2013 20l3 V01.8 No.3 周晓雪等:某大型铁钛矿区地下水环境现状调查与评价 第8卷第3期 某大型铁钛矿区地下水环境现状调查与评价 周晓雪,孙建明,刘建霞 (青岛地质工程勘察院,山东青岛266071) 摘 要:根据该矿区重点部位地下水质分析数据,采用单因子标准指数法对该矿区地下水质进行了分析,显示除亚硝 酸盐和高锰酸盐指数有超标现象外,该矿区地下水其余指标均能达到《地下水质量标准》中III类标准水质要求,说明 该矿区内地下水环境质量总体状况较好。 关键词:铁钛矿;地下水;质量评价 中图分类号:X820.3 文献标识码:A 文章编号:1007-1903(2013)03-0035—04 某大型铁钛矿区位于沂水县,距沂水县城约20km。 (3)地质构造 通过对该铁钛矿矿区进行水文地质勘察,重点是对该矿 区地下水环境现状进行评价,以便预测和评价该铁钛矿 在建设实施过程中对地下水环境可能造成的影响和危 区内构造较发育,有塑性构造和脆性断裂构造两种。 区内塑性构造较发育,主要分布于傲徕山超单元的二长花 岗岩体内,另在泰山群雁翎关组地层也有少量分布。区内 断裂构造主要分布在上峪西岭、江家官庄西冲沟处以及 魏家沟村西侧。 (4)地下水类型 害,为该铁钛矿在建设过程中,项目选址决策、工程设 计、预防与控制环境恶化、保护地下水资源等方面提供 科学依据 J。 根据地下水的分布规律及其赋存条件,地层、岩性、 1矿区水文地质概况 (1)气象 水力特征,将矿区地下水划分为3类。第四系松散岩类孔 隙潜水(I):含水岩性为冲积砂质粘土、砂砾石等,结构 松散,透水性好;碎屑岩类裂隙水(II):含水层为寒武系 馒头组砂质页岩、粉-细砂岩等;基岩裂隙水(Ⅲ):主要 矿区属暖温带大陆性季风气候,四季分明,冬季盛 行西北风,较干冷,夏季东南风湿热,春秋季节多干旱。 多年平均降水量760.4 mm,降雨集中在7—9月份。年平均 气温12.3℃,极端最高气温39.2℃,最低气温一20.2℃。无 指埋藏于风化带中的网状基岩裂隙水。 (5)地下水补给、径流、排泄特征 该矿区地下水补给来源主要为大气降水,地下水位 霜期年均206天,一般无大雪。春夏多雨,多南风,秋冬多 西北风。 (2)地形地貌 动态随季节变化明显,年变幅1 m。其中第四系孔隙水除 接受大气降水的补给外,还接受基岩裂隙水的侧向补给。 第四系松散岩类孔隙潜水:水位埋深1.5~2.5 m,年变幅 1.0 m左右,随季节变化明显;碎屑岩类裂隙水:水位埋深 l~5 m,单井涌水量小于100 m /d。根据调查观测地下水 该区地处丘陵地带,地形起伏较大,海拔高度最高 395.5 m,最低为163 m,相对高差232.5 m,地形变化为北 高南低。矿区植被较发育,主要发育黑山松、茅草,并有大 片农田。 由北东向南西方向径流。沿矿区内上峪小河径流排泄补给 地表水体跋山水库,上峪小河是一条季节性河流,丰水期 作者简介:周晓雪(1984一), 女,本科,助工,主要从事地质试验、水质分析、水文地质等工作。E-mail:jojodkl122@163.com 2Ol3 2O13 第8卷第3期 分析评价 V01.8 No.3 流量一般500 ̄1500 m /d。 2评价标准与方法 (1)评价标准 依照《地下水质量标准》(GB/T14848)对该地区的 地下水进行现状评价,其水质分类是依据我国地下水水 质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标,并参照 生活饮用水、工业、农业用水水质要求,将地下水质量划 分为5类 。 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类以工业和农业用水要求为依据。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。 根据建设项目及周边地下水的用途,确定保护目标为 III类;评价方法采用单因子标准指数法。 该矿区所涉及的含水层主要是潜水。 (2)评价方法 本项目采用单因子标准指数法对各污染物进行评 价,具体为: :CTi/C 式中: 一一第 个水质因子的标准指数,量纲为一; G一一第 个水质因子的监测质量浓度值(arg/L) C 。一一第 个水质因子的标准质量浓度值(mg/L) pH标准指数计算公式为: PpH=(7.0-pH)/(7.0一pH。