大連市地下水環境污染現狀及防治措施

王主華

(遼寧省大連水文局，遼寧 大連 116023)

大連市三面沿海，地域相對狹小，人口密度較大，導致取用水集中，再加上對地下水資源的長期超采和濫用，使得大連市的地下水水位長期低于海平面水位，海水入侵現象尤為嚴重。大連市城市化、工業化以及農業化發展進程的加快，導致地下水資源面臨水質污染的威脅。地下水是一個城市寶貴的環境資源，一旦遭受污染，短期內很難修復，且地下水被普遍應用于農業和生活中，其污染會給周圍環境和人類健康帶來不可估量的危害。因此有必要明確大連市地下水資源的環境質量現狀和開發利用情況，制定科學合理的地下水開發利用、污染防治以及保護措施。

1 自然概況

大連市位于遼東半島南部，三面環海，地勢多為丘陵地帶。大連市共分為14個行政區，包括3個縣級市、1個縣以及10個區，土地總面積約為12574 km2。大連市毗鄰渤海、黃海之間，地勢由西向東、由北到南逐漸降低[1]；東部地區多由變質巖和花崗巖等沉積巖構成，對于地下水的富集儲備能力較差。西部地區多由灰巖和砂頁巖構成，蓄水能力相對較好，但由于分布面積小、地勢復雜且臨海等缺陷，如開采不當，易發生海水入侵和水質污染[2]。

2 地下水環境現狀

2.1 水資源現狀

2016、2017、2018年全市地下水資源量分別為4.849、5.727、6.051億m3，主要為山丘區地下水資源，見表1。從各地區的水資源情況可以看出，大連市地下水資源分布嚴重不均，差異明顯。其中莊河市地下水資源量最大，接近總量的二分之一，是大連市最主要的地下水儲存地區。其次為普蘭店市、瓦房店市以及金普新區。大連市內三區、甘井子區、高新園區以及旅順口區地下水資源量相對缺乏。

表1 2016—2018年大連市各行政區地下水資源量 單位：億m3

莊河位于大連市最北部，連接營口、丹東、鞍山等內陸地區，地勢平緩，河流資源眾多，碧流河、英那河等大型河流為地下水的補給提供保障，地下水儲備能力較大，地下水資源量最為豐富。普蘭店市、瓦房店市等地區地勢較為平緩，河流相對較多，地質多為碳酸鹽所形成的裂隙巖溶水，易富集地下水。大連市內及周邊地區多為沿海城市化建設，地處半島東西兩側，河流較少，由于海水沖洪作用，使得地下水多為松散巖類孔隙水，富集能力較差，地下水資源嚴重匱乏[3]。

近三年由于大連市降雨量回升，地下水資源量也有所增加，但仍明顯低于多年平均值，再加上地質結構差異大，導致大連市地下水資源量空間分布嚴重不均；農業生產水平的提高，也使部分地區地下水超采現象嚴重。

2.2 海水入侵現狀

海水入侵是指由于地下水的超量開采，使原有地下水位持續降低至海平面以下，海水沿著含水層向內陸地下水侵入的現象；海水入侵會破壞濱海地區咸淡水原有的平衡狀態，改變原有水資源的化學組分，破壞水環境質量[4-5]。大連市平均降雨量較為匱乏，地下水資源分布不均，部分地區對地下水的開采頻繁，再加上地質結構的差異，導致沿海地區的海水入侵現象嚴重。受地質結構的影響，海水入侵現象普遍發生在基巖結構和砂質結構的沿海區域，而泥質結構的沿海區域較難發生海水入侵[6]。因此海水入侵較為嚴重的地區主要分布在大連市西部沿海地帶，旅順口區、金普新區和瓦房店市尤為嚴重。

2016、2017、2018年大連市全區海水入侵面積分別為562.4、553.2、535.8km2(不包括長海、交流島、長興島等沿海島嶼)，占大連行政區域總面積的4.5%、4.4%、4.3%，見表2。海水入侵縱向深度最大的地區是瓦房店市謝屯鎮，深度高達10.0 km2；橫向面積最大的區域為旅順口區—甘井子區—金普新區—瓦房店市的沿海地帶。可以看出，近三年大連市海水入侵情況雖無明顯加劇，但形勢依然嚴峻，海水入侵不僅改變了地下水的生態平衡，使氯離子含量增高，海水回流更能夠引發地下水環境污染，水質破壞。

2.3 水質污染現狀

依據最新實施的GB/T14848-2017《地下水質量標準》[7]，對2016—2018年全市16眼地下水井進行了監測與評價，評價項目包括色度、嗅和味、pH值、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、溶解性總固體、總硬度、鐵、錳、銅、鉛、鎘、高錳酸鹽指數、氨氮、鈉、汞、硒、砷、六價鉻、氰化物、揮發酚、氟化物共計24項。從監測數據上看，鉛、鎘、六價鉻、砷、硒、汞等項目均未檢出，pH、氰化物、揮發酚、鐵、錳、銅等項目均符合國家地下水質量Ⅰ標準。但包括硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、總硬度、溶解性總固體、氯化物在內的多個項目超標嚴重。

表2 2016—2018年大連市各行政區海水入侵面積 單位：km2

2016年超標地下水項目主要為硝酸鹽氮和總硬度，以單一超標項目為統計指標，超標井數占總井數百分比依次為硝酸鹽氮50.0%，總硬度43.8%，溶解性總固體37.5%，氯化物25.0%。2017年超標地下水項目主要為含氮化合物和總硬度，超標井數占總井數百分比依次為硝酸鹽氮56.2%，亞硝酸鹽氮56.2%，總硬度50.0%，溶解性總固體25.0%，氯化物18.8%。2018年超標地下水項目主要為總硬度和硝酸鹽氮，各項目超標井數占總井數百分比依次為總硬度68.8%，硝酸鹽氮43.8%，氯化物37.5%，溶解性總固體37.5%。

