呼和浩特市浅层地下水质量现状评价
周振宏+邢世禄+杨亮平
摘要：本文以2015年呼和浩特市58个浅层地下水监测点水质作为研究对象，对每个监测点水质进行单因子评价以及综合评价，并分析对浅层地下水产生影响的主要因子。结果表明：呼和浩特市浅层地下水水质较差，仅有43.11%符合地下水国家标准Ⅲ类水质，Ⅳ类和Ⅴ类水比例为56.89%。影响地下水质量的主要天然组分是总硬度，人类活动影响主要体现在氮污染物（硝酸盐、亚硝酸盐）。为防止地下水质量恶化，有效保护的地下水，本文提出相应的措施及建议。
关键词：呼和浩特市；浅层地下水；质量评价
中图分类号：X824 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）02-0055-06
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.02.010
在我国，地下水供水量占全国总供水量的20%，饮用水供水量的70%，农田灌水量的40%，工业用水量的38%[1]。有2/3的城市以地下水为主要水体，在北方地区，以地下水为主要饮用水源的地区占80%以上[2]。地下水对保障居民生活用水、社会经济发展稳定具有不可替代的作用。地下水就是城市的生命线。
地下水是呼和浩特市工业、农业、生活用水的主要水源。呼和浩特市地处内陆，属于干旱半干旱地区，水资源人均占有量为465m3，仅为全国人均占有量的1/6[3]，且污染严重。地下水已经成为制约呼和浩特市持续发展的制约因素之一。
1 研究区域概况
研究区域位于呼和浩特市市区，地理坐标为111°28′～111°48′E，40°40′～40°57′N。面积720km2。研究区域如图1-1所示
呼和浩特市北靠大青山，属山前倾斜平原，为第四系上更新统一全新统孔隙潜水含水组，浅层地下水水位埋藏深度由北向南逐渐变浅，由60～70m逐渐变为小于2m[4]。
2 呼和浩特市浅层地下水质量评价方法
地下水质量评价主要因子选择应与人类生活息息相关。依据《地下水质量标准》（GB/T14848-93），并结合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），选取pH、总硬度、TDS、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、铁、氟化物、COD、铜、锰、锌、汞、六价铬、砷、铅、镉等18项作为主要评价因子。
2.1 单因子评价
按《地下水质量标准》所列水质分类指标，划分为五类，不同类别标准值相同时，从优不从劣。例如：锰Ⅰ、Ⅱ标准值均为≤0.05mg/L，若样本中锰检测结果为0.05mg/L时，应定为Ⅰ类。
2.2 地下水质量综合评价
地下水综合评价以地下水质量单因子评价结果为基础，对每个样品参评标的
评价结果采用从劣不从优的原则，从而确定该样品的质量等级，即以样品中最差因子等级作为该样品的质量等级。例：某样本中硝酸盐属于Ⅴ类，其他指标分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ不等，则该样品质量评价结果为Ⅴ类。该方法不足之处是评价结果代表的地下水质量最差状态，其优点是可以查明哪些指标是影响地下水质量的主要因素。
3 评价结果与分析
对呼和浩特市浅层地下水进行单因子评价，评价结果如表3-1所示。
表3-1显示了呼市58组浅层地下水水质单因子评级结果。按照超标率由大到小依次为硝酸盐、总硬度、亚硝酸盐、COD、TDS、砷、氟化物、锰、氯化物、氨氮、六价铬、铁。
硝酸盐：参评样本数为58，超Ⅲ类比例为27.58%，其中Ⅳ类3.45%，Ⅴ类为24.13%。超标水点在呼市分布广泛，且不均匀，最高浓度为100.23mg/L，位于孔家营。
总硬度：参评样本数为58，超Ⅲ类比例为22.41%，其中Ⅳ类为17.24%，Ⅴ类为5.17%。超标水点在呼市分布较均匀，主要分布在小黑河、保全庄、桃花银行一带。最高浓度为888.3mg/L，位于桃花银行。
