李 英

（遼寧省化工地質(zhì)勘查院 遼寧 錦州 121000）

1 地下水水質(zhì)惡化的主要表現(xiàn)

引起地下水質(zhì)量惡化的原因很多，諸如：在強(qiáng)烈超采地下水的情況下，地下水位明顯下降，致使地區(qū)水質(zhì)差的地下水（咸水、污染等）補(bǔ)給，使得開采層水質(zhì)發(fā)生明顯惡化。在自然條件下某些天然過程，如火山噴發(fā)、地震等 導(dǎo)致地下水水體中某些化學(xué)成分和物理性質(zhì)發(fā)生變化；或由于人為開采地下水或進(jìn)行地下工程，導(dǎo)致含水層的串通，改變?cè)械叵滤|(zhì)以致不能飲用，地下水水質(zhì)明顯惡化；或由于土壤層受到污染，使淺層地下水水質(zhì)惡化等。地下水水質(zhì)惡化現(xiàn)象是全球性日趨嚴(yán)重的環(huán)境污染問題的一個(gè)組成部分。

地下水水質(zhì)惡化問題主要是指地下水在開發(fā)過程中，因環(huán)境污染、水動(dòng)力、水化學(xué)條件改變，而使水中的某些化學(xué)、微生物成分含量不斷增加、以致超出規(guī)定使用標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)變化的過程。

地下水水質(zhì)惡化現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1 許多地下水天然化學(xué)成分中不存在的有機(jī)化合物（如各種合成染料、去污劑、洗滌劑、溶劑、油類以及有機(jī)農(nóng)藥等）出現(xiàn)在地下水中。

1.2 在天然地下水中含量甚微的毒性金屬元素 （如汞、鉻、鎘、砷、鉛以及某些放射性元素等）大量進(jìn)入地下水中。

1.3 各種細(xì)菌、病毒在地下水中大量繁殖，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（生物污染標(biāo)志是水中的氨、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫化氫、磷酸鹽及生物需氧量和化學(xué)需氧量劇增）。

1.4 地下水的硬度、礦化度、酸度和某些單項(xiàng)的常規(guī)離子含量不斷上升，以致超過使用標(biāo)準(zhǔn)。

2 地下水水質(zhì)惡化的危害

根據(jù)1999年有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)年廢水的排放量已達(dá)310億t，其中工業(yè)廢水為240億t，絕大部分（約83%）未經(jīng)處理便排放，這是當(dāng)前造成水源污染的主要污染源。

地下水水質(zhì)惡化不僅破壞了地下水化學(xué)成分的天然平衡，而且嚴(yán)重?fù)p壞了地下水資源的使用價(jià)值，給人類社會(huì)帶來了嚴(yán)重后果：

2.1 損害人體健康，以致造成殘疾或死亡。

2.2 損害工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，使農(nóng)作物減產(chǎn)和土地鹽漬化。

2.3 減少地下水可采資源的數(shù)量，以致使整個(gè)水源地廢棄。

2.4 需要處理地下水水質(zhì)，增加了水資源開發(fā)的單位成本。

由于生產(chǎn)的迅速發(fā)展和生活水平的提高，世界上許多地區(qū)的水資源本來就難以滿足日益增長(zhǎng)的需水要求，地下水源污染面積的不斷擴(kuò)大、可采資源的不斷縮減就更加劇了水源短缺的困難局面。

我國(guó)地下水質(zhì)的污染問題也很嚴(yán)峻。主要城市中有1/2以地下水作為供水水源，全國(guó)有1/3的人口飲用地下水。根據(jù)國(guó)家環(huán)保局發(fā)布的中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)，1981年對(duì)全國(guó)50個(gè)城市的調(diào)查中，地下水遭受污染的有45個(gè)，其中北京、沈陽、太原、西安、包頭、南昌等10個(gè)城市的地下水污染尤為嚴(yán)重。如沈陽市全市水井有87%不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)；南昌市地下水重度污染和嚴(yán)重污染的面積約占市區(qū)面積的35%；北方許多城市地下水因硬度過高，每年花在水質(zhì)軟化處理上的費(fèi)用高達(dá)10億元以上。我國(guó)海濱地區(qū)由于過量開采地下淡水，使許多沿海城市的水源地遭受海水入侵，地下水礦化度過高而不得不暫時(shí)廢棄。目前已出現(xiàn)海水入侵的城市和地區(qū)有大連、秦皇島、煙臺(tái)、青島、福州、漳州、廣州以及遼東灣、萊州灣，其中以萊州灣海水入侵面積最大。

