5.1.2评价指标
本次地表水水环境评价选择总氮、锌、镉、铅、镍、铬、锰、铁等元素作为评价指标。地表水检测指标及检测结果见表5-2、5-3。
表5-2 2014年地表水样检测指标及结果
|
水样编号 |
评价标准 |
R-01 |
R-02 |
R-03 |
R-04 |
R-05 |
|
氨氮（mg/l) |
1 |
12.164 |
9.47 |
5.528 |
11.715 |
9.333 |
|
硝酸盐(mg/l) |
10 |
9.296 |
26.651 |
45.843 |
0.963 |
25.842 |
|
亚硝酸盐(mg/l) |
0.51 |
3.615 |
1.878 |
1.702 |
0.236 |
4.473 |
|
六价铬(mg/l) |
0.05 |
0.002 |
0.005 |
0.004 |
0.009 |
0.004 |
|
铅(mg/l) |
0.05 |
0.00018 |
0.00009 |
0.0001 |
0.00008 |
0.00001 |
|
锰(mg/l) |
0.1 |
0.03596 |
0.0051 |
0.01976 |
0.00436 |
0.0055 |
|
镉(mg/l) |
0.005 |
0.00002 |
0.00001 |
0.00004 |
0.00001 |
0.00002 |
|
铁(mg/l) |
0.3 |
0.25 |
0.305 |
0.373 |
0.259 |
0.31527 |
表5-3 2016年地表水样检测指标及结果
|
水样编号 |
评价标准 |
R-01 |
R-02 |
R-03 |
R-04 |
|
氨氮（mg/l) |
1 |
11.165 |
5.472 |
9.285 |
12.714 |
|
硝酸盐(mg/l) |
10 |
0.896 |
43.634 |
25.583 |
9.387 |
|
亚硝酸盐(mg/l) |
0.51 |
0.215 |
1.713 |
1.913 |
3.569 |
|
Zn (mg/L) |
1 |
0.0457 |
0.0426 |
0.3697 |
0.045 |
|
Cd(mg/L) |
0.005 |
0.00006 |
0.00006 |
0.00003 |
0.00004 |
|
Pb(mg/L) |
0.05 |
0.00003 |
0.00002 |
0.00007 |
0.00001 |
|
Ni(mg/L) |
0.02 |
0.0042 |
0.0125 |
0.0262 |
0.0116 |
|
Cr(mg/L) |
0.05 |
0.0052 |
0.0073 |
0.0056 |
0.0034 |
|
Mn(mg/L) |
0.1 |
0.01692 |
0.00296 |
0.01196 |
0.00688 |
|
Fe(mg/L) |
0.3 |
0.36644 |
0.30808 |
0.08907 |
0.2334 |
5.1.3评价方法
此次水质评价采用内梅罗综合污染指数法。内梅罗污染指数法是单综合污染指数法中极值型污染指数的一种。在计算污染物分指数时，往往出现某种污染物超标倍数很高，但是其他若干污染物都不超标，平均状况也不超标，实际某种污染物超标就会造成对环境的位害。内梅罗综合污染指数法的特点是既考虑了污染物的平均浓度，又兼顾了浓度最大的污染物对水污染的影响。
计算各测项的超标率：Re=
其中：——表示某测项的实测浓度
——表示某测项的评价标准
各项超标率见下表5-4
表5-4 检测项超标率
|
检测项目 |
Re |
|
氨氮（mg/l) |
100 |
|
硝酸盐(mg/l) |
60 |
|
亚硝酸盐(mg/l) |
80 |
|
Zn (mg/L) |
0 |
|
Cd(mg/L) |
0 |
|
Pb(mg/L) |
0 |
|
Ni(mg/L) |
25 |
|
Cr(mg/L) |
0 |
|
Mn(mg/L) |
0 |
|
Fe(mg/L) |
50 |
由上述数据分析可知，研究区内地表水中三氮的污染较为严重。通过两年数据对比可以看出主要超标的的污染物由氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、铁等。由两年的数据对比可看出，中下游段铁的含量呈下降趋势，说明当地地表水水质相比于几年前的水质有所好转，研究区内的已建成两座污水处理厂，沿鲍丘河分布的工厂产生的工业废水经过一定的处理后排放，污染明显下降。同时轧钢厂数量减少也使得工厂产生的废水对鲍丘河的污染减轻。
