貴州省地質調查院 陳祥娥

養(yǎng)豬廢水污染物成分復雜并含大量致病病菌，若誤被人飲用，會對人體健康造成危害。正常情況下，養(yǎng)豬場具有防滲及滲濾液收集處理設施，并對生產(chǎn)污水排放的水質有嚴格的排放標準，一般不會對周邊地下水環(huán)境造成不良影響。但在實際生產(chǎn)過程中，會不可避免發(fā)生跑、冒、滴、漏等泄漏事故，從而污染地下水環(huán)境，尤其是在非正常情況下，廢水會滲入地下引發(fā)水污染事件。地下水污染具有隱蔽性、滯后性，受污染后不易被及時發(fā)現(xiàn)，且難以修復和治理。根據(jù)預測結果，應在事故發(fā)生之前采取防范措施，防患于未然。

一、工程概況

清鎮(zhèn)市衛(wèi)城生豬養(yǎng)殖場占地面積143畝，總建筑面積33257 m2，可容納年存欄生豬29000頭，出欄生豬58000頭。該生豬養(yǎng)殖場所處的地區(qū)夏季雨水較多，若生豬的排泄物處理不好，被雨水沖入水體中，將對地下水造成污染。

二、水文地質條件

研究區(qū)位于清鎮(zhèn)市衛(wèi)城鎮(zhèn)大化臘村，東經(jīng)106°16′37.8″，北緯26°44′33.2″，地處貴州西部一級高原面威寧、赫章一帶向黔中遵義、貴陽一帶二級夷平面過渡的斜坡地帶，受區(qū)內跳登河侵蝕切割的影響，最高海拔1298m，最低海拔1138.5m，最大相對高差為159.5m，一般相對高差50m至100m，整體地勢南西高、北東低，地形坡度較陡，多為15°至35°，地貌類型以溶蝕峰叢洼地、溶蝕峰叢槽谷等為主，局部為侵蝕溝谷地貌。氣候屬亞熱帶季風溫和濕潤氣候，年均降雨量1181mm，年均氣溫14℃。區(qū)內地表水系不發(fā)育，河網(wǎng)密度較低，河流較少，區(qū)域上發(fā)育較大且易受項目區(qū)影響的河流有兩條，分別為西邊約12km處的鴨甸河和北東邊研究區(qū)邊界處的跳登河，鴨甸河和跳登河最終都匯入鴨池河，均屬長江流域烏江水系。

區(qū)內斷層構造發(fā)育，其中以NE向斷層發(fā)育為主，其次為近SN向，少量為近EW向。受斷層構造影響，區(qū)內巖層主要發(fā)育走向NE和NW兩組“X”型節(jié)理，沿著兩組節(jié)理方向碳酸鹽巖多溶蝕呈裂隙、管道、槽谷等，為系統(tǒng)內地下水的運移和賦存提供了有利條件。地層發(fā)育主要為三疊系（T）碳酸鹽巖地層，碳酸鹽巖出露面積90%以上，碎屑巖僅零星分布，不呈規(guī)模，碳酸鹽巖沉積厚度較厚，自第三紀以來長期處于熱帶、亞熱帶氣候條件下，給巖溶發(fā)育創(chuàng)造了良好的氣候條件，區(qū)域上巖溶地貌廣泛發(fā)育，形態(tài)千姿萬態(tài)，其中最典型的是高聳林立的峰叢、低矮的溶丘、星羅棋布的洼地與落水洞等。場區(qū)地下水主要賦存于三疊系中統(tǒng)楊柳井組（T2y）和中下統(tǒng)嘉陵江組（T1-2j）巖層中，主要巖性為灰?guī)r、白云巖，地下水埋藏較深，含水介質為裂隙、孔隙、溶孔等，地下水富水性較強。

