鄱阳湖及周边经济区水地球化学特征及初步评价

衷存堤 陈金华 尹国胜 张旭 钟达洪

（江西省地质调查研究院，向塘330201）

摘要：根据1：25万多目标区域地球化学调查结果，鄱阳湖及周边经济区地表水及浅层地下水质量较好。浅层地下水总体略偏酸性（5.5～6.5），仅在都昌以北地区为中性水，主要重金属元素（Cd、Hg、As、Cu、Pb、Zn、Ni）含量均未超标，属Ⅰ类水，但硝酸根、亚硝酸根和氨氮普遍偏高，以Ⅲ类和Ⅳ类水为主；地表水总体为中性，但长江南岸偏碱性，主要重金属元素含量未见超标，以Ⅰ类水为主，局部为Ⅱ类或Ⅲ类水，而亚硝酸根、硝酸根、铁、锰等指标普遍较高，以Ⅳ类水为主。总的来看，浅层地下水质量优于地表水。

关键词：鄱阳湖；地表水；浅层地下水；地球化学特征；评价

“江西省鄱阳湖及周边经济区农业地质调查”项目是中国地质调查局与江西省人民政府合作开展的基础性、公益性、战略性地质调查项目，按照地调局的统一部署^［1］，项目于2004年正式开展工作。本文是在鄱阳湖及周边经济区水地球化学调查成果资料的基础上编写而成的，主要通过系统总结项目区地表水、浅层地下水地球化学特征，并参照我国颁发的水环境质量标准对区内水质进行了初步评价，可指导项目区下一步的区域评价工作部署。

1 研究区概况

鄱阳湖及周边经济区涉及环鄱阳湖地区的南昌、九江、宜春、抚州、上饶、景德镇、鹰潭等7个设区市的29个县（市、区）（图1），面积约3.9万km²。区内人口1549.74万人（2002年）、占全省总人口的36.7％，其中，乡村人口1110.89万人，占工作区总人口的72.2％；城镇人口438.85万人；耕地面积约76.1万公顷，是江西省乃至全国重要的粮、棉、油、禽、畜、水产等农产品生产基地，也是江西省工农业发展最快的地区之一。

项目区基本以鄱阳湖为中心，四周山丘环绕，江西5大主要河流赣、抚、信、饶、修河均汇入鄱阳湖。区内地貌形态主要有山地、丘陵、岗地、平原4个类型，以平原及岗地为主，山地主要分布于项目区周边。区内地层发育较全，除早泥盆世和中新世—上新世地层缺失外，其他地层均有出露。主要岩石类型有中浅变质岩夹变质火山碎屑岩、泥砂质碎屑岩、碳酸盐岩、含煤碎屑岩、火山－火山碎屑岩、泥质岩等。区内岩浆活动频繁，从元古代—新生代均有不同规模的岩浆喷溢和上侵活动，并呈现了多旋回特点。主要形成有花岗岩、闪长岩、辉长辉绿岩、火山岩等。成土母质主要为变质岩、沉积碎屑岩、碳酸盐岩、花岗岩等风化形成的残－坡积物及河流冲积物、滨湖沉积物［1］。区内主要土壤类型有红壤、棕红壤、黄红壤、红壤性土、黄壤、黄棕壤、草甸土、紫色土、石灰土、潮土和水稻土等，沿滨湖平原、河流冲积平原及河谷阶地分布。