3 地下水水質(zhì)惡化的防治

地下水作為地球水圈以及整個(gè)環(huán)境不可分割的一個(gè)重要組成部分，其水質(zhì)惡化的防治也必須采取綜合的措施。同時(shí)地下水水質(zhì)的惡化又常因其隱蔽和緩變而不易被人們所重視。但是由于地下水交替循環(huán)緩慢和處于相對(duì)封閉缺氧的環(huán)境，因此水質(zhì)一旦受到污染，治理就相當(dāng)困難。不僅措施復(fù)雜，費(fèi)用高，而且水質(zhì)的改善和恢復(fù)到天然狀態(tài)下常常需要很長(zhǎng)的時(shí)間，有時(shí)甚至需要十幾年、幾十年。因此，對(duì)地下水水質(zhì)的治理必須堅(jiān)持做好“防治結(jié)合、以防為主”的方針。

綜合國(guó)內(nèi)外防治地下水污染的經(jīng)驗(yàn)，主要措施有兩條，即：一靠管理，二靠技術(shù)。所謂管理措施，就是為了達(dá)到預(yù)定的地下水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)而制定的規(guī)劃、組織、協(xié)調(diào)和監(jiān)督。所謂技術(shù)措施就是根據(jù)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件和水質(zhì)污染的原因提出控制地下水污染和治理已污染水質(zhì)的有效辦法。實(shí)踐證明，只有單純的技術(shù)治理措施，而無有效的管理辦法是不可能根治地下水污染的，甚至可能造成邊治理邊污染的局面。因此必須“管理”和“技術(shù)”措施并用，并且逐漸做到以“管”為主，這樣才能使地下水環(huán)境質(zhì)量不斷向著良性循環(huán)發(fā)展，不斷提高水質(zhì)的可用性。

3.1 防治地下水水質(zhì)惡化的管理措施

防治地下水水質(zhì)惡化的管理措施，實(shí)際上是整個(gè)地下水資源管理問題的一個(gè)部分。其主要內(nèi)容是：

1）建立和健全有關(guān)水質(zhì)保護(hù)和防止水質(zhì)污染的法律、法令和條例并嚴(yán)格實(shí)施；

2）按環(huán)境容量對(duì)工礦企業(yè)的污水排放實(shí)行“總量控制”和“有害物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)”的控制；

3）建立和健全統(tǒng)一的水資源管理和水質(zhì)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，并賦予它們法律上的權(quán)力；

4）實(shí)行地下水源地衛(wèi)生防護(hù)帶制度，衛(wèi)生防護(hù)帶范圍的確定主要取決于水源地的水文地質(zhì)條件和環(huán)境條件。

3.2 防治地下水水質(zhì)惡化的技術(shù)措施

防治地下水水質(zhì)惡化的技術(shù)措施，必須建立在對(duì)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件、地下水污染的環(huán)境條件、污染物的種類以及對(duì)污染途徑、長(zhǎng)度、范圍有深入了解的基礎(chǔ)上。防治地下水水質(zhì)惡化的技術(shù)措施，按其功能可分為“預(yù)防”和“治理”兩大類。