d)PH<7时 Ppr ̄=(pH-7.0)/(PHsu-7.0)pH>7时 式中: PpH一一pH的标准指数。量纲为-; pH一一pH监测值; pH 一~标准中pH的上限值; pH 一一标准中pH的下限值。 水质参数的标准指数大于1时,表明该水质参数超过 了规定的水质标准。 3分析仪器 PE—AA400原子吸收光谱仪、PE—AA600石墨炉原子 吸收光谱仪、SCI2100离子色谱系统、AFS-930型双道原 子荧光光度计。 4地下水环境现状监测 (1)监测点设置 结合该矿区地面工程建设布置、地下水埋藏特征、区 域地下水流向,采用控制性布点和功能性布点相结合的原 则,在评价区内共布设了18个地下水监测点进行取样分析 并最终选取矿区周围8个点作为重点分析点。 枯水期地下水采样时间为2012年3月20日,丰水期地 下水采样时间为201 1年9月12 H。 (2)监测因子 根据《地下水监测技术规范》(HJ/T 164—2004), 结合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)和项目 潜在污染特征因子考虑,监测项目包括pH、Cd、NH4 、 l<_、Na+、Ca2+、Mg2十、NO 、F’、NO 、C1‘、SO4 、CO3 、 HCO3一、PO4 、COD 、溶解性总固体、总硬度和矿化 度,共19项 。监测数据分析结果见表1。 5水质评价 按照单因子标准指数法对各污染物进行评价, 枯水期和丰水期地下水环境质量现状评价结果统计 见表2。 由地下水质量现状评价结果可知,枯水期该评价 区潜水含水层地下水中pH、硝酸盐、亚硝酸盐、高锰酸 盐指数和总硬度有超标现象。污染物以地下水质量Ⅲ类 标准为阈值,其中pH的超标率为5.56%,最大超标倍数 为1.07倍;硝酸盐的超标率为27.78%,最大超标倍数为 1.53倍;亚硝酸盐的超标率高达为100%,最大超标倍数 为97.55;高锰酸盐指数94.44%,最大超标倍数为2.85; 20l3 2013 V01.8 No.3 周晓雪等:某大型铁钛矿区地下水环境现状调查与评价 第8卷第3期 表1 地下水环境质量现状监测分析结果(单位mg/L) NO2。 NO3一 全硬 永久 暂时 负 总碱 高锰 镉 矿化 K +Na Ca2 Mg NH4 Fe3++Fe Cl- So 。 HCO3 F‘ f以 (以 度 硬度 硬度 硬 度 PH 酸钾 N}十) N计) 度 指数 Cd 度 取样点 枯水期 跋山水库一 金牛官庄西 25 69 85 69 22 35 <OO1 <O001 22 96 85 93 156 26 0 21 1 29 14 62 305 98 177 84 12814 无 12814 8 60 4.50 <0 001 385 68 小峪东 38 26 78 32 28 22 <O 01 <0 001 35 24 100 63 125 80 O OO O 65 26 92 311 74 208 58 10316 无 10316 7 50 7 92 <0 001 424 03 上峪东沟西 坡三村 坡二村 山前官庄 9 57 62 84 】3 69 <0 01 <0 001 30 94 64 90 l49 75 0 09 0 98 5 78 2l3 27 90 47 122 80 无 122 80 7 90 4.1g <0 001 282 52 25 29 74 91 26.94 <O0l <O001 40 25 38l4 146 49 0 04 O.g2 l8 27 297 96 177 83 l2Ol3 无 12O13 7 90 5 <O 001 362 78 8 97 74 17 18 16 <0 01 <0 001 27 06 7I 14 l56 26 012 0 89 l2 l】 259 96 13l 82 12814 无 l28l4 8 20 :{.88 <0 00l 33l 38 4 90 41 46 l5 09 <0 0l <0 00l 8 94 35 l8 l28 9l 0 l3 O 75 5 02 165 65 59 93 105 7l 无 105 7l 8 2O 4 97 <O 0O1 192 37 江家官庄井 l6 98 62 65 30 74 <0 0l <O 001 22 14 78 05 l62 77 01l