图1 鄱阳湖及周边经济区交通位置图

2 样品采集与分析测试

按照《多目标区域地球化学调查规范（1：25万）》（DD2005－01）的要求，区内地表水和浅层地下水采样密度为平原区为1个点/16km²、丘陵区为1个点/32km²、山区为1个点/64km²。地表水采样位置选择：(1)河流分布区采样点布设在主河道开阔处或支流汇入主流的下方；(2)水网湖泊分布区采样点应尽量布设在湖区中间部位；采样时尽量轻扰动水体，样前先用待取水洗涤装样瓶和塞子3次，然后尽量把取样瓶沉入水中30cm深处取样，每个采样点按要求采集6瓶水样；平行样应与原样同时采集、处理。浅层地下水采样方法：(1)布设采样点有居民点时采集井水，采样井应选择井径大、水位高的水井；丘陵、山地采样点处无居民点时以采集泉水为主，泉水可直接在涌水口采集；平原、岗地采样点无居民点井水及泉水时以人工挖掘取水坑为主，应在取水坑中地下水位平衡后采集水样，水样需经沉淀过滤后才能作为分析水样，并在记录中注明人工挖掘取水坑的口径及深度；(2)浅层地下水样品的采集采用瞬时采样法，采样时尽量轻扰动水体；取样前先用待取水洗涤装样瓶和塞子3次，然后把取样瓶沉入水下30cm深处取样；每个采

样点按要求采集6瓶水样；(3)平行样应与原样同时采集、处理。样品采集后，在现场测试水温及pH值，并现场用石蜡封口。对不同待测元素加不同的保护剂：(1)对测定Pb、Zn、Cu、Cd、Mn、Ba、As元素的水样，用聚乙烯塑料壶或玻璃瓶采样1500mL，取澄清后的1000mL水样贮存于干净的聚乙烯塑料壶或玻璃瓶中，立即加入10mL（1＋1）HNO3摇匀，石蜡封口；(2)对测定Cr、Ni、Co、Be、Mn、Pb、Zn、Cu、Cd、As、Se元素的水样，用聚乙烯塑料壶或玻璃瓶采样1500mL，取澄清后的1000mL水样贮存于干净的聚乙烯塑料壶或玻璃瓶中，立即加入10mL（1＋1）HCl摇匀，石蜡封口；(3)对测定Hg元素的水样，先在塑料壶内加入50mL浓HNO3及10mL15％K2Cr2O7溶液，再注入所采集的1000mL水样，摇匀；(4)对测定酚、氰的水样，取1000mL水样加入2g固体氢氧化钠，保证水样的pH≥12，用石腊密封，阴凉处存放，24小时内送到实验室，并要求在24小时内分析完毕；所有样品在采集后都于24小时内送达实验室。采样时间从2005年1月开始，至6月初结束，共采集地表水、浅层地下水样品总数4254组。

地表水、浅层地下水均分析了26项指标：pH、氯化物、铁（Fe）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、钼（Mo）、钴（Co）、汞（Hg）、砷（As）、硒（Se）、镉（Cd）、铬（Cr^6＋）、铅（Pb）、铍（Be）、钡（Ba）、镍（Ni）、钙（Ca）、镁（Mg）、亚硝酸根

华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

3 浅层地下水地球化学特征

3.1 浅层地下水赋存类型及其分布

区内浅层地下水可分为裂隙水和孔隙水两类，按其赋存形式，主要有松散堆积物区孔隙水、碳酸盐岩区溶洞裂隙水、碎屑岩类区溶蚀孔隙裂隙水、变质岩区构造裂隙水和花岗岩类区裂隙水。孔隙水主要分布于平原区，裂隙水发育于鄱阳湖周边山地，而溶蚀孔隙裂隙水及岩溶水见于南部岗状平原区。

3.2 浅层地下水酸碱度

区内浅层地下水地球化学环境总体呈弱酸性，pH平均值为6.47，标准离差0.64，变异系数0.10。在区域上，永修县柘林镇至鄱阳县莲山一线以南多为弱酸性，分布面积占总面积的71.8％，北部以中性水为主。

