各國地下水：污染容易治理難

◎本刊主筆 劉國偉

各國地下水：污染容易治理難

◎本刊主筆 劉國偉

工業(yè)污染物的亂排對地下水的污染尤其嚴(yán)重，圖為美國加州科恩縣一處水力壓裂法開采場地的裂解液和其他鉆探廢棄物，被排入一個沒有防滲襯底的池塘。

真正意義上的地下水，是大自然經(jīng)過數(shù)百萬年的時間尺度積淀形成的。從某種意義上講，深層地下水是一種不可再生的資源,是人類賴以生存的命脈。許多國家的農(nóng)業(yè)灌溉依賴地下水，大量城鄉(xiāng)居民飲用水也靠地下水。有些國家，如巴巴多斯、丹麥和荷蘭，幾乎全部用水都要靠地下水。但是，我們腳下原本清潔清澈的地下水，卻越來越面臨著被污染的厄運。而地下水污染治理起來又是很艱難的。下面，我們就來了解一下世界各國地下水污染的案例。

污染易擴散 貽害達(dá)萬年

在國家標(biāo)準(zhǔn)《水文地質(zhì)術(shù)語》（GB/T 14157-93）中，地下水是指埋藏在地表以下各種形式的重力水。重力水指在重力作用下，自由向下滲透入土壤中的水。

簡單說來，地下水污染的機理就是污染物由于人為或自然因素被釋放到地下并進入含水層，地下水的運動使污染物擴散到更大的范圍，從而對利用地下水的人類和動物產(chǎn)生危害。

有人想當(dāng)然地以為，污染物會留在地下原地不動，但實際上，地下水雖然運動緩慢，但常常會將污染物成分?jǐn)U大到原始污染地點以外，而這需要很長時間才能看出端倪。一旦含水層受到污染，數(shù)十年內(nèi)當(dāng)?shù)氐牡叵滤赡芏紵o法使用。加拿大環(huán)境與氣候變化部的資料顯示，污染物停留在含水層的時間，短則兩周，長可達(dá)萬年以上，用“貽害萬年”來形容十分貼切。當(dāng)危害時間足夠長、治理成本過高的時候，徹底治理在操作上已經(jīng)變得難于登天。

在地下水中發(fā)現(xiàn)的污染物有很多種，本文將重點放在人為形成的各種地下水污染上。根據(jù)各種污染物的不同來源，本文將地下水污染分成工業(yè)污染源、農(nóng)牧業(yè)污染源、市政污染源和其他污染源等類別，分別結(jié)合案例予以介紹。

愛河已無愛 遺毒數(shù)十載

應(yīng)該說，地下水的污染與空氣、土壤等的污染類似，很大程度上是工業(yè)革命以后人類的生產(chǎn)和生活方式造成的，尤其是工業(yè)有害物質(zhì)的釋放難辭其咎。地下水有機物污染調(diào)查可以幫我們了解人類活動對地下水的影響。國內(nèi)外在這一領(lǐng)域做了大量工作，結(jié)果表明化石燃料與人工合成化學(xué)品是地下水有機污染的最主要來源。二戰(zhàn)后，地下水中的工業(yè)污染物在歐美發(fā)達(dá)國家頻繁出現(xiàn)，與之前長期的工業(yè)發(fā)展之間有著較清晰的因果聯(lián)系。這其中最著名的標(biāo)志性事件，就是美國的愛河（又稱拉夫運河）地下水污染事件。

愛河原是紐約州尼亞加拉瀑布城附近的一條運河，在19世紀(jì)末被廢棄。1943至1953年間，當(dāng)時的胡克公司將約2萬噸的化學(xué)廢料封存入鐵桶中，放入當(dāng)?shù)貜U棄的愛河河道中，之后又用泥土封住了運河的頂部。1953年，胡克公司以1美元的價格將這個6萬多平方米的地塊出售給了尼亞加拉城的教育委員會，在合同中，胡克公司對該地區(qū)存放廢棄化學(xué)品的情況加以了說明。但隨著時間流逝，當(dāng)年埋下的污染物開始滲入地下水，并發(fā)出異味，人們甚至在當(dāng)?shù)匦W(xué)的施工工地發(fā)現(xiàn)了當(dāng)年埋下的化學(xué)品容器。

美國紐約州愛河污染引發(fā)了當(dāng)?shù)孛癖姷募ち铱棺h，圖為當(dāng)?shù)氐暮⒆觽?979年上街游行示威。

1976年，當(dāng)?shù)赜浾唛_始調(diào)查愛河地區(qū)，從當(dāng)?shù)爻槿〉叵滤乃弥邪l(fā)現(xiàn)了有害的化學(xué)品。隨后，紐約州政府和聯(lián)邦政府的環(huán)保部門開始介入。愛河地區(qū)地下存在大量危害人類健康和生活質(zhì)量的化學(xué)毒素的現(xiàn)實浮出水面，一時間民怨沸騰，時任美國總統(tǒng)卡特簽署了轉(zhuǎn)移法令，將愛河附近的數(shù)百戶居民遷移安置。直到2004年3月，美國官方才宣布愛河地區(qū)的污染物清理工作完成，如今已有數(shù)百戶家庭重新回到這片土地上。