亚硝酸盐：参评样本数为58，超Ⅲ类比例为20.69%，其中Ⅳ类为6.90%，Ⅴ类为13.79%。超标水点在呼市分布广泛，且极不均匀，最高浓度为1.02mg/L，位于刀刀板。
COD：參评样本数为58，超Ⅲ类比例为8.62%，且都为Ⅳ类水质。超标水点在呼市零星分布，最高浓度为5.43%，位于台牧阁。
TDS、砷、氟化物、锰、氯化物、氨氮、六价铬、铁等污染物对地下水水质影响程度较小。
3.2 地下水质量综合评价
对地下水质量进行综合评价与统计（表3-2，图3-1），结果表明，呼和浩特地区浅层地下水水质普遍较差，仅有4个监测点的各项检测指标均表现为较低含量，达到Ⅱ类水质标准，适用于各种用途，4个监测点分别位于曙光、班定营子、小黑河、捣拉土木。Ⅲ类水监测点为21个，占监测样品总数的36.21%，主要位于呼和浩特市西部以及西北部区域，分布比较均匀。Ⅳ类和Ⅴ类水总量超过监测点总量半数以上，其中Ⅳ类水和Ⅴ类水分别为17.24%、39.65%，在呼和浩特市分布较广泛，且集中在西乌素图—小黑河养路段—到厂库伦东一带，根堡—什不更—台牧阁一带，呼和浩特市西北部有零星分布。
3.3 浅层地下水质量影响因子分析
地下水综合质量中参评指标质量评级最差的指标质量等级决定了地下水质量等级，每一项指标质量评价结果都会影响了地下水综合质量评价的结果。
根据地下水综合质量评价结果，按公式3-1、3-2分别分析了各影响因素对呼和浩特市浅层地下水中Ⅳ类和Ⅴ水的影响程度（表3-3，图3-2、3-3）。
影响程度（100%）=指标（i）Ⅳ类样本数/Ⅳ类水质总数×100% （公式3-1）
影响程度（100%）=指标（i）Ⅴ类样本数/Ⅴ类水质总数×100% （公式3-2）
统计结果分析表明：呼和浩特市浅层地下水Ⅳ水影响因子根据影响程度由高到低依次为总硬度，亚硝酸盐、COD、硝酸盐、砷、TDS、氯化物、氟化物、六价铬；Ⅴ类水影响因子根据影响程度由高到低依次为硝酸盐、亚硝酸盐、总硬度、氨氮、氟化物、氯化物。结合表可知，TDS、砷只对Ⅳ类水质有影响，而不影响Ⅴ类水质，且影响程度分别为30%、20%；TDS与六价铬只影响Ⅳ类水质，且影响程度较低，氨氮只影响Ⅴ类水，且影响程度较小，仅为8.70%；总硬度、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氟化物对Ⅳ类水以及Ⅴ类水都有影响，但氯离子、氟化物影响程度较小，而总硬度、硝酸根、亚硝酸盐影响程度较大。
综合各影响因子的超标率以及影响程度分析结果，硝酸根、亚硝酸根、总硬度构成影响呼和浩特市浅层地下水质量的主要因子。
3.4 浅层地下水质量主要影响因子来源分析
呼和浩特市浅层地下水质量普遍较差，结合主要影响因子总硬度、硝酸根、亚硝酸根等分析，其主要原因是呼和浩特市地理环境以及人为因素。
呼和浩特市位于内陆，属温带性大陆气候，降水量小，蒸发量大，多年平均降水量为413.6mm，多集中在6-8月；多年平均蒸发量1782.8mm。研究区域内地表水系不发达，仅大黑河为黄河一级支流，且属于季节性流水。地下水入渗量少，蒸发消耗量大，在地下水的溶滤作用、蒸发浓缩作用、盐分堆积作用下，致使地下水中钙离子、镁离子等富集，最终导致地下水中总硬度指标增高。
地下水中硝酸盐的来源主要是人为因素。在自然界中硝酸盐含量较少，主要来自动植物以及其他含氮蛋白质被微生物分解。结合呼和浩特市实际情况，分析认为呼和浩特市地下水 硝酸盐主要来自以下几个方面：
（1）城市生活污水以及城市生活垃圾
随着城镇化的快速发展，城镇人口的不断增加，城市生活污水以及城市生活垃圾的产生量也在不断上升。未经严格处理的污水及生活垃圾在入渗作用及淋滤作用下，硝酸盐进入含水层，对浅层地下水造成污染。
（2）农业污染
农业活动对地下水中硝酸盐污染主要有两个方面：施肥以及污水灌溉。施用到土壤中的肥料并不能完全被植物吸收利用，大部分被滞留在土壤中，为地下水提供了丰富的氮源。呼和浩特市北靠大青山，属于山前冲击湖平原区，含水层岩性以砂砾、粗砾为主，含氧量较高，导水性较强，地下水以还原环境为主，因此，硝酸盐含量较多。污水灌溉是已成为目前农业增产的重要措施，污水中含有较多的氮、磷、钾及有机碳等物质，长期进行污水灌溉会导致地下水污染，特别是地下水埋藏较浅的砾类土质地区。
