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林桂香
(安徽省地质环境监测总站，安徽 合肥 230001)
安徽省地下水环境监测工作起始于20世纪80年代初，为配合黄淮海平原农业开发工作，1982-1984年在安徽淮北平原区率先建立了区域地下水环境监测网，共设置地下水动态监测剖面线23条，其中垂直现代河流和地下水流向(北东向)的9条、线距约为25 km，平行现代河流和地下水流向(北西向)的14条、线距20 km，组成了20×25 km的基本监测网，工作范围覆盖淮河以北地区[1]。2017年底随着国家地下水监测工程相继完成，370个国家级地下水监测站点也相继投入使用。通过国家地下水监测工程的实施，地下水环境监测站点整体密度大幅度增加，监测精度大幅提高，监测重点为淮北平原区，主要监测浅层孔隙水、中深层孔隙水、深层孔隙水和岩溶水，城市及水源地主要监测开采目的层地下水，兼顾地下水环境问题区。本文利用安徽省已建成的地下水环境监测网，根据获取的2020年地下水动态监测数据，对全省地下水化学特征、水质状况及地下水质量进行评价，可为水文地质调查评价和地下水演化研究提供可靠的基础数据，为全省地质灾害防治和地质环境保护提供坚实支撑。
2020年安徽省投入地下水环境监测的监测站点总数共计489个，分布于全省四个水文地质单元，涉及到全省四个水文地质区，总计监控面积约125 700 km2。本次评价主要采用的2020年4-5月收集的地下水质样品基础资料，总计435组(见表1)。其中，浅层孔隙水监测站点184个，中深层孔隙水监测站点144个，深层孔隙水监测站点72个，岩溶水监测站点28个，基岩裂隙水监测站点5个，泉2个。
为系统掌握安徽省地下水水质状况及其动态变化规律，基于本年度取样测试结果，按《地下水水质标准》(GB/14848-2017)、《地下水水质标准》(GB/14848-93)、有关要求对全省地下水质量和污染状况进行分析评价。
表1 2020年枯水期安徽省地下水水质监测采样一览表 组
2.1 评价方法说明
地下水综合评价方法参照《地下水质量标准GB/T 14848-2017》、《地下水水质标准》(GB/14848-93)及地调局统一颁布的相关技术标准，在水质单指标评价的基础上进行综合评价[2]，水质评价主要依据原样测试结果。在监测点每个水质测试项目的评价结果(I、II、III、IV和V类水)基础上，将监测点每项指标的F值进行确定评分，如表2所示。地下水质量综合评价步骤主要为：
(1)参与评分的项目，应不少于标准中规定的监测项目，但不包括细菌学指标；
(2)首先进行各单项组分评价，划分组分所属质量类别；
(3)对个类别分别确定单项组分评价分值Fi。
按照公式(1)和(2)计算综合评价分值F。
(1)
(2)
表2 F值评分方法
(4)按照《地下水质量标准》(GB/T14848-93)标准中的综合评价方法(F值指数法)分Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类五个级别(表3)，并填报相应级别的水质监测点数。根据F值，按照规范要求划分地下水质量级别，再将细菌学指标评价类别注在级别定名之后。如“Ⅰ类(II类)”、“Ⅲ类(III类)”。
表3 水质划分标准
(5)评为Ⅴ类的监测站点，要将其中的一部分因为感官和背景值超标而被计算为Ⅴ类的值改为Ⅳ类，具体操作方法如下：色、嗅和味、浑浊度、肉眼可见物、铁、锰、总硬度和氟化物8个指标中单项如果被评为Ⅴ(五级)类水，将其改为Ⅳ(四级)类水，后重新计算该水样的综合评价结果，若其综合评价结果变为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ类水，则改写成Ⅳ类水；
如果重新评价后依然是Ⅴ类水，则此监测站点即为Ⅴ类水保持不变。
2.2 评价因子
