邓 强 伟
(中国辐射防护研究院环境工程技术研究所,山西 太原 030006)
谈农村生活饮用水水质的影响因素
邓 强 伟
(中国辐射防护研究院环境工程技术研究所,山西 太原 030006)
从天然背景条件与人类活动两方面,分析了影响农村饮用水水质的因素,并探讨了各因素的产生原因与作用机理,为改善我国农村生活饮用水的水质问题提供了依据。
农村饮用水,水质,人类活动,地下水
随着机械化的发展、新农村的建设规划,农村面貌在很大程度上有了提升,但随之而来的一些问题也慢慢浮现在人们的视野中,比如与人们生活息息相关的饮用水水质问题。其实,影响生活饮用水水质的因素并不是单一的,有些地区因为地下水的天然补给、径流和排泄条件而引起的地质环境中化学元素的缺乏或富集,比如饮用水中缺碘引起的甲状腺肿、含氟量过高引起的慢性氟中毒等[1];有些地区因为各种人类活动对地下水水质产生影响,比如各种生活垃圾的无序堆放[2]、农药与化肥的过量使用[3]等;有些地方这两种因素同时作用。本文分别从天然背景和人类活动两方面对农村生活饮用水水质问题的影响来源进行分析。
在地质历史发展过程中,逐渐形成的地壳表面元素分布的不均一性,在一定程度上控制和影响着生物的发育,有时这种不均一性超出正常变化的范围,就会造成生物各种各样的地方病。比如世界各地广泛分布的地方性甲状腺肿,各内陆干旱盆地区的氟中毒,低硒地区的克山病,都是因为地下水在循环过程中的水质交换作用造成的。
甲状腺肿分布的区域性差异取决于岩石、地形和土壤特性:在侵蚀淋滤地区,碘易于迁移流失;在石灰岩地区,水、土壤中钙含量多,碘很易与钙结合,影响农作物对碘的吸收;在腐殖质多的地区,土壤中有机质丰富,碘容易被有机物牢固结合,使得能被吸收的活性碘减少;在沙土地区,由于对碘吸附性强的粘粒及胶体少,有机制缺乏,也会造成碘量流失;在第四纪冰川剥蚀作用地区,土壤中的碘含量也比较低。而在饮用水源中含碘量少于10 μg/L的地区,就有可能发生地方性甲状腺肿。
氟中毒则是由于饮用水源中的含氟量过高引起的,在一些干旱的内陆盆地和盐渍化特别发育的滨海地带,氟会大量聚集,使得这些地区的水和土壤中的含氟量超过正常含量的几十倍到几百倍。除此之外,在含氟磷灰石地区、某些温泉地区或者氟污染的地区,也会有含氟量增高的现象。
人类活动产生的污废水、腐殖质和各类排泄物通过包气带下渗进入含水层,使地下水中聚集大量有机质、微生物和各种对人体有害的物质,水质发生变化,造成地下饮用水被污染。除此之外,有些人类活动也会大规模地改变地下水的形成条件,使地下水成分发生变化。
2.1 不完善的排水系统
大部分农村都有稳定的供水来源,然而,排水系统却并不完善。有些村庄没有排水系统和污水处理系统,家庭生活污水、养殖污水基本就地排放[4];有些村庄现有的明沟排水系统已经年久失修或者堵塞,排水沟的收集能力达不到路面排水的要求,下雨的时候,积水从路面蔓延而过,汇集各类生活污水和垃圾淋滤液,导致土壤、地表水和地下水被污染。
2.2 生活垃圾的无序堆放与填埋
农村不科学的垃圾处理方式已经给农业的可持续发展留下了严重后患,同时也威胁到居民饮用水的安全。许多农村地区没有垃圾填埋场或者焚烧处理设备,也没有集中的生活垃圾堆放点,由各户随意填埋。各类生活垃圾在没有任何处理及分类的情况下,填埋在随意选择的土坑里,或者不适宜的地方,如水源地沿岸、泄洪道内、村庄居民点的边缘地带等,也没有有效的防渗措施和将降水排出场外的排水沟与收集池,使得生活垃圾淋溶液通过包气带进入含水层,污染地下饮用水源。
2.3 农药与化肥的过量使用
追求产量从来都是农业生产的最高目标,而化肥和农药被认为是提高产量的最佳途径,但是过量使用化肥和农药往往会造成严重的后果。过量施肥造成了土壤板结和酸化,造成农作物产量及质量下降[5],而且导致耕地的盐碱程度逐步加重[6];过多地使用农药后,大量未被利用的农药经过降雨、农田渗滤和水田排水等方式进入水体,对地下、地表水体造成污染,水生生态系统遭到破坏[7]。
除此之外,农药与化肥的包装也会对土壤与水质造成污染。
2.4 简陋的厕所设施
由于没有完善的污水排放系统和处理系统,农村的厕所仍然使用传统的家庭粪坑。部分地区甚至使用完全没有防渗的旱厕,在院子里挖个土坑,直接排在里面,不仅污染比较严重,而且存在安全隐患。有些厕所虽然进行了改造,也只是用水泥砌个地埋式化粪池,不让粪便裸露,污水仍然得不到处理,而且时间久了还会发生渗漏。尤其是在学校等公共场所的厕所,污水产生量大,渗漏的可能性也增大,这些渗漏的污水日积月累,也是一个很大的地下水污染来源。
2.5 渗井监管的空白
把污水注入井下的做法并不新鲜,考古人员曾在汉唐长安城遗址中发现院落中有渗井[8]。此举虽然在短期内会取得了一定的成效,但长此以往渗井会加剧地下水的污染。在不知不觉中,地下污染由点到线,由线到面,由小片到大片,逐步扩大。因此,唐朝后期的长安城内的地下水已经受到了比较严重的污染。到了唐末,长安城内的地下水基本上都不能饮用,唐朝以后的各朝各代也不再把首都设在长安。
