地下水污染的調查與防治

□ 孫惠聰 孫乃武

水是人類生存環境中的重要組成部分，以氣、液、固三種狀態而存在，遍布于海洋，地面的江河湖泊，地下淺層和深層的水，高山積雪與寒冷地區的冰雪、大氣中的水蒸氣等等之中。

水在自然界循環中形成海洋、河流、湖泊、地下水層等天然水體。同時，在自然界循環中，幾乎每個環節都有雜質混入，使水質發生變化，形成不同水質的水。人類社會為了滿足生活和生產的需要，從天然水體中取用大量水作為生活用水和生產用水，在使用過程中隨時都有雜質混入，使水受到不同程度的污染，變成了相應的生活污水和工業廢水，排入到天然水體，構成了水的社會循環。研究開發利用好水資源并對其進行保護，使其永續利用是水利部門的主要工作。

筆者針對多年工作中接觸過的水污染實例，站在污染防治角度加以探討分析，從而證明加強地下水源衛生防護工作的必要性。

案例一：工業廢水污染地下水源

鐵力市鐵力鎮處在呼蘭河一級階地上，其支流鐵夾河由東至西在城中通過。1986年以前，上游原木材干餾廠制膠廠生產尿醛膠，它的主要原料為甲醛和尿素，生產廢水直接排入鐵夾河。據環保部門統計，每年甲醛最大折存量可達到3.11t。當時鎮內用水靠的是手壓井和缸管井（用泵抽），汲取的是與河水有水力聯系的第四紀松散層中的淺層水，井水被污染后出現異味。更為嚴重的是，這種異味逐年向河流兩岸民用井中增大和蔓延。調查得知，有一家靠近水體較近的居民，家里的一位女中學生當時出現了眼痛、頭痛癥狀，不能正常上學。經相關大醫院診斷為典型的甲醛中毒反應。1987年鐵力鎮集中供水后，此種狀況得到徹底改變。

案例二：水介傳染病污染地下水源

海林市橫道河子鎮鐵路水源建在橫道河漫灘上，靠傍河型大口井汲取與河水有著密切水力聯系的地下水供應鐵路機車用水，后擴大到為附近居民供水。1989年春季，因河邊住戶臨河廁所中攜帶外來病原菌的排泄物被雨水沖入水體，結果造成腸傷寒傳染病迅速蔓延，幾天內近百人出現了水介傳染病，好在有關部門發現及時，采取了相應措施，才得以控制。鐵路水源重新改建后，此種情況徹底改變。

案例三：地面污染源影響地下水合鐵層

海林市舊街鄉煙堿廠是一個以煙葉梗為原料生產農藥的企業，工廠建在海浪河河漫灘上，生產用水靠管井汲取第四紀孔隙潛水,經機械曝氣，錳砂除鐵罐處理后使用。該設備一用一備，且間歇運行。運行一年多，因罐內濾料板結，無法保證水質而停產。在解決工廠用水時，工作人員現場踏勘發現：廠區外上游為西舊街村，村后為“牛軛湖”（背河）。西舊街村的垃圾、污水都堆積和排放到“牛軛湖”內，多年積累，污染嚴重。據村民講，只有海浪河漲水時這些垃圾才能被洪水清理一次。在附近取土點發現，隆起地層白堊紀沉積巖出露點斷面上紅色含鐵巖層清晰可見。經分析，當用管井取水時，地下水影響半徑內污染源中的有機物等將地層中鐵還原成二價鐵溶入水中，致使管井原水含鐵量不斷持續升高。

案例四：查明地下水污染源，設立衛生防護區，地下水除鐵水源水質指標是可以有效控制的

海林市海林鎮二水源擴建工程，是1989年進行地下水資源初勘、1990年進行了地下水資源詳勘的，對水源擬建區域近10km2的范圍進行了水文地質勘探。抽水試驗時對鉆孔水質進行了檢驗，結果發現越靠近污染源（漚糞坑、田間泡沼等），水中含鐵量越高，且與污染程度相對應。水源設計時采用了地下水除鐵工藝流程，即：地下水——跌水曝氣——人工銹砂過濾——消毒——清水池——用戶。勘探時檢驗最高含鐵量為3.75mg/L，一般為2.19mg/L，最低處為1.2mg/L。水源采用傍河型大口井加輻射管取水，經省礦產儲量委員會批準可采量為1.2萬t/日，設計取水能力為1.1萬t/日。