参照相关技术规范、标准，根据安徽省地下水环境特征，对35项常规指标进行评价：浑浊度、色、嗅和味、肉眼可见物、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、铁、铜、锰、铅、锌、镉、铬(六价)、汞、砷、硒、铝、氯化物、氰化物、氟化物、碘化物、重碳酸根、碳酸根、硫酸盐、硝酸盐(以氮计)、亚硝酸盐(以氮计)、偏硅酸、溶解性总固体、总硬度、高锰酸钾指数、氨氮(以氮计)、挥发性酚类、pH值。
其中，可参评的项数为31项：浑浊度、色、嗅和味、肉眼可见物、pH、总硬度、溶解性总固体(TDS)、SO42-、Cl-、Fe、Mn、Cu、Zn、Al、挥发酚类、阴离子表面活性剂、COD、NH4+、硫化物、Na、NO2-、NO3-、CN-、F-、碘化物、Hg、As、Se、Cd、Cr6+、Pb。
3.1 舒卡列夫分类法解析
计算地下水中六大离子的摩尔分数，并采用舒卡列夫分类法计算全省地下水水化学类型，参与计算的样本数为435组。分析研究结果表明，安徽省地下水化学类型跟以往相比变化不大，仍以HCO3-Ca(Mg、Na)为主；
HCO3·Cl-Ca(Mg、Na)、HCO3·SO4·Cl-Ca(Mg、Na)、HCO3·SO4-Ca(Mg、Na)型其次；
其它类型仅零星可见，水化学类型详见表4。
表4 2020年枯水期全省水化学类型统计表 个
按舒卡列夫分类法，地下水溶解性总固体(TDS)小于1.5 g/L的为A组，1.5～10 g/L的为B组，10～40 g/L的为C组，大于40 g/L的为D组。从水质化验结果得知，安徽省地下水溶解性总固体基本处于0～10 g/L之间(表5)。其中：409个站点，属于A组，25个站点为B组，1个站点为C 组(亳州市BR04，TDS为16.443 g/L)。全省地下水溶解性总固体主要为A组HCO3-Ca(Mg、Na)型水。同时，从水质检测结果分析可知，我省溶解性总固体超标在区域分布上主要集中在淮北平原，个别在合肥、马鞍山有零星超标(见表6)。
表5 2020年枯水期全省溶解性总固体分组统计表 个
表6 安徽省溶解性总固体超标个数统计表 个
3.2 Piper三线图解析
3.2.1 全省地下水化学特征
对枯水期全省435组地下水中阴离子(HCO3-、CO32-、Cl-、SO42-)和阳离子(Mg2+、Na+、K+、Ca2+)进行分析，运用AquaChem软件，制作派珀三线图，结果如图1所示。
图1 2020年安徽省枯水期地下水派珀三线图
从图1看出，安徽省地下水化学分类主要分布在弱酸根大于强酸根区，只有很少一部分是在强酸根超过弱酸根区。从浅层孔隙水到中深层孔隙水再到深层孔隙水，地下水水化学分类由碱土金属离子大于碱金属离子区逐渐向碱金属离子大于碱土金属离子区过渡。说明浅层孔隙水中钙、镁离子的相对含量多数高于钠、钾离子，而深层孔隙水中钠、钾离子的相对含量多数高于钙、镁离子的相对含量，中深层孔隙水则呈现出由浅层向深层过渡特征。岩溶水、泉水分布在碱土金属离子大于碱金属离子区，裂隙水的几个孔点在碱金属离子大于碱土金属离子区，说明岩溶水、泉水中的钙、镁离子相对含量多数高于钠、钾离子的相对含量，而裂隙水中则多数与之相反。
3.2.2 淮北平原地下水化学特征
将本年度枯水期淮北平原378组地下水样按含水层类型划分，依其阴离子(HCO3-、CO32-、Cl-、SO42-)和阳离子(Mg2+、Na+、K+、Ca2+)制作派珀三线图，结果如图2所示，并按含水层类型逐一分析。
1)浅层孔隙水
淮北平原枯水期，浅层孔隙水取样158组，其八大阴、阳离子的相对含量见图2(a)所示，主要分布在菱形中间靠左侧区域，说明大多数浅层孔隙水的碳酸盐硬度大于50%，与中深层、深层孔隙水相比，浅层孔隙水主要集中在左上方，说明多数浅层孔隙水中碱土金属离子相对含量大于碱金属离子，这与舒卡列夫分类法结果，浅层地下水的化学类型以HCO3-Ca(Mg、Na)为主相互应。
2)中深层孔隙水
淮北平原枯水期，中深层孔隙水取样123组，其八大阴、阳离子的相对含量见图2(b)所示，在菱形中分布较为零散，又以中间靠右下和左下区域居多，说明中深层孔隙水中八大离子的相对含量较为多样，但更多的是以碱金属离子大于碱土金属离子，弱酸根大于强酸根为主，少数为强酸根大于弱酸根。说明，由浅层孔隙水中Ca、Mg相对含量高，逐渐向Na、K相对含量较高转化，阴离子仍碳酸根为主，少数孔点的硫酸根和氯离子相对含量较高。总体呈现由浅层孔隙水向深层孔隙水转化的过渡趋势。
