尤大海+王海彪

摘 要：本文詳細(xì)研究了遼寧省地下水水源狀況、水質(zhì)特點(diǎn)和污染物來(lái)源及危害；闡述了該省地下水水源存在嚴(yán)重超采和嚴(yán)重污染的問(wèn)題，以期引起相關(guān)部門(mén)的重視，為該省保護(hù)地下水水源提供理論指導(dǎo)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地下水水源；現(xiàn)狀；水質(zhì)特點(diǎn)；污染；危害

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.260

地下水是維持人類(lèi)社會(huì)生存發(fā)展的重要資源。近年來(lái)，遼寧省地下水面臨著超量開(kāi)采，水質(zhì)污染嚴(yán)重等問(wèn)題。如沈陽(yáng)市地下水錳、鐵等污染物超標(biāo)，并且還存在有機(jī)污染。這一系列的問(wèn)題嚴(yán)重影響了人們生活用水的需求，同時(shí)給社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)平衡構(gòu)成威脅。

1 遼寧省地下水水源現(xiàn)狀

遼寧省多年平均地下水水資源量124.68億m3，其中平原區(qū)63.99億m3，山丘區(qū)67.42億m3，平原區(qū)與山丘區(qū)地下水資源重復(fù)計(jì)算量6.73億m3。2014年，全省淺層地下水供水量67.2億m3，深層地下水供水 0.39 億m3；淺層地下水實(shí)際開(kāi)采量67.2億m3[1]。其中農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活用水比例分別為62%、18%、13%、7%。

據(jù)資料顯示，遼寧省人均水資源占有量?jī)H為全國(guó)人均的三分之一，而地下水年開(kāi)采率超過(guò)90%。該省已成為國(guó)內(nèi)地下水開(kāi)采最高省份之一。地下水的超采易引發(fā)諸多的生態(tài)問(wèn)題。為保護(hù)地下水資源，該省采取了禁止新設(shè)和限期關(guān)閉地下水工程、加強(qiáng)供水管網(wǎng)建設(shè)等手段。2012年2月，遼寧省發(fā)文禁止批準(zhǔn)新的地下水開(kāi)采項(xiàng)目，僅保留已有應(yīng)急備用水源。對(duì)于其余取水工程將全部予以關(guān)閉。

缺水問(wèn)題嚴(yán)重的遼寧中部地區(qū)，水資源開(kāi)發(fā)利用率已高達(dá)約80%，遠(yuǎn)超國(guó)外50%的上限。而城市工業(yè)和生活用水的快速增長(zhǎng)，使得農(nóng)業(yè)用水越來(lái)越不足。由此容易引發(fā)農(nóng)業(yè)用水的供需矛盾愈加突出。

2 沈陽(yáng)市地下水水質(zhì)特點(diǎn)

沈陽(yáng)市政供水主要為地下水源，地下水部分約為供水總量的三分之二。水質(zhì)調(diào)查顯示，全市水源井原水中除了因地質(zhì)構(gòu)造引起的鐵、錳超標(biāo)外，還存在氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和總大腸菌群的污染。

部分水源如李官卜水源還存在有機(jī)物污染，且多數(shù)為不易降解有機(jī)物，具有種類(lèi)多、性質(zhì)復(fù)雜但濃度低的特點(diǎn)。如對(duì)沈陽(yáng)兩大地下水源水進(jìn)行檢測(cè)，均檢出了近百種酚類(lèi)、多環(huán)芳烴和有機(jī)氧化物等有機(jī)物質(zhì)。沈陽(yáng)市地下水水源還存在臭味超標(biāo)現(xiàn)象，臭味一般可達(dá)3級(jí)。氨氮的濃度約為2-4mg/L，超標(biāo)4-8倍。另外，該市兩大地下水源水中部分取水井還有低鐵高錳的特殊現(xiàn)象。部分取水井中錳超標(biāo)高達(dá)50倍以上，而鐵的濃度則較低。

由此可見(jiàn)，沈陽(yáng)市地下水水源污染問(wèn)題較為嚴(yán)重。其中又以鐵、錳、氨氮的含量較高，從而使得氯的消耗量增加，易造成消毒副產(chǎn)物的超標(biāo)，存在較大的安全隱患。而李官卜水源甚至被稱(chēng)為微污染地下水，對(duì)于該水源亟需采用有效的污染控制與深度凈化技術(shù)進(jìn)行深度處理。

地下水中污染物來(lái)源及危害。地下水中溶解態(tài)鐵主要以Fe2+的形式存在，土壤、巖石中的三價(jià)鐵容易與地下水發(fā)生反應(yīng)，三價(jià)鐵被還原成二價(jià)的Fe2+。之后，二價(jià)鐵與水體中的CO2發(fā)生反應(yīng)，生成Fe （HCO3）2。由于Fe （HCO3）2極易發(fā)生水解反應(yīng)，分解出Fe2+游離在地下水中。某些有機(jī)酸可將巖層中的Fe2+分離出來(lái)溶解在地下水中。另外，某些有機(jī)物質(zhì)還可與巖層中的三價(jià)鐵發(fā)生反應(yīng)。巖層中的三價(jià)鐵被還原成Fe2+而溶解在地下水中。

