豫南山前平原淺層水污染特征及防治

王邦賢，孫永波

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第五地質(zhì)勘查院，河南鄭州450001；2欒川縣自然資源局，河南欒川471500）

1 概述

豫南某市作為農(nóng)業(yè)大市，淺層地下水的合理開(kāi)發(fā)為農(nóng)業(yè)長(zhǎng)足的發(fā)展提供了保障；中深層地下水的合理開(kāi)發(fā)解決了廣大農(nóng)村地區(qū)飲用不安全的問(wèn)題，并為市區(qū)工礦企業(yè)用水提供了支撐。隨著城市發(fā)展，城鎮(zhèn)規(guī)模擴(kuò)大，廣大農(nóng)村地區(qū)對(duì)中深層地下水的開(kāi)采量也逐步加大，大部分開(kāi)采井以開(kāi)采中深層井為主，部分為淺層和中深層混合開(kāi)采井。本次工作進(jìn)行的豐水期及枯水期地下水位野外統(tǒng)測(cè)結(jié)果顯示，現(xiàn)中深層地下水下降漏斗中心的位置已向城區(qū)以外擴(kuò)張。隨著城市的發(fā)展，各種污染物排放量的增大，城市地區(qū)的地下水遭受不同程度的污染，且有從淺層向中深層發(fā)展的趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)市域60個(gè)地下水樣分析結(jié)果進(jìn)行了地下水污染評(píng)價(jià)，輕污染區(qū)面積最小近13.16%，中等污染區(qū)面積15.79%，嚴(yán)重污染面積最大達(dá)71.05%。地下水的污染和水質(zhì)變差，進(jìn)一步加重了地下水資源的衰減與短缺，某種程度上又限制城市的發(fā)展。

2 地下水污染特征與分布規(guī)律

2.1 農(nóng)村人口密集區(qū)

由于生活垃圾隨意堆放、生活污水及養(yǎng)殖場(chǎng)糞便的直接排放，農(nóng)藥化肥的大量施放，造成了土壤及地下水的污染，主要表現(xiàn)為硝酸鹽、COD、氨氮等污染因子超標(biāo)，最嚴(yán)重的區(qū)域位于城鄉(xiāng)一體化示范區(qū)、關(guān)王廟鄉(xiāng)北、褚堂鄉(xiāng)南部、胡廟鄉(xiāng)東部、香山西南等農(nóng)作物種植區(qū)，而東部中心城區(qū)的非農(nóng)作物種植區(qū)硝酸鹽、COD等污染不嚴(yán)重，從兩區(qū)淺層地下水中硝酸鹽和COD含量對(duì)比可以看出，前者不論是平均值、最大值還是最小值均低于后者。

2.2 工業(yè)集聚區(qū)

主要分布在城區(qū)西北原工業(yè)產(chǎn)業(yè)集區(qū)和城區(qū)東南工業(yè)產(chǎn)業(yè)，以及練江河下游、黃油河和小清河等污染河流沿岸。主要污染因子有：氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、耗氧量、硝酸鹽、總硬度等。硝酸鹽超背景值10～30倍，氯化物和硫酸鹽一般超背景值3～5倍，其他污染因子一般超背景值1～3倍。

2.3 地下水位淺埋區(qū)

該區(qū)地下水位埋深較淺，特別是高鐵以西水位埋深2.0m左右，個(gè)別地方不足1.0m，地表污染物與地下水交替滲透強(qiáng)烈，污染組分進(jìn)入地下水，污染了地下水。

2.4 地勢(shì)低洼地帶

東部屬?zèng)_湖積地貌，地勢(shì)低洼為匯水地段，地下水徑流遲緩，蒸發(fā)濃縮作用強(qiáng)烈，污染組分不斷富集，導(dǎo)致地下水污染嚴(yán)重。

3 污染源類(lèi)型及分布

3.1 工業(yè)污染源

工作區(qū)內(nèi)企業(yè)眾多，據(jù)調(diào)查和收集的資料顯示，2016年度區(qū)內(nèi)工業(yè)廢水的排放總量約為100.8×104t，廢水中主要污染物為COD和氨氮，主要排污 企業(yè)的COD和氨氮排放量分別約為269.39t和32.29t。2016年工作區(qū)內(nèi)的工業(yè)廢氣總排放量約1.34×1010m3，污染物主要為煙塵、二氧化硫和氮氧化物，排放量分別為132.88t、988.74t、915.53t，主要來(lái)自華能河南中原燃?xì)獍l(fā)電有限公司、國(guó)電某市熱電有限公司、河南駿化發(fā)展股份有限公司等。

