豫南山前平原浅层水污染特征及防治

王邦贤，孙永波

（1.河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院，河南郑州450001；2栾川县自然资源局，河南栾川471500）

1 概述

豫南某市作为农业大市，浅层地下水的合理开发为农业长足的发展提供了保障；中深层地下水的合理开发解决了广大农村地区饮用不安全的问题，并为市区工矿企业用水提供了支撑。随着城市发展，城镇规模扩大，广大农村地区对中深层地下水的开采量也逐步加大，大部分开采井以开采中深层井为主，部分为浅层和中深层混合开采井。本次工作进行的丰水期及枯水期地下水位野外统测结果显示，现中深层地下水下降漏斗中心的位置已向城区以外扩张。随着城市的发展，各种污染物排放量的增大，城市地区的地下水遭受不同程度的污染，且有从浅层向中深层发展的趋势。通过对市域60个地下水样分析结果进行了地下水污染评价，轻污染区面积最小近13.16%，中等污染区面积15.79%，严重污染面积最大达71.05%。地下水的污染和水质变差，进一步加重了地下水资源的衰减与短缺，某种程度上又限制城市的发展。

2 地下水污染特征与分布规律

2.1 农村人口密集区

由于生活垃圾随意堆放、生活污水及养殖场粪便的直接排放，农药化肥的大量施放，造成了土壤及地下水的污染，主要表现为硝酸盐、COD、氨氮等污染因子超标，最严重的区域位于城乡一体化示范区、关王庙乡北、褚堂乡南部、胡庙乡东部、香山西南等农作物种植区，而东部中心城区的非农作物种植区硝酸盐、COD等污染不严重，从两区浅层地下水中硝酸盐和COD含量对比可以看出，前者不论是平均值、最大值还是最小值均低于后者。

2.2 工业集聚区

主要分布在城区西北原工业产业集区和城区东南工业产业，以及练江河下游、黄油河和小清河等污染河流沿岸。主要污染因子有：氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、耗氧量、硝酸盐、总硬度等。硝酸盐超背景值10～30倍，氯化物和硫酸盐一般超背景值3～5倍，其他污染因子一般超背景值1～3倍。

2.3 地下水位浅埋区

该区地下水位埋深较浅，特别是高铁以西水位埋深2.0m左右，个别地方不足1.0m，地表污染物与地下水交替渗透强烈，污染组分进入地下水，污染了地下水。

2.4 地势低洼地带

东部属冲湖积地貌，地势低洼为汇水地段，地下水径流迟缓，蒸发浓缩作用强烈，污染组分不断富集，导致地下水污染严重。

3 污染源类型及分布

3.1 工业污染源

工作区内企业众多，据调查和收集的资料显示，2016年度区内工业废水的排放总量约为100.8×104t，废水中主要污染物为COD和氨氮，主要排污 企业的COD和氨氮排放量分别约为269.39t和32.29t。2016年工作区内的工业废气总排放量约1.34×1010m3，污染物主要为烟尘、二氧化硫和氮氧化物，排放量分别为132.88t、988.74t、915.53t，主要来自华能河南中原燃气发电有限公司、国电某市热电有限公司、河南骏化发展股份有限公司等。

工业三废的排放对地下水造成的严重污染：工业废水排入河道，污染地表水体进而污染地下水；工业废气、粉尘、废渣污染物受降水的溶解，冲洗、入渗作用，间接或直接污染地下水。

3.2 生活污染源

3.2.1 生活污水

随着城市的发展，人口的急剧增加，生活污水的排放量也与日俱增，工作区内2016年的生活污水排放量约为299.5×104t。城区内的大部分污水通过城市管网进入城市污水处理厂，处理后COD和氨氮的排放量分别约为926.07t和74.96t，但据调查仍有的未处理的现象；另一部分污水则就近排至污水沟，随之流入附近河流如练江河、北大河、冷水河、黄油河、顺河、小清河等，对地下水有一定的污染；城区周边的农村地区则全部未经处理就地排放，在村庄周围形成污水沟及污水坑塘，进而对地下水造成污染。生活污水成为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、建筑垃圾也是造成区内地下水污染的主要污染源之一，在没有防护措施或防护措施不到位的情况下，垃圾渗滤液可直接或间接渗入地下，造成地下水污染。2016年主城区共产生城市生活垃圾69.6×104t，实行无害化处置67.51×104t，处置率97%，由褚堂垃圾填埋场处理，采用卫生填埋方式，其位置位于遂平县褚堂乡于楼村东，占地392.37亩，2010年投入使用，总库容259.4×104t，设计日处理能力为570t，服务年限约为12年，预计2025年封场。目前承担着豫南某市中心城区和遂平县城区每天700多吨生活垃圾的处理任务，属超负荷运转状态除褚堂垃圾填埋场外，工作区南部驿城区香山乡香山垃圾场现存生活垃圾约6.8×104m3，占地约7000m2，由1993年使用至今，现已停止堆放，周边已种植农作物并开发鱼塘。香山垃圾场堆放模式为简单堆放，虽有防渗措施，但未进行卫生填埋，垃圾暴露于外界，在雨水冲刷作用下，垃圾渗滤液会进入耕地及鱼塘，对农作物产生危害，并且对周边地下水产生污染。

3.2.3 农业污染源

豫南某市2016年粮食作物种植面积1105.68×103hm2，其中，小麦种植面积628.40×103hm2，油料种植面积291.63×103hm2，棉花种植面积1.0×103hm2，蔬菜种植面积104.84×103hm2。与农业的发展随之而来的是大量农药和化肥的施用对环境的破坏。工作区内的农业污染源主要分布在城区周围村庄，根据本次调查，区内无污水灌溉现象，均为开采地下水进行农灌，污染物类型主要为农药、化肥等。

