運城市地下水污染因素分析

趙雪梅

(山西省永濟市水資源管理委員會辦公室，山西 永濟044500)

地下采礦可極大地改變地下水的天然循環條件，使地下水環境遭到嚴重的破壞，隨著地質環境及水循環條件的改變，開采地區大氣降水、地下水、地表水三者的相互轉化關系不斷發生改變，改變結果是地表水越來越少，地下水水位越來越低，礦坑污染地下水越來越多，可供人類使用的各類水量越來越少，地下水資源遭到嚴重破壞。

地下采礦活動在破壞地質環境的同時，也破壞了地下水原來的補給、徑流與排泄條件，造成地下含水層疏干、地表水系斷流、水質污染等水環境問題。地下采礦形成地下采空區，造成采空區頂板以上地層裂縫、變形直至塌陷，地下水由原有的水平徑流途徑改為沿這些人為影響形成的通道向地下采空區匯集，形成以地下采空區為中心的地下水降落漏斗。在采礦活動過程中，長期抽排礦坑水，疏干了含礦地層上部的地下水，隨著礦坑向縱深發展，漏斗范圍越來越大，造成水井干枯、地面下沉、塌陷、地表徑流減少甚至斷流。如在區域河津下化－船窩一帶的基巖山區因煤礦開采污染了淺、中、深層地下水及泉水，致使礦區自身及附近村鎮工農業及生活用水遭到破壞。

1 工業廢水和城市生活污水對地下水的影響

1.1 工業廢水和城市生活污水排放情況

污染源的分布受自然地理環境和產業結構等因素的影響。運城市的工業污染源分布于全區13個縣市及三個開發區，其中工業企業比較集中的有鹽湖區、河津市、永濟市、垣曲縣和聞喜縣等5個區域。按行業劃分這些企業分別屬電力、冶金、采掘、醫藥、機電設備制造、造紙、紡織、化工等行業。“九五”期間我區工業企業總數和工業企業總產值均呈逐年上升的趨勢，1996年全區工業企業總產值為51.3億元，1999年達到 151.6億元，2010年為1 247.4億元。2010年全市廢污水排放量為7 231萬m3/a，其中，工業污水4 879萬m3/a，城市生活污水2 352萬m3/a。見表1。

現狀條件下，運城市工業廢水及城市生活污水的排放去向主要包括2個方面，一是排入河道;二是引入農田灌溉，無論哪種去向都對地下水水質產生影響。

表1 運城市污水排放現狀(2010年)統計表

1.2 河道污水對地下水的影響

據2010年全市主要工礦企業，城鎮生活廢污水量及入河排污量調查，全市廢污水入河排放量5 717.7萬 m3/a，調查結果見表2。

表2 運城市2010年入河廢污水量統計表 萬m3

入河廢污水首先形成對地表水的污染，據統計運城范圍年排入汾河的污水總量為443萬m3/a，在徑流過程中這些被污染的地表水水體又成為污染地下水的污染源，沿途滲漏損失進入地下水體，導致地下水污染。

汾河是流經運城的主要河流，依據歷年水質監測資料，汾河在運城市境內水質綜合污染指數高達1.50，水體中主要污染指標為化學需氧量、生化需氧量、氨氮、氟化物，汾河新絳斷面和河津大橋兩斷面均屬重污染水域，而且從評價結果看，河津大橋斷面水質綜合污染指數明顯高于新絳斷面，說明汾河在運城境內污染加重。從本次評價成果看，在汾河兩岸河漫灘區，地下水已遭到不同程度的污染，特別是在河津、萬榮汾河口一帶地下水中亞硝酸鹽、氯化物含量明顯增高。

涑水河是區內受污染最為嚴重的河流之一，區內排入涑水河的污水高達3 181萬m3/a，其中氨氮、有機磷、生化需氧量、化學需氧量、硫化物超標最為嚴重，是該河流主要污染物。污染嚴重的地表水滲漏補給沿岸地下水，使其水質惡化，地下水水質在距河邊500 m范圍內多為IV～V類水，其主要超標項目為揮發酚及亞硝酸鹽，其沿岸以地下水為飲用水源的村莊，癌癥發病率、婦科疾病、弱智兒童比例均較高，村民身體素質明顯低于其它村莊。

