三姑泉域水環境質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，山西 太原030024 3.山西財經大學，山西太原030001)

三姑泉域水環境質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，山西 太原030024 3.山西財經大學，山西太原030001)

為確保三姑泉域水資源的可持續開發利用，采用常規方法對泉域水環境質量進行了評價。結果表明:三姑泉域的地表水和地下水已不同程度遭受污染，水環境的污染與煤礦開采以及工業廢水和生活污水的不合理排放有關。結合當地實際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提供科學依據。

三姑泉域;水環境質量;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，多年的水資源開發利用在我國經濟和社會的發展中做出來巨大貢獻。然而，在我國很多地區，由于片面追求經濟的發展，忽視了對水資源的保護，造成水污染問題日趨嚴重。近年來，水污染問題在我國受到了廣泛的關注，國家投入了大量資金對污染水進行治理，取得了一定成效。同時，許多學者針對水污染進行了分析研究［1－6］，并取得了有意義的研究成果，為指導水污染防治等提供了科學依據。盡管如此，中國目前面臨的水污染問題依然相當嚴峻，如果不采取有效控制對策保護我國寶貴而有限的水資源，必將會產生嚴重的社會問題。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，并產生水污染等問題。隨著泉域經濟的轉型發展，對作為主要供水水源的巖溶水需求會進一步增大，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，其水環境質量的好壞直接關系到泉域的用水安全及人民生活質量的提高。為確保三姑泉域水資源的可持續開發利用，對泉域水環境質量進行評價是非常必要的，其意義重大?；诖?，采用常規方法對三姑泉域水環境質量進行評價，并結合當地實際提出泉域水污染控制對策，以期為泉域水資源管理和保護提供科學依據。

1 泉域概況

三姑泉出露于晉城市澤州縣河西鄉孔莊村東北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灰巖，現已被青天河水庫淹沒。泉域范圍包括晉城市城區、澤州縣、高平市和陵川縣大部，總面積2 571 km2?？傮w地勢是四面環山，中部低且地形較平坦開闊。地貌類型為中山區、低中山區、低山區、丘陵區及山間河谷區。泉域屬暖溫帶大陸性季風氣候，降水量集中于6～8月，多年平均降水量為609 mm。區內主要河流為丹河，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條件起控制作用的主要構造體系有晉獲褶斷帶和丹河小“山”字型構造。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 水環境質量評價

2.1 地表水環境質量評價

三姑泉域地表水環境質量評價采用地表水水質監測資料，選擇 pH、總硬度、溶解氧、高錳酸鹽指數、COD、BOD、總磷、氨氮、銅、鋅、氟化物、總砷、總汞、總鎘、六價鉻、鉛、氰化物、揮發酚共18項指標，采用《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)，以單項因子“就高不就低、從優不從劣”原則進行評價，以標準中的Ш類標準計算超標倍數。評價結果見表1。

表1 地表水環境質量評價結果

由表1可以看出，長河符合Ⅲ類水質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廢水排入，水質下降為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仍為Ⅲ類;丹河符合II類水質的地段在上游的河源至趙莊段，劣Ⅴ類水質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的工業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，這些地區受到煤礦和工業企業排放的廢污水污染，河流全年為劣V類水質。

以上情況說明，泉域地表水已經不同程度遭受污染質的污染，而且部分河段的污染已經相當嚴重。

2.2 地下水環境質量評價

三姑泉域地下水環境質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《地下水質量評價標準》(GB/T14848－93)所列分類指標劃分為五類，代號與類別代號相同，不同類別標準值相同時，從優不從劣。綜合評價采用加附注的評分法。評價結果見表2。

表2 地下水環境質量評價結果

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，水環境質量良好的有21個，較差的有15個，分別占總水樣數的58.33%和41.47%。泉域淺、中層孔隙水和裂隙水水環境質量普遍較差，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境質量良好，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，水環境質量較差。

