三姑泉域水環(huán)境質(zhì)量評價及水污染控制對策

許志峰，張志祥，劉曉霞

(1.山西省臨汾市汾西水利管理局，山西 臨汾041000;2.太原理工大學(xué)，山西 太原030024 3.山西財經(jīng)大學(xué)，山西太原030001)

三姑泉域水環(huán)境質(zhì)量評價及水污染控制對策

許志峰1，張志祥2，劉曉霞3

(1.山西省臨汾市汾西水利管理局，山西 臨汾041000;2.太原理工大學(xué)，山西 太原030024 3.山西財經(jīng)大學(xué)，山西太原030001)

為確保三姑泉域水資源的可持續(xù)開發(fā)利用，采用常規(guī)方法對泉域水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評價。結(jié)果表明:三姑泉域的地表水和地下水已不同程度遭受污染，水環(huán)境的污染與煤礦開采以及工業(yè)廢水和生活污水的不合理排放有關(guān)。結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H提出水污染控制對策。研究成果為三姑泉域水資源管理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

三姑泉域;水環(huán)境質(zhì)量;評價;水污染控制

我國是世界上13個水資源最貧乏國家之一，多年的水資源開發(fā)利用在我國經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展中做出來巨大貢獻(xiàn)。然而，在我國很多地區(qū)，由于片面追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，忽視了對水資源的保護(hù)，造成水污染問題日趨嚴(yán)重。近年來，水污染問題在我國受到了廣泛的關(guān)注，國家投入了大量資金對污染水進(jìn)行治理，取得了一定成效。同時，許多學(xué)者針對水污染進(jìn)行了分析研究［1－6］，并取得了有意義的研究成果，為指導(dǎo)水污染防治等提供了科學(xué)依據(jù)。盡管如此，中國目前面臨的水污染問題依然相當(dāng)嚴(yán)峻，如果不采取有效控制對策保護(hù)我國寶貴而有限的水資源，必將會產(chǎn)生嚴(yán)重的社會問題。三姑泉域是山西省重要泉域之一，由于自然及人為因素的影響，三姑泉流量衰減［7］，地下水位大幅度下降，并產(chǎn)生水污染等問題。隨著泉域經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，對作為主要供水水源的巖溶水需求會進(jìn)一步增大，而泉域巖溶水天然資源量［8］和可開采資源量［9］是有一定限度的，其水環(huán)境質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到泉域的用水安全及人民生活質(zhì)量的提高。為確保三姑泉域水資源的可持續(xù)開發(fā)利用，對泉域水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價是非常必要的，其意義重大?；诖?，采用常規(guī)方法對三姑泉域水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H提出泉域水污染控制對策，以期為泉域水資源管理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 泉域概況

三姑泉出露于晉城市澤州縣河西鄉(xiāng)孔莊村東北5 km處的丹河河谷兩岸，成股狀集中涌出，為非全1排型泉水，出露層位為寒武系中統(tǒng)灰?guī)r，現(xiàn)已被青天河水庫淹沒。泉域范圍包括晉城市城區(qū)、澤州縣、高平市和陵川縣大部，總面積2 571 km2?？傮w地勢是四面環(huán)山，中部低且地形較平坦開闊。地貌類型為中山區(qū)、低中山區(qū)、低山區(qū)、丘陵區(qū)及山間河谷區(qū)。泉域?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，降水量集中于6～8月，多年平均降水量為609 mm。區(qū)內(nèi)主要河流為丹河，其主要支流有長河、巴公河和北石店河等。出露的地層有寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系及第四系，對泉域地層分布和水文地質(zhì)條件起控制作用的主要構(gòu)造體系有晉獲褶斷帶和丹河小“山”字型構(gòu)造。泉域含水巖組分為松散巖類孔隙含水巖組、碎屑巖類裂隙含水巖組、碎屑巖夾碳酸鹽類裂隙巖溶含水巖組及碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組。