工業(yè)三廢的排放對(duì)地下水造成的嚴(yán)重污染：工業(yè)廢水排入河道，污染地表水體進(jìn)而污染地下水；工業(yè)廢氣、粉塵、廢渣污染物受降水的溶解，沖洗、入滲作用，間接或直接污染地下水。

3.2 生活污染源

3.2.1 生活污水

隨著城市的發(fā)展，人口的急劇增加，生活污水的排放量也與日俱增，工作區(qū)內(nèi)2016年的生活污水排放量約為299.5×104t。城區(qū)內(nèi)的大部分污水通過(guò)城市管網(wǎng)進(jìn)入城市污水處理廠，處理后COD和氨氮的排放量分別約為926.07t和74.96t，但據(jù)調(diào)查仍有的未處理的現(xiàn)象；另一部分污水則就近排至污水溝，隨之流入附近河流如練江河、北大河、冷水河、黃油河、順河、小清河等，對(duì)地下水有一定的污染；城區(qū)周邊的農(nóng)村地區(qū)則全部未經(jīng)處理就地排放，在村莊周?chē)纬晌鬯疁霞拔鬯犹粒M(jìn)而對(duì)地下水造成污染。生活污水成為地下水污染的主要污染源之一。

3.2.2 生活垃圾、建筑垃圾

生活垃圾、建筑垃圾也是造成區(qū)內(nèi)地下水污染的主要污染源之一，在沒(méi)有防護(hù)措施或防護(hù)措施不到位的情況下，垃圾滲濾液可直接或間接滲入地下，造成地下水污染。2016年主城區(qū)共產(chǎn)生城市生活垃圾69.6×104t，實(shí)行無(wú)害化處置67.51×104t，處置率97%，由褚堂垃圾填埋場(chǎng)處理，采用衛(wèi)生填埋方式，其位置位于遂平縣褚堂鄉(xiāng)于樓村東，占地392.37畝，2010年投入使用，總庫(kù)容259.4×104t，設(shè)計(jì)日處理能力為570t，服務(wù)年限約為12年，預(yù)計(jì)2025年封場(chǎng)。目前承擔(dān)著豫南某市中心城區(qū)和遂平縣城區(qū)每天700多噸生活垃圾的處理任務(wù)，屬超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)除褚堂垃圾填埋場(chǎng)外，工作區(qū)南部驛城區(qū)香山鄉(xiāng)香山垃圾場(chǎng)現(xiàn)存生活垃圾約6.8×104m3，占地約7000m2，由1993年使用至今，現(xiàn)已停止堆放，周邊已種植農(nóng)作物并開(kāi)發(fā)魚(yú)塘。香山垃圾場(chǎng)堆放模式為簡(jiǎn)單堆放，雖有防滲措施，但未進(jìn)行衛(wèi)生填埋，垃圾暴露于外界，在雨水沖刷作用下，垃圾滲濾液會(huì)進(jìn)入耕地及魚(yú)塘，對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生危害，并且對(duì)周邊地下水產(chǎn)生污染。

3.2.3 農(nóng)業(yè)污染源

豫南某市2016年糧食作物種植面積1105.68×103hm2，其中，小麥種植面積628.40×103hm2，油料種植面積291.63×103hm2，棉花種植面積1.0×103hm2，蔬菜種植面積104.84×103hm2。與農(nóng)業(yè)的發(fā)展隨之而來(lái)的是大量農(nóng)藥和化肥的施用對(duì)環(huán)境的破壞。工作區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)污染源主要分布在城區(qū)周?chē)迩f，根據(jù)本次調(diào)查，區(qū)內(nèi)無(wú)污水灌溉現(xiàn)象，均為開(kāi)采地下水進(jìn)行農(nóng)灌，污染物類(lèi)型主要為農(nóng)藥、化肥等。

由于廣泛地施用農(nóng)藥、化肥，部分氮元素及有害或有毒組分平時(shí)殘留在淺層土壤中，在降水及灌溉的作用下，經(jīng)淋濾滲入地下水中，造成地下水污染，根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，淺層地下水硝酸鹽污染突出。

