隴東盆地生態(tài)環(huán)境問題分析

梁雨東，劉 娟

(甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅蘭州 730050)

隴東盆地是一個生態(tài)環(huán)境十分脆弱的地區(qū)。水質(zhì)污染、地質(zhì)災(zāi)害、土壤侵蝕和土地沙漠化等生態(tài)環(huán)境問題突出，森林及植被覆蓋率低，涵養(yǎng)水源功能弱，環(huán)境自凈能力差，環(huán)境污染現(xiàn)象嚴(yán)重。

1 主要生態(tài)環(huán)境問題

1.1 水質(zhì)污染與變化

1.1.1 地下水污染

區(qū)內(nèi)的地下水水質(zhì)的污染與變化可分為潛水的污染與變化及承壓水的污染與變化，其中潛水的水質(zhì)污染與變化又分為河谷潛水的污染及黃土潛水的水質(zhì)變化兩個方面(表1)。

表1 區(qū)內(nèi)地下水污染與水質(zhì)變化分區(qū)表

1)河谷潛水污染

區(qū)內(nèi)河谷潛水主要賦存于涇河谷地及其支流谷地的沖洪積層中，是當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市生活和農(nóng)村人畜賴以生存的最主要水源，但由于人類活動影響，導(dǎo)致河谷潛水受到污染。河谷潛水的污染源有生活和工業(yè)污水、垃圾和廢渣，其中以工業(yè)及生活污水為主。據(jù)估算，目前涇河谷地僅工業(yè)污水的年排放量就超過700萬噸，且未經(jīng)任何處理，污水中有害物質(zhì)排放量3 800噸①。污水排放單位多集中于崆峒城區(qū)、崆峒區(qū)四十里鋪、涇川縣城;主要排污行業(yè)是造紙、制革、電子三大行業(yè)。據(jù)地方環(huán)境監(jiān)測部門監(jiān)測，污水中的有害物質(zhì)主要有化學(xué)耗氧量、懸浮物、硫化物、石油、揮發(fā)酚、六價鉻、氰化物等②③。

涇河谷地河谷潛水受污染的方式主要有兩種:一是在涇河上游溝谷及河床中，具大孔隙的礫砂、圓礫及碎石層裸露在外，污水或受污的地表水直接入滲;二是在涇河谷地低階地(Ⅰ、Ⅱ級階地)的部分地段，由于截引污水進(jìn)行灌溉，使包氣帶粘性土層受到污染，進(jìn)而使地下潛水水質(zhì)受到污染。地方水利部門統(tǒng)計，涇河谷地內(nèi)引受污的地表水進(jìn)行灌溉的土地面積達(dá)6萬畝，年截引受污的地表水量大于1 200×104m3［1］。這樣大量的截引受污的地表水在整個河谷區(qū)進(jìn)行灌溉，加之涇河谷地，尤其是低階地范圍內(nèi)包氣帶粘性土層較薄，結(jié)果必然是河谷潛水的水質(zhì)受到污染。

2)黃土潛水水質(zhì)變化

主要指賦存于黃土塬中的潛水。隨著社會經(jīng)濟(jì)的巨大發(fā)展，黃土潛水水質(zhì)在逐年變差，且具有逐年上升的趨勢。主要是由于近年來，城市不斷擴(kuò)大，人口不斷增加，城區(qū)生活污水、垃圾等污染物隨意排放、堆放，污染物中大量含氮有機(jī)質(zhì)隨著降雨滲入到含水層中，通過礦化作用形成硝酸鹽氮的污染。揮發(fā)酚主要在城區(qū)地下水中檢出，主要是城區(qū)生活垃圾，工業(yè)廢水、廢渣、廢料隨意堆、排放，在大氣降水淋濾作用下，使污染物隨水下滲進(jìn)入含水層，造成地下水的污染。與1988年的資料相比，地下水中礦化度、總硬度均處于緩慢的上升態(tài)勢，這種上升態(tài)勢主要由于地下水多年的強(qiáng)烈開采，使地下水位連續(xù)下降，水源地內(nèi)已形成降落漏斗，從而加大了水力坡度，加大了地下水的流速，改變了含水層的氧化還原條件，促使土體中的有機(jī)質(zhì)成份分解。同時，生活污染物進(jìn)入土體，促進(jìn)了鈣鎂離子溶解，引起硬度升高，水質(zhì)變化［4］。

