王鳳瑞，王玉智

(河北省滄州水文水資源勘測局，河北 滄州 061000)

滄州市地下水污染現(xiàn)狀分析及防治對(duì)策探析

王鳳瑞，王玉智

(河北省滄州水文水資源勘測局，河北 滄州 061000)

滄州市位于河北省東南部，東臨渤海，當(dāng)?shù)氐Y源匱乏，工農(nóng)業(yè)用水以開采地下水為主。工業(yè)廢水的無序排放，農(nóng)業(yè)化肥農(nóng)藥的過量使用，對(duì)地下水資源污染嚴(yán)重。由于過度開采地下水，形成了地下水漏斗，引發(fā)地面沉降及海水入侵等地質(zhì)災(zāi)害。為應(yīng)對(duì)這些災(zāi)害，采取必要的防治對(duì)策，減少對(duì)地下水的污染，保持地下水資源的可持續(xù)利用。

地下水；污染；防治

滄州市地處華北平原東部，總面積14 056 km2，東臨渤海，北靠京津，境內(nèi)河流眾多，主要行洪河道有子牙新河、子牙河、漳衛(wèi)新河、捷地減河等。上游河水經(jīng)上述河流入境，向東排入渤海。多年來，滄州境內(nèi)河流幾乎全部斷流，有水河道如子牙新河、北排水河等主要以上游污水排放為主，可供利用的地表水十分有限，人們的生產(chǎn)生活以開采地下水為主。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷增長及工農(nóng)業(yè)用水需求的不斷提升，地下水開采量持續(xù)增長，造成地下水污染嚴(yán)重。

1 滄州市水文地質(zhì)條件

1.1 含水組的劃分

滄州地下水按地層分為五個(gè)含水組。淺層地下水為第I含水組，底板埋深約40 m。深層地下水指第II-V含水組，第II含水組底板埋深40～17 m；第III含水組底板埋深220～420 m；第IV含水組底板埋深350～550 m，第V含水組底板埋深550～850 m。

1.2 地下水補(bǔ)、徑、排條件

地下水的補(bǔ)、徑、排條件主要決定于含水層的埋藏條件、成因類型、開采狀況等因素。

1.2.1 淺層水

淺層水的徑流、補(bǔ)給、排泄條件受地形、氣象、水文、植被、河道分布以及人工建筑等因素影響。大氣降水為主要補(bǔ)給來源，地表水入滲、灌溉回歸入滲次之，側(cè)向補(bǔ)給很少。滄州地區(qū)中西部徑流條件相對(duì)較好，東部較差，沿海一帶由于地勢開闊且平坦，基本近乎于滯流。排泄方式主要有蒸發(fā)、開采以及越流補(bǔ)給等。天然狀態(tài)下地下水的流向與地形傾斜相一致，即由西南流向東北，但由于受開采影響，地下水流向開采區(qū)，因地形平坦，水力坡度小，故地下水運(yùn)動(dòng)緩慢。

1.2.2 深層水

滄州地區(qū)深層水天然徑流方向由西向東，由山前平原至渤海地區(qū)，徑流緩慢，主要為側(cè)流補(bǔ)給。但因幾十年來，由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，過量開采深層水，致使本區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了區(qū)域性地下水位降落漏斗，改變了原有的地下水的天然流向，致使地下水向漏斗中心匯流，主要為接受上覆淺層水的越流補(bǔ)給，其次是側(cè)向徑流補(bǔ)給，徑流遲緩。西部含水層顆粒粗，徑流條件較好，東部含水層顆粒較西部細(xì)，含水層在水平分布的連續(xù)性、延展性和穩(wěn)定性比較差，導(dǎo)致徑流明顯遲緩。深層承壓水開采前基本處于封閉狀態(tài)，邊界徑流排泄量很少，七十年代以來，本區(qū)主要以人工開采深層水為主的排泄途徑。

