地下水污染的調(diào)查與防治

□ 孫惠聰 孫乃武

水是人類生存環(huán)境中的重要組成部分，以氣、液、固三種狀態(tài)而存在，遍布于海洋，地面的江河湖泊，地下淺層和深層的水，高山積雪與寒冷地區(qū)的冰雪、大氣中的水蒸氣等等之中。

水在自然界循環(huán)中形成海洋、河流、湖泊、地下水層等天然水體。同時(shí)，在自然界循環(huán)中，幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)都有雜質(zhì)混入，使水質(zhì)發(fā)生變化，形成不同水質(zhì)的水。人類社會為了滿足生活和生產(chǎn)的需要，從天然水體中取用大量水作為生活用水和生產(chǎn)用水，在使用過程中隨時(shí)都有雜質(zhì)混入，使水受到不同程度的污染，變成了相應(yīng)的生活污水和工業(yè)廢水，排入到天然水體，構(gòu)成了水的社會循環(huán)。研究開發(fā)利用好水資源并對其進(jìn)行保護(hù)，使其永續(xù)利用是水利部門的主要工作。

筆者針對多年工作中接觸過的水污染實(shí)例，站在污染防治角度加以探討分析，從而證明加強(qiáng)地下水源衛(wèi)生防護(hù)工作的必要性。

案例一：工業(yè)廢水污染地下水源

鐵力市鐵力鎮(zhèn)處在呼蘭河一級階地上，其支流鐵夾河由東至西在城中通過。1986年以前，上游原木材干餾廠制膠廠生產(chǎn)尿醛膠，它的主要原料為甲醛和尿素，生產(chǎn)廢水直接排入鐵夾河。據(jù)環(huán)保部門統(tǒng)計(jì)，每年甲醛最大折存量可達(dá)到3.11t。當(dāng)時(shí)鎮(zhèn)內(nèi)用水靠的是手壓井和缸管井（用泵抽），汲取的是與河水有水力聯(lián)系的第四紀(jì)松散層中的淺層水，井水被污染后出現(xiàn)異味。更為嚴(yán)重的是，這種異味逐年向河流兩岸民用井中增大和蔓延。調(diào)查得知，有一家靠近水體較近的居民，家里的一位女中學(xué)生當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了眼痛、頭痛癥狀，不能正常上學(xué)。經(jīng)相關(guān)大醫(yī)院診斷為典型的甲醛中毒反應(yīng)。1987年鐵力鎮(zhèn)集中供水后，此種狀況得到徹底改變。

案例二：水介傳染病污染地下水源

海林市橫道河子鎮(zhèn)鐵路水源建在橫道河漫灘上，靠傍河型大口井汲取與河水有著密切水力聯(lián)系的地下水供應(yīng)鐵路機(jī)車用水，后擴(kuò)大到為附近居民供水。1989年春季，因河邊住戶臨河廁所中攜帶外來病原菌的排泄物被雨水沖入水體，結(jié)果造成腸傷寒傳染病迅速蔓延，幾天內(nèi)近百人出現(xiàn)了水介傳染病，好在有關(guān)部門發(fā)現(xiàn)及時(shí)，采取了相應(yīng)措施，才得以控制。鐵路水源重新改建后，此種情況徹底改變。

案例三：地面污染源影響地下水合鐵層

海林市舊街鄉(xiāng)煙堿廠是一個(gè)以煙葉梗為原料生產(chǎn)農(nóng)藥的企業(yè)，工廠建在海浪河河漫灘上，生產(chǎn)用水靠管井汲取第四紀(jì)孔隙潛水,經(jīng)機(jī)械曝氣，錳砂除鐵罐處理后使用。該設(shè)備一用一備，且間歇運(yùn)行。運(yùn)行一年多，因罐內(nèi)濾料板結(jié)，無法保證水質(zhì)而停產(chǎn)。在解決工廠用水時(shí)，工作人員現(xiàn)場踏勘發(fā)現(xiàn)：廠區(qū)外上游為西舊街村，村后為“牛軛湖”（背河）。西舊街村的垃圾、污水都堆積和排放到“牛軛湖”內(nèi)，多年積累，污染嚴(yán)重。據(jù)村民講，只有海浪河漲水時(shí)這些垃圾才能被洪水清理一次。在附近取土點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，隆起地層白堊紀(jì)沉積巖出露點(diǎn)斷面上紅色含鐵巖層清晰可見。經(jīng)分析，當(dāng)用管井取水時(shí)，地下水影響半徑內(nèi)污染源中的有機(jī)物等將地層中鐵還原成二價(jià)鐵溶入水中，致使管井原水含鐵量不斷持續(xù)升高。

案例四：查明地下水污染源，設(shè)立衛(wèi)生防護(hù)區(qū)，地下水除鐵水源水質(zhì)指標(biāo)是可以有效控制的

海林市海林鎮(zhèn)二水源擴(kuò)建工程，是1989年進(jìn)行地下水資源初勘、1990年進(jìn)行了地下水資源詳勘的，對水源擬建區(qū)域近10km2的范圍進(jìn)行了水文地質(zhì)勘探。抽水試驗(yàn)時(shí)對鉆孔水質(zhì)進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)越靠近污染源（漚糞坑、田間泡沼等），水中含鐵量越高，且與污染程度相對應(yīng)。水源設(shè)計(jì)時(shí)采用了地下水除鐵工藝流程，即：地下水——跌水曝氣——人工銹砂過濾——消毒——清水池——用戶?？碧綍r(shí)檢驗(yàn)最高含鐵量為3.75mg/L，一般為2.19mg/L，最低處為1.2mg/L。水源采用傍河型大口井加輻射管取水，經(jīng)省礦產(chǎn)儲量委員會批準(zhǔn)可采量為1.2萬t/日，設(shè)計(jì)取水能力為1.1萬t/日。