（3）工业污染
工业污染源主要是工业废水以及工业废弃物，除了任意的排放、堆积外，他们还可以通过渗井、破损的排污管道等进入地下水中。2014年呼和浩特市工业污水排放为7243万吨，工业废弃物产生量为1130万吨，庞大的产生量对于地下水中含氮污染物有一定的累积作用。
4 结论及建议
4.1 结论
通过对呼和浩特市2015年浅层地下水58个检测数据进行分析，并分别进行单因子评价及综合评价，得到如下结论：
（1）呼和浩特市浅层地下水质量较差，仅有43.11%符合地下水国家质量标准Ⅲ类标准，Ⅴ类水为39.65%；
（2）影响呼和浩特市浅层地下水质量的主要因子为总硬度、硝酸鹽、亚硝酸盐；
（3）呼和浩特市地下水质量主要影响因子来源于地理环境以及人类活动。
4.2 建议
评价结论表明，呼和浩特市浅层地下水质量并不乐观，而水质的改善是一个长期的、复杂的过程，因此提出以下建议：
（1）加强对城市生活污水、工业废水、工业废弃物的处理与排放；
（2）防治地下水农业活动的污染，改进灌溉技术、引导农民科学施肥，提高肥料的利用率；
（3）对于符合地下水国家质量标准Ⅲ类标准的监测点设置卫生防护地带，并提供相应的保护措施；
（4）建立教育宣传体系，鼓励公众参与。
参考文献
[1]孙景云，左犀.地下水饮用水源地的保护[J].环境科学，1996，17（5）：20-24.
[2]雷静.地下水环境脆弱性的研究[D].北京：清华大学，2002.
[3]马君，于秀娟.呼和浩特市地下水现状与发展[J].内蒙古科技与经济，2008，23：32-34.
[4]燕忠，田秀峰，等.呼和浩特市地下水质量现状评价[J].内蒙古环境科学.2009，21（6）：161-167.
[5]国家技术监督局.GB/T14848-93 地下水质量标准[S].北京：中国标准出版社，1993.
[6]中华人民共和国卫生部.GB5749-2006 生活饮用水卫生标准[S].北京：中国标准出版社，2006.
摘要：本文以2015年呼和浩特市58个浅层地下水监测点水质作为研究对象，对每个监测点水质进行单因子评价以及综合评价，并分析对浅层地下水产生影响的主要因子。结果表明：呼和浩特市浅层地下水水质较差，仅有43.11%符合地下水国家标准Ⅲ类水质，Ⅳ类和Ⅴ类水比例为56.89%。影响地下水质量的主要天然组分是总硬度，人类活动影响主要体现在氮污染物（硝酸盐、亚硝酸盐）。为防止地下水质量恶化，有效保护的地下水，本文提出相应的措施及建议。
关键词：呼和浩特市；浅层地下水；质量评价
中图分类号：X824 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）02-0055-06
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.02.010
在我国，地下水供水量占全国总供水量的20%，饮用水供水量的70%，农田灌水量的40%，工业用水量的38%[1]。有2/3的城市以地下水为主要水体，在北方地区，以地下水为主要饮用水源的地区占80%以上[2]。地下水对保障居民生活用水、社会经济发展稳定具有不可替代的作用。地下水就是城市的生命线。
地下水是呼和浩特市工业、农业、生活用水的主要水源。呼和浩特市地处内陆，属于干旱半干旱地区，水资源人均占有量为465m3，仅为全国人均占有量的1/6[3]，且污染严重。地下水已经成为制约呼和浩特市持续发展的制约因素之一。
1 研究区域概况
研究区域位于呼和浩特市市区，地理坐标为111°28′～111°48′E，40°40′～40°57′N。面积720km2。研究区域如图1-1所示
呼和浩特市北靠大青山，属山前倾斜平原，为第四系上更新统一全新统孔隙潜水含水组，浅层地下水水位埋藏深度由北向南逐渐变浅，由60～70m逐渐变为小于2m[4]。
2 呼和浩特市浅层地下水质量评价方法
