近年来,随着我国城市化建设的不断发展,各大、中、小城市均得到了不同程度的发展,但同时也给城市带来了不同程度的污染,特别是地下水的污染,已经危及到人类的健康和工农业生产,甚至危及到了整个生态系统。所以,调查评价地下水污染现状,防治、改良地下水资源的工作已成为当前的迫切任务。
1 水文地质概况
张掖盆地地下水丰富、水质良好。主要靠祁连山、龙首山区的沟谷潜流及河道出山后的河道渗漏、渠系渗漏、雨洪渗漏补给。盆地内地下水位东南高,西北低,地下水由东南向西北流动。根据埋藏条件,地下水可分为潜水和承压水两层。潜水矿化度<1g/L,承压水矿化度<0.5g/L。黑河切穿隔水层(壤土、粘土),承压水溢出形成泉沟。从山前到盆地中心,由补给区、径流区到排泄区,构成完整的山前自流斜坡。
2 地下水污染调查的内容及方法
2.1 水文地质调查
调查区域主要为张掖城区及近郊,调查面积81km2,其中城区面积约10km2。在以往的地质工作中,本区及外围地区已做过大量的区域水文地质调查和各类专门性水文地质调查工作,近年来,又进行了“黑河干流中游地区地下水资源合理利用及开
发研究”等专项研究工作。根据以往所做的工作及本次工作目的,水文地质调查工作侧重以下4个方面的内容:
(1)进一步查明调查区内的含水层条件及包气带岩性特征。包括含水层岩性、结构、富水性、导水性,包气带岩性、厚度、包气带中粘性土层厚度等;
(2)查明区内地下水补给、径流、排泄条件。包括地下水埋深,地下水补给来源,排泄出路及水动力条件;
(3)查明调查区内地下水、地表水开采利用情况及历史背景;
(4)查明地下水污染状况,判断污染来源及危害程度。具体调查内容见表1。
对于本区地质、地貌及第四纪地质仅作一般性的调查和了解。

2.2 污染现状调查
社会现状,仅靠我们本身是无法取得比较系统的污染现状资料的,必须在地方有关部门通力合作下才有可能取得。根据这一点,主要依靠地方卫生部门及卫生防疫部门配合,从而保证了污染现状资料,主要是工业“三废”资料的取得。
2.2.1 工业“三废”调查内容。
工业“三废”调查指工业废水、废气、废渣的调查,着重调查工业废水来源、排放量、废水中的有害成份等;废气的排放量、排放物质;废渣的排放量、排放来源、堆入地点和堆放时间等。详见表2。

2.2.2 生活及农业污染调查内容
生活及农业污染需要调查的内容很多,限于条件,侧重调查了生活污水排放、生活垃圾排放、厕所结构等,详见表3。农业污染的调查主人依靠农科部门所掌握的资料,对农药施用情况进行一般性调查。
2.2.3 地表水污染调查内容
地表水本区主要指泉沟河,主要调查沿泉沟企业分布情况,企业对泉沟污水排放情况,包括排放量,排放可能存在的有害物质,排放方式(集中、连续、间断)。泉沟本身的地质、地貌特征,泉水去向等。
2.3 取样项目及取样点的布置
2.3.1 取样项目
根据当地的具体实际情况,确定了25个分析项目,详见表4。

2.3.2 取样点布置原则
取样点的布置是在水文地质调查和污染现状调查之后确定的,具体布置原则为:
(1)在工业集中区及城区按地下水流向加密布置水质监测点(每平方公里2~3个)远离城区及工业区适当放宽水质监测点的距离(每平方公里0.5~1个);
(2)在重点研究地段顺地下水流向水质监测点由密到疏呈放射状布置(每平方公里由3~4个至每平方公里1~2个);
(3)受农业污染地区以面状均匀布置水质监测点(每平方公里0.5~1个)。
3 评价方法
3.1 工业“三废”评价方法
工业“三废”的评价主要突出各企业“三废”排放量的比重,间接反映出环境污染状况,指导污染综合治理。
3.1.1 评价基本模式
(1)等标排放量公式:

式中:Pi(汽、水、渣)为污染物(汽、水、渣)中i物质的等标排放量(t/a);P(汽、水、渣)为某污染物(汽、水、渣)的等标排放量(t/a);P综合为污染物(汽、水、渣)三项综合等标排放量(t/a);mi为i物质的绝对排放量(t/a);Ci为i物质的评价标准浓度(mg/L);α、β、γ分别为废汽、废水、废渣转换系数。
(2)等标排放量率指数公式:

R综合=R汽综合+R水综合+R渣综合 (6)
式中:R(汽、水、渣)综合为某项(汽、水、渣)污染物的等标排放量率指数(%);R综合为污染物(汽、水、渣)三项综合等标排放量率指数(%)。
3.1.2 评价方法
污染源评价主要采用等标排放量及等标排放量率指数对各企业“三废”物质作出单项和综合评价,其评价方法为:
(1)按公式(1)、(2)分别计算出各企业中各项污染物中某i物质的等标排放量(Pi);各企业各项污染物的等标排放量
及所有参加评价企业各项污染物的等标排放量
渣);
(2)采用公式(3)、(4)、(5)式分别计算出各企业中各项污染物中某i物质的污染率指数及各企业各污染物质的污染率指数;
(3)污染源综合评价中,按(6)式可计算出各企业(废水、废汽、废渣综合)污染率指数。
评价结果反映出各企业“三废”综合污染状况(即对环境潜在污染影响程度的大小)及各单项污染状况。
3.2 地下水污染评价方法
对地下水污染,目前国内外评价方法很多,且各评价模式的侧重点也不同,在本项工作中采用了“健康效应”污染指数和模糊数学水质评价法。
3.2.1 评价基本模式
3.2.1.1 “健康效应”污染指数法
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式中:W为某水井地下水污染指数;Ci为样品中某种污染物的实际含量(mg/L);Xo为该种污染物的污染起始值(mg/L);Cbi为该种污染物的饮用水标准(mg/L);ΣCb为评价项目中所有污染物饮用水标准的总和;m为水质监测项目数。

人体健康效应影响系数。
3.2.1.2 模糊数学法评价模式
(1)线性隶属函数式
Ⅰ级水


式中:YⅠ、YⅡ、YⅢ为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级水的隶属度;CⅠ、CⅡ、CⅢ分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级水的评价标准(mg/L); X为某项物质的实测浓度(mg/L);
(2)权重计算式

式中:Ci为某项物质的实测浓度(mg/L);Wi为某项物质的隶属度;Si为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级水评价标准的平均值(mg/L);W为参加评价各单项指标权重。
(3)综合评判法
B=AOR3.
3.2 评价方法
3.2.2.1 指数法评价
(1)起始值的选择:调查区及其外围以往未做过污染调查及水质多项监测工作,污染起始值难以确定。本次评价起始值采用了本区内远离工业污染及城市生活污染,并受农业污染影响最小地段内的水质资料来近似代替污染起始值。
(2)评价因子的选择:由于各监测点取样数量及监测项目的差别,参加评价水井的监测项目最多18项,最少7项,一般为15项。为了统一评价,特对(7)式作了修正,取各参加评价项目的平均污染指数作为划分污染程度的依据之一。
(3)污染程度的划分依据,详见表5。

3.2.2.2 模糊数学评价
模糊数学评价按(8)至(12)式进行B=AOR模糊评判(备有pc-1500计算机程序)。计算结果按YⅠ、YⅡ、YⅢ隶属度的大小划分出Ⅰ级水(好水)、Ⅱ级水(符合标准水)、Ⅲ级水(超标严重水)。
3.3 主要污染评价图件及反映内容
3.3.1 主要污染评价图件
根据本区污染状况,主要编绘了以下污染图件,以反映本区污染现状。
(1)污染水文地质图;
(2)污染现状图;
(3)单项离子评价图(硝酸根、亚硝酸根、铵根、矿化度、总硬评价图);
(4)地下水污染指数法综合评价图;
(5)地下水模糊数学法评价图;
(6)地下水污染原因分析图;
(7)工业污染源综合评价图。
3.3.2 图件反映内容
考虑到图件的实用性,编图力求简明易读,图件中以单项指标评价为主,反映内容齐全,详见表6。



4 结 语
本文介绍了对张掖市地下水污染的调查及评价方法,利用这种方法可以直观明了地从各图件上看到各区域内地下水的污染程度、污染原因,有利于掌握地下水的污染现状。该文为改良地上水减少污染提供了第一手资料,并对防治地下水污染也有一定的指导意义。