常硝渠和姚暹渠是運城市區兩條主要排水渠道，常硝渠和姚暹渠水質嚴重污染。兩條渠道的污水年排放量為1 270.9萬m3/a。據運城市環境監測站2010年元月對常硝渠和姚暹渠的水體監測結果(表3)分析，由于冬季渠內全部為城市生活污水及工業廢水，兩渠的水體均已遭到嚴重污染，所測項目幾乎全部超過地面水環境質量標準Ⅴ類水質標準。與污水綜合排放標準二級標準相比，除常硝渠揮發酚尚能達標外，兩渠其它所有項目全部超標。超標倍數在0.6～12之間，其中姚暹渠的污染尤為嚴重，其化學需氧量平均濃度高達1 962 mg/L。

表3 2010年常硝渠、姚暹渠水體監測結果

兩條渠道的污水對下游農田污染的同時對兩岸地下水造成污染，據有關資料，兩條渠道的污水對地下水的污染，已經波及兩岸中深層水，如距姚暹渠200 m交警支隊監測點監測成果(含水層埋深150～300 m，地下水埋深105 m)，硫酸鹽、氨氮、亞硝酸鹽氮均超標(超Ⅲ類水標準)，其中亞硝酸鹽氮超標達20.2倍。分析其超標原因，是因為遭受污染的淺層水，通過弱透水層或封閉不好的井孔補給中深層水造成的。

1.3 污水灌溉對地下水的污染

隨著經濟的發展和生活水平的不斷提高，城市生活污水和工業廢水通過排污渠和排污管道集中排放。由于水資源緊缺，污水在作物生長期被沿岸農村引入農田灌溉。含有多種污染物質的污水通過灌溉途徑進入地下水，引起地下水的污染。污水灌溉對地下水的污染分為兩個過程，一是灌溉期間污水隨入滲過程直接進入地下水導致污染;二是殘留在包氣帶的污染物隨著后期的降水入滲過程進入地下水導致污染。

據2010年運城市的普查表明:全市污灌面積連片在500畝以上的灌區46個，涉及11個縣市。污灌面積為25.52萬畝，占全區耕地面積的2.84%，占水澆地面積448萬畝的5.6%;其中工業污水混合灌區44個，污灌面積21.95萬畝，占總污灌面積的86%;城市污水混合灌區2個，面積3.55萬畝，占污灌總面積的14%。從污灌污水來源情況看，污灌區范圍內的年污水排放總量為5 908.5萬t/a，其中污灌所用的污水量為3 233.7萬 t/a，占污灌區內污水排放總量的54.7% 。

全市使用污灌的主要地區為汾河和涑水河兩岸。近幾年，由于鄉鎮企業排放的污水未經處理或處理后不達標，廢水中含有較高的污染物質，有相當一部分農民直接利用污水進行灌溉，且污灌方式不當或污灌的水質不符合農灌標準(有的嚴重超過國家污水綜合排放標準)，污灌已釀成多起事故。尤其是涑水河兩岸，污水灌溉已使土壤受到污染，地下水質受到破壞，在一些區域，糧食、蔬菜中酚類、砷、汞、鉻、鎘等殘留污染物時有檢出，有的甚至已超過衛生標準，污灌在影響地下水質的同時，對作物和人體已形成了潛在隱患。

2 固體廢棄物、農藥化肥對地下水水質的影響

2.1 固體廢棄物對地下水的影響

固體廢棄物主要是指生活垃圾和工業廢物，廢物是相對在某一過程或在某一方面沒有使用價值，而并非在一切過程或一切方面沒有價值。某一過程的廢物，往往是另一過程的原料，所以廢物又有“放在錯誤地點的原料”之稱，它是地下水的主要污染源之一，主要通過間接和直接污染的方式污染地下水。其污染的途徑主要是通過大氣降水對固體廢棄物的淋濾，污染物隨淋濾液的入滲而污染地下水，其污染屬于間歇入滲型，對地下水的污染主要取決于淋濾量、淋濾速度、廢物性質、堆放形式等。

