西安市平原區(qū)地下水污染現(xiàn)狀及對(duì)策探析

(西安市水資源利用技術(shù)服務(wù)中心，陜西 西安 710018)

西安市位于關(guān)中平原中部，轄區(qū)總面積10 108 km2。南部為秦嶺山地，北部為平原。地勢(shì)總體南高北低，西高東低。地貌界限清晰鮮明，從南向北依次為高、中、低山地，丘陵溝壑，山前洪積扇，黃土臺(tái)塬、渭河階地和沖積平原。其中黃土臺(tái)塬、渭河階地和沖洪積平原面積為總面積的45%，是本文的調(diào)查分析范圍。

1 水文地質(zhì)條件概況

西安市平原區(qū)松散巖類空隙水分布廣泛。根據(jù)地下水埋藏條件、水動(dòng)力性質(zhì)，并結(jié)合地下水開(kāi)發(fā)利用的實(shí)際情況，西安市300 m以淺含水巖組可劃分為潛水和承壓水兩大類型[1]。

1.1 潛水含水巖組特征

潛水的形成與含水巖組的分布，受地貌及巖相帶控制，不同的地貌，含水組的巖性、結(jié)構(gòu)、厚度及潛水位埋深、富水性等均有較大差異。渭河沖積平原為沖積相含水巖組，含水層厚度分布較穩(wěn)定，巖性較均一，富水性一般較強(qiáng)。洪積平原，為洪積相含水巖組，厚度、巖性及富水性，在縱橫方向上變化極為明顯。黃土臺(tái)塬，賦存于黃土層中的潛水，因孔隙--裂縫在垂直和水平方向上發(fā)育不均，富水性差異很大。

潛水的主要補(bǔ)給來(lái)源有大氣降水、河流側(cè)滲、地下徑流以及地表水灌溉下滲回歸補(bǔ)給等。潛水流向與地形坡降一致，由秦嶺山前流向渭河。排泄方式主要有垂直蒸發(fā)排泄、向河流水平排泄、以泉的形式排泄、人工開(kāi)采四種形式。

1.2 承壓含水巖組特征

承壓水埋藏在各地貌單元潛水含水巖組之下，由第四系中、下更新統(tǒng)沉積物組成。山前地帶下部為洪積相含水層，沖積平原區(qū)下部為沖湖積相含水層，黃土臺(tái)塬下部為沖湖積相與洪積相交錯(cuò)、沉積含水層。藍(lán)田縣及灞橋以東地區(qū)為第三系砂礫巖。

承壓水主要為潛水越流和地下水徑流補(bǔ)給，承壓水與潛水在形成過(guò)程中關(guān)系密切。山前地帶降水及峪口河水大量滲漏補(bǔ)給潛水，隨著厚度大潛水含水層逐漸分異為多層含水層而轉(zhuǎn)化為承壓水。河流兩側(cè)潛水地板分布不穩(wěn)定，多存“天窗”造成潛水越流補(bǔ)給承壓水的有利條件。區(qū)內(nèi)承壓水主要分布于河谷平原、黃土臺(tái)塬、山前洪積扇的下部，主要由中、下更新世洪積、沖積砂和礫石組成含水層。

承壓水的天然流向基本與潛水流向大致相同，徑流速度從山前到渭河岸邊隨地形坡度減緩而逐漸減慢，但西安市城區(qū)因長(zhǎng)期大量開(kāi)采地下水，已形成較大的開(kāi)采漏斗，天然流場(chǎng)己經(jīng)改變。在城區(qū)北郊尤家莊一帶出現(xiàn)了承壓水分水嶺，局部地段承壓水徑流方向向漏斗中心匯集。承壓水排泄主要是人工開(kāi)采利用和地下徑流流出，其次是局部地段越流補(bǔ)給潛水。

表1 西安市地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)采樣井井?dāng)?shù)布設(shè)統(tǒng)計(jì)表

2 地下水污染現(xiàn)狀分析

2.1 地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)

2.1.1 采樣井的布設(shè)

根據(jù)《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》(SL219-98)規(guī)定并結(jié)合西安市地下水開(kāi)采的實(shí)際情況，地下水采樣井布設(shè)及采樣頻次遵循下列原則：

