北京农村饮水水质时空差异及其影响因素研究

目前我国农村饮水安全形势仍然较为严峻，随着经济的发展及农村城市化进程的加快，农村饮水水质的化学及毒理学等指标受环境污染的影响逐渐加重。我国当前农村饮水水质的研究主要集中在水质现状调查与监测，缺乏系统的饮水水质时空变化研究，缺乏定量化的饮水水质影响因素分析，相关的研究无法反映水质变化的内在动因。因此，本研究选取北京农村为研究试点，基于地理学理论，通过长期、大量的水样监测，自然及人为影响因素的综合分析，从时空系统角度来分析北京农村饮水水质，阐明农村饮水水质的时空差异机制，揭示城市化进程对饮水水质的影响，综合考虑自然及人为影响因素的复合作用，构建农村饮水水质脆弱性评价指标体系及评价模型，为农村饮水水质改善及农村水资源的保护提供科学的指导，为全国广大农村饮水安全研究提供良好的示范。

本研究选取北京10个涉农区县农村为研究试点，通过对该地区2009－2014年水样监测数据、自然及人为影响因素综合分析，从时空角度探讨北京农村饮水水质，阐明该地区农村饮水水质时空差异特征，揭示城镇化与农村饮水之间相互关系，构建农村饮水脆弱性评价指标体系及模型。研究显示：该地区农村饮水水质各项指标合格率存在年度及季节变化，微生物指标中菌落总数合格率显示出逐年变大趋势，而总大肠菌群、耐热大群菌群或大肠埃希氏菌总体也显现出逐年变好趋势，但中间略有起伏。3项毒理学指标、13项感官性状及一般化学指标年度变化差异不显著。季节变化规律显示枯水期水样微生物指标合格率显著高于丰水期水样相应指标合格率；毒理学指标、感官性状和一般化学指标丰、枯水期合格率则无显著性差异。水质空间差异显示北京农村南部地区水质合格率明显高于北部地区。北部地区微生物指标的污染较为严重，延庆、密云、怀柔三个区县微生物超标尤其严重；南部地区硝酸盐、总硬度等指标超标较为显著。水源及其卫生防护对微生物污染的影响顺序为：水井深度＝井口防护>水厂类型>周围污染物；微生物污染还与水处理过程紧密相关（p值都小于0.01）；井水中总硬度、硝酸盐及氟化物显著大于山泉水和地表水；井口封闭、井口高于地面、有井房、水井井深增大则铁、锰、氨氮、氟化物污染越重，而对硝酸盐氮污染影响越小；污染源种类不同对各种化学物质影响差异也较大。城镇化进程中人口城镇化、能源及社会消费城镇化对农村饮水综合安全具有重要影响，同时对耗氧量、pH值等单项水质指标影响也较大；而城镇化进程中的经济发展、土地利用情况对色度、浑浊度、铁、锰、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体等多种水质指标都会产生较大影响，而产业结构的变化对综合水质、总硬度、氨氮等也会产生影响。本研究还构建了包含饮水水质脆弱性、饮水环境脆弱性、饮水处理过程脆弱性、城镇化因素等4个准则层以及42个评价指标的农村饮水脆弱性评价指标体系；划分的北京农村饮水脆弱性分区则显示北京10个涉农区县饮水水质综合脆弱性以微度脆弱到一般脆弱为主，延庆与房山为饮水重度脆弱区，密云与大兴为饮水中度脆弱区。在农村饮水安全保障上，本研究提出围绕农村饮水安全主要影响因素，按照农村饮水脆弱性分区有针对性地实行农村饮水安全防护措施。本研究结果将为农村饮水安全保障提供科学依据及数据支撑。