.80 m, 风化带深度一般在 515 m, 水量贫乏, 钻孔单井出水量一般为 1090 m3/d。2 浅层地下水的污染现状2.1 污染标志本区浅层地下水污染除受原生环境的影响外,主要与次生污染有关,浅层地下水污染状 况见图 2。根据茂名市区的实际情况,选取 pH 值、矿化度、总硬度、氨氮、硝酸盐氮、亚硝 酸盐氮、硫酸根、总铁、铅、汞等 10种化学组分作为本区地下水污染的标志。 2.2 背景值的确定地下水污染是由于人类活动或某些自然因素作用,使得地下水性状有异于原始状态。利 用污染区外围及环境水文地质条件基本相似的邻区作为对比区, 以污染相对较轻的 1982年丰 水期民用井水化验资料为基础,剔除局部污染点或个别项目的影响,按不同地层分别统计, 得出不同时代岩性含水层中地下水的化学背景值,结果见表 1。 表 1 茂名市区浅层地下水化学背景值统计 广东省地矿局水文工程地质一大队 . 广东省茂名市地下水污染调查研究报告 .1985年 5月地层代号 Q K N 1sh N 1h N 2g N 2L 几何平 均 值 pH 值 5.546.91 5.887.02 4.625.88 4.955.18 4.566.03 4.935.92 5.77 矿化度 79.42239.72 49.13232.83 23.84123.09 24.6039.54 28.5174.36 29.93107.17 109.40 总硬度 1.226.50 0.785.50 0.281.14 0.340.65 0.231.69 0.363.27 1.40 NH 4+-N 0.010.06 00.06 00.12 00.02 00.03 00.10 0.08 NO 3-N 2.9016.75 4.7116.43 4.407.25 4.488.17 5.136.56 3.6913.79 8.04 NO 2-N 00.011 0.0020.010 00.004 0.0010.008 00.003 00.002 0.003 总 Fe 0.030.18 0.020.14 0.040.31 00.30 0.030.16 0.030.16 0.07 SO 42- 4.0238.102.2120.7302.151.136.780.816.39023.613.28 Pb 0.0010.010 0.003 Hg0.00020.00200.0007注:单位除总硬度(德度 、 PH 值外,均为 mg/L。2.3 污染现状评价为了客观全面地评价浅层地下水的污染现状,结合本区具体环境水文地质条件和污染特 点,把 pH 值的下限和其余各组分背景值上限作为相应项目的起始污染值,采用污染现状单 项评价和综合评价两种方法。(1单项污染评价计算公式:,其中:pH值的单项污染指数为:,式中:P 单项污染指数;X 某一评价参数的实测浓度; S 0 某一评价参数的背景值;S 2、 S 1 pH 值背景值的上下界限值; pH 值背景值的上、下界限的中值。根据上述公式,计算评价的茂名市区 20世纪 80年代以来浅层地下水污染结果,对比 情况见表 2。从表 2中可以看出:该区浅层地下水 pH 值、矿化度、总硬度、 NO 2- N 、 SO 42-的单项污染指数平均值, 1986年以来总体呈上升趋势; NH 4+ N 、 Fe 、 Pb的单项污染指数平均值各年度总体呈下降趋势; NO 3- N 、 Hg 的单项污染指数平均值各年度变化不大。 pH 值、矿化 度、总硬度、 NH 4+ N 、 NO 2- N 、 SO 42-超背景值率总体呈上升趋势; NO 3- N 、 Fe 超背 景值率总体呈下降趋势; Pb 超背景值率在前 3个年度里呈上升趋势,到 20012004年度则 出现了突降情况; Hg 在各年度里均没有出现超背景值的现象。(2综合污染评价采用内梅罗公式计算: 式中:NP 某一水点的综合污染指数;P max 某一水点的单项污染指数的最大值;P a 某一水点的单项污染指数的平均值。