1)全市平原地區(qū)地下水采樣井布設(shè)密度一般為1 眼/200km2，其中主城區(qū)加密布設(shè)，布設(shè)密度為1 眼/50km2，以工業(yè)為主的區(qū)縣布設(shè)密度為1 眼/100km2，其余區(qū)縣按一般原則布設(shè)。2)集中供水水源地，根據(jù)地下水類型與開(kāi)采強(qiáng)度，以主要開(kāi)采層位為主布設(shè)，兼顧承壓水和潛水井，原則上每處水源地布設(shè)密度為3眼/處。3)集中供水水源井每月采樣一次；非集中供水水源井每年采樣二次。據(jù)此在平原區(qū)共布設(shè)了65眼地下水采樣井，井深100～250 m不等。其中自備井32眼，集中供水井33眼。采樣井布設(shè)詳見(jiàn)表1。

2.1.2 采樣井的監(jiān)測(cè)

依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)，采用單指標(biāo)評(píng)價(jià)法，以III類標(biāo)準(zhǔn)上限值作為標(biāo)準(zhǔn)值，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值即為地下水質(zhì)量超標(biāo)。計(jì)算公式如下：

(1)

式中：Pi為某項(xiàng)目超標(biāo)倍數(shù)；Ci為某項(xiàng)目含量；C0i為某項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)上限值。

2.2 地下水污染現(xiàn)狀分析

2.2.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

經(jīng)單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)，65眼采樣井有55眼采樣井水質(zhì)達(dá)到III類地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，10眼采樣井水質(zhì)只能滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水要求，此次調(diào)查III類水質(zhì)達(dá)標(biāo)率84.6%；若剔除源發(fā)性污染造成的水質(zhì)不合格情況，水質(zhì)達(dá)到地下水III類標(biāo)準(zhǔn)的采樣井有61眼，達(dá)標(biāo)率93.8%。

總體來(lái)看，全市中深層地下水水質(zhì)情況良好，靠近南部秦嶺山區(qū)的地下水水質(zhì)要好于北部靠近渭河區(qū)域的水質(zhì)，西部地區(qū)的地下水水質(zhì)要好于東部地區(qū)的水質(zhì)。水質(zhì)較差地區(qū)主要分布在渭北地區(qū)、西安市主城區(qū)及渭河兩岸，說(shuō)明地質(zhì)構(gòu)造和人類活動(dòng)對(duì)地下水污染影響較大。

2.2.2 超標(biāo)污染物來(lái)源分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，超標(biāo)采樣井污染物主要有9項(xiàng)，其中源發(fā)性污染物有6項(xiàng)，超標(biāo)率由大到小分別為氟化物、錳、硫酸鹽、總硬度、氯化物、溶解性總固體；外源性污染物有3項(xiàng)，由大到小分別為：總大腸菌群、氨氮、亞硝酸鹽。地下水超標(biāo)污染物統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表2。

表2 西安市地下水超標(biāo)污染物統(tǒng)計(jì)

根據(jù)超標(biāo)污染物檢測(cè)數(shù)據(jù)所繪的等值線圖，源發(fā)性污染物主要分布在渭北地區(qū)，外源性污染物主要分布在西安市主城區(qū)及渭河兩岸。詳見(jiàn)表3。

表3 西安市地下水超標(biāo)污染物區(qū)域分布統(tǒng)計(jì)

源發(fā)性污染物超標(biāo)的原因主要有兩個(gè)：1)與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境有關(guān)。2)與地下水超采有關(guān)[2]。上世紀(jì)90年代前西安市地下水過(guò)量開(kāi)采導(dǎo)致現(xiàn)在地下水環(huán)境仍沒(méi)有得到完全恢復(fù)，地下水超采改變了地下水動(dòng)力條件，導(dǎo)致水文地球化學(xué)環(huán)境改變，還原環(huán)境轉(zhuǎn)化為氧化環(huán)境，一些金屬不溶物氧化成游離的金屬離子，淋滲到地下水中，使地下水水質(zhì)逐漸惡化。