2 地下水污染的主要來源

2.1 化肥

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1T化肥可增產(chǎn)糧食3T?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)量至少有1/4是靠化肥獲取的。而農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家甚至可高達(dá)50%～60%。自50年代至今，世界化肥總用量增加了8倍，且每年以8%的速度遞增。大量使用氨肥會(huì)致使地下水中硝酸鹽含量明顯增高；大量使用磷肥會(huì)引起地下水中鎘離子等升高；使用鉀肥可使地下水中化學(xué)成分及類型復(fù)雜化?；饰廴镜叵滤膯栴}，在全世界內(nèi)普遍存在。近20 a來，地下水中硝酸鹽濃度以大約1～3 mg/L每年的速度增長。

2.2 農(nóng)藥

世界糧食產(chǎn)量減產(chǎn)10%以上與農(nóng)作物的病、蟲、草害有關(guān)。為減少病蟲草害，目前世界化學(xué)農(nóng)藥總產(chǎn)量已超過200萬 t，品種達(dá)1 000種以上。每年農(nóng)藥投入施用量已超過180萬 t，造成了糧食、土壤、地表水、地下水的污染。生物降解是消除土壤農(nóng)藥污染的重要途徑，但一些強(qiáng)殘留性農(nóng)藥滯留時(shí)間可長達(dá)30 a。農(nóng)藥由降水入滲或從水田通過飽氣帶(土壤)進(jìn)入飽水帶的地下含水層中，還有的直接通過落水洞、水井和補(bǔ)給地下含水層的河水一起滲入到地下水含水層中。當(dāng)淋溶作用發(fā)生在承壓含水補(bǔ)給區(qū)時(shí)，則隨著地下徑流擴(kuò)散，造成區(qū)域性大面積污染。為制止農(nóng)藥污染地下水，美國、烏克蘭、日本等國相繼開展了保護(hù)地下水免遭農(nóng)藥和硝酸鹽污染行動(dòng)及對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的研究工作。這些研究使我們對(duì)農(nóng)藥在包氣帶的分布、遷移機(jī)理及對(duì)地下水潛在污染危害等方面，有了較深刻的認(rèn)識(shí)。研究表明，許多地區(qū)發(fā)生的如：癌癥、肝臟疾病、胃功能損害及中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂等疾病，都與農(nóng)藥對(duì)地下水的污染有直接關(guān)系。

2.3 污水灌溉

化糞池、污水坑或污水庫的直接滲漏，是地下水污染的又一重要途徑。而污水灌溉更會(huì)造成大面積的地下水水質(zhì)惡化。在與疾病蔓延有關(guān)的地下水污染中，化學(xué)污染的危害只占其中一小部分，面細(xì)菌病毒污染才是主要的。

通過化糞池滲入地下的污水中，帶有大量細(xì)菌和病毒。在包氣帶條件下，細(xì)菌能以很快的速度和較高的濃度運(yùn)移到200～300 m的距離。當(dāng)污水排入到鉆穿基巖的鉆孔時(shí)，細(xì)菌可以迅速轉(zhuǎn)移到更遠(yuǎn)的距離。病毒能通過粘土層、油頁巖、石灰?guī)r橫向滲入到相距100 m左右的水井中。污水中的細(xì)菌和病毒，在地下水中存活時(shí)間也比較長，某些沙門氏桿菌存活時(shí)間可超過100 d，病毒至少可以存活28 d。野外測定還表明，病毒可以長時(shí)間存活在地下水中。

城市工業(yè)廢水和礦坑水用作灌溉，造成地下水中氰化物、酚與鉻、鉛、鎘、鋅等重金屬離子含量的增高。

3 滄州市地下水污染現(xiàn)狀

3.1 淺層地下水污染現(xiàn)狀

根據(jù)滄州市水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，在2015年全區(qū)共37個(gè)淺層地下水觀監(jiān)測站中，pH、溶解性總固體、總硬度、氯化物、硫酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、氟化物、氰化物、砷、揮發(fā)性酚類、鉻(六價(jià))、銅、鉛、鎘、鐵、錳、汞等20項(xiàng)，按國家地下水質(zhì)量分類指標(biāo)(GB/T14848-1993)III類水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，37處淺層地下水均不達(dá)標(biāo)，其中主要污染物為：溶解性總固體超標(biāo)率達(dá)97.3%，硫酸鹽超標(biāo)達(dá)86.5%，總硬度和氯化物超標(biāo)達(dá)83.8%，氨氮超標(biāo)達(dá)51.4%。超標(biāo)最為嚴(yán)重的溶解性總固體、硫酸鹽、總硬度、氯化物等項(xiàng)目，其主要原因還是由于滄州的地理位置和地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成的，屬于原生污染。