3.3 浅层地下水中重金属元素含量特征

重金属元素包括镉、汞、铅、砷、铜、锌、镍等元素。区内浅层地下水中重金属元素含量普遍比较低，镉、汞、铅、砷、铜、锌、镍元素平均含量（μg/L）分别为0.045、0.02、0.82、0.36、1.2、16.06、0.82，标准离差＜1，变异系数多在0.5左右，仅汞和镉的变异系数值大于1。这些元素的地球化学背景场起伏变化明显，呈北北东向展布，高值带（区）明显受五大江河流域控制，而鄱阳湖周边山地背景变化较平缓，含量值也比较低。值得指出的是，区内浅层地下水中含镉量变化大，赣江、饶河、修河等流域存在镉的高值带，局部形成高值区（图2）。

图2 鄱阳湖及周边经济区浅层地下水镉地球化学环境图

3.4 浅层地下水中微量元素含量及变化与地质环境关系

区内浅层地下水中微量元素铁、锰、钼、钴、硒、氯、氟等平均含量（μg/L）分别为60.52、11.52、0.56、0.63、0.05、7.27和0.08，除铁、锰、氯的标准离差值大于1外，其余元素均小于0.5，而变异系数皆小于1。从地球化学背景场变化特点看，铁和锰总体呈现北北东向的起伏变化，背景值高，并具有北低南高的特征，北部被动大陆边缘变质岩地质环境区为低背景场，而南部活动大陆边缘变质岩地质环境区表现高背景场，在中生代红色岩类区，局部形成了铁、锰异常。钴与铁、锰相反，高值区展布与萍乐坳陷带一致。硒与炭质岩关系密切，石煤和煤岩裸露区，浅层地下水含硒普遍较高。钼和氟呈北高南低的特点，高值区主要分布于长江南岸、乐平县以东及东乡地区，与多金属硫化物矿床聚集生态区有关。氯的地球化学背景区起伏平缓，除九江、彭泽两地氯含量值高外，其余地区普遍较低，且与水系关系明显，除抚河外，其它四水系流域均为高背景带。

3.5 浅层地下水中氮化物含量特征及控制因素

图3 鄱阳湖及周边经济区浅层地下水氨氮地球化学环境图

区内氮化物包括氨氮、硝酸根和亚硝酸根，平均含量（μg/L）分别为0.05、6.63和1.07，标准离差为0.05、4.06、0.25，变异系数为1、0.61、0.23。氮化物含量的空间变异性受地形地貌、土壤类型、浅层地下水发育程度及农田施肥等诸因子制约，平原区（包括岗状平原）、潴育型水稻土类型区、浅层地下水富集区及氮肥施用过量区的地下水中氮化物含量普遍都高，地球化学背景场起伏幅度大，并在市级城镇区存在规模不等的氨氮和亚硝酸根异常，在冲积平原区出现氮化物大范围的高值区（图3）。硝酸根的背景虽高，但地球化学场起伏平缓。

4 地表水地球化学特征

4.1 地表水的酸碱度

区内地表水的pH平均值为7.12，标准离差0.62，变异系数0.09，总体为中性水。地球化学场变化不明显，仅在长江南岸及中小城市区的地表水呈弱碱性，与碳酸盐岩、含钙岩石的广泛分布和城市基础设施建设有关。

4.2 地表水重金属元素含量特征

区内地表水中镉、汞、砷、铜、铅、锌、镍等元素平均含量（μg/L）分别为0.06、0.006、0.72、1.49、1.18、15.05和1.0，标准离差为0.03、0.006、0.7、0.55、0.51、7.28和0.63，变异系数为0.5、1、0.44、0.37、0.43、0.48、0.63。总的来看，区内地表水中重金属元素含量接近或略高于浅层地下水，并以高铜低汞为特征，铜是地下水的4.14倍，而汞比地下水要低3.3倍。在开阔平缓起伏的地球化学背景场上出现了铜的高值带（图4）和汞的低值区。地表水重金属元素含量变化的制约因素十分复杂，非自然因素起着主导作用。

