根據《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749—2006)，地下水源硝酸鹽濃度限值為20mg/L。本文以山東省臨沂市沂水縣作為研究區(qū)，對研究區(qū)內279個“千噸萬人”以下地下水型飲用水源地的硝酸鹽污染狀況進行了系統(tǒng)調查。調查結果顯示，有80個水源地硝酸鹽濃度超標，超標率為28.7%。為研究水源地硝酸鹽污染特性，本文從水源地取水深度、海拔高程、地形坡度等方面開展了系統(tǒng)研究。
一、硝酸鹽污染與取水深度關系
基于農業(yè)面源污染對地下水的影響方式，通常情況下認為農業(yè)面源污染對淺層地下水的影響大于深層地下水。根據研究區(qū)水文地質狀況，淺層地下水主要為風化裂隙水和松散層孔隙水。沂水縣大部分區(qū)域為低山丘陵區(qū)，風化層厚度一般在10~25m之間，賦存淺層風化裂隙水；沂河、沐河兩側為沖洪積平原區(qū)，第四系含水層厚度一般在5~10m，賦存第四系孔隙水。深層地下水主要為碳酸鹽巖溶裂隙水，水位埋深較大，分布不均勻，5研究區(qū)大部分農村飲用水水源地取水井深度小于300m，其中20m以下取水井數量較多，取水類型主要為沖洪積平原區(qū)第四系孔隙潛水和部分山地丘陵區(qū)出露的山澗泉水。
為探討研究區(qū)水源地取水深度與硝酸鹽濃度超標之間的關系，根據各水源地取水井深度分布狀況，對硝酸鹽超標水源地數量進行了分類統(tǒng)計，見表1。根據統(tǒng)計結果，硝酸鹽超標率隨著水源地取水井深度的增加而逐漸減小。
為進一步研究超標水源地取水深度與硝酸鹽濃度之間的關系，對二者之間的相關性進行了統(tǒng)計分析，分析結果見圖1。
根據相關性分析，研究區(qū)水源地硝酸鹽超標率和超標程度均隨著井深的增加呈現出明顯減小趨勢，說明硝酸鹽污染對淺層地下水和深層地下水均產生了較大影響，且呈現出污染現象逐漸由淺層地下水向深層地下水擴散的趨勢。
二、硝酸鹽污染與海拔高程關系
為了研究農村飲用水源地硝酸鹽污染與海拔高程之間的關系，本文獲取了研究區(qū)地形DEM數據，并將各水源地地理位置定位于沂水縣地形圖上。研究區(qū)東南部沂河、沐河沖洪積平原區(qū)域海拔較低，縣域西部和北部為山地丘陵區(qū)，海拔較高。經統(tǒng)計，硝酸鹽濃度超標的水源地主要集中于海拔高程相對較低、地勢平坦的河道兩側沖洪積平原區(qū)域。
通過地理信息系統(tǒng)軟件，從研究區(qū)地形圖上對各水源地的海拔高程值進行了提取，根據統(tǒng)計結果，研究區(qū)各水源地海拔高程主要位于114~459m之間。為研究水源地海拔高程與硝酸鹽超標現象之間的聯(lián)系，本文根據水源地海拔高程分布情況，對水源地硝酸鹽污染狀況進行了分類統(tǒng)計和相關性分析，結果見表2和圖2。
由表2可知，硝酸鹽超標率隨著海拔高程的增加呈現出明顯的減小趨勢，即海拔高程越高，水源地硝酸鹽超標概率越低。同樣，硝酸鹽濃度超標程度隨著海拔高程的增加也呈現出逐漸降低趨勢，即海拔高程越高的區(qū)域，硝酸鹽超標程度相對越輕。水源地硝酸鹽超標現象與海拔高程之間存在明顯的相關性。
三、硝酸鹽污染與地形坡度關系
為研究水源地硝酸鹽污染問題與地形因素之間的關系，本文利用研究區(qū)地形DEM數據，通過地理信息系統(tǒng)軟件進行坡度分析，并將水源地地理位置與地形坡度圖進行了疊加，從地形坡度圖中可以看出大多數超標水源地位于坡度較小、地勢相對平坦的區(qū)域;而硝酸鹽濃度達標的水源地主要位于坡度較高的區(qū)域。
