趙雪梅

(山西省永濟(jì)市水資源管理委員會(huì)辦公室，山西 永濟(jì)044500)

地下采礦可極大地改變地下水的天然循環(huán)條件，使地下水環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞，隨著地質(zhì)環(huán)境及水循環(huán)條件的改變，開(kāi)采地區(qū)大氣降水、地下水、地表水三者的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系不斷發(fā)生改變，改變結(jié)果是地表水越來(lái)越少，地下水水位越來(lái)越低，礦坑污染地下水越來(lái)越多，可供人類使用的各類水量越來(lái)越少，地下水資源遭到嚴(yán)重破壞。

地下采礦活動(dòng)在破壞地質(zhì)環(huán)境的同時(shí)，也破壞了地下水原來(lái)的補(bǔ)給、徑流與排泄條件，造成地下含水層疏干、地表水系斷流、水質(zhì)污染等水環(huán)境問(wèn)題。地下采礦形成地下采空區(qū)，造成采空區(qū)頂板以上地層裂縫、變形直至塌陷，地下水由原有的水平徑流途徑改為沿這些人為影響形成的通道向地下采空區(qū)匯集，形成以地下采空區(qū)為中心的地下水降落漏斗。在采礦活動(dòng)過(guò)程中，長(zhǎng)期抽排礦坑水，疏干了含礦地層上部的地下水，隨著礦坑向縱深發(fā)展，漏斗范圍越來(lái)越大，造成水井干枯、地面下沉、塌陷、地表徑流減少甚至斷流。如在區(qū)域河津下化－船窩一帶的基巖山區(qū)因煤礦開(kāi)采污染了淺、中、深層地下水及泉水，致使礦區(qū)自身及附近村鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)及生活用水遭到破壞。

1 工業(yè)廢水和城市生活污水對(duì)地下水的影響

1.1 工業(yè)廢水和城市生活污水排放情況

污染源的分布受自然地理環(huán)境和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素的影響。運(yùn)城市的工業(yè)污染源分布于全區(qū)13個(gè)縣市及三個(gè)開(kāi)發(fā)區(qū)，其中工業(yè)企業(yè)比較集中的有鹽湖區(qū)、河津市、永濟(jì)市、垣曲縣和聞喜縣等5個(gè)區(qū)域。按行業(yè)劃分這些企業(yè)分別屬電力、冶金、采掘、醫(yī)藥、機(jī)電設(shè)備制造、造紙、紡織、化工等行業(yè)?！熬盼濉逼陂g我區(qū)工業(yè)企業(yè)總數(shù)和工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值均呈逐年上升的趨勢(shì)，1996年全區(qū)工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值為51.3億元，1999年達(dá)到 151.6億元，2010年為1 247.4億元。2010年全市廢污水排放量為7 231萬(wàn)m3/a，其中，工業(yè)污水4 879萬(wàn)m3/a，城市生活污水2 352萬(wàn)m3/a。見(jiàn)表1。

現(xiàn)狀條件下，運(yùn)城市工業(yè)廢水及城市生活污水的排放去向主要包括2個(gè)方面，一是排入河道;二是引入農(nóng)田灌溉，無(wú)論哪種去向都對(duì)地下水水質(zhì)產(chǎn)生影響。

表1 運(yùn)城市污水排放現(xiàn)狀(2010年)統(tǒng)計(jì)表

1.2 河道污水對(duì)地下水的影響

據(jù)2010年全市主要工礦企業(yè)，城鎮(zhèn)生活廢污水量及入河排污量調(diào)查，全市廢污水入河排放量5 717.7萬(wàn) m3/a，調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 運(yùn)城市2010年入河廢污水量統(tǒng)計(jì)表 萬(wàn)m3

入河廢污水首先形成對(duì)地表水的污染，據(jù)統(tǒng)計(jì)運(yùn)城范圍年排入汾河的污水總量為443萬(wàn)m3/a，在徑流過(guò)程中這些被污染的地表水水體又成為污染地下水的污染源，沿途滲漏損失進(jìn)入地下水體，導(dǎo)致地下水污染。

