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六安市地下水环境与水污染的防治和治理报告

一. 序言

1.研究地下水的重要意义
地下水是一种重要的资源，但近年来地下水污染的问题在世界范围内日严重，已经成为一个相当普遍的环境问题。地下水是安徽省主要的生产生活水，近年来不断加剧的人类经济活动造成了安徽省地下水污染的不断恶化。主要表现为地下水中氯化物、硫酸盐、硝酸盐、总硬度、溶解性总固体等常量组份的含量有不断增高的趋势。
当今人类面临着着严重的水资源问题。地下水作为一种重要的水资源，世界上许多国家已经成为了人民生产生活用水的主要来源，世界范围内约有1／3的人口使用地下水作为饮用水。但人们在开发利用地下水资源的同时也在变着地下环境，并因此产生诸多问题，其中，水质污染是一个比较严重的问题。地下水一旦由于开发不当丽受污染，南予萁自净能力极弱，会对生态环境造成深远的负面影响，直接对人类造成危害。近年来地下水污染问题受到了较大关注，我国对地下水污染防治的研究工作已经开展起来，根据六安市地下水污染调查的相关资料，本文重点针对六安市的地下水污染进行了相关评价和研究。
地下水这一名词有广义与狭义之分。广义的地下水是指赋存于地下水以下岩土空隙中的水；包气带及饱水带中所有含于岩石空隙中的水均属之。狭义的地下水仅指赋存于饱水带岩土空隙中的水。因此人们的饮水等生活用水大量都是来自于地下水，所以研究地下水有着重要的意义及作用。

2.国内外研究现状
国外对地下水水化学的研究已经较为成熟。日本、瑞典、美国、芬兰和翻拿大等国相继对地下水的水化学特征进行了研究。Helgeson等阻3建立了水溶液中不可逆反的地球化学模型，这些模型是现代水文地球化学模拟的基础；Osmon等口’在美国加利福尼距和佛罗里达碳酸岩盐分布区，开辟了应用铀同位素对地下水进行研究的先例；Stumm等川出版了《水化学一天然水化学平衡理论》，较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法；Frengstad等强3对挪威地下水的水化学进行了研究，揭示了地下水中各元素浓度随pH值升高的原因；Edmunds等嘲逶过主量元素方法对墨西哥市地下承沿承流路径的地球化学演化、氧化一还原过程等进行了研究。
近年来我国对地下水水化学也进行了长期研究。宋长春等口1分析了吉林西部不丽地貌区地下水元素地球化学分异性，元素迁移地球化学过程的转化；郭占荣哺1对三屯河流域平原区地下水系统中的主要离子、TDS和水化学类型的特征及其变化进行了全面的分析；钱家忠等睁1分析了徐州张集永源地裂隙岩溶水水化学特征，提出了相应的环境保护措施；李向全等n们运用构造控水分析、水化学同位素等方法，对宁夏南部“南北古脊梁"岩溶裂隙水流系统进行了深入的分析和讨论；丁宏伟等n玛系统研究了河西走廊地区的水文地球化学特征，揭示了走廊平原地下水水化学组分在水平和垂直方向的演化规律，提出了颇具意义的水文缝球化学分带模式：辛宝东n嬲对北京房出地区卷溶地下水中的Ca2+、M92十、SO。卜、 F一、Sr弘等化学成分与其所在的含水层的地层岩性进行了相关分析，结果表明了岩溶地下水的化学特征主要取决于含水层岩石的化学成分。

二．区域概况
1.地理位置
六安市位于安徽西部，大别山北麓，俗称“皖西”，是大别山区域中心城市。现辖金安、裕安两区和寿县、霍邱、金寨、霍山、舒城五县，以及省级六安经济技术开发区和叶集改革发展试验区。全市188个乡镇、8个街道。总面积17976平方公里。总人口664.9万人。有29个民族，以汉族人口为主，少数民族占0.7%，以回族居多。2001年，国内生产总值180.6亿元，其中一产64.8亿元、二产57.2亿元、三产 58.6亿元；财政收入13亿元。
六安资源丰富而独特。这里水源充沛，水质优良。佛子岭、梅山、龙河口、响洪甸、磨子潭五大水库总蓄水量为67.3亿立方米。境内有木本、草本植物3800多种，各类水陆栖生脊椎动物500多种。盛产110多种名特优稀农副产品和1400余种中药材，粮、油、棉、麻、茶、茧、板栗、肉禽、羽绒、水产等产量多数居全省第一，六安瓜片、皖西白鹅及其羽绒、霍山石斛等称甲全国。境内已探明矿藏30多种，铁、金、铅、锌、石英石、花岗石、水泥灰岩等储量甚丰。
2.地层概况
六安市地层区划简表