5.1.4地表水水化学类型及分布特征
此次研究选定鲍丘河在研究区内的四个点进行分析，所采集的水样点基本覆盖鲍丘河的上、中、下游。以下为四个水样点的水化学类型及分布特征。地表水的Durov Diagram图和Pipper Diagram见图5-1、图5-2。
图5-1 地表水水化学类型Durov Diagram图
图5-2 地表水水化学类型Pipper Diagram图
由以上Durov Diagram图和Pipper Diagram图可知，地表水的水化学类型较稳定，不同采样点的各离子成分及水化学类型接近分布在同一区域范围内。地表水中的矿化度有较大的波动，总体趋势为研究区内鲍丘河中游的矿化度高于鲍丘河上游、下游的矿化度。其中位于鲍丘河中上游兴隆庄旁小桥上(R-02)处的矿化度最高，该水样点附近分布有较多的砖厂和汽车修理厂，是导致该点矿化度高的主要原因。而位于研究区的最北边即鲍丘河上游潘各庄鲍邱河桥(R-01)和下游韩家府村南大闸桥上(R-04)的矿化度均比较低，可知上游和下游的污染小于中游，上游和下游附近并未分布工厂，而中游分布有较多的工厂和工业园区，所排出的废水使水中的矿化度增加。
5.2地下水环境现状评价
5.2.1评价标准
依据《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)对地下水水质进行评价，根据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质最高要求，将地下水质量划分为五类见表5-5。
表5-5 地下水评价标准分类表
|
类别 |
适用范围 |
|
Ⅰ类 |
主要反映地下水化学组分的天然低背景含量，适用于各种用途 |
|
Ⅱ类 |
主要反映地下水化学组分的天然背景含量，适用于各种用途 |
|
Ⅲ类 |
以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。 |
|
Ⅳ类 |
以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。 |
|
Ⅴ类 |
不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。以Ⅲ类水质作为评价标准 |
以Ⅲ类水质作为评价标准。Ⅲ类水质标准见下表5-6。
表5-6 地下水水质标准(mg/l)
|
检测项目 |
标准 |
|
氨氮（mg/l) |
0.2 |
|
硝酸盐(mg/l) |
20 |
|
亚硝酸盐(mg/l) |
0.02 |
|
锰（mg/l） |
0.1 |
|
镉（mg/l） |
0.05 |
|
锌（mg/l） |
1 |
|
铬（mg/l） |
0.05 |
|
铁（mg/l） |
0.3 |
|
铅（mg/l） |
0.05 |
|
镍（mg/l） |
0.02 |
5.2.2评价指标
地下水水环境评价选择8项指标进行评价。具体评价指标和检测结果如表5-7、5-8。
表5-7 地下水水样检测指标及结果
|
项目 单位（mg/l） |
Mn |
Fe |
Cr |
硝酸盐 |
氨氮 |
亚硝酸盐 |
|
W50-01 |
0.0151 |
1.4116 |
0.0000 |
81.76 |
0 |
0.047 |
|
W50-02 |
0.0028 |
0.8748 |
0.0030 |
295.91 |
0.087 |
0.045 |
|
W50-03 |
0.0032 |
0.8547 |
0.0150 |
239.03 |
0.111 |
0.137 |
|
W50-04 |
0.0046 |
0.3913 |
0.0040 |
2.83 |
0.32 |
0.054 |
|
W100-01 |
0.0031 |
0.3550 |
0.0030 |
1.45 |
0.022 |
0.066 |
|
W100-02 |
0.0064 |
0.2105 |
0.0060 |
3.21 |
0.221 |
0.061 |
|
W100-03 |
0.1304 |
0.3492 |
0.0000 |
0.96 |
0.61 |
0.048 |
|
W100-04 |
0.0842 |
0.1658 |
0.0030 |
1.69 |
0.517 |
0.045 |
|
W100-05 |
0.1890 |
0.2125 |
0.0030 |
1.59 |
0.339 |
0.062 |
|
W100-06 |
0.3739 |
0.5737 |
0.0040 |
1.97 |
