豫南山前平原淺層水污染特征及防治

王邦賢，孫永波

（1.河南省地質礦產勘查開發局第五地質勘查院，河南鄭州450001；2欒川縣自然資源局，河南欒川471500）

1 概述

豫南某市作為農業大市，淺層地下水的合理開發為農業長足的發展提供了保障；中深層地下水的合理開發解決了廣大農村地區飲用不安全的問題，并為市區工礦企業用水提供了支撐。隨著城市發展，城鎮規模擴大，廣大農村地區對中深層地下水的開采量也逐步加大，大部分開采井以開采中深層井為主，部分為淺層和中深層混合開采井。本次工作進行的豐水期及枯水期地下水位野外統測結果顯示，現中深層地下水下降漏斗中心的位置已向城區以外擴張。隨著城市的發展，各種污染物排放量的增大，城市地區的地下水遭受不同程度的污染，且有從淺層向中深層發展的趨勢。通過對市域60個地下水樣分析結果進行了地下水污染評價，輕污染區面積最小近13.16%，中等污染區面積15.79%，嚴重污染面積最大達71.05%。地下水的污染和水質變差，進一步加重了地下水資源的衰減與短缺，某種程度上又限制城市的發展。

2 地下水污染特征與分布規律

2.1 農村人口密集區

由于生活垃圾隨意堆放、生活污水及養殖場糞便的直接排放，農藥化肥的大量施放，造成了土壤及地下水的污染，主要表現為硝酸鹽、COD、氨氮等污染因子超標，最嚴重的區域位于城鄉一體化示范區、關王廟鄉北、褚堂鄉南部、胡廟鄉東部、香山西南等農作物種植區，而東部中心城區的非農作物種植區硝酸鹽、COD等污染不嚴重，從兩區淺層地下水中硝酸鹽和COD含量對比可以看出，前者不論是平均值、最大值還是最小值均低于后者。

2.2 工業集聚區

主要分布在城區西北原工業產業集區和城區東南工業產業，以及練江河下游、黃油河和小清河等污染河流沿岸。主要污染因子有：氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、耗氧量、硝酸鹽、總硬度等。硝酸鹽超背景值10～30倍，氯化物和硫酸鹽一般超背景值3～5倍，其他污染因子一般超背景值1～3倍。

2.3 地下水位淺埋區

該區地下水位埋深較淺，特別是高鐵以西水位埋深2.0m左右，個別地方不足1.0m，地表污染物與地下水交替滲透強烈，污染組分進入地下水，污染了地下水。

2.4 地勢低洼地帶

東部屬沖湖積地貌，地勢低洼為匯水地段，地下水徑流遲緩，蒸發濃縮作用強烈，污染組分不斷富集，導致地下水污染嚴重。

3 污染源類型及分布

3.1 工業污染源

工作區內企業眾多，據調查和收集的資料顯示，2016年度區內工業廢水的排放總量約為100.8×104t，廢水中主要污染物為COD和氨氮，主要排污 企業的COD和氨氮排放量分別約為269.39t和32.29t。2016年工作區內的工業廢氣總排放量約1.34×1010m3，污染物主要為煙塵、二氧化硫和氮氧化物，排放量分別為132.88t、988.74t、915.53t，主要來自華能河南中原燃氣發電有限公司、國電某市熱電有限公司、河南駿化發展股份有限公司等。

工業三廢的排放對地下水造成的嚴重污染：工業廢水排入河道，污染地表水體進而污染地下水；工業廢氣、粉塵、廢渣污染物受降水的溶解，沖洗、入滲作用，間接或直接污染地下水。

3.2 生活污染源

3.2.1 生活污水

隨著城市的發展，人口的急劇增加，生活污水的排放量也與日俱增，工作區內2016年的生活污水排放量約為299.5×104t。城區內的大部分污水通過城市管網進入城市污水處理廠，處理后COD和氨氮的排放量分別約為926.07t和74.96t，但據調查仍有的未處理的現象；另一部分污水則就近排至污水溝，隨之流入附近河流如練江河、北大河、冷水河、黃油河、順河、小清河等，對地下水有一定的污染；城區周邊的農村地區則全部未經處理就地排放，在村莊周圍形成污水溝及污水坑塘，進而對地下水造成污染。生活污水成為地下水污染的主要污染源之一。