利用地理信息系統(tǒng)軟件，從地形坡度圖上對各水源地的坡度值進行了數據提取。結果顯示，279個水源地中，地形坡度最大值為13.32。，最小值為0.05。。為研究水源地地形坡度與硝酸鹽濃度超標之間的聯(lián)系，根據水源地地形坡度分布情況，對硝酸鹽污染狀況進行了分類統(tǒng)計和相關性分析，結果見表3和圖3。
根據上述統(tǒng)計分析結果，研究區(qū)279個地下水水源地中，硝酸鹽超標率隨著地形坡度的增加呈逐漸降低趨勢，即地形坡度越大的區(qū)域，硝酸鹽超標率越低。同樣，水源地硝酸鹽濃度超標程度隨著地形坡度的增加也呈現出明顯的減小趨勢，即地形坡度越大的區(qū)域，水源地硝酸鹽超標程度相對越輕。水源地硝酸鹽超標現象與地形坡度之間表現出明顯的相關性。
四、污染形成原因分析
研究表明，農業(yè)面源污染主要是由于過量施用化肥，化肥殘留在土壤或經雨水淋濾后通過包氣帶進入地下水環(huán)境而引起的。根據分析結果，從統(tǒng)計學角度，海拔高程越低、地形坡度越小的區(qū)域，水源地硝酸鹽濃度超標的概率越大，超標程度越重；海拔高程越高、地形坡度越大的區(qū)域，水源地硝酸鹽濃度超標的概率越小，超標程度越輕。這是由于在海拔較高、地形坡度較大的山地丘陵區(qū)，土壤相對貧瘠，農業(yè)生產活動相對落后，化肥等施用量相對較少，農田灌溉體系相對較落后，降雨是地下水的主要補給來源。而降雨后由于地形限制，雨水容易形成地表徑流，直接補給地下水的量較少，包氣帶及地下水中污染物的入滲速度、入滲量較小，因此，地下水受污染程度相對較低。
海拔較低、地形坡度較小的沖洪積平原區(qū)域，農業(yè)生產活動比較發(fā)達，農田化肥等施用量較大，且農田水利工程相對發(fā)達。平原地區(qū)農田灌溉和降雨是地下水的主要補給來源，在農田灌溉或降雨后，水分除部分蒸發(fā)和被植物吸收外，大部分滲入包氣帶或地下水中，化肥中所含的氮素組分會隨著地下水的入滲逐漸進入地下水環(huán)境，從而導致地下水中硝酸鹽污染狀況發(fā)生。因此，與海拔較高、地形坡度較大的山區(qū)相比，海拔較低、地形坡度較小的沖洪積平原區(qū)域地下水更易受到農業(yè)面源污染的影響。
另外，農業(yè)面源污染是由于長時間的積累形成的，地下水污染造成的水質型缺水，會進一步加劇人們對地下水的超采，使地下水漏斗面積不斷擴大，地下水水位大幅度下降;地下水位的下降又改變了原有的地下水動力條件，引起地面污水向地下水的倒灌，淺層污水不斷向深層流動，地下水污染向更深層發(fā)展，使得地下水污染程度不斷加重。研究表明，長期以來，農業(yè)面源污染對淺層地下水和深層地下水均產生了較大影響，且硝酸鹽污染逐漸由淺層地下水向深層地下水擴散。
五、結語
加強對農村飲用水安全的保護已刻不容緩。在農村飲用水水源地污染防治方面，單純對取水口采取隔離措施已不能滿足環(huán)境保護需求。主管部門應加大對農業(yè)面源污染的防治力度，在區(qū)域范圍內，廣泛推廣使用測土配方施肥、施用緩釋肥等方法，優(yōu)化施肥方案，確定化肥合理用量，鼓勵施用有機肥，發(fā)展有機農業(yè)。在農田和水源之間建立生態(tài)緩沖帶或保護帶攔截農田流出的養(yǎng)分，防止養(yǎng)分直接流入水源。
農村飲用水源地建設選址時，建議優(yōu)先選擇開發(fā)利用程度低、農業(yè)生產活動相對薄弱的山地丘陵區(qū)域，地下水開采類型應以深層水為主。并在取水井末端采取有效的水質凈化措施，保證居民用水安全。
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