地层大区
地层区
地层分区
地层小区
华北地层
大区(V)
晋冀鲁豫地层区
(V4)
徐淮地层分区(V412)
淮北地层小区(V。12。1)
淮南地层小区(V4,2-2)
华北南缘地层分区(V413)

北淮阳地层小区(v1341)
华南地层大区(VI)
南秦岭一大别山
地层区(VI。)
桐柏一大别山地层分区(V134)
岳西地层小区(V134-2)
肥东地层小区(V134-3)
扬子地层区 (VIt)
下扬子地层分区(V144)

江南地层分区(V145)

六安市主要为晋冀鲁豫地层区(V4)，位于六安一合肥一线、明光一庐江以北地区，又可分为徐淮地层分区(V412)和华北南缘地层分区(V413)。四系缺失中元古界、中奥陶统一下石炭统、中上三叠统。上太古界及下元古要是变质岩系，见于蚌埠、凤阳和五河一带。上元古界与下古生界主要为碳酸盐岩，上古生界为陆源碎屑岩，淮河南北均有分布。中生界主要是陆火山碎屑岩，出露于江淮波状平原区北部。新生界下第三系为盆地相的碎，主要隐伏于淮北平原西部和江淮波状平原区的中部，上第三系隐伏于淮原区中西部，为河流相半胶结砂及河流湖泊相粘性土，厚达数百米。
华南地层大区位于六安一合肥一线、嘉山一庐江一线以南地区，包括南秦岭一大别山地层区(V13)和扬子地层区(V14)。南秦岭一大别山地层区在安徽省仅见有桐柏一太别山地层分区(V134)，分布于六安一合肥和磨子潭一晓天镇之间。前第四纪地层发育有上太古界、下元古界的变质岩系和震旦系一寒武系的碳酸盐岩及侏罗系中上统、白垩系、第三系的火山碎屑岩、碎屑岩，主要见于大别山北麓。第四系下、中更新统主要分布于大别山山前及山间，为冲洪积、坡洪积及残坡积亚粘土，在河谷及其两侧见有上更新统和全新统的亚粘土、亚砂土、砂砾石。
扬子地层区(V14)分为下扬子地层分区(V144)和江南地层分区(V145)，分布于明光一庐江、磨于潭一晓天镇以南。前第四纪地层发育有下元古界的浅变质岩系，震旦系一三叠系的碎屑岩、碳酸盐岩系，侏罗系、白垩系的碎屑岩、火山碎屑岩系，第三系的碎屑岩。华南地层大区第四系下、中更新统主要分布于山前及山间，为冲洪积、坡洪积及残坡积亚粘土，平原区广泛分布上更新统和全新统的亚粘土、亚砂土。
3.岩石
六安市岩浆岩主要有侵入岩、火山岩和潜火山岩，是自晚太古代以来多旋回岩浆活动的产物。侵入岩分布广泛，形成于晚太古代一元古代、中生代和新生代。主要为混合花岗岩类和中酸性岩浆岩等。火山岩及潜火山岩主要形成于中生代和新生代，以变基性一基性火山岩为主。
六安资源丰富而独特。这里水源充沛，水质优良。佛子岭、梅山、龙河口、响洪甸、磨子潭五大水库总蓄水量为67.3亿立方米。境内有木本、草本植物3800多种，各类水陆栖生脊椎动物500多种。盛产110多种名特优稀农副产品和1400余种中药材，粮、油、棉、麻、茶、茧、板栗、肉禽、羽绒、水产等产量多数居全省第一，六安瓜片、皖西白鹅及其羽绒、霍山石斛等称甲全国。境内已探明矿藏30多种，铁、金、铅、锌、石英石、花岗石、水泥灰岩等储量甚丰。
三.研究内容
一、地下水资源现状
六安地处北热带的北缘，属湿润季风气候，季风显著，雨量适中，由于地形的关系，在市境内自然形成了众多的河流。积水面积超过100平方公里的河流有45条；城西湖、城东湖、瓦埠湖、安丰塘总蓄水量60亿立方米；拦蓄千里大别山的佛子岭、梅山、响洪甸、龙河口、磨子潭五大水库的总容水量是66亿立方米，六安市区地下水资源总量13亿立方米，六安境内有如此多的河流、湖泊、水库可称谓六安的水资源丰富，更值得一提的是闻名中外的淠史杭总干渠在六安市区源源不断穿城而过。六安市区人均拥有优质饮用水资源远远高于全国其他城市