表 2 茂名市区浅层地下水单项污染评价成果对比 单 项 污 染 指 数19861990 19911995 19962000 20012004均 值 一般值 超 背景 值率 %均 值一般值超 背景 值率 %均 值一般值超 背景 值率 %均 值一般值超 背 景 值 率 %pH 值1.540.298.28451.650.1913.62251.660.210.8928.61.860.239.9336.8矿化度20.5115.39502.110.6312.43651.920.588.5671.42.760.5912.0478.9总硬度2.240.2215.38552.620.2715.54602.400.2115.5771.43.50.282178.9NH 4+-N10.380.14120.06454.610.0624.38706.330.0751.3361.96.240.0529.9263.2NO 3-N0.450.032.82150.530.032.72100.480.011.654.80.520.11.5610.5NO 2-N0.780.13.58204.780.0760.02509.050.33136.4947.65.840.0751.7547.7总 Fe1.230.2412.05201.540.098.88301.670.0811.1928.60.590.072.7421.1SO 42-3.070.2521.86753.110.3615.96853.240.3614.7785.74.820.5124.2484.2Pb1.620.434.87751.70.723.14851.520.572.7685.70.880.22.231.6Hg0.110.080.290.110.060.490.0200.0270.0500.17注:表中各数值以各年度丰、枯水期单项污染指数平均值进行统计。在计算综合污染指数并确定某一水点超对照值项数的基础上,按表 3的标准,把污染程 度划分为未污染( 、轻度污染( 、中度污染(和重污染( 4个等级。 茂名地质环境监测站广东省茂名市区地质环境监测报告, 19862004各年度。6 广 东 地 质 第 21 卷 表3 污染分级 未污染（） 轻度污染（） 中度污染（） 重污染（） 污染程度分级 超过背景值项数 2 2 4 4 5 5 不定 内梅罗污染指数 1 1 11.4 11.4 1.42.0 1.42.0 2.0 茂名地 质环 境监 测站 广 东省 茂 名市区 地质 环境 监测 报告 ， 19862004 各年度 根据上面公式及计算方法，计算评价茂名 市区 20 世纪 80 年代以来浅层地下水综合污染 结果见表 4 及表 5 所示。从表 4 中可以看出： 该区浅层地下水各年度污染等级所占的比例有 所反复,总的来看，以中重污染为主，其所占 比例最小 75%，最大 90%，并呈增加趋势；未 污染轻度污染所占比例最小 10%， 最大 25%， 并呈减少趋势。 表 5 可以看出：各污染等级中超背景值的 表4 茂名市区浅层地下水历年来污染等级统计 年 份 污染等级所占比例（%） 15 10 14.3 10.5 10 0 9.5 10.5 35 20 9.5 15.8 40 70 66.7 63.2 19861990 19911995 19962000 20012004 项目及其超标率略有变化。未污染超背景值的项目数有所减少，污染项目有所变化；轻度 污 染超背景值的项目数有所增加，污染项目不稳定；中度污染超背景值的项目数略有减少，超 标率以矿化度、总硬度、SO 4 2 、Pb 为主；重污染除了 Hg 外，各年度均出现超背景值，超 标率以 SO 4 2 、Pb、矿化度、总硬度、NH 4 + N、NO 2 N 为主，超背景值率均大于 66.7 %， 最高达 100%。 3 3.1 浅层地下水污染原因分析 原生水文地质环境条件分析 茂名市区为一北高南低的开启型盆地，地形较平坦，沿小东江和袂花江广泛分布着一、 二、三级阶地，两侧为台地，东北角和西北角为低丘陵，地表水和地下水由盆地边缘流向 盆 地中心，最后向南流出盆地外。 区内分布的白垩纪红砂岩属氧化沉积环境产物，该地层中 SiO 2 、Fe 2 O 3 、CaO 等含量偏高； 第三纪黄牛岭组、老虎岭组属河湖沉积，均以碎屑岩为主，在沉积的过程中铅、砷、汞、有 机物和氟有所增加；油柑窝组和尚村组油页岩、含油泥岩属近海湖沼相碎屑岩 可燃性有机 岩建造，含大量有机质及重金属镉、铅、砷、铍、硒、钍和铀等；第四纪河流冲积层主要分 布于小东江、白沙河两岸,河水的冲刷、溶蚀及沉积作用,使 SiO 2 、Fe 2 O 3 、CaO、砷、有机质 及有机酸等含量较高。可见,区内原生水文地质环境中易造成地下水中的 pH 值低、铁、铅和 氮含量较高。 