4.3 微量元素及氮氧化物全量特征

区内微量元素及氮氧化物氨氮、硝酸根、亚硝酸根、磷、氯化物、铁、锰、钼、钴、硒、氟、钙和镁等组分平均含量（μg/L）分别为0.08、3.47、3.56、0.032、5.67、367.09、37.62、0.58、0.76、0.10、9.55、2.71，标准离差为0.04、1.2、3.42、0.02、2.43、185.07、20.49、0.25、0.45、0.7、0.04、6.82、1.83，变异系数为0.05、0.35、0.96、0.67、0.43、0.5、0.54、0.43、0.59、0.6、0.5、0.71、0.68。区内地表水的营养元素和有益元素含量比浅层地下水普遍偏高，并且背景相对较为稳定（图5）。同时，地表水中有益元素含量除铁、锰外，其余元素含量较正常值略偏低，而营养元素的氮化物明显偏高，前者与特征的地质环境有关，而后者受氮的地球化学行为和外部因素制约。

5 初步评价

5.1 水地球化学环境质量状况

区内浅层地下水和地表水地球化学环境质量属Ⅰ－Ⅱ类水，水质综合指数小于2，并且浅层地下水优于地表水。结合区内土壤地球化学特征，反映出区内生态环境质量总体良好，但是，随着区内社会经济的快速发展，水环境质量正在逐年下降［3］，局部地表水出现了Ⅲ类水，如中小城市区、赣江三角洲冲积平原和饶河乐平河段等。

5.2 区域水中氮和磷含量接近或超过环境临界值

区内水中磷总体为Ⅱ类，局部Ⅲ类或小于Ⅲ类，如南昌、鄱阳、进贤和樟树等城镇区；氮（氨氮、硝酸根、亚硝酸根）总体为Ⅲ、Ⅳ类，局部Ⅴ类，尤其是亚硝酸根（图6）。可见，浅层地下水和地表水中氮含量超标明显，其中地表水氮超标14.22倍，浅层地下水中亚硝酸根超标107倍。地表水中磷主要来自于农田区化肥的流失、城乡生活污水排放和厂矿企业“三废”的超标排放等［4］，从现有分析数据反映，鄱阳湖水体目前未出现明显的富营养化现象；地表水和浅层地下水中的氮超标主要是与农业生产中大量施用化肥、厂矿企业“三废”超标排放和城市生活污水的大量排放密切相关［5］。

图4 鄱阳湖及周边经济区地表水铜地球化学环境图

5.3 水中铁和锰元素严重超标

区内地表水中铁、锰含量分别是浅层地下水的6倍和3倍。同时，根据国颁饮用水质标准，浅层地下水中铁超标302.6倍、锰超标230.8倍。按照生活饮用水卫生标准（GB—5749—85），铁超标201.7倍、锰超标115.4倍。主要与环鄱阳湖地区沉积层中铁、锰含量的高背景场密切相关。由此可见，区域水地球化学环境依然存在单指标的污染。

5.4 区域水重金属元素污染程度

区内水重金属元素污染综合指数皆小于1，属自然背景状态。但是，地表水重金属元素含量要高于浅层地下水1倍以上，特别是铜元素，比浅层地下水高24.8倍，造成局部地区的铜污染。如饶河乐平河段地表水中铜超标100.4倍，而浅层地下水中铜超标52倍。主要原因是水、土环境自然高背景与矿山“三废”超标排放叠加所引起。

图5 鄱阳湖及周边经济区地表水磷地球化学环境图

6 结论

水地球化学环境质量与所处的地质环境息息相关。评价区地跨扬子板块和华南板两个一级构造单元，由于南北的地质构造演化存在明显的差异性，形成了特征各异的地球化学环境。同时，区内北东向和北北东向的地质构造形迹十分发育，控制了区域水地球化学背景的起伏变化及展布方向。此外，不同地质时代的岩石组合也直接制约了水地球化学环境组分指标和指标组合特征。上述所反映的只是宏观的联系和现象的藕合，而控制主要地质构造因素有待于进一步研究。