二 水污染的现状
随着经济建设发展和人口继续增加，六安市开发利用地下水日益广泛，迄今地下水已经成为城市和工农业用水的主要水源。大量开采地下水，虽然增加了六安市地区的供水量，维持了城市的正常运转，取得了一定的经济效益，但是对其不合理的开发利用也引发了一系列的负面效应，突出表现在过度开采引起的水位下降、地面沉降、海水入侵等地质危害，以及污染状况严重引起的疾病流行、可供水量减少、经济损失巨大等不良影响。六安市地下水污染日益加剧，据有关部门对118个城市2--7年的连续监测资料，约有64%的城市地下水遭受了严重污染，33%的地下水受到轻度污染，基本清洁的地下水只有3%。潜水矿化度和总硬度急速增长，80年代后期比80年代初期矿化度和总硬度的超标面积分别增加60%和28%，同时硫酸盐、氯化物和酚缓慢增长。由于地下水的循环时间很长，在接近水位地方的往往是一年左右，而在深蓄水层的循环时间可以长达数千年，故一旦被污染，很难被清除，当然更无法被有效利用。但是水资源作为工业的血液和农业的命脉，支撑着人类社会经济的发展，若可用地下水资源受到严重的污染，会导致可供水源的缺乏，严重制约城市经济的发展和社会的进步。
三．水污染的防治和治理
具体来说，为了保护和治理地下水污染，需要采取综合的措施，严格控制沿岸的污染物排放总量，从末段治理向源头控制转变。第一步是要调整产业结构，对于新上的开发项目，必须加强对发展规划和项目的环境影响评价，坚决不上资 源消耗多、污染排放量大的工业企业项目，并要坚决淘汰已有的污染严重项目。
第二步就是采取预防为主的方针，具体的说是防止水污染处于中等水平和尚未受到明显污染的地区的水污染态势加重，如果从工业化的起步时就开始注意把工业发展与环境保护协调起来，遵循可持续发展的战略，走新型工业化的道路，六安市就能健康发展。
第三步大力推行清洁生产，争取实现工业用水量和废水排放量的零增长和有毒、有害污染物的零排放工业污染的控制是水污染防治中十分重要的一环，在六安地区的发展中应提出实现废水排放量零增长的要求。国内外的实践包括六安地区一些先进企业的实践，已经证明了实现这个目标的可能性。
第四步加大城市废水处理力度，提高污水回收利用率，为六安地区开发提供稳定可靠的水资源，促进经济的发展和保障人民的需要城市废水经过妥善处理后完全可以回收利用于工业、农业、市政等，应该在严重缺水的西北地区加快城市废水处理的速度，使受到严重污染的地区尽快摆脱污染的局面，尽快提高处理后废水的利用率。
城市废水处理厂的建设必须与城市废水收集管网的建设同步进行，以免重复东部地区很多城市犯过的错误，即由于管网系统建设的滞后而使废水处理厂的功能得不到发挥。
第五步加强面源污染控制，规范农药、化肥使用西北地区农业用水量占总用水量的89.3％。农牧业带来的污染不容忽视。政府应出台政策规范和限制农牧业农药、化肥的使用种类及使用量，大力扶植生态农业。这不仅关系到六安地区水污染的控制，也关系到六安农产品的安全和人民的健康
四.活动与讨论
一、污染途径分析
地下水污染既与原生背景有关，更与人为污染有关，其污染途径主要有以5
种：
1．工业废水、废渣不合理排放导致地下水污染
现代城市与工矿企业人口相对集中，工业发达，是安徽省地质环境负载最大地段之一，工业废水、废渣的长期不合理排放，生产过程中工业废水的跑、滴、漏，生活废弃物的集中产出，均对当地地下水环境质量造成不利影响。要表现为大中型企业对工业废水未能严格执行达标排放，小型企业工业废水地排放，放任自流。此类污染以点源为主，污染物呈间歇性或连续性渗入地，从而造成地下水的污染，污染成分与污染源基本一致。