地下水质量评价主要因子选择应与人类生活息息相关。依据《地下水质量标准》（GB/T14848-93），并结合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），选取pH、总硬度、TDS、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、铁、氟化物、COD、铜、锰、锌、汞、六价铬、砷、铅、镉等18项作为主要评价因子。
2.1 单因子评价
按《地下水质量标准》所列水质分类指标，划分为五类，不同类别标准值相同时，从优不从劣。例如：锰Ⅰ、Ⅱ标准值均为≤0.05mg/L，若样本中锰检测结果为0.05mg/L时，应定为Ⅰ类。
2.2 地下水质量综合评价
地下水综合评价以地下水质量单因子评价结果为基础，对每个样品参评标的
评价结果采用从劣不从优的原则，从而确定该样品的质量等级，即以样品中最差因子等级作为该样品的质量等级。例：某样本中硝酸盐属于Ⅴ类，其他指标分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ不等，则该样品质量评价结果为Ⅴ类。该方法不足之处是评价结果代表的地下水质量最差状态，其优点是可以查明哪些指标是影响地下水质量的主要因素。
3 评价结果与分析
对呼和浩特市浅层地下水进行单因子评价，评价结果如表3-1所示。
表3-1显示了呼市58组浅层地下水水质单因子评级结果。按照超标率由大到小依次为硝酸盐、总硬度、亚硝酸盐、COD、TDS、砷、氟化物、锰、氯化物、氨氮、六价铬、铁。
硝酸盐：参评样本数为58，超Ⅲ类比例为27.58%，其中Ⅳ类3.45%，Ⅴ类为24.13%。超标水点在呼市分布广泛，且不均匀，最高浓度为100.23mg/L，位于孔家营。
总硬度：参评样本数为58，超Ⅲ类比例为22.41%，其中Ⅳ类为17.24%，Ⅴ类为5.17%。超标水点在呼市分布较均匀，主要分布在小黑河、保全庄、桃花银行一带。最高浓度为888.3mg/L，位于桃花银行。
亚硝酸盐：参评样本数为58，超Ⅲ类比例为20.69%，其中Ⅳ类为6.90%，Ⅴ类为13.79%。超标水点在呼市分布广泛，且极不均匀，最高浓度为1.02mg/L，位于刀刀板。
COD：參评样本数为58，超Ⅲ类比例为8.62%，且都为Ⅳ类水质。超标水点在呼市零星分布，最高浓度为5.43%，位于台牧阁。
TDS、砷、氟化物、锰、氯化物、氨氮、六价铬、铁等污染物对地下水水质影响程度较小。
3.2 地下水质量综合评价
对地下水质量进行综合评价与统计（表3-2，图3-1），结果表明，呼和浩特地区浅层地下水水质普遍较差，仅有4个监测点的各项检测指标均表现为较低含量，达到Ⅱ类水质标准，适用于各种用途，4个监测点分别位于曙光、班定营子、小黑河、捣拉土木。Ⅲ类水监测点为21个，占监测样品总数的36.21%，主要位于呼和浩特市西部以及西北部区域，分布比较均匀。Ⅳ类和Ⅴ类水总量超过监测点总量半数以上，其中Ⅳ类水和Ⅴ类水分别为17.24%、39.65%，在呼和浩特市分布较广泛，且集中在西乌素图—小黑河养路段—到厂库伦东一带，根堡—什不更—台牧阁一带，呼和浩特市西北部有零星分布。
3.3 浅层地下水质量影响因子分析
地下水综合质量中参评指标质量评级最差的指标质量等级决定了地下水质量等级，每一项指标质量评价结果都会影响了地下水综合质量评价的结果。
根据地下水综合质量评价结果，按公式3-1、3-2分别分析了各影响因素对呼和浩特市浅层地下水中Ⅳ类和Ⅴ水的影响程度（表3-3，图3-2、3-3）。
影响程度（100%）=指标（i）Ⅳ类样本数/Ⅳ类水质总数×100% （公式3-1）
影响程度（100%）=指标（i）Ⅴ类样本数/Ⅴ类水质总数×100% （公式3-2）
统计结果分析表明：呼和浩特市浅层地下水Ⅳ水影响因子根据影响程度由高到低依次为总硬度，亚硝酸盐、COD、硝酸盐、砷、TDS、氯化物、氟化物、六价铬；Ⅴ类水影响因子根据影响程度由高到低依次为硝酸盐、亚硝酸盐、总硬度、氨氮、氟化物、氯化物。结合表可知，TDS、砷只对Ⅳ类水质有影响，而不影响Ⅴ类水质，且影响程度分别为30%、20%；TDS与六价铬只影响Ⅳ类水质，且影响程度较低，氨氮只影响Ⅴ类水，且影响程度较小，仅为8.70%；总硬度、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氟化物对Ⅳ类水以及Ⅴ类水都有影响，但氯离子、氟化物影响程度较小，而总硬度、硝酸根、亚硝酸盐影响程度较大。