三、地下水環(huán)境影響預測

結合實地調查和水質監(jiān)測等資料，綜合分析研究區(qū)水文地質條件和地下水環(huán)境質量現(xiàn)狀，依據(jù)養(yǎng)豬場的實際情況，針對各個生產(chǎn)時期場區(qū)地下水環(huán)境可能受到的不良影響及危害，開展預測評價工作，并提出相應的監(jiān)管防治對策，從而達到保障地下水環(huán)境長期安全的目的。

（一）預測范圍及內容

1.預測范圍

結合項目區(qū)周邊及區(qū)域內的地形地貌、地表水文網(wǎng)、地層構造等基礎水文地質條件，以及附近地下水環(huán)境保護目標的分布等概況，確定了本次預測范圍邊界，總面積24km2。

2.預測內容

對養(yǎng)豬場建設、建成生產(chǎn)運行和服務期滿關停后對場區(qū)及附近地下水水質、河流水質的影響等進行預測評價。

（二）預測時段

綜合研究分析后發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)豬場建設和服務期滿關停后對地下水環(huán)境的影響微弱且可控，而建成生產(chǎn)運行階段的不利影響因素較多，情況比較復雜，因此，主要污染產(chǎn)生于運營期，本次評價預測時段選取污染發(fā)生后的10d、30d、60d、100d、1000d 及20年（7300d）。

（三）情景設定

正常情況下，地下水可能的污染來源于少量的冒滴漏，但在采取嚴格的防滲、防溢流、防泄漏、防腐蝕等預防措施后下，污水不會滲漏到地下，對地下水的影響很小，即使有污水泄漏，也能及時采取措施控制污水的漫流滲漏。

非正常情況下，場區(qū)地下水環(huán)境保護措施因各種原因起不到保護作用，或者保護效果不理想，導致養(yǎng)豬場的污水處理站廢水池底部出現(xiàn)破損，較長時間內廢水通過裂口滲入地下，影響地下水環(huán)境安全。

（四）預測因子

養(yǎng)豬廢水污染物成分復雜并含有大量致病病菌，主要成分除氮（N）、磷（P）以外，還包括銅（Cu）、鋅（Zn）等重金屬元素，此次選擇氨氮（NH4+）、銅（Cu）及COD等3項污染物進行預測。

（五）預測源強

非正常情況下，按照防滲層底部發(fā)生破損且失去防滲功能的情況，預測污染物滲漏對地下水的影響。（見表1）

表1 預測源強表

（六）預測方法

此次模擬對象為養(yǎng)豬場污水處理廠。結合項目區(qū)水文地質條件，針對項目工程的特點，選取典型的預測因子，設計不同的情景狀況，疊加環(huán)境現(xiàn)狀值，耦合污染物運移方程，利用地下水滲流數(shù)值模型進行預測，并利用水質標準進行評價，進而模擬評價環(huán)保措施的有效性，最終得到地下水環(huán)境評價結論。

1.水文地質概念模型

項目區(qū)含水巖組主要為楊柳井組（T2y）和嘉陵江組（T1-2j）灰?guī)r、白云巖，地下水埋藏較深，含水介質為裂隙、孔隙、溶孔等，地下水富水性較強，地下水力坡度較緩，此次將本場區(qū)水文地質條件概化為“單層且含水介質相對較均勻的含水層”水文地質模型。

2.污染預測模型的建立

污染預測模型的預測公式為[5]：

式中，x為距注入點的距離，m；t為時間，d；C為t時刻x處的污染物濃度，mg/L；C0為污染物注入濃度，mg/L；u為水流速度，m/d；DL為縱向彌散系數(shù)，m2/d；erfc()為余誤差函數(shù)。

3.水文地質參數(shù)確定

根據(jù)項目區(qū)水文地質條件以及勘察結果，參考專業(yè)書籍以及相關資料，最后確定評價水文地質參數(shù)：場區(qū)潛水含水層縱向彌散系數(shù)取100m2/d，地下水流速為15m/d。

（七）預測結果

根據(jù)以上預測方法，采用連續(xù)注入一維連續(xù)污染源解析解數(shù)學模型預測，污水處理站廢水池底部出現(xiàn)破損，廢水持續(xù)泄漏后10d、30d、60d、100d、1000d 及20年（7300d），氨氮（NH4+）、銅（Cu）、COD等3項污染物在地下水中的影響預測結果詳見圖1、圖2及圖3。