汾河是流經(jīng)運(yùn)城的主要河流，依據(jù)歷年水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，汾河在運(yùn)城市境內(nèi)水質(zhì)綜合污染指數(shù)高達(dá)1.50，水體中主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、氟化物，汾河新絳斷面和河津大橋兩斷面均屬重污染水域，而且從評(píng)價(jià)結(jié)果看，河津大橋斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)明顯高于新絳斷面，說(shuō)明汾河在運(yùn)城境內(nèi)污染加重。從本次評(píng)價(jià)成果看，在汾河兩岸河漫灘區(qū)，地下水已遭到不同程度的污染，特別是在河津、萬(wàn)榮汾河口一帶地下水中亞硝酸鹽、氯化物含量明顯增高。

涑水河是區(qū)內(nèi)受污染最為嚴(yán)重的河流之一，區(qū)內(nèi)排入涑水河的污水高達(dá)3 181萬(wàn)m3/a，其中氨氮、有機(jī)磷、生化需氧量、化學(xué)需氧量、硫化物超標(biāo)最為嚴(yán)重，是該河流主要污染物。污染嚴(yán)重的地表水滲漏補(bǔ)給沿岸地下水，使其水質(zhì)惡化，地下水水質(zhì)在距河邊500 m范圍內(nèi)多為IV～V類水，其主要超標(biāo)項(xiàng)目為揮發(fā)酚及亞硝酸鹽，其沿岸以地下水為飲用水源的村莊，癌癥發(fā)病率、婦科疾病、弱智兒童比例均較高，村民身體素質(zhì)明顯低于其它村莊。

常硝渠和姚暹渠是運(yùn)城市區(qū)兩條主要排水渠道，常硝渠和姚暹渠水質(zhì)嚴(yán)重污染。兩條渠道的污水年排放量為1 270.9萬(wàn)m3/a。據(jù)運(yùn)城市環(huán)境監(jiān)測(cè)站2010年元月對(duì)常硝渠和姚暹渠的水體監(jiān)測(cè)結(jié)果(表3)分析，由于冬季渠內(nèi)全部為城市生活污水及工業(yè)廢水，兩渠的水體均已遭到嚴(yán)重污染，所測(cè)項(xiàng)目幾乎全部超過(guò)地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。與污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比，除常硝渠揮發(fā)酚尚能達(dá)標(biāo)外，兩渠其它所有項(xiàng)目全部超標(biāo)。超標(biāo)倍數(shù)在0.6～12之間，其中姚暹渠的污染尤為嚴(yán)重，其化學(xué)需氧量平均濃度高達(dá)1 962 mg/L。

表3 2010年常硝渠、姚暹渠水體監(jiān)測(cè)結(jié)果

兩條渠道的污水對(duì)下游農(nóng)田污染的同時(shí)對(duì)兩岸地下水造成污染，據(jù)有關(guān)資料，兩條渠道的污水對(duì)地下水的污染，已經(jīng)波及兩岸中深層水，如距姚暹渠200 m交警支隊(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)成果(含水層埋深150～300 m，地下水埋深105 m)，硫酸鹽、氨氮、亞硝酸鹽氮均超標(biāo)(超Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn))，其中亞硝酸鹽氮超標(biāo)達(dá)20.2倍。分析其超標(biāo)原因，是因?yàn)樵馐芪廴镜臏\層水，通過(guò)弱透水層或封閉不好的井孔補(bǔ)給中深層水造成的。

1.3 污水灌溉對(duì)地下水的污染

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的不斷提高，城市生活污水和工業(yè)廢水通過(guò)排污渠和排污管道集中排放。由于水資源緊缺，污水在作物生長(zhǎng)期被沿岸農(nóng)村引入農(nóng)田灌溉。含有多種污染物質(zhì)的污水通過(guò)灌溉途徑進(jìn)入地下水，引起地下水的污染。污水灌溉對(duì)地下水的污染分為兩個(gè)過(guò)程，一是灌溉期間污水隨入滲過(guò)程直接進(jìn)入地下水導(dǎo)致污染;二是殘留在包氣帶的污染物隨著后期的降水入滲過(guò)程進(jìn)入地下水導(dǎo)致污染。

