5.3污染物的时空分布特征

　　5.3.1三氮、重金属分布特征及变化趋势预测

　　图5-5 氨氮含量分布趋势

　　图5-6 硝酸盐氮含量分布趋势

　　图5-7 亚硝酸盐氮含量分布趋势

　　根据以上三氮含量分布趋势图可知，地表水和潜水中的三氮含量明显高于浅部承压水和深部承压水，且三氮含量有明显的减少趋势。潜水中的氨氮、亚硝酸盐氮的含量均很低，硝酸盐氮在地表水和潜水中均被检测出，而浅部地下水和深部地下水中三氮的含量很低，接近于零刻度线，且分布特征稳定，未出现异常地趋势，由此可推断研究区三氮对地下水未造成影响。

　　在地表水水样中，沿着研究区内的鲍邱河段从上游到下游分布，从图上可以看出，在上游潘各庄鲍邱河桥下地表水中，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮均未被检测出，氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮沿着河流的方向浓度逐渐增高，而由于受到污水处理厂的处理，三氮等污染物在下游出现了较少的趋势。同时可以说明检测结果的正确性。

　　5.3.2 重金属分布特征及变化趋势预测

根据地表水和地下水的评价结果可知，地表水中重金属指标含量低于地下水中的重金属的含量，根据2014年锰含量分布图可知，浅部承压水中重金属锰的含量严重超标，在点W100-06(夏垫砖厂东灌溉井)处最高。以该点向W100-05(东庄老乡家)及周边迁移扩散，其迁移扩散方向与浅部承压水的流向基本一致，夏垫砖厂东灌溉井处地下水已严重受到污染，且污染物为具有剧毒的重金属锰，并逐渐向周边地区的地下水扩散，由于该处地下水用以灌溉水使用，其污染物经植物吸收间接进入人体内，长期食用在人体内积累将对人体健康产生极大的威胁。但是对比两年的数据可看出地表水中锰的含量非常少均未超标。锰污染并非直接来自地表水，据了解是当地工厂将污水直接灌入机井中，这可能是造成锰污染的主要方式。而在2016年数据可看出地下水中锰地含量呈减少的趋势。

图5.8 2014年锰含量趋势分布

图5.9 2016年锰含量趋势分布

图5.10 2014年铁含量趋势分布

　　图5.11 2016年铁含量趋势分布

　　根据铁含量分布图可知，2014年潜水中铁的含量严重超标，而在地表水、地下水中均检测到铁的含量，在南寺头铁的含量最高，达到1.5mg/l。在2016年数据中显示地表水和地下水中均检测到铁的含量，潜水中铁的含量严重超标，在夏垫村铁的含量最高，达到1.0mg/L。其他区域如芮屯村、诸葛庄村的铁含量也很高，经调查在研究区内分布有大量轧钢厂、汽车修理厂和钢材加工厂，其工厂废水中含有大量铁锈，这是导致地下水中铁含量大幅增高的原因。并且污染物在地下水中一夏垫向周围扩散，对周围区域地下水有很大影响。据调查随社会对该区域的高度重视，该地区已有两家轧钢厂停业，但是地下水中铁污染还是很严重，长期使用该地区地下水种人体健康有很大影响。

5.3.3污染物沿程的时空分布特征

　　图5.12 2014年地表水中重金属沿程分布

　　图5.13 2016年地表水中重金属沿程分布

根据地下水的流向选择沿水流方向的水样点分析污染物的分布特征，根据上图可知，地表水中铁的含量均超标，对比两年的数据，可以看出2016年锰的含量较少，总体呈较少趋势发展。地表水重金属污染比较严重，现阶段已不能使用。