2 水環(huán)境質(zhì)量評價

2.1 地表水環(huán)境質(zhì)量評價

三姑泉域地表水環(huán)境質(zhì)量評價采用地表水水質(zhì)監(jiān)測資料，選擇 pH、總硬度、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、COD、BOD、總磷、氨氮、銅、鋅、氟化物、總砷、總汞、總鎘、六價鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚共18項指標(biāo)，采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)，以單項因子“就高不就低、從優(yōu)不從劣”原則進(jìn)行評價，以標(biāo)準(zhǔn)中的Ш類標(biāo)準(zhǔn)計算超標(biāo)倍數(shù)。評價結(jié)果見表1。

表1 地表水環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果

由表1可以看出，長河符合Ⅲ類水質(zhì)的地段在上游的河源至成莊段，川底至河口段由于其上游的成莊煤礦等工業(yè)廢水排入，水質(zhì)下降為Ⅳ類，但是汛期因河水量較大，能稀釋和沖刷污染物，加快水的流動，所以汛期該河段水質(zhì)仍為Ⅲ類;丹河符合II類水質(zhì)的地段在上游的河源至趙莊段，劣Ⅴ類水質(zhì)的河段在寺莊至任莊水庫河段、高都至小東河段，寺莊至任莊河段主要是接納了高平市沿河各企業(yè)的工業(yè)廢水及高平市城市生活污水，高都至小東河段主要是接納了巴公河、北石店河的廢污水所致，這些河段的水質(zhì)已喪失了所有功能;巴公河和北石店河均為劣V水，這些地區(qū)受到煤礦和工業(yè)企業(yè)排放的廢污水污染，河流全年為劣V類水質(zhì)。

以上情況說明，泉域地表水已經(jīng)不同程度遭受污染質(zhì)的污染，而且部分河段的污染已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。

2.2 地下水環(huán)境質(zhì)量評價

三姑泉域地下水環(huán)境質(zhì)量評價分為單項組分評價和綜合評價兩種。單項組分評價按《地下水質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848－93)所列分類指標(biāo)劃分為五類，代號與類別代號相同，不同類別標(biāo)準(zhǔn)值相同時，從優(yōu)不從劣。綜合評價采用加附注的評分法。評價結(jié)果見表2。

表2 地下水環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果

由表2可以看出，在36個地下水水樣中，按單項組分評價全部屬于Ⅰ類水;按綜合評價，水環(huán)境質(zhì)量良好的有21個，較差的有15個，分別占總水樣數(shù)的58.33%和41.47%。泉域淺、中層孔隙水和裂隙水水環(huán)境質(zhì)量普遍較差，說明淺、中層水具有埋藏淺、容易被污染的特點。深層巖溶水大部分水環(huán)境質(zhì)量良好，說明深層水總體上具有埋藏深、不易被污染的特點，但個別深水井已遭受污染，水環(huán)境質(zhì)量較差。

2.3 水污染原因分析

三姑泉域存在大量的煤炭開采區(qū)，由于煤水共生的特點，在采煤過程中必然會對地下水造成污染，主要是在采煤過程中產(chǎn)生的礦坑排水，其pH值大多超標(biāo)且為酸性水，SO42－含量偏高，硬度偏大，礦化度高，而且礦坑排出的污水常?；煊写罅棵簤m、機(jī)械油脂等嚴(yán)重污染物，排入地表后直接污染河流水質(zhì)，受污染的地表水經(jīng)過水文循環(huán)，補(bǔ)給河道周圍的松散層孔隙水，導(dǎo)致淺層孔隙水水質(zhì)間接受到污染，礦化度、氨氮、COD、BOD、硫酸鹽等嚴(yán)重超標(biāo)。同時煤礦區(qū)內(nèi)的煤矸石及其它固體廢棄物未經(jīng)防滲處理而在礦區(qū)內(nèi)長期堆放，在大氣降水的淋濾作用下，硫化物、氨氮等隨雨水的匯流下泄和滲入地下，又加劇了地下水水質(zhì)的污染。另外，三姑泉域內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)和人口較多，許多工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)采取任何處理措施直接向附近河道排放，致使河流中的COD、氨氮等嚴(yán)重超標(biāo)，地表水遭受污染，隨著污染地表水對地下水的補(bǔ)給，造成地下水水質(zhì)惡化，特別是對于埋藏淺、易遭受污染的淺、中層水井來說，當(dāng)河水通過地下水孔隙、裂隙滲漏段時，受污染的河水入滲補(bǔ)給地下水，造成孔隙水、裂隙水的污染，這就是大多數(shù)淺 、中層水井水環(huán)境質(zhì)量較差的原因。對于巖溶水來說，一方面當(dāng)污染河水通過灰?guī)r滲漏段時，河水入滲補(bǔ)給地下水，造成巖溶水的污染，另一方面當(dāng)污染的孔隙水、裂隙水與巖溶水有水力聯(lián)系時，通過越流方式污染巖溶水，這就是個別深水井水環(huán)境質(zhì)量較差的原因。