2.3 水污染原因分析

三姑泉域存在大量的煤炭開采區，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生的礦坑排水，其pH值大多超標且為酸性水，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、機械油脂等嚴重污染物，排入地表后直接污染河流水質，受污染的地表水經過水文循環，補給河道周圍的松散層孔隙水，導致淺層孔隙水水質間接受到污染，礦化度、氨氮、COD、BOD、硫酸鹽等嚴重超標。同時煤礦區內的煤矸石及其它固體廢棄物未經防滲處理而在礦區內長期堆放，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的污染。另外，三姑泉域內經濟的快速發展，工業企業和人口較多，許多工業廢水和生活污水未經采取任何處理措施直接向附近河道排放，致使河流中的COD、氨氮等嚴重超標，地表水遭受污染，隨著污染地表水對地下水的補給，造成地下水水質惡化，特別是對于埋藏淺、易遭受污染的淺、中層水井來說，當河水通過地下水孔隙、裂隙滲漏段時，受污染的河水入滲補給地下水，造成孔隙水、裂隙水的污染，這就是大多數淺 、中層水井水環境質量較差的原因。對于巖溶水來說，一方面當污染河水通過灰巖滲漏段時，河水入滲補給地下水，造成巖溶水的污染，另一方面當污染的孔隙水、裂隙水與巖溶水有水力聯系時，通過越流方式污染巖溶水，這就是個別深水井水環境質量較差的原因。

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

3 水污染控制對策

3.1 加強礦坑水和固體廢棄物的管理

對煤礦礦坑排水進行收集處理，達標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《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》進行處理，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 工業廢水控制

3.2.1 系統規劃，綜合管理

重點保護好丹河、巴公河及北石店河的水資源，嚴格控制好有機污染源，特別是對COD、BOD這兩個參數應重點控制。另外，還應控制好氨氮排放及氟水源的監測。突出重點，加強排污總量控制的檢測與管理，加大對總量控制斷面的監督檢測的頻次，運用先進的科學技術手段，開展污染點源的總量控制檢測與論證，督促泉域內所有企業加強污水處理設施的管理。

3.2.2 確保工業廢水排放達標

首先各企業要搞好廢水治理方案的論證和篩選，選擇科技含量高、運轉費用低、工程投資少、運行管理方便、設備壽命長、占地面積少的廢水治理技術。其次把廢水治理和生產、經營放在同等位置，嚴格實施檢測與管理，通過建立自動監測體系和建立人工檢查監測制度，有效地控制偷排、超排現象，促進泉域水環境質量逐步改善。各工業企業要落實廢水治理、水資源循環利用的綜合治污思路。

3.2.3 把住新污染源生產關

嚴密監控重點企業、嚴厲查處環境違法行為、嚴格審批建設項目環評、嚴肅追究環境違法責任。切實把轉變經營增長方式、產業結構調整與解決結構性污染結合起來，優化資源配置，避免低水平重復發展，從源頭上治理新污染源生產關。為避免建設項目在建設及運營過程中對泉域水環境造成影響，必須嚴格進行建設項目對三姑泉域水環境影響評價，在泉域范圍內新建、改建、擴建工程項目，建設單位須持有環境保護行政主管部門和主管該泉域的水行政主管部門批準的對泉域水環境影響的評價報告，計劃部門方可立項。

3.2.4 提高廢水處理技術水平

近年來廣泛發展起來的氣浮、高梯度電磁過濾、臭氧氧化、離子交換等技術，都為工業廢水處理提供了新的方法。有關部門應加大對各工礦企業的管理，促使其提高污水處理技術水平，確保廢水處理的高效性，達標排放或回用。

3.3 居民生活污水控制

3.3.1 加強對城鎮生活污水的管理

對城鎮生活污水進行收集，綜合考慮投資、占地、運行維護和水質要求，采用與當地經濟水平相適應的處理工藝對污水進行處理。逐步完善脫氮、除磷工藝，提高氮和磷等營養物質的去除率。建議在泉域人口相對密集的城鎮，建設生活污水收集管網和污水處理廠。

3.3.2 嚴禁垃圾亂堆亂放，建設城市垃圾衛生填埋場

嚴禁泉域居民對生活垃圾進行亂堆亂放，可在人煙稀少、地層不漏水的地區建設城市垃圾衛生填埋場，進行生活垃圾封閉堆存，并要遠離地表水體。

綜上所述，三姑泉域水污染控制是一項復雜的系統工程，不能單靠某一個方面和環保部門一家，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，全力推動泉域的水污染控制。

4 結語

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

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

3)本文提出的水污染控制對策可有效保護三姑泉域水資源。

4)研究成果為三姑泉域水資源管理和保護提供科學依據。

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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。