保定地区地下水水源地水质变化情况探究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 22 日 作者简介:霍新颖(1975),女,汉族,河北唐山人,高级工程师,大学本科,理学学士,主要研究方向:水质检测。通讯作者:肖晓月(1992),男,工程师,研究方向:水质检验技术。-48-保定地区地下水水源地水质变化情况探究 霍新颖 朱恬丽 肖晓月(通讯作者)保定市供水有限公司,河北 保定 071000 摘要:摘要:随着改革开放的深入,由于地区经济的发展所导致的用水需求的扩大和保定市地下水水源地区域内部生活垃圾以及工业废水的向外排放,使得地下水位连年下降、水质不断恶化,造成现今水危机的加剧。本文以保定市地下水水源区水源井井群作
2、为研究对象,通过对水源井井群在 19652022 年之间水质变化情况的研究,对氯化物、硫酸盐、硝酸盐等三项水质指标的变化趋势,以及变化原因进行分析研究。通过研究发现在 2000 年以后,各个水源井的水质指标检测结果基本上都呈现出了上升趋势,且这一趋势一直持续至今。关键词:关键词:保定市地下水源;地下水;水质分析 中图分类号:中图分类号:P64 地下水源在上世纪作为保定市的主要供水水源,但由于地下水的过度开采,在上世纪六十年代末水源区的地下水几近枯竭,在水源地周边形成大面积的漏斗群。1虽然经过多年涵养,加之已经实施的王快水库与西大洋水库联通工程,还有南水北调工程的投入使用,为回灌地下水提供了充足
3、的水源。现在的保定市地下水水源地生产井多建于上世纪八九十年代,随着自然环境的演变和经济社会的发展,保定市地下水饮用水源保护区水文地质条件、防护条件及周边环境发生了较大变化。1 研究地区自然条件 1.1 自然地理特征 研究区西北部小部分区域为低山丘陵侵蚀地貌,其余部分均属河北平原,地势上来看,西高东低,由西向东微倾,地处漕河、界河的冲洪积扇区。该区域降雨具有年内、年际不均一的特征,20092019 年多年平均降水量 575.31mm,年最大降雨量为 758.8mm(2013 年),年最小降雨量为 426.0mm(2016 年)。1.2 地下水补给情况 该地区地下水垂直入渗补充主要是有降水入渗、灌
4、溉回归、河水入渗等方式实现的,主要的入渗区域为(1)水源区南部共计 73.68 平方公里的亚粘土岩层地区(2)水源区东部一带共计 93.96k 平方公里额亚砂土岩层地区。该地区地下水侧向径流补给在一亩泉干涸前主要为西部山区的地下水补给,但是由于过度开采所导致形成大面积的漏斗群的原因,现阶段该区域内部的主要侧向径流补给为王快水库与西大洋水库连通工程的补水方式。1.3 地下水动态特征 年内动态变化:该地区浅层地下水水位随着降水和开采变化,具有明显的季节性。春季灌溉期地下水水位迅速下降,并于 6-7 月达到年内最低值。在七月中下旬春季农业灌溉停止后,伴随着雨季的到来,地下水得到大气降水及河流侧向补给
5、,水位回升。到 11 月冬灌开始地下水位出现一个小幅度下降,此后又继续回升,到翌年的 2 月底或 3 月初水位达到最高峰。年际动态变化:浅层地下水年际动态直接受大气降水及人工开采控制。一般在丰水年降水量而开采量小,水位抬升,在枯水年降水量小而开采量大,水位下降。2 研究项目选择依据 本次研究将针对保定市地下水源区水源井在 1965年至 2022 年之间的水质变化情况进行研究,并选择氯化物、硫酸盐、硝酸盐等三项指标作为重点研究对象,其具体含义如下:2.1 氯化物 天然水体与生活饮用水中均包含氯化物,其主要与 K+、Na+、Ca2+、Mg2+四种离子结合,以无机盐的形式中国科技期刊数据库 工业 A
6、-49-存在于水体之中,当水源经过含氯地层或被生活污水、工业废水、海水等污染时,其氯的含量也会随之升高。通常,水源水的氯离子浓度基本上维持在一个区间之内,当其中的氯离子浓度突然增加,就表明该区域的水源已被污染。图 1 保定市地下水水源区平均水位动态变化情况 饮用水中氯化物浓度过高,可使水产生令人嫌恶的咸味,并对配水系统腐蚀作用。研究表明氯与钠、钾或钙结合时,其味阈浓度不高,故以氯化物计,人摄入氯化物的主要来源是,含食盐食品,每天平均摄入量为 6 克(Cl-)。根据味觉考虑,定为饮用水中氯化物含量不应超过 250mg/L。2.2 硫酸盐 硫酸盐是一种普遍存在于自然界的物质,无论是地下水还是地表水
7、,都含有不同浓度的硫酸盐。当硫酸盐含量过高时,在锅炉、热水设备中容易形成水垢。当饮用含有较浓度硫酸盐的饮用水后,会有轻微腹泻的症状,但经过一段时间可以逐渐适应,在一般情况下,当饮用水中的硫酸盐浓度超过 750mg/L 时,就会使饮用者产生轻微的腹泻。但是对于大部分饮用者来说,当饮用水中的硫酸盐浓度达到 300-400mg/L 时,其就会察觉出饮用水中存在异味且口感不佳。根据硫酸盐对水质的影响,以及了硫酸盐的致泻效应,国家生活饮用水卫生标准中要求饮用水中的硫酸盐浓度不得超过 250mg/L。2.3 硝酸盐 硝酸盐是一种广泛存在于饮用水中的污染物,含量过高时会危害人类的身体健康,而婴幼儿长期饮用硝
8、酸盐过高得饮用水,则会导致其患变性血红蛋白症。因此,应该对饮水中的硝酸盐含量进行控制。因此,国家生活饮用水卫生标准中,要求生活饮用水中的硝酸盐浓度不能高于 10mg/L,当水源受限时,硝酸盐浓度也不得超过 20mg/L.2.4 硝酸盐氮 硝酸盐氮是水中含氮有机物无机化作用的最终产物。水中含氮有机物在无氧环境中分解的最终产物是氨,若水中含氧,在硝化细菌的作用下,氨首先被氧化成亚硝酸盐,然后再被氧化成硝酸盐。这两阶段的氧化速度差异很大,氨被氧化成亚硝酸盐的过程远比亚硝酸盐氧化成硝酸盐的过程迅速。氨在水中以游离状态或铵盐存在,氨氮本身对人身健康并无害处,但它可显示水体是否受到污染,因此受到人畜粪便污
9、染的水体在净化处理过程中应倍加关注。硝酸盐氮是水体中含氮有机化合物在水体中反应的终产物。在无氧环境下,水中得含氮有机物最终会分解成氨。在有氧环境下,水中的含氮有机物将会在硝化细菌的作用下,将分解得到的氨将会继续被氧化为亚硝酸盐,再被氧化为硝酸盐。但是由于氧化速率的不同,氨被氧化为亚硝酸盐的过程远快于亚硝酸盐被氧化为硝酸盐的过程。当水体中存在氧气时,氨氮会在硝化菌的催化下被氧化为亚硝酸盐,进而转化为硝酸盐。这两个反应的速率有很大的不同,氨氧化为亚硝酸根的过程要快得多。3 19652022 年保定市地下水水源区水质指标变化情况 由于保定市地下水水源区水源井数量众多,故将本次研究中所分析的对象分为水
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