沧州市地下水污染现状分析及防治对策探析

王凤瑞，王玉智

(河北省沧州水文水资源勘测局，河北 沧州 061000)

沧州市地下水污染现状分析及防治对策探析

王凤瑞，王玉智

(河北省沧州水文水资源勘测局，河北 沧州 061000)

沧州市位于河北省东南部，东临渤海，当地淡水资源匮乏，工农业用水以开采地下水为主。工业废水的无序排放，农业化肥农药的过量使用，对地下水资源污染严重。由于过度开采地下水，形成了地下水漏斗，引发地面沉降及海水入侵等地质灾害。为应对这些灾害，采取必要的防治对策，减少对地下水的污染，保持地下水资源的可持续利用。

地下水；污染；防治

沧州市地处华北平原东部，总面积14 056 km2，东临渤海，北靠京津，境内河流众多，主要行洪河道有子牙新河、子牙河、漳卫新河、捷地减河等。上游河水经上述河流入境，向东排入渤海。多年来，沧州境内河流几乎全部断流，有水河道如子牙新河、北排水河等主要以上游污水排放为主，可供利用的地表水十分有限，人们的生产生活以开采地下水为主。随着经济的不断增长及工农业用水需求的不断提升，地下水开采量持续增长，造成地下水污染严重。

1 沧州市水文地质条件

1.1 含水组的划分

沧州地下水按地层分为五个含水组。浅层地下水为第I含水组，底板埋深约40 m。深层地下水指第II-V含水组，第II含水组底板埋深40～17 m；第III含水组底板埋深220～420 m；第IV含水组底板埋深350～550 m，第V含水组底板埋深550～850 m。

1.2 地下水补、径、排条件

地下水的补、径、排条件主要决定于含水层的埋藏条件、成因类型、开采状况等因素。

1.2.1 浅层水

浅层水的径流、补给、排泄条件受地形、气象、水文、植被、河道分布以及人工建筑等因素影响。大气降水为主要补给来源，地表水入渗、灌溉回归入渗次之，侧向补给很少。沧州地区中西部径流条件相对较好，东部较差，沿海一带由于地势开阔且平坦，基本近乎于滞流。排泄方式主要有蒸发、开采以及越流补给等。天然状态下地下水的流向与地形倾斜相一致，即由西南流向东北，但由于受开采影响，地下水流向开采区，因地形平坦，水力坡度小，故地下水运动缓慢。

1.2.2 深层水

沧州地区深层水天然径流方向由西向东，由山前平原至渤海地区，径流缓慢，主要为侧流补给。但因几十年来，由于工农业生产的需要，过量开采深层水，致使本区内出现了区域性地下水位降落漏斗，改变了原有的地下水的天然流向，致使地下水向漏斗中心汇流，主要为接受上覆浅层水的越流补给，其次是侧向径流补给，径流迟缓。西部含水层颗粒粗，径流条件较好，东部含水层颗粒较西部细，含水层在水平分布的连续性、延展性和稳定性比较差，导致径流明显迟缓。深层承压水开采前基本处于封闭状态，边界径流排泄量很少，七十年代以来，本区主要以人工开采深层水为主的排泄途径。

2 地下水污染的主要来源

2.1 化肥

据统计，1T化肥可增产粮食3T。现代农业粮食产量至少有1/4是靠化肥获取的。而农业发达国家甚至可高达50%～60%。自50年代至今，世界化肥总用量增加了8倍，且每年以8%的速度递增。大量使用氨肥会致使地下水中硝酸盐含量明显增高；大量使用磷肥会引起地下水中镉离子等升高；使用钾肥可使地下水中化学成分及类型复杂化。化肥污染地下水的问题，在全世界内普遍存在。近20 a来，地下水中硝酸盐浓度以大约1～3 mg/L每年的速度增长。

2.2 农药

世界粮食产量减产10%以上与农作物的病、虫、草害有关。为减少病虫草害，目前世界化学农药总产量已超过200万 t，品种达1 000种以上。每年农药投入施用量已超过180万 t，造成了粮食、土壤、地表水、地下水的污染。生物降解是消除土壤农药污染的重要途径，但一些强残留性农药滞留时间可长达30 a。农药由降水入渗或从水田通过饱气带(土壤)进入饱水带的地下含水层中，还有的直接通过落水洞、水井和补给地下含水层的河水一起渗入到地下水含水层中。当淋溶作用发生在承压含水补给区时，则随着地下径流扩散，造成区域性大面积污染。为制止农药污染地下水，美国、乌克兰、日本等国相继开展了保护地下水免遭农药和硝酸盐污染行动及对相关领域的研究工作。这些研究使我们对农药在包气带的分布、迁移机理及对地下水潜在污染危害等方面，有了较深刻的认识。研究表明，许多地区发生的如：癌症、肝脏疾病、胃功能损害及中枢神经系统紊乱等疾病，都与农药对地下水的污染有直接关系。