鄱阳湖及周边经济区地表水及浅层地下水质量较好。浅层地下水总体呈弱酸性，主要重金属元素（Cd、Hg、As、Cu、Pb、Zn、Ni）含量均未超标，属Ⅰ类水，但硝酸根、亚硝酸根和氨氮普遍偏高，以Ⅲ类和Ⅳ类水为主；地表水总体为中性，但长江南岸偏碱性，主要重金属元素含量未见超标，以Ⅰ类水为主，局部为Ⅱ类或Ⅲ类水，而亚硝酸根、硝酸根、铁、锰等指标普遍较高，以Ⅳ类水为主。地下水质量优于地表水。但局部污染仍然存在，污染物主要源于非自然因素的“三废”超标排放，造成地表水地球化学环境质量不断下降，使中小城镇和工矿企业集中区的水资源遭受不同程度的污染。

图6 鄱阳湖及周边经济区浅层地下水亚硝酸根地球化学环境图

总之，区内水资源质量状况能够满足生活饮用水指标要求，但要重视各种人为因素的所造成的负面影响，应加强水资源环境的保护和监管，确保水资源的安全，让山更青，水更绿，实现社会经济与生态环境保护协调发展。

以上只对区内水环境质量现状进行了简要的评述，有关地表水、浅层地下水中各项指标异常形成的原因、可能引起的生态效应等需在下一步的评价工作中开展进一步的研究工作。本文是在“江西省鄱阳湖及周边经济区1：25万多目标区域地球化学调查——水地球化学调查”成果资料基础上编写而成，是一份集体研究成果，对参加野外采样工作的江西省地质调查研究院赣西北分院的全体工作人员表示衷心感谢！

参考文献

［1］王平，奚小环.全国农业地质工作的蓝图——“农业地质调查规划要点”评述.中国地质，2004，31（增刊）：11～15

［2］江西省地质矿产局.江西省区域地质志.北京：地质出版社，1984

［3］张海星，任小鸿，孔平等.江西省实现可持续发展面临的生态环境问题及对策.环境与开发，2001，16（2）：7～9

［4］司友斌，王慎强，陈怀满.农田氮、磷的流失与水体富营养化.土壤，2000（4）：188～193

［5］李思亮，刘丛强、肖化云等.δ15N在贵阳地下水氮污染来源和转化过程中的辨识应用.地球化学，2005，34（3）：257～262

Characteristics of Water Geochemistry and Preliminary Evaluation in Poyang Lake and Its Circumjacent Economic Regions

Zhong Cundi, Chen Jinhua, Yin Guosheng, Zhang Xu, Zhong Dahong

(Jiangxi Institute of Geological Survey, Xiangtang 330201)

Abstract: On the basis of the work in 1:250000 the multi-objective regional geochemical investigation, the quality of surface water and shallow groundwater is better in Poyang Lake and it"s circumjacent economical region. The shallow groundwater is prejudiced acidity (5.5—6.5), but neutral water is only situated in the northern of Duchang county. Elemental content of heavy metals mainly include of Cd、 Hg、As、 Cu、 Pb、 Zn、 Ni in shallow groundwater isn"t exceed criteria which the water quality belongs to the first evaluation criteria, but the water quality of shallow groundwater meets mainly to the third and the fourth evaluation criteria because of N general on the high side. The surface water is neutral water in the mass but prejudiced alkalescence in the southern bank of the Yangtze River.Elemental content of heavy metals mainly in the surface water isn"t exceed criteria which the water quality is composed mainly of the first evaluation criteria with the second or third evaluation criteria, but the water quality consist mainly of the forth evaluation criteria according to higher indexes of 、 Fe、 Mn. In a word, the quality of shallow groundwater is more excellent than the surface water.

Key words: Poyang Lake; Surface water; Shallow groundwater; Geochemical characteristics; Evaluation