图5.14 2014年潜水中重金属沿程分布

图5.15 2014年浅部承压水中重金属沿程分布

图5.16 2014年深部承压水中重金属沿程分布

　　图5.17 2016年地下水中重金属沿程分布

　　根据地下水的流向选择沿水流方向的水样点分析污染物的分布特征，根据上图可知，潜水中，南寺头村、夏垫村铁的含量严重超标明显高于其他地区。而锰的含量很少均未超标。在浅部承压水中，夏垫村、东庄锰指标均明显高于其他地区，在夏垫村锰的含量也严重超标。在深部承压水中，铁和锰的含量均未超标，这说明研究区深部承压水未受到污染。对比2016年数据可以看出地下水中主要超标物为铁指标，锰的含量呈较少趋势。该地区地下水受到较为严重的污染，由于在夏垫村内分布有大量的轧钢厂和金属加工厂，对当地的地下水造成污染，并在此形成以夏垫为中心的污染源，沿地下水水流方向逐渐向周围村庄迁移扩散，导致地下水受污染的面积不断扩大，这也验证了夏垫村发病率较高的主要原因。

　　5.3.4污染物空间演化规律

　　研究区内鲍丘河大致流向为自北向南，地处燕山山前平原地区，总地势北高南低，自北向南倾斜。按照自北向南的方向选取采样点分析地表水和地下水中铁离子变化规律。

　　5.3.4.1地表水

　　自北向南选取鲍丘河上游(夏垫村)、中上游(兴隆庄)、中下游(马房村 东800米处公路桥下)、下游(诸各庄村钢坝)为采样点，研究地表水中铁离子含量空间变化规律。铁离子变化规律见图5.14地表水铁离子空间变化规律。

　　研究发现随河流自北向南，铁离子含量基本都是减少的，对比2014年和2016 年数据发现，在2014年鲍丘河中下游处铁离子含量比下游处铁离子含量高，而在2016年数据中显示中下游处铁含量比下游处铁含量低，但是总体鲍丘河中铁离子含量随流场(自北向南)呈下降趋势。

　　综上所述可以看出，在鲍丘河中下游、下游断面铁离子含量变化比较大，有很大的区别，2014年中下游段面处污水处理厂堆西部各类工厂污水处理不够彻底，下游地表水中铁离子主要来源鲍丘河上游和西部各类工厂污水。而在2016年数据中显示中下游断面铁离子的含量明显高于下游铁离子的含量，可能是中下游处污水处理厂对西部地区各类工厂污水处理使鲍丘河中下游处水中水质有明显改变。然而下游地表水中铁离子的含量变化不大，侧可能是受到其他人为因素的影响。铁离子变化见图5.14地表水铁离子空间变化规律，图5.17 Fe等值线图。

　　图5.18地表水铁离子空间变化规律

　　5.3.4.2地下水

　　自北向南选取研究区内鲍丘河附具有代表性的地点采集地下水。地下水水样都是从村民家中搜聚。主要包括夏垫村、兴隆庄村、北太平庄村、太平庄村、东庄村、芮屯村、毛场村、诸葛庄村、赵沟子村等，以个村内水井作为控制点，研究地下水中铁含量空间变化规律。铁离子变化见图5.15 2014年地下水铁空间变化规律、图5.16 2016年地下水铁空间变化规律，图5.17 Fe等值线图。

　　研究发现随流场变化(自北向南)，地下水中铁含量显著高于地表水中铁含量，同时通过观察2014年数据发现地下水中铁含量呈减少趋势，且潜水中铁离子含量严重超标，潜部承压水中铁离子含量部分超标，深部承压水中铁离子未超标，在2016年数据中可以看出铁离子含量随流场变化不明显，其中夏垫村、芮屯村、潘各庄村水井观察点铁离子含量明显高于其他地区。其余地区不是太明显。

　　综上所述可，夏垫镇地下水中铁含量比较高，显著高于地表水中铁含量，该研究区内各类工厂包括神华、金华、宝生、鑫恒基四个轧钢厂(目前已停产两家)、镀锌厂、汽车修理厂、石料加工厂、化工厂、印刷厂、洗煤厂、饲料厂，此外还有石油油库等对该地区地下水有很大影响。

