錦州地區(qū)地下水飲用水源污染因素及防治對策研究

畢桂超,孫紅繼

(錦州市環(huán)境科學研究院,遼寧錦州121000)

錦州地區(qū)地下水飲用水源污染因素及防治對策研究

畢桂超,孫紅繼

(錦州市環(huán)境科學研究院,遼寧錦州121000)

通過對錦州地區(qū)地下水飲用水源水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析,評價地下水飲用水源水質(zhì)現(xiàn)狀;針對部分水源水質(zhì)超標現(xiàn)象,分析其成因,并在實地考察的基礎上從工礦企業(yè)污染源、生活污染源、養(yǎng)殖業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和不合理開采等幾方面進一步闡述水源地潛在污染因素;在此基礎上從預防、治理、生態(tài)修復及加強監(jiān)管等方面提出地下水飲用水源污染防治對策。

地下水飲用水源;水質(zhì)現(xiàn)狀;污染因素;防治對策

地下水是錦州市目前唯一的飲用水水源,隨著對地下水的持續(xù)開采,受大、小凌河水質(zhì)不同程度的污染、污水灌溉及面源入滲污染的影響,錦州地區(qū)地下水源受到不同程度的污染威脅。一旦地下水被污染則很難在短期內(nèi)修復,那么整個城市也就失去了生命力,甚至影響到遼西五市的生存與發(fā)展,以及“五點一線”戰(zhàn)略的實施。如何保護地下水資源不受地表經(jīng)濟活動的影響,盡量減少地表污染物通過自然補給過程進入地下水,防患于未然,對確保錦州地區(qū)城鎮(zhèn)居民的飲水安全及可持續(xù)開采利用具有十分重要的現(xiàn)實意義和長遠意義。

1 錦州地區(qū)地下水飲用水源現(xiàn)狀

目前為錦州市城市及城鎮(zhèn)供水的大型集中飲用水源地共有20處,涉及162眼水井(其中有30萬m3/d的地下水供給阜新、葫蘆島及盤錦等市),分為傍河水源地和非傍河水源地兩種類型,總規(guī)劃可采水量為2.39億m3/a(扣除境外用水量)。2005年實際用水量為1.57億m3,節(jié)余0.82億m3,但隨著人口的增長和工業(yè)的發(fā)展,在2010年尚可滿足用水量要求,但2020年將缺口0.026億m3。若遭遇貧水年,缺水將更加嚴重。

對全市20處水源地2006年度p H、色(度)、高錳酸鹽指數(shù)等20余項常規(guī)監(jiān)測因子采用單因子指數(shù)評價法,依據(jù)《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848—93)Ⅲ類標準進行水質(zhì)評價分析,結(jié)果顯示:除了南山水源地的總硬度和硫酸鹽超標、東港電力水源地的總硬度超標外,其余各水源地的各項水質(zhì)評價因子均不超標,均滿足標準限值要求。南山水源地總硬度和硫酸鹽超標主要與錦州鐵合金股份有限公司、錦州新生開關廠和南山垃圾場歷史排污有關,東港電力水源地總硬度超標主要源于區(qū)域水文地質(zhì)因素。

2 錦州地區(qū)地下水飲用水源潛在污染因素分析

雖然目前錦州市地下水飲用水源水質(zhì)狀況尚好,但通過實地考察發(fā)現(xiàn),污染的潛在風險明顯存在。在被調(diào)查的20處水源地中,距取水口100 m及100～1 000 m范圍內(nèi)不同程度地存在工業(yè)企業(yè)污染源、生活污染源、養(yǎng)殖業(yè)面源污染及農(nóng)業(yè)污染源等污染威脅,具體情況見表1。

表1 錦州地區(qū)地下水飲用水源地污染源

這些污染危害主要表現(xiàn)為以下幾方面:

2.1 工礦企業(yè)污染源

現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生大量的廢水、廢渣、廢料,其往往含有各種有毒有害物質(zhì)。由于這些企業(yè)大多缺少環(huán)保治理設施,加之排水管網(wǎng)等基礎設施不健全,這些廢物、廢水不能得到妥善處理。堆放在地面或埋藏于地下的工業(yè)廢物中的各種有害物質(zhì)經(jīng)地表徑流及雨水的沖淋而滲入地下,隨水的運動進入含水層;同時各種污水或直接滲入地下,或污染地表水后又通過地表水與地下水的補給連續(xù)污染地下水。該種現(xiàn)象比較典型的例子是位于城市近郊的魯屯水源地,其具體污染方式如圖1所示:

圖1 工業(yè)污染源入滲型污染示意圖

2.2 生活污染源

水源地取水井周圍存在辦公樓、居民住宅及浴池、廁所等生活輔助設施,尤其是在臨近城市、城鎮(zhèn)邊緣的水源地該現(xiàn)象更為嚴重,例如金城水源地、百股水源地、胡屯水源地等。這些地區(qū)市政基礎設施不完善,埋下了生活污水及生活垃圾污染地下水的隱患。

這些地區(qū)的居民生活污水大多沒有經(jīng)過任何處理而通過滲坑、滲井等直接排放,主要的污染物質(zhì)包括碳水化合物、氮、合成洗滌劑及各種微生物,對地下水構(gòu)成了嚴重的威脅。同時垃圾堆放或填埋以后,由于垃圾本身水分和外部降雨、融雪的滲入形成垃圾滲濾液,隨著外部水對垃圾的淋濾作用,滲濾液中的污染物則會遷移到地下水中。有關試驗表明[1]:垃圾在淋濾過程的初期和中期,污染物的淋濾降解及向環(huán)境中的釋放量較大,而后期則是一個漫長的分解過程。所以垃圾中污染物的遷移對地下水水質(zhì)的影響將是一個長期的作用過程,必須引起足夠的重視。歷史上南山水源地就曾受到垃圾滲濾液污染,造成了垃圾填埋場附近42戶居民搬遷的嚴重后果。

2.3 養(yǎng)殖業(yè)污染源

隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和居民飲食結(jié)構(gòu)的變化,我國各地的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速。在被調(diào)查的20處水源地中,12處取水井1 000 m范圍內(nèi)存在養(yǎng)殖業(yè)污染源。這些養(yǎng)殖業(yè)基本是農(nóng)村的庭院散養(yǎng),人畜混居,畜禽糞便隨意堆放,肆意橫流。少數(shù)規(guī)?；B(yǎng)殖場亦存在不滿足衛(wèi)生防護距離要求,且無糞便集中處理設施等狀況。畜禽糞便大多采取堆存、晾曬等簡易處理方式。綏豐水源地取水井50 m處就有300 m2曬糞場一處。糞便隨雨水沖刷不僅污染了環(huán)境,一定程度上還使地表徑流對地下水造成威脅。

2.4 農(nóng)業(yè)污染源

農(nóng)業(yè)活動造成地下水污染的污染源主要包括土壤中剩余農(nóng)藥、化肥以及不合理污水灌溉等。在被調(diào)查的20處水源地中,距取水井1 000 m范圍內(nèi)有19處存在農(nóng)業(yè)種植活動,同時位于大小凌河扇地內(nèi)的綏豐、博字水源地使用接納城鎮(zhèn)生活污水的大、小凌河水進行灌溉。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為提高農(nóng)作物產(chǎn)量,過量使用農(nóng)藥、化肥,近些年有機氮肥、磷肥、鉀肥更呈逐年增加趨勢[2]。這些化肥、農(nóng)藥只有少部分被農(nóng)作物吸收,其余大部分進入土壤及地表附屬物,隨著地表徑流滲入地下蓄水層,造成地下水污染。此外,農(nóng)業(yè)灌溉使用被污染的地表水,造成污水中的有毒有害物質(zhì)侵蝕土壤,并下滲到地下水中造成地下水污染。

2.5 不合理開采

長期持續(xù)超采地下水,不僅引起了地下水水位的持續(xù)下降,而且延長了地下水補給的路徑,增加了地下水溶濾作用,使地下水的硬度、礦化度、硫酸鹽等指標升高,造成水質(zhì)惡化[3]。長期大量開采地下水的綏豐、博字水源地近10年水質(zhì)硬度呈逐年升高趨勢。

3 錦州地區(qū)地下水飲用水源污染防治對策

由于地下水污染的影響在短期內(nèi)難以顯現(xiàn),污染消除難度大、周期長,被污染的地下水難以再行利用。從飲水安全角度考慮,必須對地下水實施保護,杜絕由于水源污染造成水質(zhì)型缺水的局面。

3.1 劃定水源保護區(qū)