由于广泛地施用农药、化肥，部分氮元素及有害或有毒组分平时残留在浅层土壤中，在降水及灌溉的作用下，经淋滤渗入地下水中，造成地下水污染，根据水质分析结果，浅层地下水硝酸盐污染突出。

3.2.4 其他污染源

在城区周边的农村，存在养猪场、养鸡场、养兔场等养殖场，据本次野外调查，基本上均为个人养殖场，规模一般为数十至数百只（头）不等，无大型养殖企业。养殖场产生的动物粪便等污染物绝大多数都直接排放，对地下水造成严重污染，仅有极少数养殖场将粪便回收再利用。

此外，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。

4 危害程度

4.1 对工业生产的危害

地下水污染，地下水质下降，一方面造成用水处理费用增大，产品质量下降；另一方面，造成地下水资源可利用程度下降，使工业经济的投资与发展规划受到限制，构成隐性的经济损失。

4.2 对农业生产的危害

由于长期使用受污染的地下水浇灌，导致土壤质量下降，一方面，引起农作物减产；另一方面，使农作物质量下降，一些有害有毒物质含量超标。

4.3 对人体健康的危害

工作区内绝大部分农村以浅层地下水用作生活用水来源，都未经处理直接饮用，根据水质分析结果，区内Ⅴ类劣质水占28.9%，Ⅳ类水占52.6%。受污染的地下水中含有的致病微生物、病毒等可引起某些传染病的流行；被工业及农药污染的地下水，水中的有毒有害物质可通过饮用、皮肤接触、以及粮食、蔬菜、生物链富集等途径被人体吸收或在人体内富集，使人体产生慢性疾病，导致神经、血液、内脏器官等各类疾病，从而危害人体健康。

4.4 对环境的危害

地表水、土壤、地下水之间的污染是相互关联的，地下水的污染更加加剧了地质环境的恶化，并且使得可采资源量减少，加剧了地下水资源短缺。

5 地下水污染防治建议

5.1 划定水源地保护区

本项目结合豫南某市城市规划，拟建城市地下水应急水源，应急地下水建设工程位于中心城区供水管廊沿线一带，本工程水源为中深层地下水，是城市宝贵的城市水源地。根据“饮用水水源保护区污染防治管理规定”及相关资料，该水源地为孔隙承压水水源地，依据水文地质条件及含水层岩性，一级保护区范围划分在为30～50m，具体措施如下：在保护区应禁止新建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目；禁止向水域排放污水，已设置的排污口必须拆除；禁止堆置和存放工业废渣、城市垃圾、粪便和其他废弃物；禁止设置油库；禁止从事种植、放养禽畜，严格控制网箱养殖活动；严禁破坏深土层的活动；禁止可能污染水源的旅游活动和其他活动；加强地下水开量与用水量的计量工作，以利于地下水的管理，节约用水；逐步关闭混合开采井，预防浅层地下水污染中深层水；控制地下水的开采量，严禁无证开采，确保水源地的安全；对人工回灌水水质，应以不使地下水恶化或超过饮用水指标为限，生活污水及工业废水不得排入深井；打井过程中将浅层水用粘土等封死，避免浅层水渗入取水井内；应急地下水建设工程正式使用后，应建立水质、水位监测制度，以保证应急地下水建设工程地下水的动态平衡。

5.2 水资源综合防治工程

5.2.1 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《中华人民共和国水污染防治法》等法律、法规，本着“谁污染，谁治理”的原则，加强执法力度，对于老企业的污染，应限期治理，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。对于新建、扩建项目，必须强调做到“三同时”，投产的同时应当有合格的污水处理设施，防止新污染的产生。

5.2.2 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。

5.2.3 污废水资源化

污废水资源化是使本来已失去使用价值的废水重新具有某种使用价值。应以资源、能源的综合利用入手，通过企业管理技术改造，“三废”资源化、循环经济化、征收排污费等，尽可能将污染物控制在生产过程中或延伸线上，尽量采用无排或少排工艺，做到一水多用，串级使用，闭路循环，污水回用，以达到最大限度压缩排污量。由此要求：①工业废水量大的厂矿必须建立与生产配套的污水处理系统（或处理厂）。污水处理后应进行重复利用或进行污水农业灌溉，若需外排的水必须达到上述地表水环境要求的标准；②城市供排水系统要求增加二次用水系统和污水处理系统（处理厂），若排放也必须达到地表水环境要求标准。

5.3 地下水管理需加强科学指导

随着城区规模不断扩大、人口的剧烈增加、用水结构发生变化，需加强地下水管理的科学指导，根据城市建设和经济社会发展的新情况，重新对城市市区进行地下水资源的功能划分，重视水资源的配置和生态环境功能，体现出对地下水资源开发利用和保护的总体部署；建立动态管理数据库等，达到及时、高效的管理手段；在环境和地质等方面，要确定出生态环境和地质的脆弱区、保护区等，加强对地下水资源的保护和开采限制；在水资源供应应急方面，划定出城市区的应急供水水源区，完善地下水管理。减少市区地下水开采量，杜绝私采乱采地下水的现象，形成一个地表水源，一个地下水源联合供水的格局。

在新城区规划建设中应考虑加大城市径流雨水源头减排的刚性约束，优先利用自然排水系统，建设生态排水设施，充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，使城市开发建设后的水文特征接近开发前，有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境。