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贵州省威宁草海小流域水污染与水环境问题成因及防治对策研究

2022-09-14陈祥娥吕留彦何纯田

地下水 2022年4期
关键词:草海流域水质

陈祥娥,吕留彦,何纯田

(贵州省地质调查院,贵州 贵阳 550081)

1 研究区概况

威宁草海,是贵州高原上最大的天然淡水湖泊,有着黔西北高原明珠之美誉,是中国著名三大高原湖泊(草海、滇池、青海湖)之一,中国Ⅰ级重要湿地、国家4A级旅游景区。地处云贵高原中部、滇东高原向贵州高原过渡的顶点区域,在乌蒙山脉的腹心部位,位于贵州省西北部威宁彝族回族苗族自治县县城西南侧。属亚热带高原湿润季风气候区,年均气温10℃~12℃,年均降雨量869 mm,流域内地势起伏较小,地形平缓开阔,属高原溶丘地貌,但四周切割剧烈。近年来,随着经济社会的快速发展,地方城市进程的快速推进,人类工程活动的干扰,导致威宁草海小流域的水环境问题日益凸显,影响到草海生态环境的健康持续发展。

2 水环境现状及评价

近年来,虽然草海流域生态环境保护工作进程加快,大规模的退耕还林还湿还草,但因受现代农业农药和化肥施放的影响,再加上城镇进程的加快,人类工程活动的影响,草海小流域水污染与水环境问题仍日益凸显,威胁着生态环境的和谐健康发展(图1)。

图1 草海流域内受生活污水影响的地表水体

2.1 评价方法

因本次水样涉及地下水和地表水,故评价采取《地下水质量标准》(DZ/T 14848-2017)和《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的三级水质为评价标准,以水样监测资料为基础,进行单项指标污染评价,按单指标评价结果的最高类别确定。为了掌握草海小流域水污染的最新现状,本次研究共选取草海周边的45个点取水样45件,分别于草海的上、中、下游及出海口取样。

2.2 评价结果

对采取的12件地下水样进行测试分析,整体地下水质良好,其中9件为Ⅲ类水质,占比75%,最高类别项主要为Cr6+,这主要是因为区内地下水在径流的途中受高背景值Cr的影响,导致地下水中的Cr6+高于贵州平均值,另一方面是受局部地段历史遗留铅锌冶炼废渣堆淋滤渗漏的影响,导致地下水中的Cr6+重金属离子较其它地区偏高;2件为Ⅳ类水质,超标项为F-、NO2-及N3O-等;1件为Ⅴ类水质,超标项为N3O-。

对采取的33件地表水样进行测试分析,水质类型主要为Ⅴ类水,其次为Ⅱ类,无Ⅰ类水质。其中Ⅱ类水质占比27.27%,Ⅲ类水质占比15.15%,Ⅳ类水质占比6.06%,Ⅴ类水质占比高达51.52%,流域内整体地表水质较差,受人为活动影响最为严重。超过Ⅲ类地表水标准的项目主要为全氮、硝酸盐及重金属等,其中全氮含量1.31~9.45 mg/L之间,超标0.31~8.45倍不等;硝酸盐含量11.4~79.9 mg/L之间,超标0.14~6.99倍不等;P含量0.873~3.27 mg/L之间,超标3.37~15.35倍不等;Pb、Zn含量79.40~1 330 ug/L之间,超标0.33~0.59倍;重金属元素Ni、Cd含量20.0~56.3 ug/L,超标1.82~3.00倍不等。

表1 草海小流域水质分析结果统计表

综合分析上述评价结果,草海小流域内的地下水质整体良好,而地表水整体水质较差,受城镇生活污水和农业面源污染较为严重。草海位于威宁县城西南侧,其周边人口集聚,东、西、南三侧均有大小规模不等的连片蔬菜基地,受城市生活污水和农业化肥施放等影响,取样的地表水体多为Ⅴ类水,主要超标项为P、全氮和硝酸盐等。此次研究在草海周边取样的地表溪沟水样多为超标水质,这些受污染的地表溪沟最终均会顺着地势汇入草海内,从而影响草海的整体水质。但此次于出海口取的水样S2126为Ⅱ类水、未超标,说明草海作为一个完整的水源生态系统,亦有自身一定的修复自净能力(图2)。

1-Ⅲ类水质地下水点 2-Ⅳ类水质地下水点 3-Ⅴ类水质地下水点 4-Ⅱ类水质地表水点 5-Ⅲ类水质地表水点 6-Ⅳ类水质地表水点 7-Ⅴ类水质地表水点 8-地表溪沟 9-地表水塘 10-研究区范围图2 研究区水质类别分布图

