地下水污染的调查与防治

□ 孙惠聪 孙乃武

水是人类生存环境中的重要组成部分，以气、液、固三种状态而存在，遍布于海洋，地面的江河湖泊，地下浅层和深层的水，高山积雪与寒冷地区的冰雪、大气中的水蒸气等等之中。

水在自然界循环中形成海洋、河流、湖泊、地下水层等天然水体。同时，在自然界循环中，几乎每个环节都有杂质混入，使水质发生变化，形成不同水质的水。人类社会为了满足生活和生产的需要，从天然水体中取用大量水作为生活用水和生产用水，在使用过程中随时都有杂质混入，使水受到不同程度的污染，变成了相应的生活污水和工业废水，排入到天然水体，构成了水的社会循环。研究开发利用好水资源并对其进行保护，使其永续利用是水利部门的主要工作。

笔者针对多年工作中接触过的水污染实例，站在污染防治角度加以探讨分析，从而证明加强地下水源卫生防护工作的必要性。

案例一：工业废水污染地下水源

铁力市铁力镇处在呼兰河一级阶地上，其支流铁夹河由东至西在城中通过。1986年以前，上游原木材干馏厂制胶厂生产尿醛胶，它的主要原料为甲醛和尿素，生产废水直接排入铁夹河。据环保部门统计，每年甲醛最大折存量可达到3.11t。当时镇内用水靠的是手压井和缸管井（用泵抽），汲取的是与河水有水力联系的第四纪松散层中的浅层水，井水被污染后出现异味。更为严重的是，这种异味逐年向河流两岸民用井中增大和蔓延。调查得知，有一家靠近水体较近的居民，家里的一位女中学生当时出现了眼痛、头痛症状，不能正常上学。经相关大医院诊断为典型的甲醛中毒反应。1987年铁力镇集中供水后，此种状况得到彻底改变。

案例二：水介传染病污染地下水源

海林市横道河子镇铁路水源建在横道河漫滩上，靠傍河型大口井汲取与河水有着密切水力联系的地下水供应铁路机车用水，后扩大到为附近居民供水。1989年春季，因河边住户临河厕所中携带外来病原菌的排泄物被雨水冲入水体，结果造成肠伤寒传染病迅速蔓延，几天内近百人出现了水介传染病，好在有关部门发现及时，采取了相应措施，才得以控制。铁路水源重新改建后，此种情况彻底改变。

案例三：地面污染源影响地下水合铁层

海林市旧街乡烟碱厂是一个以烟叶梗为原料生产农药的企业，工厂建在海浪河河漫滩上，生产用水靠管井汲取第四纪孔隙潜水,经机械曝气，锰砂除铁罐处理后使用。该设备一用一备，且间歇运行。运行一年多，因罐内滤料板结，无法保证水质而停产。在解决工厂用水时，工作人员现场踏勘发现：厂区外上游为西旧街村，村后为“牛轭湖”（背河）。西旧街村的垃圾、污水都堆积和排放到“牛轭湖”内，多年积累，污染严重。据村民讲，只有海浪河涨水时这些垃圾才能被洪水清理一次。在附近取土点发现，隆起地层白垩纪沉积岩出露点断面上红色含铁岩层清晰可见。经分析，当用管井取水时，地下水影响半径内污染源中的有机物等将地层中铁还原成二价铁溶入水中，致使管井原水含铁量不断持续升高。

案例四：查明地下水污染源，设立卫生防护区，地下水除铁水源水质指标是可以有效控制的

海林市海林镇二水源扩建工程，是1989年进行地下水资源初勘、1990年进行了地下水资源详勘的，对水源拟建区域近10km2的范围进行了水文地质勘探。抽水试验时对钻孔水质进行了检验，结果发现越靠近污染源（沤粪坑、田间泡沼等），水中含铁量越高，且与污染程度相对应。水源设计时采用了地下水除铁工艺流程，即：地下水——跌水曝气——人工锈砂过滤——消毒——清水池——用户。勘探时检验最高含铁量为3.75mg/L，一般为2.19mg/L，最低处为1.2mg/L。水源采用傍河型大口井加辐射管取水，经省矿产储量委员会批准可采量为1.2万t/日，设计取水能力为1.1万t/日。

水源建成后，设立卫生防护区，对取水构筑物影响半径范围内的污染源进行了彻底清理（如坟地、粪坑等），对防护区内用肥进行了限制。经多年运转，水中含铁指标逐年下降，含铁指标现已接近水质标准要求。对二水源原水含铁量逐年下降这种运行工况进行研究分析表明，二水源水源勘探取样编录时，白垩纪沉积岩中有典型的含铁层，此种情况完全符合地下水除铁理论中“地壳岩土中的铁质大量进入地下水中的几种途径”：

1.含有二氧化碳的地下水对岩土中二价铁的溶滤作用。

对氧化亚铁：FeO+2CO2+H2O=Fe(HCO3)2

对碳酸亚铁：FeCO3+CO2+H2O=Fe(HCO3)2

2.三价铁在还原条件下被还原为二价铁而溶解。在富含有机质的地层中，常由于微生物的强烈作用而处于嫌气的还原条件下，这时溶解氧气被消耗殆尽，有机物进行嫌气分解产生出大量硫化氢、二氧化碳、沼气等。三价铁被硫化氢还原的过程如下：

Fe2O3+3H2S=2FeS+3H2O+S

硫化铁在二氧化碳作用下溶于水中：

FeS+2CO2+2H2O= Fe(HCO3)+H2S

这可能是河漫滩及一级阶地地区中地下水中铁质的主要来源。

3.一些有机物和铁生成复杂的有机铁质溶于水中。

4.铁的硫化物氧化而溶于水中，如：

2FeS+7O2+2H2O=2FeSO2+2H2SO4

常为酸性水中铁质的主要来源。

从以上调查分析可以看出，地下水的污染主要来自以下几个方面：

一是工业废水污染。工业废水污染地下水是逐年富集的，污染与治理是不可逆的，其造成后果是无法估量的。改变此种污染的唯一办法是另辟水源。

二是病菌、病原菌污染。农村过去用的厕所多为旱厕，容易引发水介传染病。随着新农村建设和农村泥草房改造的快速推进，现在农村也开始采用室内厕所。为了排水顺畅，将渗井直接设在透水层上，破坏了地下水保护层，造成地下水污染，更容易发生水介传染病。

三是生活垃圾污染。生活垃圾的随意堆放可导致地下水中三价铁还原为二价铁，其污染程度直接影响水处理效果，严重污染时可使水源井报废。

四是农业生产污染。在实际工作中发现农业污染日趋严重，除大量施肥和使用农药外，有些人还把用过的肥袋、药瓶随意丢弃，造成地下水污染。

多年来，国家大力开展农村饮水安全工程建设，农村饮用水现状取得了显著改善。面对当前的联片集中供水，如何保证农村饮水安全工程持续健康发展，笔者认为应该采取以下措施：

一是加强水资源卫生防护宣传，科学划定农村饮用水源防护区，并通过各级政府将这项工作落到实处，增强人们的水环境保护意识。

二是在今后建设水源取水工程时，首先应进行水源环境状况调查、评价（评价污染源对地下水水质产生的影响和潜在影响），水源位置确定后，应立即建立水源卫生防护区。

三是采用地下水时，应进行水资源评价，查清地下水流向、水力影响半径及水质等参数，以便建立水源卫生防护区。

四是对已建成水源工程的卫生防护环境进行整治清理，明确划定卫生防护区。

五是结合新农村建设发展规划的编制工作，充分考虑污水处理方案和农村排水系统建设。