1）預(yù)防性的技術(shù)措施

預(yù)防性的技術(shù)措施是指那些有助于防止地下水水質(zhì)惡化現(xiàn)象產(chǎn)生的各種技術(shù)措施。其中最重要的就是對(duì)城市的發(fā)展和水源地的建設(shè)做出全面的規(guī)劃和合理的布局。即在制定城市發(fā)展規(guī)劃，特別是制定工業(yè)布局時(shí)，必須要有減少城市環(huán)境污染和保護(hù)地下水水質(zhì)不受污染的考慮。對(duì)于那些容易造成地下水水質(zhì)污染的工廠（如石油、化工、焦化、合金、電鍍等工廠）盡可能布置在水源地下游較遠(yuǎn)的地方，或者采用管道排污；同樣，新建水源地時(shí)，也必須考慮地下水污染的環(huán)境條件（如把水源地選擇在城市上游或地下水的補(bǔ)給區(qū)，或從地層巖性結(jié)構(gòu)上看防污染條件較好的地方）。總之，為保護(hù)地下水源，必須在城市建設(shè)的總體規(guī)劃中考慮環(huán)境保護(hù)的要求，必須要有防治污染和維持生態(tài)的指標(biāo)，要把環(huán)保工作與經(jīng)濟(jì)發(fā)展同步規(guī)劃、同步實(shí)施，做到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境三效益統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展。

在取水層位上、下或附近有劣質(zhì)水層或水體分布時(shí)（特別是海濱水源地），嚴(yán)格控制水源的開采量和開采降深，對(duì)于防止劣質(zhì)水體入侵含水層也是必要的措施。

在城市建筑工程的地下開挖工作中，注意不要破壞開采含水層上、下和周邊的隔水保護(hù)層，使地下水免受污染。

2）對(duì)已污染水源的治理措施

對(duì)已污染水源應(yīng)該針對(duì)引起地下水水質(zhì)污染的主要原因和污染途徑，及時(shí)采取有效的治理措施。

（1）治理污染源。

根據(jù)污染源的分布特征可以分為點(diǎn)源和面源兩種類型。點(diǎn)源是指工業(yè)“三廢”和城市生活污水、垃圾等所形成的污染源，他們是目前集中水源地水質(zhì)污染的主要來源，其中以工業(yè)廢水的危害最大。因此，控制和治理地下水污染的重點(diǎn)應(yīng)該是抓好工業(yè)廢水的綜合治理。

面源主要是指農(nóng)業(yè)施肥、污灌、農(nóng)藥以及城市暴雨徑流等所引起的污染。對(duì)面狀污染源的治理，主要應(yīng)該做好以下工作：

①積極慎重地開展污水灌溉。其中最重要的是嚴(yán)格掌握污水灌溉的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、控制灌水定額，并根據(jù)環(huán)境水文地質(zhì)條件合理規(guī)劃污水灌溉區(qū)的位置，一般在表土層薄或滲透性大的潛水地段、地下水的補(bǔ)給區(qū)和水源地附近不易進(jìn)行污水灌溉。

②控制化肥的投放量和農(nóng)藥的使用。世界上許多國(guó)家和地區(qū)由于大量使用化肥，已導(dǎo)致潛水的礦化度以及氨、磷酸離子和對(duì)身體健康有害的硝酸鹽濃度顯著上升。甚至某些深層的自流水也受到硝酸鹽的嚴(yán)重污染。然而現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)又離不開化肥和農(nóng)藥的使用，因此為了減少化肥、農(nóng)藥對(duì)地下水污染，除研制易于被植物吸收、土壤分解的化肥和對(duì)人體毒性小的農(nóng)藥外，目前惟一的辦法就是要嚴(yán)格掌握化肥、農(nóng)藥的使用量，盡可能地減少它們?cè)谕寥缹又械臍堄酀舛取?/p>

③對(duì)可能引起的地下水水質(zhì)惡化的雨水和溶雪水（如酸雨、城市降雨形成的劣質(zhì)徑流和溶雪水等）進(jìn)行預(yù)處理。

（2）興建配套環(huán)境工程，大力開展污水的處理和利用，變污水、廢水為可利用的水資源。

（3）防治劣質(zhì)水（或污水）入侵開采含水層的水力措施。當(dāng)海水和其他劣質(zhì)水體從側(cè)向侵入開采含水層時(shí)，可采用所謂的“水力”措施來阻止劣質(zhì)水體的入侵。具體做法如下：