外源性污染物超標(biāo)的原因主要有以下四方面：1)人為活動(dòng)的影響。生活污水、工業(yè)廢水、生活垃圾滲濾液經(jīng)地表溶浸，日積月累會(huì)對(duì)地下水造成污染；畜禽養(yǎng)殖及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用農(nóng)藥化肥，殘余成分隨著降雨和地面漫流逐漸擴(kuò)散，滲入到土壤中，導(dǎo)致地下水的人為污染。2)水源地保護(hù)措施和力度不足，如在水源地周圍保護(hù)區(qū)域內(nèi)任意堆放垃圾，存在一些明令禁止的小規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)生的污水和廢氣對(duì)周圍環(huán)境帶來(lái)污染，水源地周邊的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖等，均直接影響地下水水質(zhì)。3)地下水流向、河流側(cè)滲的影響。首先受地勢(shì)影響，西安市地下水和城市排污流向也由南向北，跨越整個(gè)市區(qū)，地下水不可避免會(huì)受到一定程度的污染。其次源于秦嶺北麓的各大河流流經(jīng)過(guò)程中不斷接納周邊居民的生活污水和工礦企業(yè)的生產(chǎn)廢水，致使各河流下游河段的水質(zhì)污染最為嚴(yán)重，側(cè)滲補(bǔ)給地下水也造成了地下水的污染。4)降水時(shí)空分布不均的影響。西安市7-10月降水量可占到全年降水量的60%以上，降水年內(nèi)分配不均，因此河道徑流的豐、枯水期水量變化也較大。冬春枯水期，河床水位低，流動(dòng)性差，有時(shí)甚至發(fā)生地下水反滲的現(xiàn)象，河水中雜質(zhì)濃度高，直接影響到地下水水質(zhì)；而在夏秋豐水期，河道中水量大，河水流動(dòng)性強(qiáng)，對(duì)地下水進(jìn)行側(cè)滲補(bǔ)給，稀釋了地下水中的離子濃度。

3 防治對(duì)策建議

3.1 建立地下水源井的防護(hù)措施

通過(guò)對(duì)采樣井外源污染物的分析，發(fā)現(xiàn)井口是最容易使地下水受到污染的地方，部分總大腸菌群超標(biāo)的采樣井，井口防護(hù)措施不到位，雖然未敞口放置，但周邊隔離防護(hù)措施不到位。因此，建議對(duì)西安市內(nèi)的水源井進(jìn)行一次普查，對(duì)有污染風(fēng)險(xiǎn)的水源井，進(jìn)行水井防護(hù)措施建設(shè)和周邊環(huán)境治理。

3.2 加快城鄉(xiāng)水源井保護(hù)區(qū)的劃分工作

依照國(guó)家和陜西省、西安市有關(guān)城鄉(xiāng)飲用水水源保護(hù)區(qū)管理的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)一步加快城鄉(xiāng)地下水源井保護(hù)區(qū)的調(diào)整、劃定和建設(shè)工作，對(duì)水源地保護(hù)區(qū)進(jìn)行分級(jí)、分區(qū)和分目標(biāo)管理，切實(shí)有效的保護(hù)飲用水水質(zhì)安全。

3.3 建設(shè)地下水水質(zhì)處理設(shè)施

集中水源地水源井水質(zhì)不合格的需要關(guān)?；蛘呓⑺幚泶胧瑥V大農(nóng)村的滲坑、滲井要盡快關(guān)閉，建設(shè)污水處理設(shè)施。在本次水質(zhì)調(diào)查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)部分水源井抽水后直接供給當(dāng)?shù)鼐用裆钍褂?，并沒(méi)有對(duì)地下水進(jìn)行處理。因此，建議直接供給居民生活飲用水的水源井，在供水前端進(jìn)行水質(zhì)處理達(dá)標(biāo)后再供給。

3.4 建立地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[3]

由于生活污水的排放、生活垃圾堆放，工業(yè)廢水和工業(yè)垃圾的不合理排(堆)放，農(nóng)業(yè)大量使用化肥、農(nóng)藥等，都會(huì)導(dǎo)致地下水環(huán)境污染。污染嚴(yán)重區(qū)主要分布于居民生活密集區(qū)、排污河道兩側(cè)、農(nóng)田灌溉區(qū)。建議基于國(guó)土、水利及環(huán)保等部門已有的地下水監(jiān)測(cè)工作基礎(chǔ)，完善地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，制定地下水污染防治應(yīng)急措施，對(duì)重點(diǎn)污染地區(qū)采樣井進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)掌握地下水水質(zhì)和環(huán)境變化的動(dòng)態(tài)特征，為合理利用地下水資源、保護(hù)地下水環(huán)境提供依據(jù)。

3.5 加強(qiáng)教育宣傳和制度管理

加強(qiáng)以保護(hù)地下水資源為主要內(nèi)容的宣傳教育，幫助居民深刻認(rèn)識(shí)生活和生產(chǎn)中存在的不科學(xué)、不環(huán)保的習(xí)慣做法及其危害性。建立健全管理機(jī)制，對(duì)水井轄區(qū)內(nèi)的居民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)生產(chǎn)實(shí)施環(huán)保監(jiān)督，制定廣泛約束力的居民環(huán)保準(zhǔn)則、綠色生產(chǎn)規(guī)范、違規(guī)處罰條例等，獎(jiǎng)罰分明，堅(jiān)決杜絕破壞環(huán)境、污染水資源的行為。