华北平原潜水总硬度分布图

硬度是衡量地下水环境质量优劣的重要指标之一。随着环境污染的日趋严重和地下水开采强度的加剧，地下水的总硬度不断升高。硬度升高在水质恶化中表现得日益突出 , 成为地下水环境质量研究中的重要环境因子。总硬度是指水中 Ca ²⁺ 、 Mg ²⁺ 的总量，它包括暂时硬度和永久硬度。水中 Ca ²⁺ 、 Mg ²⁺ 以酸式碳酸盐形式的部分，因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去，故称为暂时硬度；而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分，因其性质比较稳定，故称为永久硬度。

一般城市地下水硬度异常的形成原因主要有两个方面的因素：一是城市工业和生活废水的入渗，使所含的 Ca ²⁺ 、 Mg ²⁺ 直接进入地下水引起硬度升高；二是地下水过量开采引起水动力场和水文地球化学环境的改变，污染载体与包气带和含水围岩之间发生一系列的水文地球化学作用，促使土壤及下层沉积物的钙镁易溶盐、难溶盐及交换性钙镁由固相向水中转移，从而使地下水硬度增高。这些作用主要有酸性溶滤作用、碳酸溶滤作用、盐效应等。

总的趋势是，由山前平原向海岸带，地下水 TDS 含量增加。华北平原东部河北、山东及南部河南的大面积地区被 V 类水质覆盖，地下水硬度大于 550 mg/L ，河北西部部分地区情况较好（以 Ⅱ 类、 Ⅲ 类水质为主），但也存在硬度超标的地区（地下水质量为 IV 类、 V 类），多集中在保定、定州、石家庄、邢台的城市周边。北京市也同样出现了局部的地下水硬度异常，高于其周边地区地下水硬度。可见城市工业和生活废水入渗、所含 Ca ²⁺ 、 Mg ²⁺ 直接进入地下水，导致城市地下水硬度升高。唐山地区，地下水硬度含量较低。本图所使用的地下水水质监测点中，硬度最大值为 1736 mg/L ，出现在山东省夏津县，硬度最小值为 50 mg/L ，出现山东省陵县。总体来说，我国华北平原地下水硬度普遍偏高，硬度超 V 类地区的面积占总面积的一半以上，硬度是影响华北平原地下水质量的主要因素。

对比现状与历史华北平原地下水潜水总硬度图可发现，平原中部辛集、霸州、沧州、东营一带地下水总硬度有所降低，而在西部山前平原总硬度升高。

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