煤炭資源型城市集中式飲用水源地水質(zhì)變化與污染防治
——以貴州盤縣白河溝水庫流域為例

盧 波，王 斌，彭 熙

(1.盤縣環(huán)境保護局，貴州 盤縣 553537；2.貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550001)

飲用水安全是關(guān)系國計民生的重大問題，水源地水質(zhì)狀況直接關(guān)系到供水區(qū)人民群眾的生命健康[1]。世界衛(wèi)生組織調(diào)查顯示，80%的人類疾病與水質(zhì)污染有關(guān)[2]，獲得安全的飲用水是城市發(fā)展的基本需求和根本保障[3]。近年來，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國飲用水資源供需矛盾凸顯，有近1/5的水源地存在污染物超標現(xiàn)象[4]，尤其是在煤炭資源型城市，水污染嚴重與工程性缺水、地下水位下降、泉水流量銳減[5]等問題并存，因此調(diào)查和分析城鎮(zhèn)集中式飲用水源地水環(huán)境現(xiàn)狀，對保障飲用水安全具有重要的社會和經(jīng)濟意義[6]。本研究以貴州省盤縣白河溝水庫流域為例，利用多年監(jiān)測數(shù)據(jù)進行水質(zhì)狀況分析，提出了有針對性的水源地保護措施，以期為飲用水源地管理和保護提供參考。

1 流域概況

白河溝水庫位于貴州省盤縣西部煤炭資源豐富的平關(guān)鎮(zhèn)境內(nèi)，地處云貴兩省交界地帶，位于E104°18′—104°23′、N25°36′—25°44′，屬珠江流域南盤江水系。白河溝水庫是盤縣縣城的補充水源，是一座集城市供水、農(nóng)田灌溉、人畜飲水等功能為一體的綜合性水利工程，屬中央“滋黔”水利工程項目。水庫總庫容1 670萬m3，興利庫容1 083萬m3，壩址以上集雨面積88.5 km2，主河道長19.4 km，年徑流量5 460萬m3。集雨區(qū)人口2.53萬人(2010年)，耕地面積3 345 hm2，流域內(nèi)森林覆蓋率34.45%，多年平均降水量1 408.5 mm，5—10月降水量占年降水量的88%左右。

2 流域水環(huán)境狀況分析

2.1 水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測

水質(zhì)監(jiān)測的目的是摸清污染物產(chǎn)生的原因及其污染途徑，以分析小流域面源污染和水土流失情況[7]。為了解白河溝水庫流域水質(zhì)現(xiàn)狀，分別于2005年3月、2008年9月、2011年3月、2013年5月對流域水環(huán)境質(zhì)量進行了監(jiān)測，監(jiān)測點設(shè)在庫尾控制斷面(平關(guān)橋)，監(jiān)測結(jié)果見表1。對照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)中的Ⅲ類標準，根據(jù)多年監(jiān)測結(jié)果對污染成因及治理措施進行初步分析。

白河溝水庫流域內(nèi)土壤施肥造成的化肥、農(nóng)藥流失及焦化廠、煤礦等企業(yè)的污染物外排對水質(zhì)造成了污染，污染物超標項目多、倍數(shù)高，面源、點源、流動源污染共存，污染狀況嚴重。由表1知，主要超標因子有總氮、揮發(fā)酚、石油類、鐵、錳及苯并芘等，超標數(shù)量最多的是總氮，多年平均值達到2.842 mg/L；超標倍數(shù)最多的是苯并芘，達到700多倍，其次是揮發(fā)酚，為3.6倍，石油類、鐵、錳少量超標。從單次監(jiān)測結(jié)果看，2005年3月庫尾控制斷面超標項目最多，包括總氮、揮發(fā)酚、石油類、鐵、錳和苯并芘等6項。隨著流域內(nèi)污染企業(yè)的取締與關(guān)閉，超標指標逐漸減少，超標程度逐漸減輕。2013年5月水庫蓄水后，除苯并芘外，庫尾控制斷面其余各項指標均達到了《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)的Ⅲ類水要求。