由此可知，三姑泉域的水污染主要是由于泉域內(nèi)的煤礦開采以及工業(yè)廢水和生活污水的不合理排放引起的，必須采取措施加強(qiáng)水污染控制。

3 水污染控制對策

3.1 加強(qiáng)礦坑水和固體廢棄物的管理

對煤礦礦坑排水進(jìn)行收集處理，達(dá)標(biāo)后用于井下灑水除塵及消防，多余的可用于地面灑水或澆灌。對堆積煤矸石及爐渣等固體廢棄物的矸石場按《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行處理，避免煤矸石遭受淋濾后污水下滲對地表、地下水造成不同程度的污染。

3.2 工業(yè)廢水控制

3.2.1 系統(tǒng)規(guī)劃，綜合管理

重點保護(hù)好丹河、巴公河及北石店河的水資源，嚴(yán)格控制好有機(jī)污染源，特別是對COD、BOD這兩個參數(shù)應(yīng)重點控制。另外，還應(yīng)控制好氨氮排放及氟水源的監(jiān)測。突出重點，加強(qiáng)排污總量控制的檢測與管理，加大對總量控制斷面的監(jiān)督檢測的頻次，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，開展污染點源的總量控制檢測與論證，督促泉域內(nèi)所有企業(yè)加強(qiáng)污水處理設(shè)施的管理。

3.2.2 確保工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)

首先各企業(yè)要搞好廢水治理方案的論證和篩選，選擇科技含量高、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、工程投資少、運(yùn)行管理方便、設(shè)備壽命長、占地面積少的廢水治理技術(shù)。其次把廢水治理和生產(chǎn)、經(jīng)營放在同等位置，嚴(yán)格實施檢測與管理，通過建立自動監(jiān)測體系和建立人工檢查監(jiān)測制度，有效地控制偷排、超排現(xiàn)象，促進(jìn)泉域水環(huán)境質(zhì)量逐步改善。各工業(yè)企業(yè)要落實廢水治理、水資源循環(huán)利用的綜合治污思路。

3.2.3 把住新污染源生產(chǎn)關(guān)

嚴(yán)密監(jiān)控重點企業(yè)、嚴(yán)厲查處環(huán)境違法行為、嚴(yán)格審批建設(shè)項目環(huán)評、嚴(yán)肅追究環(huán)境違法責(zé)任。切實把轉(zhuǎn)變經(jīng)營增長方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與解決結(jié)構(gòu)性污染結(jié)合起來，優(yōu)化資源配置，避免低水平重復(fù)發(fā)展，從源頭上治理新污染源生產(chǎn)關(guān)。為避免建設(shè)項目在建設(shè)及運(yùn)營過程中對泉域水環(huán)境造成影響，必須嚴(yán)格進(jìn)行建設(shè)項目對三姑泉域水環(huán)境影響評價，在泉域范圍內(nèi)新建、改建、擴(kuò)建工程項目，建設(shè)單位須持有環(huán)境保護(hù)行政主管部門和主管該泉域的水行政主管部門批準(zhǔn)的對泉域水環(huán)境影響的評價報告，計劃部門方可立項。

3.2.4 提高廢水處理技術(shù)水平

近年來廣泛發(fā)展起來的氣浮、高梯度電磁過濾、臭氧氧化、離子交換等技術(shù)，都為工業(yè)廢水處理提供了新的方法。有關(guān)部門應(yīng)加大對各工礦企業(yè)的管理，促使其提高污水處理技術(shù)水平，確保廢水處理的高效性，達(dá)標(biāo)排放或回用。

