煤炭資源型城市集中式飲用水源地水質變化與污染防治
——以貴州盤縣白河溝水庫流域為例

盧 波，王 斌，彭 熙

(1.盤縣環境保護局，貴州 盤縣 553537；2.貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550001)

飲用水安全是關系國計民生的重大問題，水源地水質狀況直接關系到供水區人民群眾的生命健康[1]。世界衛生組織調查顯示，80%的人類疾病與水質污染有關[2]，獲得安全的飲用水是城市發展的基本需求和根本保障[3]。近年來，隨著經濟社會的快速發展，我國飲用水資源供需矛盾凸顯，有近1/5的水源地存在污染物超標現象[4]，尤其是在煤炭資源型城市，水污染嚴重與工程性缺水、地下水位下降、泉水流量銳減[5]等問題并存，因此調查和分析城鎮集中式飲用水源地水環境現狀，對保障飲用水安全具有重要的社會和經濟意義[6]。本研究以貴州省盤縣白河溝水庫流域為例，利用多年監測數據進行水質狀況分析，提出了有針對性的水源地保護措施，以期為飲用水源地管理和保護提供參考。

1 流域概況

白河溝水庫位于貴州省盤縣西部煤炭資源豐富的平關鎮境內，地處云貴兩省交界地帶，位于E104°18′—104°23′、N25°36′—25°44′，屬珠江流域南盤江水系。白河溝水庫是盤縣縣城的補充水源，是一座集城市供水、農田灌溉、人畜飲水等功能為一體的綜合性水利工程，屬中央“滋黔”水利工程項目。水庫總庫容1 670萬m3，興利庫容1 083萬m3，壩址以上集雨面積88.5 km2，主河道長19.4 km，年徑流量5 460萬m3。集雨區人口2.53萬人(2010年)，耕地面積3 345 hm2，流域內森林覆蓋率34.45%，多年平均降水量1 408.5 mm，5—10月降水量占年降水量的88%左右。

2 流域水環境狀況分析

2.1 水環境質量監測

水質監測的目的是摸清污染物產生的原因及其污染途徑，以分析小流域面源污染和水土流失情況[7]。為了解白河溝水庫流域水質現狀，分別于2005年3月、2008年9月、2011年3月、2013年5月對流域水環境質量進行了監測，監測點設在庫尾控制斷面(平關橋)，監測結果見表1。對照《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)中的Ⅲ類標準，根據多年監測結果對污染成因及治理措施進行初步分析。

白河溝水庫流域內土壤施肥造成的化肥、農藥流失及焦化廠、煤礦等企業的污染物外排對水質造成了污染，污染物超標項目多、倍數高，面源、點源、流動源污染共存，污染狀況嚴重。由表1知，主要超標因子有總氮、揮發酚、石油類、鐵、錳及苯并芘等，超標數量最多的是總氮，多年平均值達到2.842 mg/L；超標倍數最多的是苯并芘，達到700多倍，其次是揮發酚，為3.6倍，石油類、鐵、錳少量超標。從單次監測結果看，2005年3月庫尾控制斷面超標項目最多，包括總氮、揮發酚、石油類、鐵、錳和苯并芘等6項。隨著流域內污染企業的取締與關閉，超標指標逐漸減少，超標程度逐漸減輕。2013年5月水庫蓄水后，除苯并芘外，庫尾控制斷面其余各項指標均達到了《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)的Ⅲ類水要求。

2.2 主要超標因子變化規律

(1)總氮。對我國部分富營養化水庫進行的水污染來源調查發現，總氮來源主要是化肥污染,約占40%,其次是禽畜糞便污染，約占35%[8]。白河溝水庫流域農業面源污染比較嚴重，導致所有指標中總氮超標數量最多。

表1 白河溝水庫流域庫尾控制斷面監測結果

(2)苯并芘。流域內苯并芘一直處于超標狀態，主要來源于煤、石油等礦物性燃料燃燒，尤其是焦炭生產產生的苯并芘直接或間接注入水體，導致所有指標中苯并芘超標倍數最多。雖然2005年后相繼取締和關閉了流域內所有的焦化企業，流域水環境質量逐漸好轉，但焦化企業遺留的污染隱患仍舊存在。