2.2 主要超標因子變化規(guī)律

(1)總氮。對我國部分富營養(yǎng)化水庫進行的水污染來源調(diào)查發(fā)現(xiàn)，總氮來源主要是化肥污染,約占40%,其次是禽畜糞便污染，約占35%[8]。白河溝水庫流域農(nóng)業(yè)面源污染比較嚴重，導致所有指標中總氮超標數(shù)量最多。

表1 白河溝水庫流域庫尾控制斷面監(jiān)測結(jié)果

(2)苯并芘。流域內(nèi)苯并芘一直處于超標狀態(tài)，主要來源于煤、石油等礦物性燃料燃燒，尤其是焦炭生產(chǎn)產(chǎn)生的苯并芘直接或間接注入水體，導致所有指標中苯并芘超標倍數(shù)最多。雖然2005年后相繼取締和關(guān)閉了流域內(nèi)所有的焦化企業(yè)，流域水環(huán)境質(zhì)量逐漸好轉(zhuǎn)，但焦化企業(yè)遺留的污染隱患仍舊存在。

(3)鐵、錳。鐵、錳含量是飲用水質(zhì)量重要的檢測指標，過量的鐵會危害人體肝臟，過量的錳長期低劑量吸入會引起慢性中毒，同時鐵、錳的異味大，還會污染生活用具。2005年3月，白河溝水庫流域鐵、錳檢測結(jié)果分別為1.213和0.409 mg/L，污染較為嚴重，經(jīng)過近幾年的治理有所好轉(zhuǎn)，2013年5月蓄水后分別為0.110和0.010 mg/L，遠低于Ⅲ類水質(zhì)量標準。

2.3 水環(huán)境質(zhì)量影響因素分析

(1)工業(yè)布局不合理，取締關(guān)閉難。白河溝水庫2013年正式下閘蓄水前，流域集雨區(qū)范圍內(nèi)有5家煤礦、1家洗煤廠、20家砂石廠，大部分礦井水未經(jīng)處理或部分處理后外排，對下游水環(huán)境造成嚴重污染。為改善和保護流域水質(zhì)，目前部分廠礦已關(guān)?；虿鸪S金開采提煉、土法煉焦、焦化企業(yè)生產(chǎn)留下的環(huán)境污染隱患在短時間內(nèi)還難以根除，河道兩側(cè)煤矸石、生活垃圾的無序堆放以及砂石廠產(chǎn)生的粉塵等也是造成流域水污染的重要原因。尤其是有4家煤礦在水庫建設(shè)之前剛建成投產(chǎn)，要取締關(guān)閉需要大量的資金賠償，會給當?shù)卣畮砭薮蟮膲毫Α?/p>

(2)生活污染源點多面廣，收集處理難。流域內(nèi)現(xiàn)有常住人口2.5萬人，有小規(guī)模的餐飲20家、衛(wèi)生院及個體診所8家、修理廠1家、民宿1家?，F(xiàn)狀評價水平年(2005年)農(nóng)村生活污水產(chǎn)生量為73.81萬m3/a，入河水量為22.14萬m3/a。2010年，庫區(qū)流域內(nèi)有豬16 006頭、牛3 929頭、羊7 507只，每年排放SS63.7 t、CODcr114.66 t、NH3-N15.29 t、總氮7.64 t、總磷0.38 t。居民生活、餐飲洗滌、畜禽養(yǎng)殖等廢水廢物的排放都是水體污染物的重要來源[9]。

