广花盆地地下水三氮时空分布特征及影响因素分析

广花盆地是广州市唯一的地下水应急水源区。三氮(氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮)是研究区地下水的主要污染物,通过分析其时空变化特征,探讨主要影响因素,可为广州市制定地下水保护与利用规划提供理论基础和科学依据。为准确掌握研究区地下水中三氮的分布,利用广花盆地80个地下水监测井2012—2016年的监测数据,分雨季和旱季分析了研究区松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水中三氮的时空分布特征,并利用相关系数定量分析了降雨量与氮含量之间的相关性,采用灰色关联法计算了耕地面积、化肥施用量、降雨量与氮含量之间的关联度,以及从垂向和水平两个方向探讨了氮含量变化的原因。结果表明,2012—2016年广花盆地0~100 m深度地下水的氮污染较严重,氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的超标率分别为47%、29%和5%。由于松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水均属浅层地下水,相互联系紧密,其含氮污染物的分布极为相似,氮含量按从大到小排列均为硝酸盐氮、氨氮和亚硝酸盐氮,超标率按从大到小排列均为氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。受氧化还原环境的影响,随地下水埋藏深度的增加,广花盆地地下水中的氮含量逐渐减少,其中氨氮和亚硝酸盐的含量逐渐增大,硝酸盐氮的含量逐渐减小。受土地利用类型的影响,研究区地下水中三氮的空间分布差异较大。其中城乡居民区地下水的污染最严重,其污染主要来源于废污水的排放。近5年耕地地下水中氮的含量随时间呈减少趋势,主要是受耕地面积减少所致。总体而言,近5年研究区地下水中氮的含量随降雨量增大而减小,并随雨季和旱季的交替而增减,雨季地下水中氮的含量较旱季小。     

广花盆地地下水化学特征及其演化分析

粤港澳大湾区(简称大湾区)建设已经上升为中国国家重大发展战略,水资源保障能力提升是大湾区建设的重点内容。城市应急备用水源建设是解决区内供水风险、保障特殊时期供水安全的重要手段,查明水环境质量状况及其演化对于备用水源地的科学建设意义重大。以粤港澳大湾区应急备用水源地-广花盆地为研究对象,采集并测试了41口监测井水样的常规化学组分,利用主成分分析、元素比值和Gibbs模型等多种方法,探讨了地下水主要离子来源及控制因子,评估了水质状况。结果表明:地下水的TDS变化范围为51.42-1 293.36 mg·L-1,Cl-为1.81-858.65 mg·L-1,淡水样占比95.1%,微咸水占比4.9%,反映地下水化学具有较大的空间差异;地下水阳离子以Ca2+和Na+为主,阴离子以HCO3-和Cl-为主,为HCO3-Ca、HCO3-Na·Ca、HCO3·SO4-Na·Ca和HCO3·Cl-Na·Ca型水;地下水的ρ(Na+)/ρ(Na++Ca2+)值为0.02-0.59,ρ(Cl-)/(Cl-+HCO3-)值为0.03-0.88,Ca/Na值为0.69-52.66,HCO3/Na值为1.28-41.64,据Gibbs模型和元素化学计量分析表明,其化学组成主要受含水层碳酸盐岩和硅酸盐岩风化控制;Na/Cl系数为0.31-6.39,局部地下水盐化明显,在北部高Cl-质量浓度区,其主要受古咸水与现代淡水混合影响,并有Na+与Ca2+离子交换,在南部的高Cl-质量浓度区,可能是海水沿流溪河咸潮上溯和河流侧向补给地下水所致;氨氮为0.05-7.50mg·L-1,有75.6%的样品超过Ⅲ类水标准,其主要来源为农业施肥、人畜粪便。由此,氨氮污染威胁地下水安全,作为应急备用水源应引起高度重视。     

帽峰山地区地下水化学时空分布特征分析与污染评价

帽峰山地区是广州优质矿泉水的重要分布区域,但区域内存在垃圾填埋场、养殖场等污染源,地下水存在潜在污染风险。以帽峰山区为研究区域,分汛期、非汛期两期对区内10个地下水监测井进行了取样监测,结果表明:区域地下水主要以HCO_3-Ca型为主,单因子评价结果显示区域地下水存在一定污染,主要超标指标有NO~-_2-N、NH~+_4-N、Fe、Mn等,非汛期水质优于汛期,氮污染以NH~+_4-N为主,超标点位主要为兴丰垃圾填埋场附近;主成分分析显示研究区地下水水质总体较好,汛期、非汛期达标率分别为80%和90%。