第2期 和卓锋：茂名市区浅层地下水污染现状及防治措施 7 表5 茂名市区浅层地下水历年各污染等级超背景值项目统计 超 背 景 值 项 目 19861990 Pb(66.7 pH 值 (33.3 pH 值(100 NO 2 -N(50 SO 4 (100 Pb(85.7总 硬度(57.1 矿化度 + (42.9NH 4 -N(28.6 pH 值(28.6Fe(28.6 NO 2 -N (28.6 Pb(75NH 4 -N 2(75SO 4 (75 矿化度 (50Fe(55pH 值(25 总硬度(25 + 2- SO 4 (100 Pb(87.5NH 4 -N (87.5矿化度(87.5总硬度 (87.5pH 值 (50NO 3 -N(37.5Fe(25NO 2 -N (12.5 Pb(100 NH 4 -N 2(92.9SO 4 (92.9 矿化度 (78.6总硬度(78.6 NO 2 -N (71.4Fe(35.7 pH 值 (28.6NO 3 -N (14.3 总硬度(92.9 + NH 4 -N(92.9Pb(92.9 2SO 4 (92.9矿化度(85.7 NO 2 -N (71.4pH 值(42.9 Fe(35.7NO 3 -N (7.1 矿化度(100总硬度 2+ (100SO 4 (100NH 4 -N (83.3NO 2 -N(66.7pH 值 (41.7Pb(41.7 Fe(25NO 3 -N(16.7 + 2- + 19911995 Pb(50SO 4 2(50 19962000 Fe(33.3 Pb(33.3 2SO 4 (33.3 Pb(100 2SO 4 (100 矿化度(50 矿化度(100总硬度 (100Pb(100 2SO 4 (100 20012004 pH 值(50 Fe(50SO 4 (50 NO 2 -N (50 2- 矿化度(100总硬度 2(100SO 4 (100 + NH 4 -N(66.7pH 值(33.3 Pb(33.3NO 2 -N (33.3 注： （） 内的 数值 为该 项目 在该 污 染等级 中的 超标 率 3.2 次生水文地质环境条件分析 茂名市为工业油城,随着茂名市工业的发展及化肥、农药的大量使用，污染物排放量大 量增加，使得各种人为污染因素逐年增加。区内次生环境污染源主要有工业废气、工业废渣、 工业废水、生活垃圾及施用的农药化肥等，现分述于下。 3.2.1 工业废气 区内工业废气主要是炼油厂、乙烯厂、水泥厂和热电厂，由于近年来重视对废气的治理 及综合利用，使城市的空气污染得到了有效的控制。但废气中排放的 SO 2 、CO、氮氧化物、 总烃、粉尘等在降雨的过程中，仍随着雨水的降落，直接污染地表水，经土层的渗透作用渗 入地下污染地下水，使地下水 PH 值偏低耗氧量、硫酸根、氨氮等组分含量偏高。 3.2.2 工业废渣 工业废渣主要是南、北排土场（总面积达 6.07 km ） ，其物质组成主要包括露天采矿剥 土、矿渣（含油不高的油页岩碎片、质量不高的褐煤）和炼油废渣等，含有机质、黄铁矿、 油、芳烃、硫及某些金属元素等，这些有害物质随降雨淋滤渗入地下 污染地下水，使地下水 PH 值偏低，总铁、耗氧量、硫酸根、锰和氨氮等组分含量偏高。 3.2.3 工业废水 工业废水主要是炼油厂、化工厂、南北排土场、高岭土选矿厂和露天矿矿坑废水，分别 于红珠岭、大山岭、河之口、樟古北、霞池、下山口附近排入小东江和白沙河，其化学成分 2 8 广 东 地 质 第 21 卷 比较复杂，主要表现为 pH 值低，硬度、硫酸根、硝酸盐氮、氨氮、总铁、锰含量较高等。 这些有害物质随河水流动过程中渗入地下， 污染地下水。 3.2.4 生活垃圾及农药化肥 生活垃圾主要包括燃料消耗产生的废气、废渣、生活污水和垃圾等，虽然排放量不大， 但都未经处理，有害成分浓度较高。农药中主要含有机氯、有机磷和有机砷，化肥主要是氮、 磷、钾化合物。农药和化肥均属面污染源，施用面广，多是水稻田区，次为坡地。水稻田区 往往是粉砂土分布，又多是民井所在地，由于民井浅，水位埋深浅（一般井深 2.17.52 m， 水位埋深 0.414.75 m） ，农药、化肥成分很容易进入地下水流入井里，污染浅层地下 水。根 据 调 查 （ 广东省地矿局水文工程地质一大队广东省茂名市水文工程环境地质综合勘查报告 (15 万， 1993 年 11 月） 在新湖公园取一生活污水试样， ， 结果显示， 水中的