(3)坡耕地面積大，面源污染治理難。流域范圍內(nèi)坡耕地面積較大、產(chǎn)量低，加之水土流失導致土壤肥力降低，農(nóng)民只能用不斷增施化肥來彌補，這就形成了惡性循環(huán)[10]。據(jù)統(tǒng)計，2010年集雨區(qū)范圍內(nèi)有坡耕地3 345 hm2，施氮肥、磷肥、復合肥分別為1 899、482、99 t，折純氮697.92 t/a、P5O289.43 t/a，常用農(nóng)藥如樂果、稻瘟凈、甲敵粉、六六粉等施用量3.75 kg/hm2，全年約6 t，過量施肥形成了較大污染。

(4)投入不足，污染治理項目實施難。治理項目的實施需要大量的資金投入，但是目前當?shù)卣形窗才棚嬘盟吹乇Ｗo專項資金，沒有將飲用水源地污染防治資金納入同級財政預(yù)算，一些迫在眉睫的污染治理項目(隔離網(wǎng)、界牌、界碑、農(nóng)村生活污水處理等)還沒有啟動實施，其他環(huán)境綜合整治項目就更難落實。

(5)多頭管理，環(huán)境違法行為查處難。一是職責不清。根據(jù)當?shù)卣?011年“三定”方案，環(huán)保、水利、國土、衛(wèi)生等部門都負有飲用水源地監(jiān)管的職能職責，但在實際工作中卻出現(xiàn)了多頭管理又誰都難以管理的尷尬局面。二是監(jiān)管不到位。污染源及流域地表水監(jiān)測頻次不足，對污染源的監(jiān)管不到位，環(huán)境違法時有發(fā)生，同時未建立預(yù)警機制及應(yīng)急機制，難以適應(yīng)飲用水源地環(huán)境管理的需求。三是環(huán)保執(zhí)法力度不夠，相關(guān)部門依法行政能力、科學管理能力亟待加強。

(6)污染物超標因子多，環(huán)境根治難。根據(jù)流域環(huán)境現(xiàn)狀，主要超標污染因子有總氮、揮發(fā)酚、鐵、石油類等，超標項目多，超標倍數(shù)高，涉及有機污染、毒物污染、微生物污染等，要徹底根治污染物超標的問題，任務(wù)重、時間長、耗資大。

3 關(guān)鍵防治工程

工程治理是飲用水源地污染防治的關(guān)鍵，要在流域源頭控制區(qū)、徑流控制區(qū)、河道控制區(qū)、水庫濱岸控制區(qū)、水庫控制區(qū)等5個區(qū)域同步實施，強力推進以下七方面的工程建設(shè)。

(1)點源治理工程。積極推進流域內(nèi)煤礦的取締關(guān)閉，對暫不能取締的必須進行資源整合重組，減少煤炭企業(yè)數(shù)量，督促其建設(shè)與產(chǎn)能相匹配的污水處理設(shè)施，確保礦井水達標排放或回用；及早外運原瀚宇焦化廠、原土法煉焦場、原黃金開采點遺留的棄土廢渣，消除污染隱患；加快移民新區(qū)建設(shè)，盡快將一級保護區(qū)內(nèi)的住戶全部搬遷；盡快建設(shè)平關(guān)小城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施，最大限度地減少生活污水對流域水質(zhì)的影響。

(2)村落污染治理工程。啟動實施生活污水處理項目。流域內(nèi)共有59個自然村落(含4個移民搬遷點),根據(jù)村落規(guī)模和排水條件統(tǒng)籌污水收集系統(tǒng)布局，除石腦村委會所在的自然村較為集中可單獨修建污水收集處理系統(tǒng)外，其余村寨可通過管網(wǎng)或溝渠將污水收集后集中處理，同時根據(jù)污水排放量和村落自然條件選擇合適的處理工藝，推薦選用表流濕地工藝或氧化塘濕地工藝。抓好村落垃圾收集處理，按照“戶保潔、村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運、縣處理”的原則，結(jié)合自然村的規(guī)模大小，在各村設(shè)置垃圾收集點，在人口相對集中、交通便利的地方設(shè)置垃圾收集房，通過專用垃圾運輸車運到垃圾中轉(zhuǎn)站，最后送至縣城垃圾填埋場進行衛(wèi)生填埋或處理。增加人畜糞便處置設(shè)施，在推進沼氣池建設(shè)的基礎(chǔ)上，加快“一池三改”步伐，對戶廁、畜廄進行改造，逐步解決人畜糞便污染問題。抓好清潔能源推廣利用，鼓勵扶持當?shù)孛旱V企業(yè)投資興建瓦斯民用設(shè)施，為附近村民提供清潔能源。對村民建設(shè)沼氣池、購買太陽能等利用清潔能源的，給予適當?shù)馁Y金補助，減少對煤炭、木材等資源的消耗。