0.289 |
0.121 |
|
W100-07 |
0.0128 |
0.2108 |
0.0040 |
1.07 |
0.284 |
0.041 |
|
W100-08 |
0.0012 |
0.1898 |
0.0050 |
2.11 |
0 |
0.085 |
|
W100-09 |
0.0081 |
0.1904 |
0.0050 |
0.00 |
0.19 |
0.046 |
|
W100-10 |
0.0006 |
0.2391 |
0.0030 |
0.00 |
0.226 |
0.043 |
|
W300-01 |
0.0078 |
0.1312 |
0.0030 |
1.37 |
0.269 |
0.039 |
|
W300-02 |
0.0040 |
0.1261 |
0.0050 |
1.44 |
0.534 |
0.05 |
|
W300-03 |
0.0483 |
0.2175 |
0.0030 |
2.71 |
0.378 |
0.037 |
|
W300-04 |
0.0361 |
0.1339 |
0.0030 |
1.47 |
0.171 |
0.038 |
|
W300-05 |
0.0045 |
0.1446 |
0.0030 |
1.63 |
0.269 |
0.039 |
表5-8 2016年地下水水样检测指标及结果
|
项目单位（mg/L） |
硝酸盐 |
氨氮 |
亚硝酸盐 |
Zn |
Cd |
Pb |
Ni |
Cr |
Mn |
Fe |
|
W-01 |
86.212 |
0.232 |
0.036 |
0.0556 |
0.00045 |
0.00004 |
0.0044 |
0.0008 |
0.00590 |
0.96048 |
|
W-02 |
3.468 |
0.024 |
0.041 |
0.0534 |
0.00004 |
0.00002 |
0.0072 |
0.0021 |
0.00050 |
0.17881 |
|
W-03 |
2.095 |
0.143 |
0.038 |
0.0483 |
0.00011 |
0.00007 |
0.0074 |
0.0011 |
0.00383 |
0.37046 |
|
W-04 |
1.212 |
0.279 |
0.062 |
0.0334 |
0.00042 |
0.00003 |
0.0027 |
0.0011 |
0.05290 |
0.40477 |
|
W-05 |
1.448 |
0.283 |
0.043 |
0.0458 |
0.00027 |
0.00004 |
0.0062 |
0.0061 |
0.06166 |
0.47279 |
|
W-06 |
0.996 |
0.326 |
0.021 |
0.0126 |
0.00005 |
0.00002 |
0.0038 |
0.0012 |
0.07779 |
0.84775 |
|
W-07 |
1.270 |
0.223 |
0.035 |
0.0377 |
0.00031 |
0.00005 |
0.0059 |
0.0014 |
0.00896 |
0.12490 |
|
W-08 |
1.160 |
0.239 |
0.046 |
0.0480 |
0.00029 |
0.00003 |
0.0050 |
0.0015 |
0.00331 |
0.85508 |
|
W-09 |
1.516 |
0.278 |
0.049 |
0.0097 |
0.00033 |
0.00003 |
0.0011 |
0.0006 |
0.00081 |
0.46862 |
5.2.3 评价方法
目前，关于地下水污染评价的方法多种多样，主要包括综合污染指数法、系统聚类分析法、灰色聚类分析法、模糊数学法、人工神经网络分析法等。根据研究区实际情况选择综合污染指数法作为评价方法。
Nemerow指数计算公式为
P=
其中：——表示各项污染指数中的最大值，;
——表示各项污染指数的平均值，表达式为;
——表示某污染物实测浓度，表示某污染物的评价标准;
根据以上计算公式及数据可以算的各水样中各项目的Pi、及值，近而求得Nemerow指数。根据实验结果进行划分Nemerow指数评价等级。各项指标的Pi值见表5-9、5-10。Nemerow指数评价等级见表5-11。具体评价结果如表5-12、5-13。
表5-9 2014年各项指标Pi值
|
项目 |
Mn |
Fe |
As |
Se |
Cr |
Ba |
氟化物 |
氯化物 |
硫化物 |
硝酸盐 |