3.2.2 生活垃圾、建筑垃圾

生活垃圾、建筑垃圾也是造成區內地下水污染的主要污染源之一，在沒有防護措施或防護措施不到位的情況下，垃圾滲濾液可直接或間接滲入地下，造成地下水污染。2016年主城區共產生城市生活垃圾69.6×104t，實行無害化處置67.51×104t，處置率97%，由褚堂垃圾填埋場處理，采用衛生填埋方式，其位置位于遂平縣褚堂鄉于樓村東，占地392.37畝，2010年投入使用，總庫容259.4×104t，設計日處理能力為570t，服務年限約為12年，預計2025年封場。目前承擔著豫南某市中心城區和遂平縣城區每天700多噸生活垃圾的處理任務，屬超負荷運轉狀態除褚堂垃圾填埋場外，工作區南部驛城區香山鄉香山垃圾場現存生活垃圾約6.8×104m3，占地約7000m2，由1993年使用至今，現已停止堆放，周邊已種植農作物并開發魚塘。香山垃圾場堆放模式為簡單堆放，雖有防滲措施，但未進行衛生填埋，垃圾暴露于外界，在雨水沖刷作用下，垃圾滲濾液會進入耕地及魚塘，對農作物產生危害，并且對周邊地下水產生污染。

3.2.3 農業污染源

豫南某市2016年糧食作物種植面積1105.68×103hm2，其中，小麥種植面積628.40×103hm2，油料種植面積291.63×103hm2，棉花種植面積1.0×103hm2，蔬菜種植面積104.84×103hm2。與農業的發展隨之而來的是大量農藥和化肥的施用對環境的破壞。工作區內的農業污染源主要分布在城區周圍村莊，根據本次調查，區內無污水灌溉現象，均為開采地下水進行農灌，污染物類型主要為農藥、化肥等。

由于廣泛地施用農藥、化肥，部分氮元素及有害或有毒組分平時殘留在淺層土壤中，在降水及灌溉的作用下，經淋濾滲入地下水中，造成地下水污染，根據水質分析結果，淺層地下水硝酸鹽污染突出。

3.2.4 其他污染源

在城區周邊的農村，存在養豬場、養雞場、養兔場等養殖場，據本次野外調查，基本上均為個人養殖場，規模一般為數十至數百只（頭）不等，無大型養殖企業。養殖場產生的動物糞便等污染物絕大多數都直接排放，對地下水造成嚴重污染，僅有極少數養殖場將糞便回收再利用。

此外，加油站、停車場經常有少量汽油、柴油漏至地面，使土壤及地下水遭受污染。

4 危害程度

4.1 對工業生產的危害

地下水污染，地下水質下降，一方面造成用水處理費用增大，產品質量下降；另一方面，造成地下水資源可利用程度下降，使工業經濟的投資與發展規劃受到限制，構成隱性的經濟損失。

4.2 對農業生產的危害

由于長期使用受污染的地下水澆灌，導致土壤質量下降，一方面，引起農作物減產；另一方面，使農作物質量下降，一些有害有毒物質含量超標。

4.3 對人體健康的危害

工作區內絕大部分農村以淺層地下水用作生活用水來源，都未經處理直接飲用，根據水質分析結果，區內Ⅴ類劣質水占28.9%，Ⅳ類水占52.6%。受污染的地下水中含有的致病微生物、病毒等可引起某些傳染病的流行；被工業及農藥污染的地下水，水中的有毒有害物質可通過飲用、皮膚接觸、以及糧食、蔬菜、生物鏈富集等途徑被人體吸收或在人體內富集，使人體產生慢性疾病，導致神經、血液、內臟器官等各類疾病，從而危害人體健康。