O.95 10 23 282 99 l49 5l l33 48 无 l33 48 8 30 4:35 <0 001 337 37 东埠前井 26 8l 70 94 25 71 <0 01 <0 001 l7 64 50 79 l79 05 0 00 l 1 7 14 76 282 98 l3615 l46 83 无 146 83 7 90 5 04 <0 00l 346 77 丰水期 跋山水库一 金牛官庄西 19 2O 64 8O 18 24 <OO1 <O 00l 17 17 20 63 127 27 Ol3 0 ll 6 27 236 90 135 OO 101 90 无 101 90 8 2O 4.80 <OOO1 231 58 小峪东 上峪东沟西 坡三村 坡二村 山前官庄 12 54 34.75 2364 <O 0l <O 00l 36 57 24 l6 73 l8 O O5 11 56 184l0 124 08 60 0l 无 60 0l 7 60 7.52 <O 00l 219 6 3 14 27 88 6 82 <O 0l <O 0Ol 23 14 l5 58 95 77 0 06 O.08 2 48 97 71 l9 18 97 7l 无 78 54 8 l0 d 04 <O 0O1 127 07 8 29 33 24 l3 43 <0 0l <0 00l 44.02 9 16 1】9_32 0 02 0 O8 7 84 138 27 40 43 97 85 无 97 85 8 00 5 20 (0 001 202 8 2 94 59 60 l8 84 <0 0l <O 00l 20 24 l7 08 123 83 0 07 0 08 5 20 226 38 124 83 l01 55 无 l01 55 8 00 3 12 <0 0O1 203 98 1 6l 20.40 8 52 <0 01 <O 00l 7 69 l8 45 96 25 0 08 O.06 2.15 76 90 l5 87 76 90 无 6l 03 8 10 4 64 <0 0Ol 114 59 江家官庄井 东埠前井 5 56 27 80 15 32 <0 01 <0 001 16 56 18 74 122 61 0 06 0 08 4 39 132 49 31 94 100.55 无 1OO 55 8 3O 4 8 79 3l 48 l2 81 <0 0l <O 00l 13 l9 l2 l9 145 84 <O 00l 149.83 0 J0 6 33 l3l 35 11 76 l31 35 无 1l9 6O 7 8O 5 44 <0.001 179 74 注:红色代表超过相关标准。 总硬度的超标率为5.56%,最大超标倍数为1.23。pH、 6结论 现状调查评价区地下水中枯水期pH、硝酸盐、亚硝 酸盐、高锰酸盐指数和总硬度有超标现象,主要分布于第 四系松散岩类水文地质分区,其中亚硝酸盐背景值超过 地下水质量标准V类,属于重度污染,地下水化学类型主 要为N0 ・HCO .Ca・Mg型;丰水期硝酸盐、总硬度5 ̄llpH未 硝酸盐、高锰酸盐指数和总硬度超标地区主要处于第 四系松散岩类水文地质分区,地下水化学类型主要为 NO3 ̄HCO3-Ca-Mg型。由于生活和农业排放污水,导致地 下水中亚硝酸盐背景值超过地下水质量标准V类,属于 重度污染。 由于丰水期水量较大,硝酸盐、总硬度和pH值均未 超标。地下水中亚硝酸盐和高锰酸盐指数有超标现象。高 锰酸盐超标指数94.44%,最大超标倍数为2.87;亚硝酸盐 的超标率高达为100%,最大超标倍数为8.30,部分监测点 亚硝酸盐地下水质量达N v类标准。 从水质现状分析可以看出,矿区周围含水层地下水 水质除个别指标不能达标外,其余指标均符合《地下水质 量标准》(GB/T14848)中III类标准要求,说明评价区内地 下水环境质量本底值总体环境状况较好。 超标,亚硝酸盐和高锰酸盐指数有超标现象。其余项目均 符合《地下水质量标准》(GB/T14848)中III类标准要求,评 价区内地下水环境质量本底值总体环境状况较好。 参考文献 [1]王建权.南水北调中线总干渠邢石段地下水水质分析 [J].水科学与工程技术,2012,2:66 ̄67. 