氨氮 |
亚硝酸盐 |
|
Pi值 |
Pi |
Pi |
Pi |
Pi |
Pi |
Pi |
Pi |
Pi |
Pi |
Pi |
Pi |
Pi |
|
W50-01 |
0.1512 |
4.705 |
13.859 |
0.1240 |
0.0000 |
0.24 |
0.88 |
0.50 |
0.47 |
4.09 |
0 |
2.35 |
|
W50-02 |
0.0280 |
2.915 |
1.199 |
0.0018 |
0.0600 |
0.07 |
0.60 |
0.52 |
0.28 |
14.80 |
0.435 |
2.25 |
|
W50-03 |
0.0321 |
2.849 |
1.844 |
1.5967 |
0.3000 |
0.16 |
0.32 |
2.19 |
1.15 |
11.95 |
0.555 |
6.85 |
|
W50-04 |
0.0455 |
1.304 |
12.862 |
0.0302 |
0.0800 |
0.14 |
1.78 |
0.12 |
0.15 |
0.14 |
1.6 |
2.7 |
|
W100-01 |
0.0314 |
1.183 |
8.5704 |
0.0270 |
0.0600 |
0.12 |
1.40 |
0.18 |
0.09 |
0.07 |
0.11 |
3.3 |
|
W100-02 |
0.0645 |
0.701 |
1.1668 |
0.0199 |
0.1200 |
0.13 |
1.08 |
0.06 |
0.04 |
0.16 |
1.105 |
3.05 |
|
W100-03 |
1.3041 |
1.164 |
0.5085 |
0.0119 |
0.0000 |
0.17 |
0.77 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
3.05 |
2.4 |
|
W100-04 |
0.8415 |
0.552 |
4.2901 |
0.0268 |
0.0600 |
0.10 |
0.59 |
0.02 |
0.01 |
0.08 |
2.585 |
2.25 |
|
W100-05 |
1.8897 |
0.708 |
17.9069 |
0.0107 |
0.0600 |
0.16 |
1.60 |
0.06 |
0.12 |
0.08 |
1.695 |
3.1 |
|
W100-06 |
3.7391 |
1.912 |
19.7517 |
0.0177 |
0.0800 |
0.12 |
1.84 |
0.13 |
0.07 |
0.10 |
1.445 |
6.05 |
|
W100-07 |
0.1285 |
0.702 |
4.4789 |
0.0195 |
0.0800 |
0.15 |
1.44 |
0.03 |
0.05 |
0.05 |
1.42 |
2.05 |
|
W100-08 |
0.0122 |
0.632 |
2.7884 |
0.0298 |
0.1000 |
0.14 |
0.94 |
0.05 |
0.03 |
0.11 |
0 |
4.25 |
|
W100-09 |
0.0811 |
0.634 |
5.0280 |
0.0000 |
0.1000 |
0.08 |
1.57 |
0.04 |
0.04 |
0.00 |
0.95 |
2.3 |
|
W100-10 |
0.0056 |
0.797 |
0.3453 |
0.0000 |
0.0600 |
0.12 |
0.51 |
0.09 |
0.08 |
0.00 |
1.13 |
2.15 |
|
W300-01 |
0.0776 |
0.437 |
0.2570 |
0.0409 |
0.0600 |
0.07 |
0.46 |
0.02 |
0.09 |
0.07 |
1.345 |
1.95 |
|
W300-02 |
0.0396 |
0.420 |
0.2447 |
0.0308 |
0.1000 |
0.07 |
0.47 |
0.02 |
0.08 |
0.07 |
2.67 |
2.5 |
|
W300-03 |
0.4831 |
0.724 |
1.2040 |
0.0209 |
0.0600 |
0.08 |
0.96 |
0.02 |
0.02 |
0.14 |
1.89 |
1.85 |
|
W300-04 |
0.3606 |
0.446 |
0.2557 |
0.0000 |
0.0600 |