综合各影响因子的超标率以及影响程度分析结果，硝酸根、亚硝酸根、总硬度构成影响呼和浩特市浅层地下水质量的主要因子。
3.4 浅层地下水质量主要影响因子来源分析
呼和浩特市浅层地下水质量普遍较差，结合主要影响因子总硬度、硝酸根、亚硝酸根等分析，其主要原因是呼和浩特市地理环境以及人为因素。
呼和浩特市位于内陆，属温带性大陆气候，降水量小，蒸发量大，多年平均降水量为413.6mm，多集中在6-8月；多年平均蒸发量1782.8mm。研究区域内地表水系不发达，仅大黑河为黄河一级支流，且属于季节性流水。地下水入渗量少，蒸发消耗量大，在地下水的溶滤作用、蒸发浓缩作用、盐分堆积作用下，致使地下水中钙离子、镁离子等富集，最终导致地下水中总硬度指标增高。
地下水中硝酸盐的来源主要是人为因素。在自然界中硝酸盐含量较少，主要来自动植物以及其他含氮蛋白质被微生物分解。结合呼和浩特市实际情况，分析认为呼和浩特市地下水 硝酸盐主要来自以下几个方面：
（1）城市生活污水以及城市生活垃圾
随着城镇化的快速发展，城镇人口的不断增加，城市生活污水以及城市生活垃圾的产生量也在不断上升。未经严格处理的污水及生活垃圾在入渗作用及淋滤作用下，硝酸盐进入含水层，对浅层地下水造成污染。
（2）农业污染
农业活动对地下水中硝酸盐污染主要有两个方面：施肥以及污水灌溉。施用到土壤中的肥料并不能完全被植物吸收利用，大部分被滞留在土壤中，为地下水提供了丰富的氮源。呼和浩特市北靠大青山，属于山前冲击湖平原区，含水层岩性以砂砾、粗砾为主，含氧量较高，导水性较强，地下水以还原环境为主，因此，硝酸盐含量较多。污水灌溉是已成为目前农业增产的重要措施，污水中含有较多的氮、磷、钾及有机碳等物质，长期进行污水灌溉会导致地下水污染，特别是地下水埋藏较浅的砾类土质地区。
（3）工业污染
工业污染源主要是工业废水以及工业废弃物，除了任意的排放、堆积外，他们还可以通过渗井、破损的排污管道等进入地下水中。2014年呼和浩特市工业污水排放为7243万吨，工业废弃物产生量为1130万吨，庞大的产生量对于地下水中含氮污染物有一定的累积作用。
4 结论及建议
4.1 结论
通过对呼和浩特市2015年浅层地下水58个检测数据进行分析，并分别进行单因子评价及综合评价，得到如下结论：
（1）呼和浩特市浅层地下水质量较差，仅有43.11%符合地下水国家质量标准Ⅲ类标准，Ⅴ类水为39.65%；
（2）影响呼和浩特市浅层地下水质量的主要因子为总硬度、硝酸鹽、亚硝酸盐；
（3）呼和浩特市地下水质量主要影响因子来源于地理环境以及人类活动。
4.2 建议
评价结论表明，呼和浩特市浅层地下水质量并不乐观，而水质的改善是一个长期的、复杂的过程，因此提出以下建议：
（1）加强对城市生活污水、工业废水、工业废弃物的处理与排放；
（2）防治地下水农业活动的污染，改进灌溉技术、引导农民科学施肥，提高肥料的利用率；
（3）对于符合地下水国家质量标准Ⅲ类标准的监测点设置卫生防护地带，并提供相应的保护措施；
（4）建立教育宣传体系，鼓励公众参与。
参考文献
[1]孙景云，左犀.地下水饮用水源地的保护[J].环境科学，1996，17（5）：20-24.
[2]雷静.地下水环境脆弱性的研究[D].北京：清华大学，2002.
[3]马君，于秀娟.呼和浩特市地下水现状与发展[J].内蒙古科技与经济，2008，23：32-34.
[4]燕忠，田秀峰，等.呼和浩特市地下水质量现状评价[J].内蒙古环境科学.2009，21（6）：161-167.
[5]国家技术监督局.GB/T14848-93 地下水质量标准[S].北京：中国标准出版社，1993.
[6]中华人民共和国卫生部.GB5749-2006 生活饮用水卫生标准[S].北京：中国标准出版社，2006.