①“補(bǔ)給水丘”和“淡水屏障”法。即在海岸和內(nèi)陸的開采地段之間布置注水井，通過注水使之形成高于天然地下水位的“補(bǔ)給水丘”（見圖1-a），以控制咸水面向內(nèi)陸移動(dòng)。美國(guó)和以色列都曾采用這種方法，成功地阻止了咸水的入侵。美國(guó)加利福尼亞州，在沿海岸線16km長(zhǎng)度內(nèi)布置了一系列的注水井，為形成補(bǔ)給水丘，每日的注水量為25萬m3。而注入水包括了下水道污水，但污水在注入前先用三級(jí)處理辦法（快速砂濾器、壓力砂濾器、硅藻土濾器）過濾。

圖1 補(bǔ)給水丘及抽水槽示意圖

②“抽水槽方法”。在海岸和內(nèi)陸開采地段之間布置一條抽水線，通過抽水使之形成阻止咸水向內(nèi)陸運(yùn)移的“抽水槽谷”，而抽出的咸淡混合水，如不能使用則排入海中。這種方法較前一種方法的優(yōu)越之處是不需要補(bǔ)給水源。這種防止海水入侵的辦法，在荷蘭沿海的淡水砂丘帶得到了廣泛的應(yīng)用（見圖 1-b）。

③“注水和抽水相結(jié)合”的方法。該方法一般是將抽水槽布置在靠近海岸的地方，而注水井布置在靠近開采水源地的一側(cè)。

④修建“地下?lián)跛畨Α?。這種方法主要用于咸水沿著狹窄透水通道入侵的地段。例如日本的長(zhǎng)崎縣西比杵郡的樺島，曾在溝道的入海口附近含粘土的砂礫石層中建造了阻止海水入侵的灌漿帷幕，同時(shí)在其上游一側(cè)形成了人工的地下水庫(kù)，使地下水的開采量由原來的不到200t/d增加到288t/d以上（限制抽水量）。美國(guó)已成功地用咸水冷凝器生產(chǎn)出一種冷凍劑，將這種冷凍劑注入含水層可以形成很薄的一堵阻止海水入侵的“冷凍擋水墻”。

⑤其他方法。英國(guó)的英格蘭南部沿海地帶采用了所謂“調(diào)整抽水布局法”來防止海水入侵。即在地下水的補(bǔ)給季節(jié)（冬季），在南部沿海的水井中抽水（內(nèi)陸水井停采）以攔截流向海洋的地下淡水，增加內(nèi)陸地下水貯存量；而在非主要補(bǔ)給期（夏季），則大量抽取內(nèi)陸貯存的地下水，減少沿海抽水量，以防止海水入侵。

此外，為防止濱海地帶單口井的水質(zhì)惡化，英國(guó)的某些地區(qū)還采用了在水井中安裝所謂“清除泵”的辦法。即在井中安裝上、下兩臺(tái)抽水泵，高處泵抽取供使用的地下淡水，低處泵抽出咸水，以防治或減少咸水的錐形體上升。

（4）對(duì)環(huán)境進(jìn)行綜合治理，提高環(huán)境質(zhì)量。

地下水是整個(gè)環(huán)境的一個(gè)組成部分，因此環(huán)境組成的每一個(gè)部分——地表水、大氣成分、植被和城市綠化程度等都對(duì)地下水質(zhì)有一定影響。例如森林具有調(diào)節(jié)氣候、凈化大氣、涵養(yǎng)水分、潔凈水質(zhì)的作用；又如大量能源消耗導(dǎo)致大氣中的SO2和氮氧化物的劇增而引起的酸雨等，都必將嚴(yán)重惡化地下水質(zhì)。因此，為防止地下水質(zhì)惡化，提高地下水的可用性，就必須對(duì)大氣、地表水、地表植被、城市環(huán)境衛(wèi)生等進(jìn)行綜合治理，以提高整個(gè)環(huán)境的質(zhì)量。

［1］中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].上海科學(xué)技術(shù)出版社，2005，10.

［2］金光炎.地下水文學(xué)初步與地下水資 [M].東南大學(xué)出版社，2009，6.

［3］麻效禎.地下水開發(fā)與利用[M].水利水電出版社，1999，10.