3.2.4 其他污染源

在城區(qū)周邊的農(nóng)村，存在養(yǎng)豬場(chǎng)、養(yǎng)雞場(chǎng)、養(yǎng)兔場(chǎng)等養(yǎng)殖場(chǎng)，據(jù)本次野外調(diào)查，基本上均為個(gè)人養(yǎng)殖場(chǎng)，規(guī)模一般為數(shù)十至數(shù)百只（頭）不等，無(wú)大型養(yǎng)殖企業(yè)。養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的動(dòng)物糞便等污染物絕大多數(shù)都直接排放，對(duì)地下水造成嚴(yán)重污染，僅有極少數(shù)養(yǎng)殖場(chǎng)將糞便回收再利用。

此外，加油站、停車(chē)場(chǎng)經(jīng)常有少量汽油、柴油漏至地面，使土壤及地下水遭受污染。

4 危害程度

4.1 對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的危害

地下水污染，地下水質(zhì)下降，一方面造成用水處理費(fèi)用增大，產(chǎn)品質(zhì)量下降；另一方面，造成地下水資源可利用程度下降，使工業(yè)經(jīng)濟(jì)的投資與發(fā)展規(guī)劃受到限制，構(gòu)成隱性的經(jīng)濟(jì)損失。

4.2 對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害

由于長(zhǎng)期使用受污染的地下水澆灌，導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，一方面，引起農(nóng)作物減產(chǎn)；另一方面，使農(nóng)作物質(zhì)量下降，一些有害有毒物質(zhì)含量超標(biāo)。

4.3 對(duì)人體健康的危害

工作區(qū)內(nèi)絕大部分農(nóng)村以淺層地下水用作生活用水來(lái)源，都未經(jīng)處理直接飲用，根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，區(qū)內(nèi)Ⅴ類(lèi)劣質(zhì)水占28.9%，Ⅳ類(lèi)水占52.6%。受污染的地下水中含有的致病微生物、病毒等可引起某些傳染病的流行；被工業(yè)及農(nóng)藥污染的地下水，水中的有毒有害物質(zhì)可通過(guò)飲用、皮膚接觸、以及糧食、蔬菜、生物鏈富集等途徑被人體吸收或在人體內(nèi)富集，使人體產(chǎn)生慢性疾病，導(dǎo)致神經(jīng)、血液、內(nèi)臟器官等各類(lèi)疾病，從而危害人體健康。

4.4 對(duì)環(huán)境的危害

地表水、土壤、地下水之間的污染是相互關(guān)聯(lián)的，地下水的污染更加加劇了地質(zhì)環(huán)境的惡化，并且使得可采資源量減少，加劇了地下水資源短缺。

5 地下水污染防治建議

5.1 劃定水源地保護(hù)區(qū)

本項(xiàng)目結(jié)合豫南某市城市規(guī)劃，擬建城市地下水應(yīng)急水源，應(yīng)急地下水建設(shè)工程位于中心城區(qū)供水管廊沿線一帶，本工程水源為中深層地下水，是城市寶貴的城市水源地。根據(jù)“飲用水水源保護(hù)區(qū)污染防治管理規(guī)定”及相關(guān)資料，該水源地為孔隙承壓水水源地，依據(jù)水文地質(zhì)條件及含水層巖性，一級(jí)保護(hù)區(qū)范圍劃分在為30～50m，具體措施如下：在保護(hù)區(qū)應(yīng)禁止新建、擴(kuò)建與供水設(shè)施和保護(hù)水源無(wú)關(guān)的建設(shè)項(xiàng)目；禁止向水域排放污水，已設(shè)置的排污口必須拆除；禁止堆置和存放工業(yè)廢渣、城市垃圾、糞便和其他廢棄物；禁止設(shè)置油庫(kù)；禁止從事種植、放養(yǎng)禽畜，嚴(yán)格控制網(wǎng)箱養(yǎng)殖活動(dòng)；嚴(yán)禁破壞深土層的活動(dòng)；禁止可能污染水源的旅游活動(dòng)和其他活動(dòng)；加強(qiáng)地下水開(kāi)量與用水量的計(jì)量工作，以利于地下水的管理，節(jié)約用水；逐步關(guān)閉混合開(kāi)采井，預(yù)防淺層地下水污染中深層水；控制地下水的開(kāi)采量，嚴(yán)禁無(wú)證開(kāi)采，確保水源地的安全；對(duì)人工回灌水水質(zhì)，應(yīng)以不使地下水惡化或超過(guò)飲用水指標(biāo)為限，生活污水及工業(yè)廢水不得排入深井；打井過(guò)程中將淺層水用粘土等封死，避免淺層水滲入取水井內(nèi)；應(yīng)急地下水建設(shè)工程正式使用后，應(yīng)建立水質(zhì)、水位監(jiān)測(cè)制度，以保證應(yīng)急地下水建設(shè)工程地下水的動(dòng)態(tài)平衡。