0.09 |
0.51 |
0.02 |
0.01 |
0.07 |
0.855 |
1.9 |
|
W300-05 |
0.0449 |
0.481 |
0.2272 |
0.0238 |
0.0600 |
0.08 |
0.48 |
0.02 |
0.03 |
0.08 |
1.345 |
1.95 |
表5-10 2016年各项指标Pi值
|
Pi |
硝酸盐 |
氨氮 |
亚硝酸盐 |
Zn |
Cd |
Pb |
Ni |
Cr |
Mn |
Fe |
|
W-01 |
4.3106 |
1.16 |
1.8 |
0.0556 |
0.009 |
0.0008 |
0.22 |
0.016 |
0.059 |
3.2016 |
|
W-02 |
0.1734 |
0.12 |
2.05 |
0.0534 |
0.0008 |
0.0004 |
0.36 |
0.042 |
0.005 |
0.596 |
|
W-03 |
0.1048 |
0.715 |
1.9 |
0.0483 |
0.0022 |
0.0014 |
0.37 |
0.022 |
0.0383 |
1.2349 |
|
W-04 |
0.0606 |
1.395 |
3.1 |
0.0334 |
0.0084 |
0.0006 |
0.135 |
0.022 |
0.529 |
1.3492 |
|
W-05 |
0.0744 |
1.415 |
2.15 |
0.0458 |
0.0054 |
0.0008 |
0.31 |
0.122 |
0.6166 |
1.576 |
|
W-06 |
0.0498 |
1.63 |
1.05 |
0.0126 |
0.001 |
0.0004 |
0.19 |
0.024 |
0.7779 |
2.8258 |
|
W-07 |
0.0635 |
1.115 |
1.75 |
0.0377 |
0.0062 |
0.0001 |
0.295 |
0.028 |
0.0896 |
0.4163 |
|
W-08 |
0.0580 |
1.195 |
2.3 |
0.0480 |
0.0058 |
0.0006 |
0.25 |
0.03 |
0.0331 |
2.8503 |
|
W-09 |
0.0758 |
1.39 |
2.45 |
0.0097 |
0.0066 |
0.0006 |
0.055 |
0.012 |
0.0081 |
1.5621 |
表5-11 Nemerow指数评价等级
|
级别 |
安全 |
警戒 |
轻度污染 |
中度污染 |
重度污染 |
|
P |
<1.00 |
1.00-3.85 |
3.85-7.60 |
7.60-12.45 |
>12.45 |
表5-12 2014年各水样点评价结果
|
水样编号 |
Pi(max) |
|
P |
等级 |
|
W50-01 |
2.280137882 |
13.8595 |
9.931887258 |
中度污染 |
|
W50-02 |
1.931025266 |
14.80 |
10.5506237 |
中度污染 |
|
W50-03 |
2.483290982 |
11.95 |
8.631462739 |
中度污染 |
|
W50-04 |
1.747085755 |
12.8624 |
9.178606713 |
中度污染 |
|
W100-01 |
1.261619543 |
8.5704 |
6.125497532 |
轻度污染 |
|
W100-02 |
0.641526833 |
3.05 |
2.203866679 |
警戒 |
|
W100-03 |
0.79395353 |
3.05 |
2.228549103 |
警戒 |
|
W100-04 |
0.951425004 |
4.2901 |
3.107263068 |
警戒 |
|
W100-05 |
2.283311885 |
17.9069 |
12.76461086 |
重度污染 |
|
W100-06 |
2.93786513 |
19.7517 |
14.12021077 |
重度污染 |
|
W100-07 |
0.884964683 |
4.4789 |
3.228289617 |
警戒 |
|
W100-08 |
0.756818215 |
4.25 |
3.052480451 |
警戒 |
|
W100-09 |
0.901517088 |
5.0280 |
3.612029697 |
警戒 |
|
W100-10 |
0.440270409 |