3)深层孔隙水
淮北平原枯水期，深层孔隙水取样71组，其八大阴、阳离子的相对含量见图2(c)所示，主要集中在菱形的右下区域，即深层孔隙水中碱金属离子大于碱土金属离子，有些孔点中非碳酸盐碱超过50%，有些是碳酸盐碱超过50%，无一对阴阳离子相对含量超过50%的孔点较少。说明深层孔隙水中Na、K相对含量高于Ca、Mg，有的孔点碳酸根、碳酸氢根相对含量高，有的孔点氯离子和硫酸根相对含量高。从浅层孔隙水到深层孔隙水，阳离子逐渐由Ca、Mg为主，转化为以Na、K为主，阴离子由以碳酸根为主，转化为以碳酸根、氯离子、硫酸根为主。
4)岩溶、裂隙、泉水
淮北平原枯水期，岩溶、裂隙、泉水取样26组，其八大阴、阳离子的相对含量见图2(d)所示，岩溶、泉水主要分布在菱形的左上区域，即碱土金属离子大于碱金属离子区，裂隙水散布在菱形中间靠左下区域，即弱酸根大于强酸根区域。说明，岩溶、泉水中Ca、Mg离子的相对含量高于Na、K，多数孔点碳酸盐硬度超过50%，少部分孔点无一对阴阳离子相对含量超过50%。裂隙水中碳酸根、碳酸氢根相对含量高于氯离子和硫酸根离子。与孔隙水相比，大部分岩溶、泉水的地下水化学分类与浅层孔隙水更为接近，少数与中深层孔隙水接近，而裂隙水则与中深层、深层孔隙水的化学分类更为接近。
图2 2020年枯水期淮北平原各类含水层地下水三线图
本次参与评价的水质原样435组，通过对全省无机指标31项进行综合评价，评价结果见表7：
(1)全省435组水质原样中，0.46%为Ⅰ类水，5.98%为Ⅱ类水，0.46%为Ⅲ类水，91.26%为Ⅳ类水，1.84%为Ⅴ类水。
(2)按含水层类型和监测层位来看，全省浅层孔隙水3.80%为Ⅱ类水，0.54%为Ⅲ类水，95.65%为Ⅳ类水；
中深层孔隙水适用于集中式生活饮用水水源的(小于等于Ⅲ类水)占6.94%，超标的(Ⅳ、Ⅴ类水)约占93.06%；
深层孔隙水均为Ⅳ、Ⅴ类水；
岩溶水适用于集中式生活饮用水水源的(小于等于Ⅲ类水)占28.57%，超标的(Ⅳ、Ⅴ类水)约占71.43%；
裂隙水和泉水取样数少，裂隙水取样5组，2组为Ⅱ类水，3组为Ⅳ类水；
泉水取样2组(珍珠泉、
龙庄泉取样点)，均为Ⅱ类水。
表7 2020年全省枯水期各含水层地下水质量占比一览表
通过本次评价，可得到以下结论：
(1)2020年安徽省地下水化学类型跟以往相比变化不大，仍以HCO3-Ca(Mg、Na)为主；
HCO3·Cl-Ca(Mg、Na)、HCO3·SO4·Cl-Ca(Mg、Na)、HCO3·SO4-Ca(Mg、Na)型其次；
其它类型仅零星可见，地下水总硬度多小于500 mg/L，按舒卡列夫分类法，全省地下水溶解性总固体主要属于A组(TDS小于1.5 g/L)。从水质检测结果可知，溶解性总固体超标在区域分布上主要集中在淮北平原，个别在合肥、马鞍山有零星超标。由于受原生环境影响，各类地下水Fe、Mn含量普遍超标，河间地带F含量偏高。
(2)综合评价结果来看，2020年安徽省435组水质原样中，0.46%为Ⅰ类水，5.98%为Ⅱ类水，0.46%为Ⅲ类水，91.26%为Ⅳ类水，1.84%为Ⅴ类水。全省浅层孔隙水3.80%为Ⅱ类水，0.54%为Ⅲ类水，95.65%为Ⅳ类水；
中深层孔隙水适用于集中式生活饮用水水源的(小于等于Ⅲ类水)占6.94%，超标的(Ⅳ、Ⅴ类水)约占93.06%；
深层孔隙水均为Ⅳ、Ⅴ类水；
岩溶水适用于集中式生活饮用水水源的(小于等于Ⅲ类水)占28.57%，超标的(Ⅳ、Ⅴ类水)约占71.43%。
(3)安徽省目前地下水监测重点集中在淮北平原地区，其它地区地下水监测工作相对薄弱，随着社会经济的发展，特别是皖江经济带地区对地下水环境关注度愈来愈高，因此地下水监测站点的监测密度及监测范围有待进一步提高,建议进一步加强地下水监测工作的投入。
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