隨著工業和經濟的發展，全市固體廢物的產生和排放日益增加。運城市的固體廢物主要來源于大中型廠礦企業，相對比較集中，但近年來隨著金屬鎂等冶煉行業的發展，帶來了新的固廢的產生。固體廢物種類主要有六大類:冶煉廢渣、粉煤灰、爐渣、煤矸石、尾礦和其它廢物，其中尾礦排放量最大。產生和排放行業主要為冶煉、采掘、火力發電等行業。據運城市環保局環境質量年報統計，全市的固體廢物產生量呈逐年增加的趨勢，2006～2010年總產生量為4 140.17萬t，平均每年產生約828萬t，從2006年的704.96萬 t增加到2010年的1 028.19萬t，年遞增率為7.82%。這些固體廢物堆存場或垃圾填池，經雨水淋瀝，浸出液或濾瀝液會造成對區域地下水的污染。

2.2 農藥、化肥對地下水的污染

農藥是殺蟲劑、除草劑和殺菌劑等農用化學物質的總稱，其種類多達9 000多種，其中許多是有毒的，甚至可能是危險的致癌物。但由于農藥在地下水中的含量甚微，需要比較先進的檢測儀器和方法。因此目前人們對農藥在地下水中的含量及分布情況了解不多，對它們在包氣帶和含水層中遷移變化的機理的認識更少，但它們仍然是影響地下水水質的潛在危險因素之一。農藥對地下水的污染，僅局限于埋深很小的淺層水，或者土壤有大裂隙或孔隙，或者粘性土蓋層很薄，且下伏有裂隙或溶蝕的地層。

化肥的使用往往是地下水中NH4－N、NO3－N增高的主要原因，特別是在結構較粗的砂質土壤里更是如此。

農業生產大面積施用農藥、化肥，除被農作物吸收和分解外，殘留在土壤部分在降雨及灌溉入滲淋濾作用下進入地下水，使地下水水體中的有機物含量增高，導致地下水污染。

運城市是山西省重要的糧棉基地，化學農藥的施用已有四十多年的歷史，近幾年，由于東亞蝗蟲和棉鈴蟲以及果樹病蟲害的增多，化學農藥的施用量逐年增加，據統計運城市2006～2010年農藥施用量由6 097 t/a增加到7 478 t/a，化學農藥對農作物病蟲害的防治起到了積極的作用，但同時也帶來了環境污染和生態的破壞，特別是對地下水水質帶來了一定的影響。

運城市施用化肥最早開始于50年代，施用量畝均1.4 kg，以后逐年增加，60年代畝均3～4 kg;70年代畝均8～27 kg;80年代畝均20～40 kg;90年代畝均達60～80 kg。施用的化肥有:氮肥、磷肥、鉀肥、硼肥、鋅肥等。由于本區耕地土壤養分處于少磷缺氮狀態，因此氮肥和磷肥為主要肥種，生產上一般采取氮磷混施，協調供應，保持養分平衡。據統計運城市2006～2010年化肥使用量由760 257 t/a增加到803 809 t/a，折純量由187 531 t/a增加到208 591 t/a。化肥對糧食作物的增產有很重要的作用，但由于化肥的過度使用以及施用的不平衡，部分地區已出現化肥危害，主要表現為氮素過多，造成土地板結，土壤通水透氣性減弱，耕地變差，地力下降，農作物貪青晚熟，特別是通過淋溶下滲直接造成地下水水質變差。

3 結語

上述分析說明，運城市是國民經濟和社會相對發達的地區，近年來，受人類活動的影響，地下水受到了不同程度的污染。盡管各級各部門在污染治理方面做了大量的工作，取得了一定的成效，但是由于多方面的原因，部分地區地下水水質仍存在繼續惡化的趨勢，水質形勢不容樂觀。從保護地下水環境和地下水資源的角度出發，建議全社會和有關部門應對地下水污染及防治問題引起足夠的重視，采取強有力的措施，保護水環境，保護水資源，減緩地下水污染。