3.2 淺層地下水多年水質(zhì)變化

淺層地下水水質(zhì)受多種因素影響，主要受降雨、灌溉回滲、化肥農(nóng)藥等因素影響，水質(zhì)變化沒有統(tǒng)一的變化規(guī)律，各地由于降雨、灌溉、施肥、用藥等作用不一致，各測井水質(zhì)變化沒有統(tǒng)一規(guī)律。以滄州市部分站2010年-2015年溶解性總固體和氯化物含量統(tǒng)計(jì)列表為例。

表1 2015年滄州市淺層地下水超標(biāo)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)

表2 滄州市淺層地下水典型代表站多年溶解性總固體含量變化 mg/L

表3 滄州市淺層地下水典型代表站多年氯化物含量變化 mg/L

3.3 深層地下水污染現(xiàn)狀

根據(jù)滄州區(qū)域深層地下水2015年水質(zhì)監(jiān)測資料，17項(xiàng)全部符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)中III類水標(biāo)準(zhǔn)的僅占6.9%。其中超標(biāo)最為嚴(yán)重項(xiàng)目為氟化物，超標(biāo)率達(dá)88.1%，其次為氯化物、溶解性總固體、pH、硫酸鹽等，超標(biāo)率分別為17.8%、13.9%、5.9%、4.0%。滄州地區(qū)深層地下水中氟化物嚴(yán)重超標(biāo)，其含量最高可達(dá)5.4 mg/L，超標(biāo)4.4倍。

深層地下水氟化物分布不均，運(yùn)河以西獻(xiàn)縣、河間、肅寧任丘氟化物含量略低，約在0.5～2 mg/L之間；滄縣、泊頭、青縣及以東各縣氟化物含量較高，普遍在2～5 mg/L之間，東光、孟村、南皮、鹽山等地深層地下水中高含氟量比較集中，個(gè)別地方甚至?xí)^5 mg/L。

4 防治措施

(1)開展對(duì)農(nóng)藥、化肥和污水灌溉對(duì)包氣帶、包水帶中有害物質(zhì)運(yùn)移和積累規(guī)律的研究，在環(huán)保部門充實(shí)水文地質(zhì)、地球化學(xué)專業(yè)人員，發(fā)揮多學(xué)科綜合研究和業(yè)務(wù)上綜合管理的作用。

(2)提倡科學(xué)施肥?，F(xiàn)在農(nóng)業(yè)中大量施用化肥，被作物吸收只有約一半左右，其余少量揮發(fā)到空氣中，大部分淋濾滲入地下?？茖W(xué)施肥應(yīng)對(duì)不同田塊的土壤進(jìn)行化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果決定施肥的各類和施肥量，提倡使用有機(jī)肥及生物生長激素。

(3)科學(xué)控制污灌，減少工業(yè)污水的排放，加強(qiáng)污水處理的技術(shù)手段，盡量減少甚至避免污水灌溉的數(shù)量。

(4)加強(qiáng)宣傳尤其是農(nóng)村地區(qū)的宣傳，提升人們環(huán)保意識(shí)，科學(xué)化管理農(nóng)田，減少農(nóng)村有害工業(yè)污水的排放量。

5 結(jié)語

加大污水處理力度，強(qiáng)化污染防治。加大城市污水處理投資，采用先進(jìn)的設(shè)備，提高水的重復(fù)利用率，降低水污染成本。農(nóng)業(yè)用水可推廣更先進(jìn)的灌溉技術(shù)，在滿足農(nóng)作物生長要求的同時(shí)達(dá)到節(jié)水的目的，減少地下水開采量。企業(yè)用水提高生產(chǎn)工藝，改進(jìn)污水處理設(shè)備，提高污水處理率，減輕對(duì)地下水的污染。此外，可以合理配置洪水資源，利用洪水回補(bǔ)地下水，修復(fù)地下水環(huán)境。

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2016-10-31

王鳳瑞(1978-)，男，河北滄縣人，高級(jí)工程師，主要從事水文水資源研究工作。

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1004-1184(2017)01-0059-03