3.3 居民生活污水控制

3.3.1 加強(qiáng)對城鎮(zhèn)生活污水的管理

對城鎮(zhèn)生活污水進(jìn)行收集，綜合考慮投資、占地、運(yùn)行維護(hù)和水質(zhì)要求，采用與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平相適應(yīng)的處理工藝對污水進(jìn)行處理。逐步完善脫氮、除磷工藝，提高氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)的去除率。建議在泉域人口相對密集的城鎮(zhèn)，建設(shè)生活污水收集管網(wǎng)和污水處理廠。

3.3.2 嚴(yán)禁垃圾亂堆亂放，建設(shè)城市垃圾衛(wèi)生填埋場

嚴(yán)禁泉域居民對生活垃圾進(jìn)行亂堆亂放，可在人煙稀少、地層不漏水的地區(qū)建設(shè)城市垃圾衛(wèi)生填埋場，進(jìn)行生活垃圾封閉堆存，并要遠(yuǎn)離地表水體。

綜上所述，三姑泉域水污染控制是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不能單靠某一個方面和環(huán)保部門一家，必須齊抓共管，形成合力。在水資源管理部門的高度重視下，通過各級部門的共同努力，各司其責(zé)，全力推動泉域的水污染控制。

4 結(jié)語

1)三姑泉域地表水和地下水已經(jīng)不同程度遭受污染，必須引起水資源管理部門的重視。

2)三姑泉域水環(huán)境的污染主要與煤礦開采以及工業(yè)廢水和生活污水的不合理排放有關(guān)。

3)本文提出的水污染控制對策可有效保護(hù)三姑泉域水資源。

4)研究成果為三姑泉域水資源管理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

［1］趙秀春，王成見，孟春霞.青島市地下水中硝酸鹽氮的污染及其影響因素分析［J］.水文.2008，28(5):94－96.

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［3］王新偉，鐘寧寧，韓習(xí)運(yùn)，等.煤矸石堆積對地下水的無機(jī)鹽污染效應(yīng)［J］.環(huán)境污染與防治.2009，31(9):49－54.

［4］馬瑩，馬俊杰.石油開采對地下水的污染及防治對策［J］.地下水.2010，32(2):56 －58.

［5］符明俊，寧立波，董少剛，等.正常工況下石油類污染物運(yùn)移及對地下水的污染分析［J］.水資源保護(hù).2010，26(2):61－65.

［6］段磊，王文科，孫亞喬，等.關(guān)中盆地淺層地下水氮污染的健康風(fēng)險評價［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì).2011，38(3):92－97.

［7］張志祥，劉曉紅，張永波.三姑泉流量動態(tài)特征及衰減原因研究［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì).2010，20(24):168 －170.

［8］許志峰，張志祥.三姑泉域巖溶地下水資源量評價［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009，19(10):144 －146.

［9］劉曉紅，張永波.山西晉城三姑泉域地下水資源評價［J］.太原科技大學(xué)學(xué)報，2009，30(3):261 －263.

Water Environmental Quality Assessment and Strategy for Water Pollution Control in Sangu Spring Basin

XU Zhi－ feng1，ZHANG Zhi－ xiang2，LIU Xiao － xia3
(1.FenXi Water Resources Management Bureau of LinFen City，LinFen 041000;2.Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024;3.Shanxi University of Finance and Economics，Taiyuan 030001)

In order to guarantee the sustainable development of water resources in Sangu spring basin，water environmental quality was assessed by the routine methods in the paper.The results indicate that the surface water and groundwater of Sangu spring basin is polluted in varying degrees.The water environment pollution is related with coal mining and irrational discharge of industrial wastewater and domestic sewage.It puts forward water pollution control according to local conditions.It can provide scientific basis for water resources management and protection in Sangun spring basin.

Sangu spring basin;water environmental quality;assessment and water pollution control

X52

A

1004－1184(2012)04－0087－04

2012－04－06

山西省軟科學(xué)基金資助項目(2011041045－02)

許志峰(1970－)，男，山西襄汾人，高級工程師，主要從事水資源評價及管理工作。