4.4 對環境的危害

地表水、土壤、地下水之間的污染是相互關聯的，地下水的污染更加加劇了地質環境的惡化，并且使得可采資源量減少，加劇了地下水資源短缺。

5 地下水污染防治建議

5.1 劃定水源地保護區

本項目結合豫南某市城市規劃，擬建城市地下水應急水源，應急地下水建設工程位于中心城區供水管廊沿線一帶，本工程水源為中深層地下水，是城市寶貴的城市水源地。根據“飲用水水源保護區污染防治管理規定”及相關資料，該水源地為孔隙承壓水水源地，依據水文地質條件及含水層巖性，一級保護區范圍劃分在為30～50m，具體措施如下：在保護區應禁止新建、擴建與供水設施和保護水源無關的建設項目；禁止向水域排放污水，已設置的排污口必須拆除；禁止堆置和存放工業廢渣、城市垃圾、糞便和其他廢棄物；禁止設置油庫；禁止從事種植、放養禽畜，嚴格控制網箱養殖活動；嚴禁破壞深土層的活動；禁止可能污染水源的旅游活動和其他活動；加強地下水開量與用水量的計量工作，以利于地下水的管理，節約用水；逐步關閉混合開采井，預防淺層地下水污染中深層水；控制地下水的開采量，嚴禁無證開采，確保水源地的安全；對人工回灌水水質，應以不使地下水惡化或超過飲用水指標為限，生活污水及工業廢水不得排入深井；打井過程中將淺層水用粘土等封死，避免淺層水滲入取水井內；應急地下水建設工程正式使用后，應建立水質、水位監測制度，以保證應急地下水建設工程地下水的動態平衡。

5.2 水資源綜合防治工程

5.2.1 依法治理污染源

目前，大量排放工業廢水及生活污水已對地表水及部分區域地下水造成污染，按《中華人民共和國水污染防治法》等法律、法規，本著“誰污染，誰治理”的原則，加強執法力度，對于老企業的污染，應限期治理，加大環保投入，建設必要的污水處理設施。要抓好重點污染源的綜合治理，對毒性大的污染物，必須在廠內處理，對于毒性小的污染物匯入城市污水處理廠進行集中處理。對于新建、擴建項目，必須強調做到“三同時”，投產的同時應當有合格的污水處理設施，防止新污染的產生。

5.2.2 改革工藝、節約用水

進行工藝改革，發展無污染、少污染新工藝是解決水污染的根本途徑。節約用水，提高水重復利用率及用水水平，減少污水排放量。目前治理水污染與解決水資源短缺相結合應是今后發展的主要趨勢。

5.2.3 污廢水資源化

污廢水資源化是使本來已失去使用價值的廢水重新具有某種使用價值。應以資源、能源的綜合利用入手，通過企業管理技術改造，“三廢”資源化、循環經濟化、征收排污費等，盡可能將污染物控制在生產過程中或延伸線上，盡量采用無排或少排工藝，做到一水多用，串級使用，閉路循環，污水回用，以達到最大限度壓縮排污量。由此要求：①工業廢水量大的廠礦必須建立與生產配套的污水處理系統（或處理廠）。污水處理后應進行重復利用或進行污水農業灌溉，若需外排的水必須達到上述地表水環境要求的標準；②城市供排水系統要求增加二次用水系統和污水處理系統（處理廠），若排放也必須達到地表水環境要求標準。

5.3 地下水管理需加強科學指導

隨著城區規模不斷擴大、人口的劇烈增加、用水結構發生變化，需加強地下水管理的科學指導，根據城市建設和經濟社會發展的新情況，重新對城市市區進行地下水資源的功能劃分，重視水資源的配置和生態環境功能，體現出對地下水資源開發利用和保護的總體部署；建立動態管理數據庫等，達到及時、高效的管理手段；在環境和地質等方面，要確定出生態環境和地質的脆弱區、保護區等，加強對地下水資源的保護和開采限制；在水資源供應應急方面，劃定出城市區的應急供水水源區，完善地下水管理。減少市區地下水開采量，杜絕私采亂采地下水的現象，形成一個地表水源，一個地下水源聯合供水的格局。

在新城區規劃建設中應考慮加大城市徑流雨水源頭減排的剛性約束，優先利用自然排水系統，建設生態排水設施，充分發揮城市綠地、道路、水系等對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，使城市開發建設后的水文特征接近開發前，有效緩解城市內澇、削減城市徑流污染負荷、節約水資源、保護和改善城市生態環境。