水源建成后，設立衛生防護區，對取水構筑物影響半徑范圍內的污染源進行了徹底清理（如墳地、糞坑等），對防護區內用肥進行了限制。經多年運轉，水中含鐵指標逐年下降，含鐵指標現已接近水質標準要求。對二水源原水含鐵量逐年下降這種運行工況進行研究分析表明，二水源水源勘探取樣編錄時，白堊紀沉積巖中有典型的含鐵層，此種情況完全符合地下水除鐵理論中“地殼巖土中的鐵質大量進入地下水中的幾種途徑”：

1.含有二氧化碳的地下水對巖土中二價鐵的溶濾作用。

對氧化亞鐵：FeO+2CO2+H2O=Fe(HCO3)2

對碳酸亞鐵：FeCO3+CO2+H2O=Fe(HCO3)2

2.三價鐵在還原條件下被還原為二價鐵而溶解。在富含有機質的地層中，常由于微生物的強烈作用而處于嫌氣的還原條件下，這時溶解氧氣被消耗殆盡，有機物進行嫌氣分解產生出大量硫化氫、二氧化碳、沼氣等。三價鐵被硫化氫還原的過程如下：

Fe2O3+3H2S=2FeS+3H2O+S

硫化鐵在二氧化碳作用下溶于水中：

FeS+2CO2+2H2O= Fe(HCO3)+H2S

這可能是河漫灘及一級階地地區中地下水中鐵質的主要來源。

3.一些有機物和鐵生成復雜的有機鐵質溶于水中。

4.鐵的硫化物氧化而溶于水中，如：

2FeS+7O2+2H2O=2FeSO2+2H2SO4

常為酸性水中鐵質的主要來源。

從以上調查分析可以看出，地下水的污染主要來自以下幾個方面：

一是工業廢水污染。工業廢水污染地下水是逐年富集的，污染與治理是不可逆的，其造成后果是無法估量的。改變此種污染的唯一辦法是另辟水源。

二是病菌、病原菌污染。農村過去用的廁所多為旱廁，容易引發水介傳染病。隨著新農村建設和農村泥草房改造的快速推進，現在農村也開始采用室內廁所。為了排水順暢，將滲井直接設在透水層上，破壞了地下水保護層，造成地下水污染，更容易發生水介傳染病。

三是生活垃圾污染。生活垃圾的隨意堆放可導致地下水中三價鐵還原為二價鐵，其污染程度直接影響水處理效果，嚴重污染時可使水源井報廢。

四是農業生產污染。在實際工作中發現農業污染日趨嚴重，除大量施肥和使用農藥外，有些人還把用過的肥袋、藥瓶隨意丟棄，造成地下水污染。

多年來，國家大力開展農村飲水安全工程建設，農村飲用水現狀取得了顯著改善。面對當前的聯片集中供水，如何保證農村飲水安全工程持續健康發展，筆者認為應該采取以下措施：

一是加強水資源衛生防護宣傳，科學劃定農村飲用水源防護區，并通過各級政府將這項工作落到實處，增強人們的水環境保護意識。

二是在今后建設水源取水工程時，首先應進行水源環境狀況調查、評價（評價污染源對地下水水質產生的影響和潛在影響），水源位置確定后，應立即建立水源衛生防護區。

三是采用地下水時，應進行水資源評價，查清地下水流向、水力影響半徑及水質等參數，以便建立水源衛生防護區。

四是對已建成水源工程的衛生防護環境進行整治清理，明確劃定衛生防護區。

五是結合新農村建設發展規劃的編制工作，充分考慮污水處理方案和農村排水系統建設。