5.2 水資源綜合防治工程

5.2.1 依法治理污染源

目前，大量排放工業(yè)廢水及生活污水已對(duì)地表水及部分區(qū)域地下水造成污染，按《中華人民共和國(guó)水污染防治法》等法律、法規(guī)，本著“誰(shuí)污染，誰(shuí)治理”的原則，加強(qiáng)執(zhí)法力度，對(duì)于老企業(yè)的污染，應(yīng)限期治理，加大環(huán)保投入，建設(shè)必要的污水處理設(shè)施。要抓好重點(diǎn)污染源的綜合治理，對(duì)毒性大的污染物，必須在廠內(nèi)處理，對(duì)于毒性小的污染物匯入城市污水處理廠進(jìn)行集中處理。對(duì)于新建、擴(kuò)建項(xiàng)目，必須強(qiáng)調(diào)做到“三同時(shí)”，投產(chǎn)的同時(shí)應(yīng)當(dāng)有合格的污水處理設(shè)施，防止新污染的產(chǎn)生。

5.2.2 改革工藝、節(jié)約用水

進(jìn)行工藝改革，發(fā)展無(wú)污染、少污染新工藝是解決水污染的根本途徑。節(jié)約用水，提高水重復(fù)利用率及用水水平，減少污水排放量。目前治理水污染與解決水資源短缺相結(jié)合應(yīng)是今后發(fā)展的主要趨勢(shì)。

5.2.3 污廢水資源化

污廢水資源化是使本來(lái)已失去使用價(jià)值的廢水重新具有某種使用價(jià)值。應(yīng)以資源、能源的綜合利用入手，通過(guò)企業(yè)管理技術(shù)改造，“三廢”資源化、循環(huán)經(jīng)濟(jì)化、征收排污費(fèi)等，盡可能將污染物控制在生產(chǎn)過(guò)程中或延伸線上，盡量采用無(wú)排或少排工藝，做到一水多用，串級(jí)使用，閉路循環(huán)，污水回用，以達(dá)到最大限度壓縮排污量。由此要求：①工業(yè)廢水量大的廠礦必須建立與生產(chǎn)配套的污水處理系統(tǒng)（或處理廠）。污水處理后應(yīng)進(jìn)行重復(fù)利用或進(jìn)行污水農(nóng)業(yè)灌溉，若需外排的水必須達(dá)到上述地表水環(huán)境要求的標(biāo)準(zhǔn)；②城市供排水系統(tǒng)要求增加二次用水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)（處理廠），若排放也必須達(dá)到地表水環(huán)境要求標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 地下水管理需加強(qiáng)科學(xué)指導(dǎo)

隨著城區(qū)規(guī)模不斷擴(kuò)大、人口的劇烈增加、用水結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，需加強(qiáng)地下水管理的科學(xué)指導(dǎo)，根據(jù)城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新情況，重新對(duì)城市市區(qū)進(jìn)行地下水資源的功能劃分，重視水資源的配置和生態(tài)環(huán)境功能，體現(xiàn)出對(duì)地下水資源開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)的總體部署；建立動(dòng)態(tài)管理數(shù)據(jù)庫(kù)等，達(dá)到及時(shí)、高效的管理手段；在環(huán)境和地質(zhì)等方面，要確定出生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)的脆弱區(qū)、保護(hù)區(qū)等，加強(qiáng)對(duì)地下水資源的保護(hù)和開(kāi)采限制；在水資源供應(yīng)應(yīng)急方面，劃定出城市區(qū)的應(yīng)急供水水源區(qū)，完善地下水管理。減少市區(qū)地下水開(kāi)采量，杜絕私采亂采地下水的現(xiàn)象，形成一個(gè)地表水源，一個(gè)地下水源聯(lián)合供水的格局。

在新城區(qū)規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)考慮加大城市徑流雨水源頭減排的剛性約束，優(yōu)先利用自然排水系統(tǒng)，建設(shè)生態(tài)排水設(shè)施，充分發(fā)揮城市綠地、道路、水系等對(duì)雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，使城市開(kāi)發(fā)建設(shè)后的水文特征接近開(kāi)發(fā)前，有效緩解城市內(nèi)澇、削減城市徑流污染負(fù)荷、節(jié)約水資源、保護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境。