2013 2013 第8卷第3期 分析评价 表2地下水环境质量现状评价结果统计表 Vo1.8 NO-3 项目 溶 硝 挥 总 高锰 氯 硫 石 白 总大 解 氨 酸 亚硝 发 氰 氟化 /、 肠菌 PH 。甲 一 钴 锰 性 氮 盐 酸氮 酚 铜 锌 化 酸盐 砷 汞 镉 价 铁 化 酸 铅 镍 油 硬 指数 物 铬 物 盐 类 度 群( 苯 固 氮 类 物 个/L) 对 — 体 枯水期 跋山水库一 金牛官庄西 1.07 小峪东 0.33 上峪东沟西 O 60 坡三村 坡二村 O 6O O.8O 0.73 64 28 1.35 I{2.29 O 29 ,18.97 0 91 46 22 0.61 11..{2 O 25 37 41 1.5O 0 2l 2.64 1l qO 0 09 1.8I O O4 1.29 O.12 1.66 O.13 O O9 0 34 O l4 O.40 O l2 0.26 0.24 O.15 O.11 O 28 0 04 O 14 O.68 O 21 O 69 0 47 O.O9 0.66 0.04 O.58 O l2 0.37 0 13 山前官庄 0 8O 江家官庄井 0 87 东埠前井 O 6O 0.51 47.47 O 74 58.58 1.15 O.11 l 68 丰水期 O O9 0.3l 0 07 0.2O O 63 O 11 O 63 跋山水库一 金牛官庄西 O.8O 小峪东 0.40 O.3l 5.,{7 O.58 2 75 I.6O O 13 2.51 0 07 O.O8 O 15 O 1O O 53 O 13 0 41 上峪东沟西 0 73 坡三村 O 67 坡二村 0 67 山前官庄 O.73 江家宫庄井 O 87 东埠前井 O 53 O.12 0.1 6 O.39 :3.93 O.26 77 O.1】 18 1.I{5 O.O6 1.73 O O2 1 O4 0.07 1.55 0 O8 1.52 0 O6 i.H【 0 09 0 O6 O l8 0 04 OO8 0.07 .O.22 O O6 0 31 O O2 0.5O 0.07 O O3 0 07 007 0.07 .O l7 OO8 .O.22 O_{ O.32 _.98 O 29 O O6 0.29 OO5 O O5 .注:红色代表超过相关标准。 [2]李厚洪,路小强.富湾银矿区地下水环境质量评价[J]. 采矿技术,2011,11(3):83 ̄85. 状调查与评价[J】.矿业安全与环保,2005,32(6):43 ̄45. [4]魏嘉,魏媛.山东省地下水环境质量评价与污染物防 治对策[J].科技信息,2006,10:224. [3]何春桂,宋晓梅,刘辉.淮南市采矿煤塌陷区水域环境现 Groundwater Environment Survey and Quality Evaluation for A Large Iron— titanium Mining Area ZHOU Xiaoxue,SUN Jianming,LIU Jianxia (Qingdao GeologicalEngineeringInvestigationInstitute,Qingdao266071) Abstract:According to the analysis data of the groundwater state in a large.scale iron.titanium mining area,we adopt a single factor standard index method to study in detailed groundwater qualityOur study .result shows that the other indexes are accordance with the Third—level standard in The Groundwater Quality Standards besides the nitrites and permanganate salts.Consequently,the groundwater environment qualiy tin the mining area is generally in good condition. Keywords:Iron—titanium deposit:Groundwater:Quality evaluation