浅析地下水水质恶化原因分析及防治措施

2011-12-31梁之凡

中国新技术新产品 2011年9期

梁之凡

（云南地质工程第二勘察院，云南楚雄 675000）

1 地下水水质恶化的主要特征及其危害

地下水水质恶化问题，主要是指地下水在开采过程中，因环境污染和水动力、水化学形成条件改变，而使水中的某些化学、微生物成分含量不断增加，以致超出规定使用标准的水质变化过程。地下水水质恶化的主要特征有以下几个方面：许多天然地下水中不存在的有机化合物(如各种合成染料、去污剂、洗涤剂、溶剂、油类以及有机农药等)出现在地下咏中；天然地下水中含量极微的毒性金属元素(汞、铬、镉、砷、铅及某些放射性元素)大量地进入了地下水中；各种细菌、病毒在地下水体中大量繁殖，远远超出饮用水质标准；地下水的硬度、矿化度、酸度和某些常规离子含量不断上升，以致超过使用标准。

2 地下水水质恶化的成因

地下水源水质恶化的原因很多，但归纳起来主要有以下3方面的原因：

(1)存在着引起地下水水质恶化的污染物质来源(即污染源)。这些污染物质既可存在于地下，也可以存在于地上。从污染物质的成因类型来看可分为两大类。第一类是天然污染源，即自然界本来就存在着的各种劣质水体。如地下高矿化水或其他劣质水体。此外，含水层或包气带中所含的某些矿物 (特别是各种易溶盐类)，也可构成地下水的污染源。第二类是人为污染源，这是指因人类活动所形成的污染源。如工业废水、生活污水、工业或生活垃圾、化肥、农药等所形成的地下水污染源。

(2)存在着污染物质进入的途径(或通道)。地下水水质的恶化，除必须具备有污染源外，还必须具有污染物进入含水层取水地段的通道条件。污染物通常以3种方式进入含水层的取水地段。第一种是在含水层的开采降落漏斗范围内，污染物通过含水层上部的透水岩层，直接渗入含水层，由于污染物进入含水层的途径很短，故常常使地下水体迅速被重度污染。第二种是污染物从含水层的其他地段进入开采地段，如各种天然劣质水体(如大陆高矿化水等)，已污染的地表水体或污水体通过它们与含水层的接触带 (特别是补给区)渗入含水层，然后再转移到开采地段，特别是当污染源位于水源地上游时，对水源地水质污染的威胁更大。第三种是污染物借助天然或人为的某些集中通道进入含水层，所谓天然集中通道，主要是指与污染源相沟通的各种导水的断层通道 (包括地震或地面沉降产生的地裂缝)和岩溶通道(包括岩溶含水层隔水顶板缺失所形成的岩溶“天窗“)，它可使埋深很大的承压水体遭到污染。

(3)地下水水质恶化的水动力和水化学起因。如果说，污染源和污染通道的存在是地下水水质可能恶化的必备条件，那么在开采条件下所出现的水动力、水化学作用则常常是导致地下水水质恶化的直接起因。凡污水体入侵开采含水层，均要求有一定的水动力条件。其一是开采含水层(或地段)和污水体之间必须存在某种直接或间接的水力联系(补、排关系)；其二是由于开采抽水(或污水灌注)在开采含水层(或地段)中形成相对于污染水体的负压区，从而促使污水直接或间接(通过弱透水层)地流入并污染了开采含水层 (或地段)。

此外，近年来干旱地区水库(或渠道)浸没区所发现的潜水氟离子含量聚增的现象 (可引起严重的氟骨病)，也是由于水文地球化学环境改变的结果。库(渠)建立后，由于水库浸没区潜水水位抬高，地下水蒸发浓缩作用加剧，这样就使在半干旱碱性条件下较高的氟离子含量，因蒸发浓缩作用又进一步提高。

3 防治地下水水质恶化的措施

3.1 管理措施

所谓管理措施，就是为了达到预定的地下水环境质量目标而进行的规划、组织、协调和监督工作。主要内容有以下几个方面：一是建立、健全并严格实施有关水质保护和防止水质污染的法律、法令和条例；二是按环境容量对工矿企业的污水排放，实行“总量控制“和“有害物质排放标准“的控制；三是建立、健全统一的水资源管理和水质监测机构，并赋予它们法律上的权力；四是建立地下水源地的卫生防护带，建立卫生防护带，虽不可能完全杜绝污染，但是它可在一定时间、一定水文地质条件下控制污染，也可以起到保护水质免于污染的积极作用。

3.2 技术措施

对已污染水源地的治理措施，应针对引起地下水质污染的主要原因、污染途径和当前国家的经济条件来制定。主要措施有以下几个方面：

3.2.1 治理污染源。污染源包括点源和面源两种类型。点源是指工业“三废“和城市生活污水、垃圾等所构成的污染源，它们是目前集中水源地水质污染的主要来源，其中尤以工业废水的危害最大。因此，控制和治理地下水污染的重点应该是抓好工业废水的综合治理。除采取控制污水排放量和排放标准等法制性的预防措施外，主要应大力改革落后的生产工艺，搞好工业用水的闭路循环。在点状污染源的治理中，对于城市垃圾特别是某些工业废渣，对地下水可能产生的污染作用同样不可忽视。例如地方的冶炼废渣和“石煤“堆放，曾导致附近地下水遭到放射性污染。为使地下水免遭垃圾或工业废渣淋滤液的污染，除对垃圾和废渣采取废物回收、焚烧、发电、生化处理等综合治理措施外，还要为城市垃圾和工业废渣选择合适的堆放场地。

面源(或非点源)主要指农业施肥、污灌、农药以及城市暴雨径流等所产生的污染。据美国统计，“非点源“对环境造成的污染负荷占总污染负荷的50%以上，因此是对地下水污染的一个不容忽视的因素。对面状污染源的治理，主要应该做好以下的工作：慎重地开展污灌。其中最重要的是要严格掌握污灌的水质标准；控制灌水定额，根据环境水文地质条件合理规划污水灌区的位置(例如，在表土层薄或渗透性大的潜水地段、地下水的补给区和水源地附近就不适宜进行污灌)。使用易被植物吸收、土壤分解的化肥和对人体毒性小的农药，并严格掌握化肥、农药的使用量，尽可能降低它们在土壤层中的残余浓度和流入含水层的数量。对灌溉污水以及可能引起地下水质恶化的雨水和融化雪水等进行预处理。

3.2.2 兴建配套的环境工程，大力开展污水的处理和利用。大量污水未经处理便排人环境，是当前造成环境、特别是水源污染的主要污染源。因此积极开展污水的处理和利用是治理地下水质恶化的治本措施。同时处理后的污水，又可根据其质量用于不同目的的供水(从作为饮用水源、冷却降温水源、直到作为农业灌溉，增加水资源的总量。

3.2.3 采取防止劣质水(或污水)入侵开采含水层的水力措施。当一些劣质水体从侧向侵入开采含水层时，可采用所谓的“水力“措施来阻止劣质水体的入侵。