保護地下水要切實貫徹執(zhí)行“預防為主、防治結(jié)合”的方針,根據(jù)地下水運動的動力學特征、地下水中細菌的消減規(guī)律和地下水覆蓋層的性質(zhì)劃分水源保護區(qū)。水源保護一般遵循三級控制原則[4],即一級保護區(qū)、二級保護區(qū)和準保護區(qū)。對水源保護區(qū)設立標識、界牌,以起到警示作用。加大環(huán)境保護的執(zhí)法力度,針對不同保護區(qū)提出有效的污染防治措施。嚴格執(zhí)行新《水污染防治法》規(guī)定,禁止在一級保護區(qū)內(nèi)進行與取水無關的活動,禁止在飲用水源保護區(qū)內(nèi)設置排污口。

3.2 工業(yè)、生活污染源防治措施

加大工業(yè)“三廢”處理力度,使其達標排放,取締一級保護區(qū)內(nèi)的工業(yè)污染源;對生活污染源提倡實施“四位一體”工程;完善保護區(qū)內(nèi)排水管網(wǎng),嚴禁利用滲井、滲坑直接排污,所有排污溝、渠應全部硬化和密封,防止下滲污染;建設污水處理廠。保護傍河水源地地下水水質(zhì)不受污染的關鍵是保證補給來源的地表水體水質(zhì)良好,錦州市城市污水處理廠及義縣城鎮(zhèn)污水處理廠等的建設可對工業(yè)廢水和生活污水進行深化處理,無疑將對大、小凌河水質(zhì)改善起到積極的促進作用,進而有效保護地下水水源。

3.3 農(nóng)業(yè)污染防治對策

大力發(fā)展有機農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè),實施測土施肥,提高化肥、農(nóng)藥利用率,全面禁用高毒、高殘留農(nóng)藥,積極開發(fā)、施用和推廣低殘留農(nóng)藥和化肥,提倡使用生物病蟲害防治技術。旱田施肥要求深埋,水田施肥要求控制水量。此外,污水需經(jīng)過處理達到灌溉標準后方可灌溉,同時要求只宜在飽氣帶防護性能好的地帶實施污水灌溉。

3.4 畜禽養(yǎng)殖污染防治對策

針對不同類型畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染采取不同的防治措施。首先,由于不能滿足衛(wèi)生防護距離要求,搬遷飲用水源一級保護區(qū)內(nèi)所有規(guī)模養(yǎng)殖場;對二級保護區(qū)內(nèi)規(guī)?；B(yǎng)殖場鼓勵其對畜禽糞便進行無害化處理,利用先進的技術生產(chǎn)有機肥及有機無機混合肥,使糞便得以綜合利用;對于一、二級保護區(qū)內(nèi)散戶養(yǎng)殖,由于要求其建設污水處理設施不切實際,且在整個二級保護區(qū)村屯范圍內(nèi)鋪設地下管網(wǎng)投資大、難以操作,因此可采取既能有效控制污染物排放,又符合我市農(nóng)村實際的“四位一體”生態(tài)模式來解決畜禽養(yǎng)殖污染物排放問題。此模式是中國北方農(nóng)村典型的能源生態(tài)模式,糞便入池發(fā)酵產(chǎn)生沼氣,凈化豬舍環(huán)境,沼渣為農(nóng)田提供有機肥料,實現(xiàn)產(chǎn)沼氣、積有機肥同步,種、養(yǎng)并舉,在向人們提供綠色、無污染農(nóng)產(chǎn)品的同時實現(xiàn)糞便無害化、資源化處置,具體模式如圖2所示:

圖2 “四位一體”生態(tài)模式

3.5 開展生態(tài)恢復技術

生態(tài)恢復技術是控制傍河水源地地下水污染的有效手段,該技術以太陽能為主要能源,利用生態(tài)系統(tǒng)中各種生物群落的綜合作用達到凈化水體的目的,使作為地下水補給源的地表水體得以凈化,以有效防止地下水污染。

在傍河水源地水域兩岸建立合理結(jié)構(gòu)的護岸林帶,可以有效截留陸源污染物,凈化水體,涵養(yǎng)水源。尹澄清等[5]對白洋淀周圍水生植物構(gòu)成的水陸交錯帶對陸源營養(yǎng)物質(zhì)截留作用的研究表明,水陸交錯帶中的植被群落和群落間的小溝都能有效截留陸源營養(yǎng)物質(zhì)。