(3)農(nóng)業(yè)面源污染治理工程。經(jīng)測算，農(nóng)業(yè)面源污染源入庫污染物中總氮和總磷分別達到66.66和1.72 t/a，是導致流域污染的重要原因之一。為此，一是要調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展經(jīng)濟林業(yè)、無公害食品、綠色食品，控制高施肥量農(nóng)作物發(fā)展，推廣不施用或少施用化肥的農(nóng)作物(如蕎麥、馬鈴薯、油菜、魔芋、生姜)和經(jīng)濟林果；二是要調(diào)整施肥系統(tǒng)，推廣測土配方施肥和專用控釋配方肥示范，加大綠肥的種植面積，推廣有機肥、秸稈還田覆蓋等技術(shù)，逐步減少化肥的施用量，從而減少化肥流失對水體的污染；三是要減少農(nóng)藥的施用量，積極推廣生物防治技術(shù)，發(fā)掘和使用植物性農(nóng)藥和土農(nóng)藥，減輕流域環(huán)境污染。

(4)水土流失治理工程。重點加強對5 142.15 hm2中度侵蝕及以上強度水土流失面積的治理，減少泥沙入庫量，削減入庫污染物量，保證入庫河流水質(zhì)；對流域內(nèi)20家砂石廠、石料場采用淤泥進行礦山跡地底層土質(zhì)改善，實施礦山跡地修復；做好煤矸石堆場的覆土綠化，預(yù)防煤矸石流失；通過修建攔沙壩、谷坊等治理侵蝕沖溝，減少水土流失；加強植樹造林，增加植被覆蓋率。

(5)水源涵養(yǎng)林建設(shè)工程。采取工程造林、封山育林、退耕還林和低效林改造等方式，因地制宜，分梯次，分土質(zhì)，選擇合適樹種大力發(fā)展人工林，比如在環(huán)庫公路及沿岸選擇常綠樹種及闊葉樹種如青岡、香椿和杜鵑等建成景觀林，在庫區(qū)以上近山宜林荒地選擇適宜當?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的華山松、柳杉等建成水源涵養(yǎng)林，不斷提高流域森林覆蓋率。

(6)河道綜合整治工程。及時清理江浪河及其支流河道內(nèi)淤積的泥沙、垃圾；修建沉沙池和攔污柵等；對坍塌段河埂進行加固并綠化；在清理土法煉焦跡地的基礎(chǔ)上，清除所有污染土壤，實施復耕和植被恢復。

(7)庫區(qū)末端再削減工程。在一級保護區(qū)邊界修建物理和生物隔離設(shè)施，形成喬、灌、草合理配植的復合型生態(tài)屏障，防止人類活動對水源地的破壞，攔截污染物進入水體；采取建設(shè)綠籬隔離帶、喬草防護帶、灌草濕生帶、挺水植物帶和浮葉、沉水植物帶等水庫濱岸帶全系列生態(tài)修復工藝，實施水庫濱岸修復，把好入庫水質(zhì)的最后一道關(guān)口；在水庫周邊條件允許的區(qū)域，修建截污溝，控制水庫周邊面源污染，降低氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)對水庫的污染。

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