有些农户为了方便在家里打渗井,部分比较深的可能会直通地下水含水层,这些污水在失去土壤的净化过滤后会严重污染地下饮用水源。
2.6 过量开采地下水
在有许多分散式人工水井的农村里,由于取水便利,成本较低,人们对生活用水并没有节约意识,在使用过程中不加以节制,不仅造成地下水资源的浪费,同时也产生了大量的生活污水。
在一些地下水比较丰富的地区,农田浇灌以漫灌为主,浇地时把整个田块都放满水,如果田间土地不平整,要使地块都漫上水时,所用的水量就要更大了。其实浇地的目的是让庄稼根部获得和保持必需的水量,浇其余地方完全没有必要,也很浪费,而且漫灌可能会导致土壤盐碱化[9],使得浅层潜水矿化度增高。
过量开采地下水必然造成水位降低,补给速度加快,水在地下净化时间变短,对含水层中的孔隙或裂隙冲蚀能力加强[10],而且局部水位降低会造成地下水降落漏斗,进而增加了地下水的补给范围,产生了新的补给来源和径流途径,扩大了受污染面积。水量减少也会造成污染浓度增大,水质发生变化。
过量开采地下水产生地裂缝,造成地面沉降[11],可能会沟通地表污水与地下水的联系,使得地表污水更容易进入地下含水层。
2.7 工矿企业的历史旧账
污染比较严重的工矿企业一般建在远离城市的农村地区。
现在的各类工矿企业都比较注意污水和固体废弃物的处理与排放,但是由于以前的部分产污企业污水排放不规范,随意堆放的固体废弃物也会因为降水产生淋溶液,一起进入土壤和地下水,污染的土壤难以恢复,持续污染地下水。
煤矿开采产生的冒落带和导水裂隙带会导通煤系地层以上的含水层,甚至到达地表,使得含水层间的隔水层失去作用,可能会使地表污水、含煤废水或者老空区积水直接进入含水层。以往的私挖滥采也对地下水水质产生了很大的影响。
煤炭或其他工业原料、产品在运输过程中,洒在道路两侧的物质在下雨天会随着路面积水进入含水层。
2.8 其他因素
农民生产生活需要大量的土,用于养殖、沤肥、垒墙砌屋[12],尤其是烧砖厂,取土量更大,据专家估计,目前每年因烧砖耗用黏土而破坏的耕地相当于一个中等县[13]。由于没有合理的规划,许多农民就地挖坑取土,改变了原有的地貌,形成了不同深度的土坑,下雨天容易聚集污水,继而渗入地下含水层。
农村的路面、庭院土壤裸露面积比较大,生活污水或者垃圾堆淋溶液,甚至农用机械维修或使用过程中泄露的油类,都会随着降雨渗入地下,影响到浅层含水层的水质。
因暴雨而引发的洪水或者泥石流,在通过村庄时会倒灌进水井,引发重金属、氨氮、矿化度和微生物等指标超标,使得灾害结束后一段时期内地下水都不适宜饮用。
有些地方会用工业用盐来消除下雪以后产生的道路积雪,积雪融化成的含盐废水也会污染地下水。
地下水是人们生活饮用水的重要组成部分,影响其水质的因素比较复杂,不同区域的地下水水质因为自然条件或人类活动影响产生的差异比较大。
1)天然地质条件形成已久,人类无法大范围改造,只能通过合理的选择地下水源或者人工改良用水水质来减轻环境背景对人类健康的影响。
2)人类的各种生产生活活动对地下水水质的影响,本质上还是因为人们环保意识的缺乏和相关配套设施的不完善,在这种情况下,部分地区饮用水源受到污染,并且未能得到有效消毒、净化,最终危及饮用人群的身体健康。为了保证农村生活饮用水安全,政府应当大力开展饮水健康的宣传,加强对饮水水源的卫生防护,减少生活污染源对地下水水质造成的潜在危险, 同时广泛发展集中式供水工程,在优化配置水资源的同时,也可以让老百姓喝上放心水。
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Discussion on the influence factors of rural drinking water quality
Deng Qiangwei
(ChinaInstituteforRadiationProtectionEnvironmentEngineeringDepartment,Taiyuan030006,China)
Starting from two aspects of natural background conditions and human activities, the thesis analyzes factors influencing rural drinking water quality, and explores causes and working mechanism, which has provided some guidance for improving domestic rural drinking water quality problems.
rural drinking water, water quality, human activity, groundwater
2016-11-20
邓强伟(1989- ),男,研究实习员
1009-6825(2017)04-0146-02
TU991.21
A