水源建成后，設(shè)立衛(wèi)生防護(hù)區(qū)，對取水構(gòu)筑物影響半徑范圍內(nèi)的污染源進(jìn)行了徹底清理（如墳地、糞坑等），對防護(hù)區(qū)內(nèi)用肥進(jìn)行了限制。經(jīng)多年運(yùn)轉(zhuǎn)，水中含鐵指標(biāo)逐年下降，含鐵指標(biāo)現(xiàn)已接近水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。對二水源原水含鐵量逐年下降這種運(yùn)行工況進(jìn)行研究分析表明，二水源水源勘探取樣編錄時(shí)，白堊紀(jì)沉積巖中有典型的含鐵層，此種情況完全符合地下水除鐵理論中“地殼巖土中的鐵質(zhì)大量進(jìn)入地下水中的幾種途徑”：

1.含有二氧化碳的地下水對巖土中二價(jià)鐵的溶濾作用。

對氧化亞鐵：FeO+2CO2+H2O=Fe(HCO3)2

對碳酸亞鐵：FeCO3+CO2+H2O=Fe(HCO3)2

2.三價(jià)鐵在還原條件下被還原為二價(jià)鐵而溶解。在富含有機(jī)質(zhì)的地層中，常由于微生物的強(qiáng)烈作用而處于嫌氣的還原條件下，這時(shí)溶解氧氣被消耗殆盡，有機(jī)物進(jìn)行嫌氣分解產(chǎn)生出大量硫化氫、二氧化碳、沼氣等。三價(jià)鐵被硫化氫還原的過程如下：

Fe2O3+3H2S=2FeS+3H2O+S

硫化鐵在二氧化碳作用下溶于水中：

FeS+2CO2+2H2O= Fe(HCO3)+H2S

這可能是河漫灘及一級階地地區(qū)中地下水中鐵質(zhì)的主要來源。

3.一些有機(jī)物和鐵生成復(fù)雜的有機(jī)鐵質(zhì)溶于水中。

4.鐵的硫化物氧化而溶于水中，如：

2FeS+7O2+2H2O=2FeSO2+2H2SO4

常為酸性水中鐵質(zhì)的主要來源。

從以上調(diào)查分析可以看出，地下水的污染主要來自以下幾個(gè)方面：

一是工業(yè)廢水污染。工業(yè)廢水污染地下水是逐年富集的，污染與治理是不可逆的，其造成后果是無法估量的。改變此種污染的唯一辦法是另辟水源。

二是病菌、病原菌污染。農(nóng)村過去用的廁所多為旱廁，容易引發(fā)水介傳染病。隨著新農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)村泥草房改造的快速推進(jìn)，現(xiàn)在農(nóng)村也開始采用室內(nèi)廁所。為了排水順暢，將滲井直接設(shè)在透水層上，破壞了地下水保護(hù)層，造成地下水污染，更容易發(fā)生水介傳染病。

三是生活垃圾污染。生活垃圾的隨意堆放可導(dǎo)致地下水中三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，其污染程度直接影響水處理效果，嚴(yán)重污染時(shí)可使水源井報(bào)廢。

四是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)污染日趨嚴(yán)重，除大量施肥和使用農(nóng)藥外，有些人還把用過的肥袋、藥瓶隨意丟棄，造成地下水污染。

多年來，國家大力開展農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)，農(nóng)村飲用水現(xiàn)狀取得了顯著改善。面對當(dāng)前的聯(lián)片集中供水，如何保證農(nóng)村飲水安全工程持續(xù)健康發(fā)展，筆者認(rèn)為應(yīng)該采取以下措施：

一是加強(qiáng)水資源衛(wèi)生防護(hù)宣傳，科學(xué)劃定農(nóng)村飲用水源防護(hù)區(qū)，并通過各級政府將這項(xiàng)工作落到實(shí)處，增強(qiáng)人們的水環(huán)境保護(hù)意識。

二是在今后建設(shè)水源取水工程時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行水源環(huán)境狀況調(diào)查、評價(jià)（評價(jià)污染源對地下水水質(zhì)產(chǎn)生的影響和潛在影響），水源位置確定后，應(yīng)立即建立水源衛(wèi)生防護(hù)區(qū)。

三是采用地下水時(shí)，應(yīng)進(jìn)行水資源評價(jià)，查清地下水流向、水力影響半徑及水質(zhì)等參數(shù)，以便建立水源衛(wèi)生防護(hù)區(qū)。

四是對已建成水源工程的衛(wèi)生防護(hù)環(huán)境進(jìn)行整治清理，明確劃定衛(wèi)生防護(hù)區(qū)。

五是結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)發(fā)展規(guī)劃的編制工作，充分考慮污水處理方案和農(nóng)村排水系統(tǒng)建設(shè)。