2.15 |
1.551827638 |
警戒 |
|
W300-01 |
0.405437495 |
1.95 |
1.408346471 |
警戒 |
|
W300-02 |
0.558934301 |
2.67 |
1.928899628 |
警戒 |
|
W300-03 |
0.620952021 |
1.89 |
1.406712731 |
警戒 |
|
W300-04 |
0.381696911 |
1.9 |
1.370345309 |
警戒 |
|
W300-05 |
0.402596621 |
1.95 |
1.407938926 |
警戒 |
表5-13 2016年各水样点评价结果
|
水样编号 |
Pi(max) |
|
P |
等级 |
|
W-01 |
4.3106 |
7.02136 |
5.82598 |
轻度污染 |
|
W-02 |
2.05 |
0.3401 |
1.46938 |
警戒 |
|
W-03 |
1.9 |
0.44369 |
1.37965 |
警戒 |
|
W-04 |
3.1 |
0.67088 |
2.24278 |
警戒 |
|
W-05 |
2.15 |
0.6316 |
1.58452 |
警戒 |
|
W-06 |
2.8258 |
0.65615 |
2.0513 |
警戒 |
|
W-07 |
1.75 |
0.38014 |
1.2663 |
警戒 |
|
W-08 |
2.8503 |
0.67708 |
2.07155 |
警戒 |
|
W-09 |
2.45 |
0.55699 |
1.77662 |
警戒 |
根据以上评价结果可知，研究区2014年四个潜水井均达到中度污染，潜水中主要超标污染物为硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、砷、铁。硝酸盐氮和砷二者均严重超标。在2016年数据显示研究区污染大幅度减轻，只有一个潜水井为轻度污染，水中主要超标污染物为硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮、铁等。其主要原因上游区域有养殖场、轧钢厂等流出的污水还有城镇中生活用水排放。
由上述数据可知2014年浅部承压水的污染程度达到警戒的等级，其主要污染物为氨氮、亚硝酸盐氮、铁和砷。与潜水中的污染物基本一致。在W100-05(东庄老乡家)和W100-06(夏垫砖厂东灌溉井)两处水样达到重度污染，主要污染物为锰、砷、氨氮、亚硝酸盐氮以及氟化物。2016年数据显示所检测水域污染程度达到警戒的等级，通过检测出数据的对比，可看出潜水中的污染物含量呈下降趋势，但是水环境中铁的含量减轻不明显。
同时2014年数据显示深部承压水也达到警戒的程度，氨氮、亚硝酸盐氮指标含量有所超标，其它的检测指标均未检测出超标，二者的含量均低于浅部承压水和潜水的含量，说明污染物从潜水层到浅部承压水再往深部承压水的下渗程度呈逐渐递减趋势，深部承压含水层的封闭性较好，与上覆承压含水层水力联系较微弱，基本未受到污染，对比2016年数据发现污染物数量成减少趋势，但是还处于警戒的等级，深部承压含水层基本未受到污染。
5.2.4 地下水水化学类型及分布特征
图5-3 地下水水化学类型Durov Diagram图
图5-4 地下水水化学类型Pipper Diagram图
由以上地下水Durov Diagram图和Pipper Diagram图可知，地下水化学类型为HCO3-Na-Ca-Mg型水样点的离子成分含量相接近，分布的区域也较相近。潜水区位于夏垫村附近地区由于受到该区域各类工厂对其的影响，使研究区潜水井的水质成分与该区域浅部承压水水质成分不同。研究区内的潜水已无法饮用，许多潜水井目前已成废弃井。
由地下水Durov Diagram图可知，研究区浅层地下水层的地下水离子成分稳定，并且不同水样点的水化学成分相近，几乎分布在同一区域内，并没有出现较大的波动，由此可以说明该层承压水与上覆潜水含水层的水力联系较弱，潜水含水层中的污染物没有扩散到浅部的承压含水层。目前，该深度含水层中的地下水没有作为直接生活饮用水，此类地下水多数作为浇地灌溉使用。
由Durov Diagram图和Pipper Diagram图可知该水样点处水中的矿化度明显高于其它地区，此水样点是芮屯村图中W-06点处矿化度明显高于其他地区，使该潜水井的水质成分与其它水样点不同。该水样点是芮屯村委会打的300米集体供水井，从含水层取出的水未经过处理直接供给居民，但此矿化度的水并不影响居民的饮用。