愛河事件在西方影響很大，胡克公司的母公司西方石油公司后來為清理污染物和遷移居民等事務(wù)買單，花了近2億美元。在愛河事件的推動下，美國政府后來通過了著名的超級基金法案，從此確立了污染者付費清除廢棄物和垃圾場的原則。

美國加州辛克利小鎮(zhèn)的地下水污染物清理至今仍在繼續(xù)，圖為2015年美國地質(zhì)勘探局工作人員在當(dāng)?shù)厝诱{(diào)查。

德國巴伐利亞州的農(nóng)民給自家奶牛穿上“尿布”，只為抗議歐盟嚴(yán)苛的地下水保護法令。

污染區(qū)擴大 小鎮(zhèn)成鬼城

比起愛河地區(qū)來，美國加州辛克利小鎮(zhèn)的人們則是有家難回了。1952年至1966年，著名的美國太平洋煤電公司將140多萬噸含有致癌化學(xué)品六價鉻的污水傾倒在位于莫哈韋沙漠中的小鎮(zhèn)辛克利的污水池里，而這些污水池的底部連起碼的防水襯底都沒有。直到1987年底，太平洋煤電公司才將排污情況告知當(dāng)?shù)厮畡?wù)局。

1993年起，法律工作者、技術(shù)人員、當(dāng)?shù)孛癖姾吞窖竺弘姽揪褪芪廴镜牡叵滤彤?dāng)?shù)厝私】抵g的關(guān)系展開激辯。1996年，太平洋煤電公司終于賠償受害者3.33億美元，創(chuàng)造了美國環(huán)保訴訟史上的賠償金額之最。辛克利小鎮(zhèn)的居民雖然討回公道，但2008年以后的調(diào)查顯示，當(dāng)?shù)氐牡叵滤廴緟^(qū)還在擴大，《紐約時報》2016年稱，辛克利小鎮(zhèn)正逐漸變成一座人跡罕至的鬼城。

為了修復(fù)被污染的地下水，太平洋煤電公司在被污染地塊下面建了半英里長的混凝土墻來抑制地下水的流動，然后將酒精泵入地下，把六價鉻轉(zhuǎn)化為三價鉻，地上還種植了苜蓿。截至2013年，太平洋煤電公司稱清理出了21.8萬平方米的地下水，耗資7.5億美元，但剩下的清理工作還需要40年才能完成，足見地下水清理成本之高。

時至今日，許多國家的工業(yè)污染物仍在持續(xù)污染地下水。即使在管控越來越嚴(yán)的美國也不樂觀。一項2007年底的調(diào)查顯示，美國約63萬個地下儲存罐，每年會監(jiān)測到約 9000處新的泄漏點，不斷將有害物質(zhì)釋放到土壤和地下水中。要知道1升汽油就能污染100萬升的地下水，等人們從水中嘗到油味的時候，污染已經(jīng)難以挽回了。

歐盟禁令嚴(yán) 奶牛穿“尿布”

2014年10月的英國《每日郵報》稱，歐盟禁止在坡度15度的山坡上出現(xiàn)牲畜糞肥（包括奶牛留下的糞便），違反這一禁令的農(nóng)民將會失去歐盟數(shù)千歐元的農(nóng)業(yè)補貼。為了抗議歐盟的這項規(guī)定，德國巴伐利亞州的農(nóng)民給他們飼養(yǎng)的阿爾卑斯高山奶牛穿上了“ 尿布”。奶農(nóng)們?nèi)绱丝棺h歐盟究竟是為哪般？

說到底，歐盟是為了保護歐盟國家的地下水免受更多的硝酸鹽污染，硝酸鹽會轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀滓l(fā)癌癥的亞硝酸鹽，還會使海岸邊的海藻瘋長。歐洲硝酸鹽污染最主要的原因是當(dāng)?shù)卮笠?guī)模的農(nóng)牧業(yè)，僅德國境內(nèi)養(yǎng)殖的生豬數(shù)量就超過2700萬頭，各種牛的飼養(yǎng)數(shù)量達(dá)到1300萬。另外，再加上鄰國荷蘭和丹麥境內(nèi)養(yǎng)殖的動物，這些動物的糞便最終落在農(nóng)田上。實際上，只有一部分經(jīng)濟作物適用于施加生物糞肥，大量多余的肥料于是滲入地下水層。

在非洲國家贊比亞的首都盧薩卡，一口飲用水井和一座旱廁僅有幾步之遙，這樣的地下水你敢喝嗎？

硝酸鹽難治 德國被警告

為了防止農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)制造的硝酸鹽污染地表水和地下水，歐盟國家一同簽訂了“ 硝酸鹽規(guī)范指南”。該規(guī)范指南要求歐盟所有國家采取相應(yīng)的保護措施。其中一項就是讓農(nóng)業(yè)經(jīng)營者記錄糞肥的使用量，這樣可以終止過度施肥。如果有人在記錄中作假，一旦被發(fā)現(xiàn)就會受到懲罰。在解決過度施肥問題以及保護地下水方面，成績優(yōu)異的國家是丹麥、法國和荷蘭，相比之下德國還做得不夠，因此2016年4月德國受到了歐盟委員會的警告。