3)承壓水污染

上世紀(jì)七十年代以來，長慶石油勘探管理局在區(qū)內(nèi)的慶城、環(huán)縣、華池、西峰、合水等地進(jìn)行了大規(guī)模的石油勘探和開采，先后施工石油勘探與開采井?dāng)?shù)千口，同時由于石油開采注水的需要，也施工了相當(dāng)數(shù)量的供水井。施工的石油勘探、開采井和供水井在白堊系各層承壓水間未進(jìn)行止水或止水效果不好，因而這些“人工管道”成了白堊系各層承壓水相互間轉(zhuǎn)化的通道，使得不同承壓含水層間地下水水質(zhì)相互影響，進(jìn)而使得承壓水水質(zhì)不斷變差，影響了生活供水井或水源地。

天然狀態(tài)下，慶城、環(huán)縣、華池等地白堊系各層承壓水的水頭差異不大，各層承壓水通過“人工管道”相互補(bǔ)給的量較少，各層承壓水間水質(zhì)相互影響的作用較弱，但通過實際的開采后，白堊系各層承壓水水頭間就出現(xiàn)了較大的差異，不同承壓含水層間地下水水質(zhì)的相互影響也就明顯的表現(xiàn)出來。如位于環(huán)江河谷的慶化集團(tuán)，原有供水井3口，開采的層位是環(huán)河組承壓水及宜君洛河組上部的承壓水，開采初期，水質(zhì)較好，基本滿足石油化工生產(chǎn)用水要求，但經(jīng)過一段時間的開采后，宜君洛河組下部水質(zhì)較差的地下水向上通過“人工管道”不斷向開采目的層補(bǔ)給，水源地的供水水質(zhì)不斷變差，1997年，水源地逼迫放棄。

2.1.2 地表水污染

由于工業(yè)和生活污水不經(jīng)處理的任意排放，使得涇河和馬蓮河及其支流遭受不同程度的污染。

據(jù)地方水質(zhì)監(jiān)測站的監(jiān)測資料進(jìn)行的評價結(jié)果表明:涇河八里橋段以下，水質(zhì)達(dá)Ⅳ類，主要為氨氮和生化需氧量以及高錳酸鹽超標(biāo)。其中局部地段水質(zhì)劣于Ⅴ類，其氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量和石油類的超標(biāo)倍數(shù)依次為25倍、50 倍、60 倍和 250 倍［1］［2］［3］。

據(jù)“九.五”期間《慶陽地區(qū)環(huán)境質(zhì)量報告書》資料，馬蓮河全河水質(zhì)變化顯著，揮發(fā)酚、COD超標(biāo)嚴(yán)重，從環(huán)縣曲子到寧縣橋頭的馬蓮河地表水幾乎全部為嚴(yán)重變化級。環(huán)江曲子至慶城縣和柔遠(yuǎn)河華池縣至慶城縣城段水體，長期處于劣Ⅴ類水質(zhì)，水環(huán)境使用功能得不到恢復(fù)。其中環(huán)江曲子至慶城縣段的超標(biāo)物主要為石油類、揮發(fā)酚、溶解氧和六價鉻;柔遠(yuǎn)河水質(zhì)變化主要是石油類和溶解氧。蒲河作為目前慶陽市主要供水水源，地表水變化輕微，水質(zhì)較好，但也出現(xiàn)了COD、硫化物的超標(biāo)［4］。

自1996年至2004年環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，馬蓮河、蒲河水質(zhì)均為劣Ⅴ類水質(zhì)，其中馬蓮河污染成份主要為硫酸鹽、氯化物、化學(xué)需氧量、六價鉻、揮發(fā)酚、石油類等;蒲河污染成份主要為硫酸鹽、氯化物、化學(xué)需氧量、六價鉻、氨氮等④。