近三年大連地區的地下水資源污染主要為含氮化合物、總硬度、溶解性總固體以及氯化物等污染物。氯化物在地下水中的超標率不斷提高，雖然海水入侵在區域面積上趨于穩定，但其對于地下水環境質量的破壞日益嚴重。總硬度和溶解性總固體超標嚴重且逐年增高，說明大連市地下水近年來高礦化度加劇，這主要由于過量開采和海水入侵破壞了地下水鹽平衡，同時生活垃圾和化肥農藥的過量排放，使鈣、鎂等離子隨雨水滲入地下，提高了地下水的總硬度[8]。地下水中含氮化合物的污染主要由于有機氮肥、農藥以及生活污水等人為排放，通過降雨和滲濾作用進入地下水環境[9]。因此要想從根本上解決大連地區地下水環境污染問題，科學合理的開采地下水和減少農業生活污染物的排放是關鍵。

表3 2016—2018年16處地下水水質評價結果

16處地下水2016—2018年的水質評價結果見表3。可以看出，只有黃泥川、尹家以及北李屯的地下水水質合格，均符合國家Ⅲ類標準。大王村、東泥河、蘇家等多處地下水水質均超出Ⅴ類水標準，且均為多個項目同時超標。二十里、四十里、南鴉鸕嘴等的地下水呈現水質惡化的趨勢。16處地下水監測點的硝酸鹽氮超標倍數在0.13～5.35之間，平均超標1.5倍；總硬度的超標倍數在0.11～1.91之間，平均超標0.5倍；溶解性總固體的超標倍數在0.23～1.50之間，平均超標0.6倍；氯化物的超標倍數在0.04～2.13之間，平均超標0.8倍。可見，大連地區地下水水質污染較為嚴重，并且具有惡化趨勢，特別是硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的污染。報道指出[10-11]，硝酸鹽在人體內能夠被還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽超過一定含量可直接造成缺氧中毒；更嚴重的是如果人體長期富集亞硝酸鹽，可能進一步轉化為具有致癌性的亞硝胺類物質，嚴重危害人體健康。因此，地下水環境污染的防治與保護迫在眉睫。

3 預防及保護措施

3.1 嚴格把控地下水的開發與利用

嚴格根據水文地質條件科學合理地設立地下水井，避免在同一層面、同一深度、同一區域重復布置，防止地下水的不合理開采和使用。根據不同區域地下水的可開采量，嚴格限制地下水的開采，減少甚至禁止工業對地下水的開采。尤其對于易發生海水入侵的沿海地區，實時監督地下水的開采量，做到預防為主；對于已發生海水入侵的區域，應針對實際情況及時制定補償措施，通過地表水人工補給等方法對污染的地下水進行人工恢復[12]，同時制定一定時期內的限量開采方案，確保地下水的自我修復能力。

3.2 建立健全地下水資源的管理與規范

建立健全地下水資源的統一規劃和管理規范，不僅要完善相關的法規體系，還要進一步建立責任分配與劃分機制。讓地下水監督治理部門能夠有法可依、違法必糾、有例可尋。同時對于地下水資源的管理與規劃，各級政府和部門應實現資源共享，經驗共通、相互協作，生態環保、水利以及城建規劃等相關部門和人員，應在各司其職的基礎上，加強溝通合作，綜合調用人力物力，使相關措施能夠綜合、高效地實施，切實加強和促進地下水資源的科學、合理、高效管理。

3.3 完善的地下水協調機制及監測系統

加強地下水資源與生態環境、地質環境的綜合研究和協調發展。建立沿海地區地下水實時動態監測系統，及時掌握地下水開采量、資源量及環境質量變化動態。切實完善地下水資源的預警管理系統，增設監測站點，提高監測手段與力度，做到大連市地下水管理的全面覆蓋，對于地下水突發性污染或污染嚴重的地區要第一時間預報預警和長期預報。利用互聯網云和大數據技術，建立全國地下水的大數據云系統，為更好地制定開發、保護與評價措施提供全面科學的依據。

3.4 加強地下水污染的防治

大連市地下水污染主要由農業生產的亂排亂放引起。嚴格規范農藥和化肥的使用，大力宣傳施用農藥化肥的規范化，改變農民對于農藥和化肥的使用誤區，從根本上減少農藥化肥的污染。加強對工業排污的監管力度，加強落實企業污水處理設備的運行和改進，建立企業排污處理的規范化制度。建立生活垃圾和生活污水的排放處理制度，切實加強市政排污管網和各地區污水處理廠等基礎設施的建立，從根本上避免污染物通過其他方式進入地下水[13-14]。對于已經污染的地下水，應該盡快制定污染解決方案，可以通過回灌地表水，促進地下水的自凈作用，也可利用原位修復技術對地下水進行人工凈化[15-16]。

4 結語

地下水是地球留給人類的寶貴資源，也是我們賴以生存和社會發展的基礎。近年來“重地表水，輕地下水”的觀念普遍存在，以至于地下水的開采不合理，監管體制松懈，污染防治不被重視等問題頻發。大連市地下水環境已經遭受破壞，因此及時對地下水資源進行保護、防止地下水污染進一步惡化刻不容緩。結合大連市地下水資源的特異性，建立健全地下水資源的監督監管體系；科學合理地開發和使用地下水資源；嚴格控制農業污染排放，針對已污染的地下水資源，建立行之有效的污染防治措施是關鍵。