據(jù)2010年運(yùn)城市的普查表明:全市污灌面積連片在500畝以上的灌區(qū)46個(gè)，涉及11個(gè)縣市。污灌面積為25.52萬(wàn)畝，占全區(qū)耕地面積的2.84%，占水澆地面積448萬(wàn)畝的5.6%;其中工業(yè)污水混合灌區(qū)44個(gè)，污灌面積21.95萬(wàn)畝，占總污灌面積的86%;城市污水混合灌區(qū)2個(gè)，面積3.55萬(wàn)畝，占污灌總面積的14%。從污灌污水來(lái)源情況看，污灌區(qū)范圍內(nèi)的年污水排放總量為5 908.5萬(wàn)t/a，其中污灌所用的污水量為3 233.7萬(wàn) t/a，占污灌區(qū)內(nèi)污水排放總量的54.7% 。

全市使用污灌的主要地區(qū)為汾河和涑水河兩岸。近幾年，由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)排放的污水未經(jīng)處理或處理后不達(dá)標(biāo)，廢水中含有較高的污染物質(zhì)，有相當(dāng)一部分農(nóng)民直接利用污水進(jìn)行灌溉，且污灌方式不當(dāng)或污灌的水質(zhì)不符合農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)(有的嚴(yán)重超過(guò)國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn))，污灌已釀成多起事故。尤其是涑水河兩岸，污水灌溉已使土壤受到污染，地下水質(zhì)受到破壞，在一些區(qū)域，糧食、蔬菜中酚類、砷、汞、鉻、鎘等殘留污染物時(shí)有檢出，有的甚至已超過(guò)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，污灌在影響地下水質(zhì)的同時(shí)，對(duì)作物和人體已形成了潛在隱患。

2 固體廢棄物、農(nóng)藥化肥對(duì)地下水水質(zhì)的影響

2.1 固體廢棄物對(duì)地下水的影響

固體廢棄物主要是指生活垃圾和工業(yè)廢物，廢物是相對(duì)在某一過(guò)程或在某一方面沒(méi)有使用價(jià)值，而并非在一切過(guò)程或一切方面沒(méi)有價(jià)值。某一過(guò)程的廢物，往往是另一過(guò)程的原料，所以廢物又有“放在錯(cuò)誤地點(diǎn)的原料”之稱，它是地下水的主要污染源之一，主要通過(guò)間接和直接污染的方式污染地下水。其污染的途徑主要是通過(guò)大氣降水對(duì)固體廢棄物的淋濾，污染物隨淋濾液的入滲而污染地下水，其污染屬于間歇入滲型，對(duì)地下水的污染主要取決于淋濾量、淋濾速度、廢物性質(zhì)、堆放形式等。

隨著工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全市固體廢物的產(chǎn)生和排放日益增加。運(yùn)城市的固體廢物主要來(lái)源于大中型廠礦企業(yè)，相對(duì)比較集中，但近年來(lái)隨著金屬鎂等冶煉行業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)了新的固廢的產(chǎn)生。固體廢物種類主要有六大類:冶煉廢渣、粉煤灰、爐渣、煤矸石、尾礦和其它廢物，其中尾礦排放量最大。產(chǎn)生和排放行業(yè)主要為冶煉、采掘、火力發(fā)電等行業(yè)。據(jù)運(yùn)城市環(huán)保局環(huán)境質(zhì)量年報(bào)統(tǒng)計(jì)，全市的固體廢物產(chǎn)生量呈逐年增加的趨勢(shì)，2006～2010年總產(chǎn)生量為4 140.17萬(wàn)t，平均每年產(chǎn)生約828萬(wàn)t，從2006年的704.96萬(wàn) t增加到2010年的1 028.19萬(wàn)t，年遞增率為7.82%。這些固體廢物堆存場(chǎng)或垃圾填池，經(jīng)雨水淋瀝，浸出液或?yàn)V瀝液會(huì)造成對(duì)區(qū)域地下水的污染。