1.2 地方病及其水環(huán)境

區(qū)內(nèi)地方病主要有:碘缺乏病、大骨節(jié)病、克山病等。

1.2.1 碘缺乏病及其水環(huán)境

碘是人體生命過程中必需的微量元素。人主要是通過食物和水來攝取碘。如果沒有碘，甲狀腺素便不能形成。人對碘的攝取量不足會引起甲狀腺腫大，重病區(qū)患者后代可出現(xiàn)智力低下、呆小的克汀病人。據(jù)區(qū)內(nèi)已有的水化學(xué)分析資料來看，區(qū)內(nèi)各類地下水中碘離子含量均小于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的Ⅰ級水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，說明區(qū)內(nèi)的水環(huán)境總體上屬低碘環(huán)境。這一低碘水環(huán)境形成原因有以下幾種:

(1)碘是強(qiáng)烈的遷移元素，在侵蝕淋濾區(qū)，碘易于遷移流失。區(qū)內(nèi)地貌主要表現(xiàn)為黃土殘塬、梁、峁，地形破碎、溝壑縱橫，侵蝕淋濾非常強(qiáng)烈，有利于碘的遷移。

(2)區(qū)內(nèi)主要為黃土覆蓋。黃土中含有大量鈣，并常形成鈣質(zhì)結(jié)核而富集。碘很易于與鈣結(jié)合形成碘鈣石［Ca(IO3)2］，影響農(nóng)作物對碘的吸收，并降低水中的碘含量。

(3)子午嶺西側(cè)及南部邊緣低山丘陵區(qū)植被發(fā)育，土層中富含有機(jī)質(zhì)，碘被有機(jī)物牢固結(jié)合，使得能被農(nóng)作物吸收的活性碘減小。

1.2.2 大骨節(jié)病、克山病及其水環(huán)境

子午嶺西側(cè)、達(dá)溪河以南及其上游地區(qū)，植被發(fā)育，雨量充沛，氣候濕潤，屬還原環(huán)境。地表水和潛水不同程度地受到自然有機(jī)污染，表現(xiàn)為腐殖酸含量高，耗氧量也高。在上述地區(qū)內(nèi)，流行著大骨節(jié)病，也曾發(fā)生過克山病流行。據(jù)研究資料表明，這兩種病，可能與水環(huán)境的有機(jī)污染有關(guān)(表2)。

大骨節(jié)病、克山病集中發(fā)病區(qū)的環(huán)境特點是:地貌形態(tài)為低山丘陵，第四系覆蓋很薄，約3～10 m，新近系泥巖構(gòu)成現(xiàn)代地貌的框架。由于區(qū)內(nèi)植被發(fā)育，雨量充沛，于沖溝溝腦洼地中，地下水在第四系與新近系泥巖接觸面呈片狀滲出，流量約0.01～0.1 L/s。谷底草木豐茂，枯枝落葉堆積于此，形成厚5～10 m的灰黑色淤泥質(zhì)粘質(zhì)砂土，并構(gòu)成為區(qū)內(nèi)潛水主要含水層。這一環(huán)境具有有機(jī)殘體的來源，寬緩的溝谷成為有機(jī)殘體的貯積地貌條件，地表水流過不會將有機(jī)殘體沖走，飲用水直接受該環(huán)境的自然污染，耗氧量一般高于1 mg/L。

非病區(qū)的環(huán)境特點是:地貌上多表現(xiàn)為黃土殘塬，塬面平坦開闊、塬邊深切，地下水循環(huán)積極、交替強(qiáng)烈，植被不發(fā)育，缺乏有機(jī)質(zhì)來源，飲用水不受有機(jī)環(huán)境的污染，耗氧量小于1 mg/L。

表2 病區(qū)與非病區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境對比表

1.3 董志塬區(qū)黃土潛水水資源枯竭問題

董志塬是世界上最大的黃土殘塬，展布面積達(dá)829 km2，其中賦存有較為豐富的黃土潛水。黃土潛水是董志塬區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村人畜用水乃至城市供水的主要水源，而其主要的甚至是唯一的補(bǔ)給來源是大氣降水，補(bǔ)給量相對有限。自新中國建國后，塬區(qū)的經(jīng)濟(jì)得到很大的發(fā)展，與此同時，對黃土潛水資源的需求量及開采量也在逐年增加，開采井的數(shù)量增多，深度增大，超采地下水的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。特別是西峰水源地和驛馬水源地，西峰油田開采 區(qū)注水井的大量打井，致使董志塬地下水資源出現(xiàn)掠奪式開采，更加快了地下水水位下降的速度，其結(jié)果是黃土潛水的水位逐年持續(xù)下降，出現(xiàn)黃土潛水資源枯竭的問題。西峰城區(qū)已出現(xiàn)多處漏斗，最深達(dá)30 m以上，一般多在3～15 m之間。同上世紀(jì)七十年代相比，董志塬區(qū)黃土潛水集中開采區(qū)的水位下降幅度達(dá)40～50 m，非集中開采區(qū)，水位下降的幅度也在20～30 m①肅省地質(zhì)調(diào)查院.鄂爾多斯盆地地下水勘查報告(甘肅)(2003—2005)(內(nèi)部資料).［R］.2005。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，黃土潛水水位年降深幅度1～3 m，塬區(qū)群眾自打的土井有的水位下降，有的已經(jīng)干涸，驛熊飲水工程水源地兩年時間內(nèi)地下水位下降了16 m④。

