兰州市地下水污染及防治对策研究

2015-08-15孙於春

地下水 2015年6期

孙於春

(甘肃省地质环境监测院，甘肃兰州730050)

兰州，又称“金城”，现为甘肃省的省会，是全省政治、经济、文化和科技的中心。

兰州位于中国西部三大高原的交汇处，是中国陆域版图的几何中心，深居祖国大陆腹地。中华民族的“母亲河”－黄河自西向东蜿蜒穿城而过，南北群山环抱，属中温带大陆性气候:具有从季风气候区向非季风气候区，半湿润、半干旱气候区向干旱气候区过渡的特征;同时区内地形高差大，故又有从水平气候带向高山气候带过渡的特征［1－2］。

经过近60年来的建设和发展，兰州的社会、经济取得了长足的进步，同时兰州的自然环境和社会环境也随之发生了较大的变化。随着经济的发展、城市规模的扩建及人口的增加，对水资源的需求相应的增大，工业污水、生活污水的排放量迅速增加，地下水污染问题日益严重［1］。

1 地下水污染现状

1.1 污染源类型及分布

兰州市石油、化工、机械制造以及轻纺等工业生产、农业污水灌溉及化肥的使用以及生活污水、垃圾的排放，对城市的包气带土层、地表水体和地下水体进行直接的或间接的污染。主要污染源主要是人为污染，可分为工业、农业和生活污染。主要污染物有污水、固体废弃物和农业化肥、灌溉污染［1］。

1.1.1 污水

兰州市有大小企业1 000多个，大多集中在黄河两岸。生产和生活污水是区内主要的污染源之一。据有关资料，兰州市工业污水实际上只占到全部污水排放量的1/4，而城市生活污水量却占到了全部污水排放量的3/4［3］。这意味着每年有近1亿 t的生活污水未经任何处理，就直接排入了黄河［3］。央视经济半小时曾公开批评说:“黄河实际上成了兰州市排放生活污水的下水沟。”［3］

据兰州市城乡建设局2010年3月26日公布的数据，兰州市城区污水日均排放总量约55×104m3左右［4］。据调查，兰州市的污水排放口和排放沟达200多个，渠道40余条。污水一般从排污口排出后，大多进入城市地下排污管道或污水渠，然后进入黄河。排污渠大多未经砌衬，从而使污水大量渗入地下。

污水水质大多已超过国家规定的污水排放标准，通过污水水质分析:铜、铅、铬、砷、汞、氰、酚、石油类和氨氮等均有检出，尤其是氨氮等检出率很高。兰州市的污染以西固区最为严重，污水的排放强度逐次高于城关区、七里河、安宁区、红古区及永登县、皋兰县和榆中县。分布于断陷盆地内的主要污染明渠有十里店、廖家庄、孔家崖、陈官营、崔家崖、兰通厂排污渠和地表水、污水混流的黄河南河道。

1.1.2 固体废弃物

2012年，兰州市区工业产生固体废弃物627.88×104t，工业危险废物产生量为 6.14 × 104t［5］。

对城区1 000多家医疗机构产生的医疗垃圾进行了集中收集处理，全年处理医疗垃圾 1 681.47 t［5］。

城市共清运垃圾113.80×104t，均采用卫生填埋的方式处理［5］。目前历年的垃圾堆放量已达 635.8×104m3，占地面积 48.08 × 104m2［1］。

垃圾的堆放多以工业、生活和建筑垃圾混合堆放为主，单纯的工业垃圾堆放场很少，仅有雁伏滩垃圾场一处，现已改造为建设用地。

1.1.3 农业化肥、灌溉污染源

区内农田使用的化肥以硝酸氨、硫酸氨和氨水为主。大量的使用化肥导致土壤中硝酸盐和氨等离子含量大大增加，使土壤和地下水普遍受到污染。污水灌溉农田主要分布在西固月牙桥、安宁沙井驿、吊场和马家山一带。区内有污水提灌站 40 个，提灌总量为 1 578.7 ×104m3［1］。

另外，加油站，停车场经常有少量汽油、柴油漏至地面，使土壤及地下水遭受污染。

1.2 地下水污染途径

1.2.1 污染途径及类型

根据污染物进入地下的不同方式，可归结为以下类型:

下渗型:主要指污水和漏油沿土层直接进入地下水中。如污水渠以及污灌下渗，往往污染程度与距离的远近相关。

侧向型:主要指南北两山的高矿化水侧向排泄进入河谷潜水和盆地潜水，使上述地区的地下水受到侧向径流污染。

淋滤型:垃圾和化肥等污染物质，在降水和灌溉水的淋滤下，其有害成分逐渐渗透而进入土层和地下水中，使土壤和地下水中的有毒组份检出或增高。

1.2.2 污染因子

对区内地下水中各种组分进行统计分析后认为，其污染因子主要是硝酸盐氮、氨氮、酚、锰和石油类。以上离子的检出率和超标率都比较高。

在地下水中，有时一种含量组分增加，有时则是多个离子的含量增加，由此，其污染因子可归结为两种形式:即单一型和混合型。

(1)单一型的硝氮

主要分布在永登、皋兰、榆中、红古区及兰州市区的黄河两岸的沙井驿、十里店、青白石和彭家坪、雁滩等地［1］。其中在市区人口密集区含量较高，在村镇、农田所在地含量较低，仅达到了饮用水质标准，在污灌区则已超过标准。

(2)混合型

氨氮、油［1］:呈长条状零散分布在西固城南部和雁滩等地。氨氮已明显超标，一般在30～60 mg/L，油的含量较低，仅仅是检出，没有超标。

硝氮、氨氮［1］:呈片状分布在城关区南部、安宁堡和盐场堡等地。含量变化较大，在人口密集的城关区，硝氮最高可达100 mg/L，氨氮最高为0.1 mg/L。在村镇和农田所在地，其含量相对较低，一般只是接近或稍超标准。

硝氮、氨氮、油［1］:呈片状分布在西固、安宁区。此外，在雁滩也有小面积分布。在上述范围内，其含量较高，硝氮、氨氮都严重超标，一般在十倍以上，油也达到或接近标准，地下水污染严重。

硝氮、氨氮、油、酚、锰［1］:呈长条状、片状分布在西固、七里河和安宁区。此范围是工厂集中区，各种污染源叠加在一起，对地下水造成污染。油的含量剧增，一般情况下1～3 mg/L，高者可达8 mg/L左右;硝氮、氨氮已严重超标，其余三项组分也都成倍的超标。地下水受到严重污染。

1.3 地下水污染特征与分布规律

甘肃省地质环境监测院对兰州市地下水污染进行了长期监测［1］。经统计分析对兰州市地下水污染检测资料，油的变化不大，地下水矿化度、硝酸盐氮、氨氮等在地下水中的含量在逐年增高，污染面积也在不断的扩大。兰州市供水水源地主要集中在傍河地带，多年来由于黄河流量的减少，地下水的超量开采，地下水位持续下降，形成了以“三滩”水源地为中心的区域降落漏斗，使南、北两侧高矿化水向漏斗中心运移。经统计20多年的水质资料，发现“三滩”水源地地下水各离子含量均有不同程度的增高，水质恶化。如马滩一带矿化度含量由 0.38 g/L增高至 0.80 g/L，总硬度(以 CaCO3计)含量 192.6 mg/L 增高至 424.5 mg/L，NO3－含量从18.04 mg/L增高至109.56 mg/L;崔家大滩一带矿化度含量由0.38 g/L增高至0.64 g/L，总硬度(以 CaCO3计)含量由208.8 mg/L 增高至 350.6 mg/L，NO3－含量从 11.9 mg/L 增高至 60.78 mg/L，矿化度年平均上升 18.26 mg/L，总硬度(以CaCO3计)年平均上升10.08 mg/L，硝酸盐氮年平均上升3.98 mg/L［1］。元素大多已超标，使得水源地面临报废的危险。

2 地下水污染的原因分析

2.1 人类工程活动对地下水的污染

人类工程活动改变了地下水的补径排条件，使得地下水流场改变而引起水质恶化。黄河南侧南河道的一度堵塞，地下水降落漏斗的扩大，使地下水流场发生了很大的变化，如南河道两侧淡水体的消失，水源地南侧高矿化水的北侵以及深部咸水的升锥作用，使马滩、大滩南部淡水体消失，水质不断恶化。目前开采的淡水区仅仅位于黄河傍河地带。

2.2 污水排放、农田灌溉和垃圾对地下水的污染

兰州断陷盆地内的有大小排污渠40余条，污水汇集地亦有多处，且沟渠与集水洼地大多均未采取防渗措施，其渗漏是显而易见的［1］。农田灌溉水对地下水的污染主要是对土壤中可溶盐溶滤而引起的。灌溉水引起的矿化度、总硬度增高在彭家坪一带及榆中宛川河河谷最为明显。垃圾随意堆放，在大气降水淋滤下，其有害成分逐渐渗入土壤和地下水中，对地下水造成污染。

3 地下水污染的防治及其保护

为了从整体上解决兰州市地下水水资源质量的保护问题，现根据兰州市地下水污染现状、特征及原因，对地下水污染防治，有针对性的提出如下对策:

3.1 兰州“三滩”水源地

兰州“三滩”水源地是兰州市重要的供水水源，对其的保护应特别重视，对地下水水源保护划定保护区，实施重点保护。

(1)一级保护区

“三滩”供水井周围700 m的范围划分为一级保护区。一级保护区范围北为邹家庄～吊场～孔家崖一线以南，南以兰新铁路为界，东为孔家崖～下马滩～土门墩一线以西，西至深沟断裂，一级保护区面积17.32 km2。

(2)二级保护区

将一级保护区以外7 000 m的范围划分为二级保护区。二级保护区范围北以黄河Ⅱ级阶地后缘为界，南以马家岭～张家窑～黄峪乡以北为界，东为黄峪沟以西，西为寺儿沟以东地段，面积为 150.92 km2。

(3)准保护区

在二级保护区周边，特别是南部的水源地主要补给区设立准保护区。准保护区范围东起黄峪沟，西至寺儿沟，南至南部山区分水岭的广大区域。

3.2 永登城区供水水源地

根据永登城区水文地质条件，其水源地保护区划分为两级。

(1)一级保护区

一级保护区是以现有开采井群为中心，面积0.2 km2的区域内.

(2)二级保护区

二级保护区东以永登东山分水岭为界，西至庄浪河，北至五里墩，南至水源地南部500 m处，面积2 km2。

(3)准保护区

水源准保护区北起中堡、南至满城的庄浪河谷段，面积12.5 km2。

3.3 榆中城区供水水源地

根据区域水文地质条件，榆中县水源地保护区划分为三级。

(1)一级保护区

自兴隆峡口上溯1.6 km范围的兴隆峡谷。

(2)二级保护区

自一级保护区南部边界再上溯1.2 km范围的兴隆峡谷。

(3)准保护区

自二级保护区南部边界再上溯1.5 km范围的兴隆峡谷。

4 水污染综合防治措施

水资源综合防治是一项复杂的系统工程，它需要综合运用各种措施和技术进行组合，形成有效的水污染防治体系。它既包括技术措施，也包括管理措施，应该采用人工处理和自然净化相结合、工厂内部处理和外部处理相结合、无害化处理和综合利用相结合，以及推行以废治废、工业闭路循环用水和区域循环用水系统，发展无废水生产工艺等综合性的防治措施。

4.1 加强水资源管理

加强水资源管理工作。坚决遏制重建设、轻保护、重发展、轻防治的短期行为，确保水污染防治工作的目标到位、负责到位、管理到位。水污染防治工作涉及政府及各部门的职责，只有政府的高度重视，才能确保各项管理制度、机制、措施、资金的落实，才能确保政府领导有力、部门协调联动高效。要严格执行各级人民政府对本行政区环境质量负责的制度，各级环保部门对本地区饮用水水源负责实施统一监督管理，要建立部门联动机制，依法加强对水源保护区的监督管理，严肃查处造成供水水源安全事件的违法行为。

4.2 建立多元化的资金筹措渠道，保证资金落实

水污染防治工程是一个庞大的系统工程，涉及范围广，资金需求量大，必须改变完全依靠公共财政投入的现状，广开财路，改革投入融资体制，拓宽融资渠道，为水污染防治工程的顺利实施提供有力资金支持。在新形势下，应千方百计地调动各方面的积极性，增强投资活力，各级地方财政应想方设法落实配套资金，并保证财政配套资金逐年增加，使水污染防治工作形成稳定的投入机制，保证资金落实。

4.3 严格控制污染物排放量，依法治理污染源

目前，大量排放工业废水及生活污水已对地表水及部分区域地下水造成污染，按照相关法律法规，本着“谁污染，谁治理”的原则，加强执法力度，加大环保投入，建设必要的污水处理设施。要抓好重点污染源的综合治理，对毒性大的污染物，必须在厂内处理，对于毒性小的污染物汇入城市污水处理厂进行集中处理，处理后达标排放。

4.4 改革工艺、节约用水

进行工艺改革，发展无污染、少污染新工艺是解决水污染的根本途径。节约用水，提高水重复利用率及用水水平，减少污水排放量。目前治理水污染与解决水资源短缺相结合应是今后发展的主要趋势。

4.5 加强对饮用水水源地保护的宣传教育

为了使社会各界和广大群众充分认识水污染防治工作的重要性，应充分利用电视、互联网、报纸、广播等新闻媒介和会议、宣传车等宣传方式，调动一切积极因素，集思广益，着力做好水污染防治工作的宣传工作，使各级领导和广大群众深刻认识到水污染防治工作的重要性，形成领导重视、部门支持、社会关注的良好氛围，齐心协力，共同搞好水污染防治工作。