2．污染河水灌溉导致地下水污染
六安地区绝大多数河水在七十至八十年代已受到不同程度的污染，但限于科技和认知水平，对利用污水灌溉可能导致地下水污染认识不足，每年秋种时多利用河水灌溉，致使河水中的部分污染组份进入地下水中并逐，这是沿河地区浅层孔隙水中总硬度、溶解性总固体、硝酸盐(NO。一污染的主要原因之一。此类污染主要在沿河两侧，污染物呈间歇性渗入而造成地下水的污染，污染成分与河水基本一致。
3．汛期污染河水倒灌导致地下水污染
六安地区沟渠纵横、河流众多，河水在每年的枯、水期河水位低于当地地下水位，河流汇集并排泄地下水，而在汛期河水位一均较高，甚至高出当地地面，河中污水通过涵闸倒灌入两侧的沟渠，部分污则滞留于地形低洼处的沟、塘中渗入地下。此次研究表明：汛期污染河水倒是导致沿河地区浅层孔隙水遭受污染的又一主要原因。 淮北平原部分沿河区洼地带，经常可见到褐黑色的污染河水倒灌后滞留于沟塘中。这些污水中污染组份渗入地下水中并在地下水积累，导致沿河地区浅层孔隙水中总硬度、溶解性总固体、硝酸盐(N03-)等组份污染。此类污染主要在沿河两侧，污染物呈间歇性或连续性渗入下，从而造成地下水的污染，污染成分与河水基本一致。
4．农业生产过程中化肥的过量使用导致地下水污染
六安地区现阶段使用的化肥以氮肥为主。有研究表明：农作物对化肥的吸收利用率氮肥约为30．40％，剩余部分或留存于土壤中，或随降水进入地表水体与地下水中。进入地下水中的化肥，迁移困难，大部分在地下水中留存并长期积累，这是现状条件下淮北平原区仍至安徽省浅层地下水中硝酸盐(NO。一)、亚硝酸盐(NO。一)、氨氮(NH。+)含量普遍有所升高的一个主要原因，区域性面状污染符合这一规律。
5．农村生产、生活废弃物导致地下水污染
农村生产、生活废弃物多以农家肥的形式出现，农家肥是一种养份较为平的长效优质有机肥料，长期使用有利于改良土壤质地。其对环境的污染主要在堆存或沤制过程中，其中的有机氮经过复杂的矿化过程转化成氨氮(NH。+)硝酸盐(NO。一)，并经降水淋滤进入地下水中，浅层孔隙水中硝酸盐(NO。一)、酸盐(NO。一)、氨氮(NH。+)污染。
二、 污染变化趋势分析
随着我国和六安市环保执法力度的加大和国民环保意识的提高，工矿企业工业废水的达标排放，工业废渣的综合利用，因工业废水、废渣的不合理排放导致的地下水污染将会得到有效控制，其对地表水、地下水的污染程度将会逐步减轻，在不久的将来安徽省将会重现蓝天碧水，污染的地下水经过自身净化其水质将向好的方向发展。化肥对粮食增产的效果是显而易见的，而农业生产过程中化肥的过量使用导致的地下水污染在未找到其替代品之前仍将持续，并将逐渐成为安徽省地下水主要污染源；农村生产、生活废弃物导致地下水污染将随着新农村建设逐渐减轻，但完全消除仍有待时日。
五.致谢

本研究及论文是在我的老师刘君和邵艳老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。我在此向我的老师致以谢意。

六.参考文献
王大纯，张人权，史毅虹，等．水文地质学基础．北京：地质出版社，2006，8:1—157
刘兆昌，张兰生，聂永丰，等．地下水系统的污染与控制．北京：中国环境出版社，1991，10:1-20
朱学愚，钱孝星．地下水文学．北京：中国环境科学出版社，2005，1:15-35
潘懋，李铁锋．环境地质学．北京：高等教育出版社，2003，2：39-77