按照規(guī)定，每升地下水中的硝酸鹽含量不該超過50毫克。德國環(huán)保部指出當(dāng)前德國境內(nèi)1/3的地下水受硝酸鹽污染嚴(yán)重。環(huán)保工作表現(xiàn)出色的德國，地下水質(zhì)量卻受到如此嚴(yán)重的影響，正所謂“家家有本難念的經(jīng)”。

土葬埋風(fēng)險 墓地成禍源

《歐洲污染場地管理研究報告》顯示，歐洲國家也存在大量的地下水污染場地和潛在污染場地，法國潛在污染場地為70萬至80萬個，德國約為24萬個，英國約為10萬個，荷蘭約為11萬個。其中，有一些堪稱“另類”的污染源，那就是遍布?xì)W洲各地的墓地。鑒于宗教信仰因素和墓葬習(xí)慣，歐洲部分國家有著比例較高的土葬，譬如葡萄牙的許多墓地距離人口密集區(qū)和水源地就比較近。

2000年9月至2001年9月，葡萄牙波爾圖大學(xué)與巴西圣保羅大學(xué)的學(xué)者對此著手聯(lián)合研究，研究成果在2003年公開發(fā)表。研究人員選擇了具有不同巖石、不同水文地質(zhì)的墓地，每兩個月就對墓地附近幾口鉆井內(nèi)的物理、化學(xué)和細(xì)菌變量進行測試。結(jié)論是，墓地可能會造成地下水污染，在地下水位上升期間距離墓地近的水源地更是如此。學(xué)者們認(rèn)為，為了對地下水實施行之有效的保護，有必要對墓地選址的有關(guān)立法進行審查，對公墓選址進行風(fēng)險評估。

地下水能治 奈何成本高

目前，全球造成地下水污染的市政污染源包括衛(wèi)生系統(tǒng)、生活污水排放和垃圾填埋場等，這些污染源很容易將病原體、硝酸鹽和重金屬等污染物帶入地下水循環(huán)體系中。

硝酸鹽是全球性的地下水污染物，但是這種污染物在發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家的源頭有區(qū)別。發(fā)達(dá)國家地下水中的硝酸鹽很多來自農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)，但是許多發(fā)展中國家地下水中的硝酸鹽經(jīng)常是因為衛(wèi)生設(shè)施不過關(guān)，例如廁所和化糞池缺乏封閉性，甚至廁所和飲用水源之間缺乏起碼的安全距離。2006年的一項研究表明，非洲地下水污染物依次為硝酸鹽、病原體和有機污染物等，這也從一個側(cè)面印證了非洲國家長期以來在基礎(chǔ)衛(wèi)生設(shè)施上的欠缺。

歐洲國家的土葬墓地也會污染地下水，圖為葡萄牙鄉(xiāng)間的一處墓地。

合理構(gòu)建地下水修復(fù)技術(shù)體系，是治理地下水污染的重要保障。目前，發(fā)達(dá)國家在這方面積累了豐富的經(jīng)驗，制定了全面的、被實踐證明頗具成效的地下水修復(fù)技術(shù)體系。其技術(shù)體系是用一套完整的規(guī)范和指南作為支撐，主要內(nèi)容包括：1.地下水污染防治的政策法規(guī)；2.地下水修復(fù)導(dǎo)則與指南；3.地下水修復(fù)目標(biāo)確定方法；4.地下水修復(fù)的工作流程；5.地下水修復(fù)技術(shù)研究與工程化應(yīng)用等。

在地下水污染修復(fù)研究中，研發(fā)科學(xué)高效的修復(fù)技術(shù)是重中之重，目前技術(shù)體系已日趨成熟，化學(xué)氧化、電動修復(fù)、生物修復(fù)、可滲透反應(yīng)墻、原位曝氣等，是常用的地下水修復(fù)技術(shù)。但無論哪一種修復(fù)技術(shù)，所消耗的經(jīng)濟成本或時間成本都是很高的，先污染、后治理的模式肯定是不可取的。從標(biāo)本兼顧的角度來看，嚴(yán)控各種污染源、建立健全地下水環(huán)境監(jiān)管體系、完善和優(yōu)化全國地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)等，才是更有價值的地下水保護和污染預(yù)防措施。

（本文參考了《古代西安地下水污染及其對城市發(fā)展的影響》、《發(fā)達(dá)國家地下水修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀及對我國的啟示》和《墓地造成的地下水污染案例分析》等文獻(xiàn)，以及英國BBC、挪威地質(zhì)調(diào)查局、加拿大環(huán)境和氣候變化部和美國地質(zhì)勘探局等組織官網(wǎng)的信息，在此一并致謝。）

德國曼海姆的地下水保護區(qū)，這里曾經(jīng)有美軍基地。