2.3 污水灌溉

化粪池、污水坑或污水库的直接渗漏，是地下水污染的又一重要途径。而污水灌溉更会造成大面积的地下水水质恶化。在与疾病蔓延有关的地下水污染中，化学污染的危害只占其中一小部分，面细菌病毒污染才是主要的。

通过化粪池渗入地下的污水中，带有大量细菌和病毒。在包气带条件下，细菌能以很快的速度和较高的浓度运移到200～300 m的距离。当污水排入到钻穿基岩的钻孔时，细菌可以迅速转移到更远的距离。病毒能通过粘土层、油页岩、石灰岩横向渗入到相距100 m左右的水井中。污水中的细菌和病毒，在地下水中存活时间也比较长，某些沙门氏杆菌存活时间可超过100 d，病毒至少可以存活28 d。野外测定还表明，病毒可以长时间存活在地下水中。

城市工业废水和矿坑水用作灌溉，造成地下水中氰化物、酚与铬、铅、镉、锌等重金属离子含量的增高。

3 沧州市地下水污染现状

3.1 浅层地下水污染现状

根据沧州市水质监测网的监测数据，在2015年全区共37个浅层地下水观监测站中，pH、溶解性总固体、总硬度、氯化物、硫酸盐、高锰酸盐指数、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、氟化物、氰化物、砷、挥发性酚类、铬(六价)、铜、铅、镉、铁、锰、汞等20项，按国家地下水质量分类指标(GB/T14848-1993)III类水标准进行评价，37处浅层地下水均不达标，其中主要污染物为：溶解性总固体超标率达97.3%，硫酸盐超标达86.5%，总硬度和氯化物超标达83.8%，氨氮超标达51.4%。超标最为严重的溶解性总固体、硫酸盐、总硬度、氯化物等项目，其主要原因还是由于沧州的地理位置和地质结构造成的，属于原生污染。

3.2 浅层地下水多年水质变化

浅层地下水水质受多种因素影响，主要受降雨、灌溉回渗、化肥农药等因素影响，水质变化没有统一的变化规律，各地由于降雨、灌溉、施肥、用药等作用不一致，各测井水质变化没有统一规律。以沧州市部分站2010年-2015年溶解性总固体和氯化物含量统计列表为例。

表1 2015年沧州市浅层地下水超标项目统计

表2 沧州市浅层地下水典型代表站多年溶解性总固体含量变化 mg/L

表3 沧州市浅层地下水典型代表站多年氯化物含量变化 mg/L

3.3 深层地下水污染现状

根据沧州区域深层地下水2015年水质监测资料，17项全部符合《地下水质量标准》(GB/T14848-1993)中III类水标准的仅占6.9%。其中超标最为严重项目为氟化物，超标率达88.1%，其次为氯化物、溶解性总固体、pH、硫酸盐等，超标率分别为17.8%、13.9%、5.9%、4.0%。沧州地区深层地下水中氟化物严重超标，其含量最高可达5.4 mg/L，超标4.4倍。

深层地下水氟化物分布不均，运河以西献县、河间、肃宁任丘氟化物含量略低，约在0.5～2 mg/L之间；沧县、泊头、青县及以东各县氟化物含量较高，普遍在2～5 mg/L之间，东光、孟村、南皮、盐山等地深层地下水中高含氟量比较集中，个别地方甚至会超过5 mg/L。

4 防治措施

(1)开展对农药、化肥和污水灌溉对包气带、包水带中有害物质运移和积累规律的研究，在环保部门充实水文地质、地球化学专业人员，发挥多学科综合研究和业务上综合管理的作用。

(2)提倡科学施肥。现在农业中大量施用化肥，被作物吸收只有约一半左右，其余少量挥发到空气中，大部分淋滤渗入地下。科学施肥应对不同田块的土壤进行化验，根据化验结果决定施肥的各类和施肥量，提倡使用有机肥及生物生长激素。

(3)科学控制污灌，减少工业污水的排放，加强污水处理的技术手段，尽量减少甚至避免污水灌溉的数量。

(4)加强宣传尤其是农村地区的宣传，提升人们环保意识，科学化管理农田，减少农村有害工业污水的排放量。

5 结语

加大污水处理力度，强化污染防治。加大城市污水处理投资，采用先进的设备，提高水的重复利用率，降低水污染成本。农业用水可推广更先进的灌溉技术，在满足农作物生长要求的同时达到节水的目的，减少地下水开采量。企业用水提高生产工艺，改进污水处理设备，提高污水处理率，减轻对地下水的污染。此外，可以合理配置洪水资源，利用洪水回补地下水，修复地下水环境。

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2016-10-31

王凤瑞(1978-)，男，河北沧县人，高级工程师，主要从事水文水资源研究工作。

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1004-1184(2017)01-0059-03