2.2 農(nóng)藥、化肥對(duì)地下水的污染

農(nóng)藥是殺蟲(chóng)劑、除草劑和殺菌劑等農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)的總稱，其種類多達(dá)9 000多種，其中許多是有毒的，甚至可能是危險(xiǎn)的致癌物。但由于農(nóng)藥在地下水中的含量甚微，需要比較先進(jìn)的檢測(cè)儀器和方法。因此目前人們對(duì)農(nóng)藥在地下水中的含量及分布情況了解不多，對(duì)它們?cè)诎鼩鈳Ш秃畬又羞w移變化的機(jī)理的認(rèn)識(shí)更少，但它們?nèi)匀皇怯绊懙叵滤|(zhì)的潛在危險(xiǎn)因素之一。農(nóng)藥對(duì)地下水的污染，僅局限于埋深很小的淺層水，或者土壤有大裂隙或孔隙，或者粘性土蓋層很薄，且下伏有裂隙或溶蝕的地層。

化肥的使用往往是地下水中NH4－N、NO3－N增高的主要原因，特別是在結(jié)構(gòu)較粗的砂質(zhì)土壤里更是如此。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大面積施用農(nóng)藥、化肥，除被農(nóng)作物吸收和分解外，殘留在土壤部分在降雨及灌溉入滲淋濾作用下進(jìn)入地下水，使地下水水體中的有機(jī)物含量增高，導(dǎo)致地下水污染。

運(yùn)城市是山西省重要的糧棉基地，化學(xué)農(nóng)藥的施用已有四十多年的歷史，近幾年，由于東亞蝗蟲(chóng)和棉鈴蟲(chóng)以及果樹(shù)病蟲(chóng)害的增多，化學(xué)農(nóng)藥的施用量逐年增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)運(yùn)城市2006～2010年農(nóng)藥施用量由6 097 t/a增加到7 478 t/a，化學(xué)農(nóng)藥對(duì)農(nóng)作物病蟲(chóng)害的防治起到了積極的作用，但同時(shí)也帶來(lái)了環(huán)境污染和生態(tài)的破壞，特別是對(duì)地下水水質(zhì)帶來(lái)了一定的影響。

運(yùn)城市施用化肥最早開(kāi)始于50年代，施用量畝均1.4 kg，以后逐年增加，60年代畝均3～4 kg;70年代畝均8～27 kg;80年代畝均20～40 kg;90年代畝均達(dá)60～80 kg。施用的化肥有:氮肥、磷肥、鉀肥、硼肥、鋅肥等。由于本區(qū)耕地土壤養(yǎng)分處于少磷缺氮狀態(tài)，因此氮肥和磷肥為主要肥種，生產(chǎn)上一般采取氮磷混施，協(xié)調(diào)供應(yīng)，保持養(yǎng)分平衡。據(jù)統(tǒng)計(jì)運(yùn)城市2006～2010年化肥使用量由760 257 t/a增加到803 809 t/a，折純量由187 531 t/a增加到208 591 t/a?；蕦?duì)糧食作物的增產(chǎn)有很重要的作用，但由于化肥的過(guò)度使用以及施用的不平衡，部分地區(qū)已出現(xiàn)化肥危害，主要表現(xiàn)為氮素過(guò)多，造成土地板結(jié)，土壤通水透氣性減弱，耕地變差，地力下降，農(nóng)作物貪青晚熟，特別是通過(guò)淋溶下滲直接造成地下水水質(zhì)變差。

3 結(jié)語(yǔ)

上述分析說(shuō)明，運(yùn)城市是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)相對(duì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，近年來(lái)，受人類活動(dòng)的影響，地下水受到了不同程度的污染。盡管各級(jí)各部門在污染治理方面做了大量的工作，取得了一定的成效，但是由于多方面的原因，部分地區(qū)地下水水質(zhì)仍存在繼續(xù)惡化的趨勢(shì)，水質(zhì)形勢(shì)不容樂(lè)觀。從保護(hù)地下水環(huán)境和地下水資源的角度出發(fā)，建議全社會(huì)和有關(guān)部門應(yīng)對(duì)地下水污染及防治問(wèn)題引起足夠的重視，采取強(qiáng)有力的措施，保護(hù)水環(huán)境，保護(hù)水資源，減緩地下水污染。