(3)鐵、錳。鐵、錳含量是飲用水質量重要的檢測指標，過量的鐵會危害人體肝臟，過量的錳長期低劑量吸入會引起慢性中毒，同時鐵、錳的異味大，還會污染生活用具。2005年3月，白河溝水庫流域鐵、錳檢測結果分別為1.213和0.409 mg/L，污染較為嚴重，經過近幾年的治理有所好轉，2013年5月蓄水后分別為0.110和0.010 mg/L，遠低于Ⅲ類水質量標準。

2.3 水環境質量影響因素分析

(1)工業布局不合理，取締關閉難。白河溝水庫2013年正式下閘蓄水前，流域集雨區范圍內有5家煤礦、1家洗煤廠、20家砂石廠，大部分礦井水未經處理或部分處理后外排，對下游水環境造成嚴重污染。為改善和保護流域水質，目前部分廠礦已關停或拆除，但黃金開采提煉、土法煉焦、焦化企業生產留下的環境污染隱患在短時間內還難以根除，河道兩側煤矸石、生活垃圾的無序堆放以及砂石廠產生的粉塵等也是造成流域水污染的重要原因。尤其是有4家煤礦在水庫建設之前剛建成投產，要取締關閉需要大量的資金賠償，會給當地政府帶來巨大的壓力。

(2)生活污染源點多面廣，收集處理難。流域內現有常住人口2.5萬人，有小規模的餐飲20家、衛生院及個體診所8家、修理廠1家、民宿1家。現狀評價水平年(2005年)農村生活污水產生量為73.81萬m3/a，入河水量為22.14萬m3/a。2010年，庫區流域內有豬16 006頭、牛3 929頭、羊7 507只，每年排放SS63.7 t、CODcr114.66 t、NH3-N15.29 t、總氮7.64 t、總磷0.38 t。居民生活、餐飲洗滌、畜禽養殖等廢水廢物的排放都是水體污染物的重要來源[9]。

(3)坡耕地面積大，面源污染治理難。流域范圍內坡耕地面積較大、產量低，加之水土流失導致土壤肥力降低，農民只能用不斷增施化肥來彌補，這就形成了惡性循環[10]。據統計，2010年集雨區范圍內有坡耕地3 345 hm2，施氮肥、磷肥、復合肥分別為1 899、482、99 t，折純氮697.92 t/a、P5O289.43 t/a，常用農藥如樂果、稻瘟凈、甲敵粉、六六粉等施用量3.75 kg/hm2，全年約6 t，過量施肥形成了較大污染。

(4)投入不足，污染治理項目實施難。治理項目的實施需要大量的資金投入，但是目前當地政府尚未安排飲用水源地保護專項資金，沒有將飲用水源地污染防治資金納入同級財政預算，一些迫在眉睫的污染治理項目(隔離網、界牌、界碑、農村生活污水處理等)還沒有啟動實施，其他環境綜合整治項目就更難落實。

(5)多頭管理，環境違法行為查處難。一是職責不清。根據當地政府2011年“三定”方案，環保、水利、國土、衛生等部門都負有飲用水源地監管的職能職責，但在實際工作中卻出現了多頭管理又誰都難以管理的尷尬局面。二是監管不到位。污染源及流域地表水監測頻次不足，對污染源的監管不到位，環境違法時有發生，同時未建立預警機制及應急機制，難以適應飲用水源地環境管理的需求。三是環保執法力度不夠，相關部門依法行政能力、科學管理能力亟待加強。

(6)污染物超標因子多，環境根治難。根據流域環境現狀，主要超標污染因子有總氮、揮發酚、鐵、石油類等，超標項目多，超標倍數高，涉及有機污染、毒物污染、微生物污染等，要徹底根治污染物超標的問題，任務重、時間長、耗資大。

3 關鍵防治工程

工程治理是飲用水源地污染防治的關鍵，要在流域源頭控制區、徑流控制區、河道控制區、水庫濱岸控制區、水庫控制區等5個區域同步實施，強力推進以下七方面的工程建設。

(1)點源治理工程。積極推進流域內煤礦的取締關閉，對暫不能取締的必須進行資源整合重組，減少煤炭企業數量，督促其建設與產能相匹配的污水處理設施，確保礦井水達標排放或回用；及早外運原瀚宇焦化廠、原土法煉焦場、原黃金開采點遺留的棄土廢渣，消除污染隱患；加快移民新區建設，盡快將一級保護區內的住戶全部搬遷；盡快建設平關小城鎮生活污水處理設施，最大限度地減少生活污水對流域水質的影響。