圖1 非正常情況下氨根（NH4+）離子濃度預測結果

圖2 非正常情況下銅（Cu2+）離子濃度預測結果

圖3 非正常工況下COD濃度預測結果

由預測結果可知，非正常情況下（廢水池底部防滲層發(fā)生破損，廢水持續(xù)泄露），參照Ⅲ類地下水水質標準：10d后，氨氮（NH4+）污染暈最大超標范圍為地下水流向下游230m，銅（Cu2+）為 260m，COD為 255m；30d后，氨氮（NH4+）污染暈最大超標范圍為地下水流向下游650m，銅（Cu2+）為 635m，COD為 630m；60d后，氨氮（NH4+）最大超標范圍為地下水流向下游1180m，銅（Cu2+）為1160m，COD為1150m；100d后，氨氮（NH4+）污染暈最大超標范圍為地下水流向下游1865m，銅（Cu2+）為1835m，COD為1825m。

四、結果分析

正常情況下，如防護措施完善，污水不會滲入地下，對地下水環(huán)境的影響微弱。

非正常情況下，在項目服務年限內，污染物影響距離隨時間增加而增大，超標污染暈影響范圍及遷移距離隨時間增加而擴大、延長。根據(jù)預測，在非正常情況下，養(yǎng)豬場污染物不可避免地會對周圍、特別是下游部分區(qū)域的地下水環(huán)境造成污染。但環(huán)境本身具有一定的分解自凈能力，產(chǎn)生的污染物會被區(qū)內的地下水稀釋，再加上污染物質本身的特征，污染物質在項目區(qū)遷移速度較慢，故影響范圍有限。此外，如果源強濃度較高、污染物泄露時間較長，則造成的超標暈范圍較大，對地下水系統(tǒng)的不良影響也更大。故要采取嚴格的防滲措施，制定完善的跟蹤檢測系統(tǒng)，最大限度地減小污染物對地下水環(huán)境造成的不良影響。

采用解析法預測污染物在地下水中的運移狀況，可為養(yǎng)殖場建設項目今后地下水跟蹤監(jiān)測及保護工作提供科學依據(jù)，亦可為相似項目開展地下水環(huán)評工作提供參考。

五、建議

本著預防為主、源頭可控、污染監(jiān)控的原則，建議項目建設單位嚴格開展地下水質量長期監(jiān)測工作，尤其是針對地下水環(huán)境保護的薄弱點和關鍵環(huán)節(jié)，應制定科學完善的預防監(jiān)管措施，及時掌握地下水質量變化情況，便于快速采取防范措施，防患于未然。

相關鏈接

大規(guī)模的養(yǎng)豬，容易滋生很多病菌，本著有利于防疫衛(wèi)生的原則，豬場應選在離居民或集鎮(zhèn)1公里以上、地勢高、開闊平坦的地方。且豬舍以南北向為好，有利于自然通風。

公豬欄:公豬多以單圈飼養(yǎng)。公豬欄面積為6～7平方米，正面高1.05米，配有1門，高1米，寬0.8米.

母豬欄:妊娠母豬一般采用小欄單體限位飼養(yǎng)，這種飼養(yǎng)方式具有占地少，便于觀察母豬發(fā)情和及時配種，單欄限位寬0.6米，長2.1米，高1米.

分娩欄:分娩欄是一種單體欄，分娩欄寬為2～2.2米;其中母豬限位架寬0.6米，長2.1～2.2米，寬1.1米，仔豬圍欄高0.6米，兩邊放置仔豬保溫箱.

保育欄:多采用高床保育，可保持高床上清潔干燥，仔豬不被糞尿污染，保育欄的面積一般為3米×2米或1.5米×1.5米.

育成(肥)欄:育肥豬所占面積可視總體布局而定，一般每頭占圈面積0.8～1平方米.