1.4 地質(zhì)災(zāi)害

本文所指的地質(zhì)災(zāi)害是指滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷和地裂縫等狹義上的地質(zhì)災(zāi)害。區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害廣泛發(fā)育，嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)厝嗣裆拓敭a(chǎn)的安全。主要類型有滑坡、崩塌和泥石流。各類地質(zhì)災(zāi)害之間關(guān)系密切，滑坡、崩塌為泥石流提供了固體物質(zhì)，泥石流的暴發(fā)對斜坡坡腳的沖刷又進(jìn)一步誘發(fā)滑坡、崩塌的發(fā)生。

區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要背景條件是:新構(gòu)造差異升降運動，并由其控制的破碎地貌條件，疏松廣布的黃土以及下伏軟弱巖層的存在，加之強(qiáng)烈的大陸季風(fēng)氣候因素等。受上述因素影響，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)育在合水縣、西峰區(qū)一線以北，災(zāi)害類種以黃土滑坡為主，規(guī)模以小型為主。

1.5 土地沙漠化

土地沙漠化是指在人為活動影響下陸地生態(tài)系統(tǒng)的貧乏，是土地以無退化到極端嚴(yán)重退化的連續(xù)變化過程。區(qū)內(nèi)土地沙漠化主要分布在環(huán)縣北部，全區(qū)土地沙漠化面積3 600 km2，占總面積的8.57%。根據(jù)沙漠化的程度，屬于中等沙漠化區(qū)。引起沙漠化的原因主要是:

自然因素:沙漠化區(qū)干旱少雨，蒸發(fā)量大，風(fēng)大，且大風(fēng)季節(jié)與干旱季節(jié)同步，風(fēng)蝕作用強(qiáng)烈;地表多為疏松的粉土，顆粒細(xì)，土壤含水率低，土壤顆粒之間連接力小，表層植被覆蓋很低。

人為因素:人口增加導(dǎo)致生態(tài)失調(diào)，過度開墾引起土地沙化，不合理的經(jīng)濟(jì)活動造成地表沙生植物破壞。

由于上述種種原因，導(dǎo)致沙漠化區(qū)沙漠化日益加劇，并使得沙線年均向南推進(jìn)0.5 km。

2 結(jié)語

人口、資源、生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，是維護(hù)生態(tài)環(huán)境安全的前提和條件。人們在向環(huán)境索取資源的經(jīng)濟(jì)活動中，經(jīng)常會破壞生態(tài)環(huán)境的自然和諧，而生態(tài)環(huán)境則以各類災(zāi)害向人類進(jìn)行報復(fù)。因此，要實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展，必須在開發(fā)利用資源的同時，探索建立一系列合理開發(fā)利用資源的原則和制度，才能保護(hù)好人類賴以生存的環(huán)境。

［1］侯光才，張茂省等著.鄂爾多斯盆地地下水勘查研究［R］.北京.地質(zhì)出版社.2008.6

［2］林年豐等編 環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)［M］.北京.地質(zhì)出版社.1993.

［3］侯光才，張茂省主編.鄂爾多斯盆地地下水資源與可持續(xù)利用［M］.西安.陜西科學(xué)技術(shù)出版社.2004

［4］中國地質(zhì)調(diào)查局.生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查論文集［C］.北京.地質(zhì)出版社.2003.12

［5］段永侯、羅元華等 中國地質(zhì)災(zāi)害［M］.北京.中國建筑工業(yè)出版社.1993.12