錳在變質(zhì)巖和沉積巖中通常以氧化物、硫化物等無(wú)機(jī)鹽的形態(tài)存在。這些無(wú)機(jī)鹽形態(tài)的錳經(jīng)過(guò)氧化還原作用溶解在地下水中。如碳酸錳與二氧化碳等發(fā)生反應(yīng)可生成Mn（HCO3）2。地下水中的Mn（HCO3）2發(fā)生水解反應(yīng)易溶于水的Mn2+。由于Mn2+的穩(wěn)定場(chǎng)比溶解鐵大，所以，在低Eh值和高硫條件時(shí)，當(dāng)鐵成氧化物或氫氧化物沉淀時(shí)，Mn2+仍能以溶解態(tài)存在于水中。當(dāng)?shù)叵滤醒趸€原電位值較小時(shí)，錳的性狀與鐵并不相同。此時(shí)，地下水中的錳的形態(tài)主要與碳酸鹽礦物有關(guān)[2]。

鐵是人體構(gòu)造中重要組成部分，其功能與合成蛋白質(zhì)和氧化酶相關(guān)。地下水中過(guò)量鐵、錳也帶來(lái)的危害：

（1）地下水含鐵錳氧化物沉淀而呈黃褐色或棕黑色，影響水體的濁度和色度。

（2）地下水因含有過(guò)量的鐵錳會(huì)產(chǎn)生金屬的異味；

（3）含鐵地下水利于鐵細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖，使得輸水管徑變小，對(duì)輸水管道產(chǎn)生堵塞。同時(shí)，錳的氧化物在管道壁沉淀后出現(xiàn)“黑水”。

（4）人體攝入過(guò)多的鐵錳會(huì)對(duì)身體健康造成危害。如容易引發(fā)人體器官病變或慢性中毒。攝入過(guò)多的錳也將影響人的神經(jīng)系統(tǒng)、破壞人體軟組織。

（5）工業(yè)生產(chǎn)中，過(guò)量的錳會(huì)使產(chǎn)品質(zhì)量下降，造成經(jīng)濟(jì)效益受損。

水中過(guò)多鐵錳不利于飲用水的衛(wèi)生和安全，我國(guó)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)中鐵為0.3mg/L，錳為0.1mg/L。

地下水中氮的污染來(lái)源可分為以下幾類(lèi)：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過(guò)度使用化肥、農(nóng)藥或采用污水灌溉；污水或垃圾滲濾液等滲入地下水；河道污水滲漏；沉積層中的地質(zhì)因素產(chǎn)生的氮污染。

地下水污染物中的氮主要以NO3--N、NO2--N、NH4+-N三種形式存在。三種無(wú)機(jī)形態(tài)的氮在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)缺乏氧時(shí)，NO3-被還原為NH4+。飲用水中含有大量氨氮時(shí)，可能發(fā)生氨的硝化作用，氨氮可能反應(yīng)生成硝酸和亞硝酸。當(dāng)飲用水中硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度高時(shí)，也容易對(duì)人體產(chǎn)生巨大危害。可能誘發(fā)人體高鐵血紅蛋白血癥。并可能產(chǎn)生有致癌風(fēng)險(xiǎn)的亞硝胺，亞硝胺與食道癌有關(guān)。水中亞硝酸鹽不穩(wěn)定，因此生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)中未對(duì)亞硝酸鹽的濃度限值進(jìn)行規(guī)定。僅規(guī)定了硝酸鹽的濃度上限為10 mg/L，氨氮的濃度上限為0.5mg/L。

3 地下水水源存在問(wèn)題

遼寧省地下水水源多受城鎮(zhèn)污水和農(nóng)村面源污染影響。全省三分之二的生活用水中來(lái)自地下水水源，且97.7%來(lái)自極易受到污染的淺層地下水。地下水源多為沿河設(shè)置，易受河流污染影響。部分農(nóng)村的生活飲用水受到河流、排污和農(nóng)村面源污染影響。

4 結(jié)論

地下水作為維持人們生存和發(fā)展的重要水資源，對(duì)遼寧省和沈陽(yáng)市地下水現(xiàn)狀和特點(diǎn)分析可知，全省地下水水源多數(shù)受到污染。分析了鐵、錳以及有機(jī)物污染來(lái)源及危害，為此，應(yīng)當(dāng)加大力度保護(hù)地下水資源。

參考文獻(xiàn)：

[1]李學(xué)森.凌河流域水資源現(xiàn)狀及保護(hù)措施[J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2015（03）：36-37.

[2]張吉庫(kù)，傅金祥，周華斌，趙玉華，陶飛.地下水除鐵除錳技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì).沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，19（03）：

212-214.

作者簡(jiǎn)介：尤大海（1984-），男，滿族，遼寧鞍山人，研究生，主要從事水污染防治研究。