3.6 統(tǒng)籌規(guī)劃,合理開發(fā)地下水資源

加強環(huán)境地質(zhì)學研究,準確掌握各水源地供水能力及水環(huán)境容量;合理開發(fā)利用水資源,禁止超采形成漏斗;加強對用水大戶的水量控制,鼓勵其采用節(jié)水新技術;綜合環(huán)境承載力考慮工業(yè)布局,在水環(huán)境容量超負荷地區(qū),嚴格控制高耗能、重污染工業(yè)的發(fā)展。

4 幾點建議

4.1 應急、預警體系建設

加強地下水污染事故風險防范能力,制定水源地突發(fā)性水污染事故應急預案;優(yōu)化供水體系,實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)供水,適當保留部分深井作為應急備用井,以應對某一水源地突發(fā)性水污染事件,提高供水保證率。

建立由自來水公司(企業(yè))及各地方防疫部門、環(huán)保部門以及市環(huán)境監(jiān)測站、市防疫站組成的三級監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)。逐步建立和完善水環(huán)境監(jiān)測體系,對重點水源實行重點監(jiān)測,系統(tǒng)掌握地下水水質(zhì)變化及動態(tài)特征。在現(xiàn)有人工監(jiān)測的基礎上加強自動監(jiān)測,同時使監(jiān)測井點數(shù)由目前的117個增加到162個,在監(jiān)測項目上不僅監(jiān)測常規(guī)項目,還要加強有毒、有機項目監(jiān)測,以實現(xiàn)對錦州市大型集中飲用水源地水質(zhì)、水量的實時控制、全面控制。

4.2 節(jié)約用水

節(jié)約用水,開發(fā)和推廣節(jié)約用水的新技術、新工藝,提高水的循環(huán)利用率;廣泛宣傳教育,使人們樹立節(jié)水觀念。這些節(jié)水舉措不但可以優(yōu)化水資源配置,為錦州地區(qū)提供更多的可用水資源,而且可以減少污水排放量,從而減輕二次污染,因此亦是一項重要的水源保護措施。

4.3 政策措施

建立和完善地下水開采法律、法規(guī),嚴格規(guī)定破壞地下水資源行為的法律責任[6];積極開展示范研究,逐步形成適合我國特色的地下水環(huán)境保護技術標準體系;理順地下水管理體制,加強行政管理的效率;建立合理的開發(fā)保障機制,實行地下水保護的經(jīng)濟激勵制度,并鼓勵公眾參與。

[1]趙勇勝,蘇玉明,王翊紅.城市垃圾填埋場地下水污染的模擬與控制[J].環(huán)境科學,2002,23(增):83-88.

[2]李瑞芝.地下水污染及其防治措施的分析[J].內(nèi)蒙古農(nóng)牧學院學報,1995,16(1):103-105.

[3]白峰青,黃興國,賀屹.咸陽市區(qū)地下水污染因素及其保護對策研究[J].煤炭工程,2004,(5):58-60.

[4]李建新.德國飲用水水源保護區(qū)的建立與保護[J].地理科學進展,1998,17(4):88-97.

[5]尹澄清,蘭智文,晏維金.白洋淀水陸交錯帶對陸源營養(yǎng)物質(zhì)的截留作用初步研究[J].應用生態(tài)學報,1995,6(1):76-80.

[6]姜建軍.中國地下水污染現(xiàn)狀與防治對策[J].環(huán)境保護,2007,38(10):16-17.

Research on the Pollution Factors and Control Measures of Jinzhou Underground Drinking Water Sources

Bi Guichao,Sun Hongji
(Jinzhou Institute ofEnvironmental Sciences,Jinzhou L iaoning 121000)

This article evaluates the water quality status quo of underground drinking water sources by analyzing the quality monitoring data of drinking water.In view of the problem that part of the water sources exceed the quality standard,it analyzed the causes,and on the basis of fieldwork,it further elaborated on the potential pollution factors of underground drinking water sources from industrial and mineral pollution sources,domestic pollution sources,breeding industrial pollution sources,agricultural pollution sources,unreasonable exploitation and so on.Then it put forward the pollution prevention and control measures of underground drinking water from the aspects of prevention,control,ecological restoration,strengthening supervision and so on.

underground drinking water sources;water quality status quo;pollution factors;pollution prevention and control measures

X52

A

1008-813(2010)03-0065-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2010.03.019

2009-03-25

畢桂超(1980—),女,遼寧錦州人,畢業(yè)于沈陽化工學院會計學專業(yè),工程師,從事環(huán)境科研和環(huán)境影響評價工作。