(2)村落污染治理工程。啟動實施生活污水處理項目。流域內共有59個自然村落(含4個移民搬遷點),根據村落規模和排水條件統籌污水收集系統布局，除石腦村委會所在的自然村較為集中可單獨修建污水收集處理系統外，其余村寨可通過管網或溝渠將污水收集后集中處理，同時根據污水排放量和村落自然條件選擇合適的處理工藝，推薦選用表流濕地工藝或氧化塘濕地工藝。抓好村落垃圾收集處理，按照“戶保潔、村收集、鎮轉運、縣處理”的原則，結合自然村的規模大小，在各村設置垃圾收集點，在人口相對集中、交通便利的地方設置垃圾收集房，通過專用垃圾運輸車運到垃圾中轉站，最后送至縣城垃圾填埋場進行衛生填埋或處理。增加人畜糞便處置設施，在推進沼氣池建設的基礎上，加快“一池三改”步伐，對戶廁、畜廄進行改造，逐步解決人畜糞便污染問題。抓好清潔能源推廣利用，鼓勵扶持當地煤礦企業投資興建瓦斯民用設施，為附近村民提供清潔能源。對村民建設沼氣池、購買太陽能等利用清潔能源的，給予適當的資金補助，減少對煤炭、木材等資源的消耗。

(3)農業面源污染治理工程。經測算，農業面源污染源入庫污染物中總氮和總磷分別達到66.66和1.72 t/a，是導致流域污染的重要原因之一。為此，一是要調整種植結構，大力發展經濟林業、無公害食品、綠色食品，控制高施肥量農作物發展，推廣不施用或少施用化肥的農作物(如蕎麥、馬鈴薯、油菜、魔芋、生姜)和經濟林果；二是要調整施肥系統，推廣測土配方施肥和專用控釋配方肥示范，加大綠肥的種植面積，推廣有機肥、秸稈還田覆蓋等技術，逐步減少化肥的施用量，從而減少化肥流失對水體的污染；三是要減少農藥的施用量，積極推廣生物防治技術，發掘和使用植物性農藥和土農藥，減輕流域環境污染。

(4)水土流失治理工程。重點加強對5 142.15 hm2中度侵蝕及以上強度水土流失面積的治理，減少泥沙入庫量，削減入庫污染物量，保證入庫河流水質；對流域內20家砂石廠、石料場采用淤泥進行礦山跡地底層土質改善，實施礦山跡地修復；做好煤矸石堆場的覆土綠化，預防煤矸石流失；通過修建攔沙壩、谷坊等治理侵蝕沖溝，減少水土流失；加強植樹造林，增加植被覆蓋率。

(5)水源涵養林建設工程。采取工程造林、封山育林、退耕還林和低效林改造等方式，因地制宜，分梯次，分土質，選擇合適樹種大力發展人工林，比如在環庫公路及沿岸選擇常綠樹種及闊葉樹種如青岡、香椿和杜鵑等建成景觀林，在庫區以上近山宜林荒地選擇適宜當地氣候和土壤條件的華山松、柳杉等建成水源涵養林，不斷提高流域森林覆蓋率。

(6)河道綜合整治工程。及時清理江浪河及其支流河道內淤積的泥沙、垃圾；修建沉沙池和攔污柵等；對坍塌段河埂進行加固并綠化；在清理土法煉焦跡地的基礎上，清除所有污染土壤，實施復耕和植被恢復。

(7)庫區末端再削減工程。在一級保護區邊界修建物理和生物隔離設施，形成喬、灌、草合理配植的復合型生態屏障，防止人類活動對水源地的破壞，攔截污染物進入水體；采取建設綠籬隔離帶、喬草防護帶、灌草濕生帶、挺水植物帶和浮葉、沉水植物帶等水庫濱岸帶全系列生態修復工藝，實施水庫濱岸修復，把好入庫水質的最后一道關口；在水庫周邊條件允許的區域，修建截污溝，控制水庫周邊面源污染，降低氮磷等營養物質對水庫的污染。

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