　　图5.19 2014年地下水铁离子空间变化规律

图5.20 2016年地下水铁离子空间变化

　　图5.121 Fe等值线图

　　第六章 水环境现状与污染源分析

　　6.1自然因素

　　影响研究区地下水水质的自然因素包括气候条件、地下水的流向、地下水的赋存条件、地下水的补给等。

　　研究区位于中纬度地带，属温带半湿润、半干旱大陆性季风气候。鲍邱河在3～5月基本处于断流，少量的河水是由于人为排放和5月份少量的降雨。夏垫村是一块洼地，每到雨季，鲍丘河就会暴涨恒流，污水覆盖真个村庄。而该区域地下水的补给主要为河流补给和降水补给，河水通过土壤的缝隙和细孔不断向下渗透，污染地下水，使地下水中污染物含量增多，研究区地形北高南低，该区域地下水流向和地表水流向基本一致，地下水中的污染物会随着地下水的流向周边区域扩散，地下水在流动时候，直接进入村民的水井中。

　　对该区域的地下水埋藏越深，地下水受污染程度越低，水质越好。

　　6.2人为因素

　　影响研究区水质的人为成分包含工业“三废”、农业活动、生活垃圾。

　　工业“三废”包括工业废水、工业废气、工业废渣。研究区内有较多的工厂，包括神华、金华、宝生、鑫恒基四个轧钢厂(目前已停产两家)、造纸厂、镀锌厂、汽车修理厂、石料加工厂、化工厂、印刷厂、洗煤厂、饲料厂，此外还有石油油库。据了解研究区各类工厂都安装污水处理设备，且都达标，但是由于污水处理成本较高，各工厂由于降低成本，不开机器尽量不开，外界根本无法监督。由于近几年研究区受到各方关注，轧钢厂污水排放口由明转暗，使外界对这类工厂的监督更加难以进行实施。而工厂内排出的废气在雨季随降雨汇入鲍丘河，再通过下渗作用进入地下水，是地下水中的污染物含量增多。研究区内工业废渣露天堆放或填埋，都会受到雨水的淋滤而深入地下水中。工业废渣成分相对简单，主要与生产性质有关。污水处理厂的污泥属于危险废物，污水中含有的重金属与有机物都会在污泥中聚集，是污泥中污染物成分也比较复杂,且其含量高于污水[21]，工业污染源分类见下表6.1工业污染源分类。

　　农业作为农村的主要产业，需水量很大，而研究区灌溉方式上主要采用漫灌，且水源为地下水，用受污染的而地下水灌溉农田，是农作物中污染物富集，间接地对研究区内的人和动物的生命造成威胁。

　　随着生活水品的提高，住民排放的生活污水量逐渐增多，此中的污染物来自人体的排泄物和番笕、洗涤剂、腐烂的食品等。同时夏垫镇内存在很多教研机构排放的废水成分越发复杂，常含有很多有毒物质。所以说生活垃圾对该地区地下水的污染有很大影响。也是地下水的污染源之一。

　　表6.1工业污染源分类

工业部门	污染源	主要污染物
		气体	液体	固体
冶金工业	黑色冶金：选矿、炼钢、炼铁、轧钢等	粉尘、SO2、CO、CO2、H2S及重金属	氰、多环芳烃类化合物、冷却水、酸性洗涤水	矿石渣、炼钢废渣
	有色金属冶炼：选矿、冶炼、电解、精炼等	粉尘、SO2、CO、CO2、H2S及重金属Cu、Zn、Hg、As、Cd等烟尘	含重金属Cu、Pb、Zn、Hg、Cd、As的废水、酸性废水、冷却水	冶炼废渣
石油化工工业	炼油、蒸馏、裂解、催化等工艺以及合成有机化学等的产品	石油气、H2S、烯烃、烷烃、苯类、醛、酮等各种有机气体	油类、酚类及各种有机物等	—
造纸工业	纸浆、造纸的生产	烟尘、硫酸、H2S	碱、木质素、酸、悬浮物	—
化学工业	化学肥料、有机和无机化工品、化学纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药等的生产	CO、H2S、NOx、SO2、F等	各种盐类、Hg、As、Cd、酚、氰化物、苯类、醛类、醇类、油类、多环芳烃化合物	—

　　第七章 结论及建议

　　7.1结论

　　本论文较系统地研究了京东夏垫镇水体重金属污染情况。通过对研究区内的地表水(鲍丘河)、地下水水体进行现状调查与评价，对比2014年的监测数据对水体中的三氮、重金属离子等污染物的分布特征及其变化趋势进行研究。具体结论如下：

　　(1)研究区内地表水和地下水均受到不同水品的污染，此中地表水超标污染物主要有三氮、铁指标，其主要来自研究区内居民的生活污染源，且在研究区内鲍丘河下游污染物的含量高于上游的含量。而地下水中的主要污染物锰、铁指标。其中铁和锰在潜水中和浅部承压水中的含量严重超标。比较两年内数据发现研究区内锰的含量呈较少趋势。深部承压水污染程度很低。

　　(2)根据内梅罗综合污染指数法评价结果，两年内数据显示2014年潜水达到中度污染，浅部承压水达到警戒值，2016年只有一处浅部承压水达到轻度污染，其他地区地下水均达到警戒值。总体来说夏垫村内水质污染较为严重，此中三氮、铁和锰的含量严重超标。深部承压水到达警戒值。

　　(3)从水动力条件来看，研究区内河流的水动力条件较弱，直接导致污染物长期堆积，不利于水环境的自主净化能力和污染物的迁移与扩散。

　　(4)沿地下水的流动方向，三氮指标和铁、锰指标均明显高于其他地区，其地下水已受到较为严重的污染，由铁和锰指标含量分布趋势图可知，研究区内夏垫村铁和锰的含量明显高于周边地区，由于在夏垫村内分布有大量的轧钢厂和金属加工厂，对当地的地下水造成污染，并在此形成以夏垫为中心沿地下水水流方向逐渐向周围村庄迁移扩散的趋势，导致地下水受污染的面积不断扩大，这也验证了夏垫村发病率较高的主要原因。

　　(5)根据水样检测结果发现，地表水中铁、锰的含量很低，潜水和浅部承压水中铁、锰的含量严重超标，可判断铁、锰污染物直接进入潜水和浅部承压水含水层形成污染源，因此，研究区内潜水和浅部承压水污染较严重。

　　7.2存在问题及建议

　　通过本次工作虽然对研究区重金属分布情况有了根深的认识和了解，但是由于时间有限，部分资料不足等多方面原因，还有部分数据未检出，造成论文中存在较多不足之处。由于两年的采样点和采样数不一致，导致污染物变化趋势不明显。同时也使水化学演化特征不明显，未做水化学类型比较。

　　(1)主要当地村民应提高环境保护意识，对于污染较严重的工厂企业入驻应该慎重考虑，同时对于生活垃圾的处理应集中进行，不要随意丢弃，共同保护生活环境。

　　(2)当地有关部门应全面对研究区内的工厂进行严格整顿和监督，建立比较完善的污水排放标准和监督制度，确保工厂内污水处理达标后再排放。同时应该加强在当地工厂内上班工作人员的环保意识。这样能够跟好的帮助政府改善当地生活环境。

　　(3保护环境人人有责。企业员工、领导都要认真、自发进修、遵守环境

　　保护法律法规及有关规定，准确对待和处理生产与保护环境之间的关系，坚

　　持预防为主，防治结合的方针，提倡车间清洁生产、循环利用，从源头上尽

　　量消灭污染物，并认真执行“谁污染、谁治理”的原则。