3 污染问题成因分析

草海小流域的水环境受N、P、硝酸及亚硝酸等污染较为严重,局部地段受历史遗留铅锌冶炼废渣堆淋滤渗漏的影响,导致地下水中的Pb、Ni、Cd等重金属离子较其它地区偏高,综合研究分析下来,造成草海小流域内的地表水及地下水污染的主要因素有以下六个方面:

(1)因城镇建设加快,对砂石的需求量空前增大,导致在威宁县城四周存在大量零星或连片的露天砂石厂。砂石的大量开采,因洗石、除尘等需要,废水排放量大,且废水中石粉、细砂等悬浮物含量大,其不合理的随意排放,将造成水环境污染问题。同时,机制砂石料系统的施工机械在运行和维修保养的过程中渗漏、外溢的油料,如果无合理科学的处理,经地表渗漏到地下,也会对地下水造成严重的污染。

(2)调查研究的过程发现,局部地区砂石厂在关停以后,没有及时采取复垦复绿措施,且将采坑作为生活垃圾堆放场地,经大气降雨长期的淋漓作用,有毒有害物质下渗到地下汇入地下水中,将严重破坏地下水环境,威胁区域内人体健康。

(3)外业调查期间发现,研究区内仍存在未复垦复绿的历史遗留铅锌冶炼矿渣点或堆放地,不仅压占土地,影响自然地貌景观形象,而且这类矿渣堆一般存放于地势低洼处的沟谷旁或斜坡处,经过地表水体的冲刷和降雨的淋漓后,有毒有害物质将随地表径流污染影响整个水环境生态系统。

(4)城镇地区人口密集、人口密度大,生活废弃物、洗涤废水、人类代谢物及灰渣排放量大,而且未采取合理的排放措施,由于垃圾中有机物腐烂病毒滋生,常造成地表、地下水有机物污染,许多城镇地下水中的NO3-和NO2-离子含量较高,城镇生活污水排放已成为研究区内水环境污染的主要影响因素之一。近些年,因城镇建设的快速推进,城镇人口的迅速增加,另一方面社会经济发展水平又相对较低,城镇公共卫生设施建设严重滞后,生活废水的随意排放以及生活垃圾、建筑垃圾的随意堆放,群众卫生环保意识的不同步,从而导致城镇附近水体遭到一定程度污染。

(5)近些年草海流域生态环境保护工作进程加快,大规模的退耕还湿还草,但随着现代农业的迅速发展,塑料大棚、化肥和化学农药的使用范围越来越广,用量越来越大,草海湖周边耕地大量使用的化肥以尿素、氮肥、钾肥、磷肥及复合肥为主,施用后,一部分被农作物吸收,一部分则会随雨水径流、入渗进入水系统,构成地下水和地表水“三氮”的主要污染来源。

(6)研究区Pb、Zn等元素的超标,主要是受区内历史遗留铅锌矿渣堆露天堆放的影响,经雨水淋滤后进入水体循环;重金属元素Ni、Cd含量的超标,主要是受区内岩石圈高背景值的影响,地下水在径流循环的过程中,经过与围岩的溶蚀及离子交换反应后,排出地表补给地表水体,从而导致地表水体中的相应重金属元素含量也相应偏高。

4 防治对策及建议

草海对威宁旅游经济发展的重要性,对当地小气候调解的特殊性,以及目前流域内水环境污染的严峻现实,要求必须明确和坚决贯彻落实预防为主、防治结合的治理方针。结合区域水文地质条件和地表水、地下水污染特征,为有效保护草海小流域地表水及地下水资源环境,提出以下防治建议:

(1)对城市工业“三废”,严格做到达标排放,对城市生活垃圾集中处理,特别是城镇化建设过程产生的建筑垃圾,也需要科学堆放并集中处理。

(2)城镇建设进程的加快,城市人口的增加,以及居民生活水平的提高,均导致城市废水排放量不断增加,而城市污水处理厂却未及时相应增加,这必然会导致水环境质量下降,因此污水处理容量应与城市发展进程同步。

(3)对砂石厂采石坑进行复垦复绿措施,特别是处于岩溶裂隙、洞穴等比较发育地段的采石坑,应预防生活垃圾和建筑垃圾的随意堆放而污染整个地下水系统。

(4)完善监测工作,进一步优化草海流域地下水、地表水监测网点,同时对遭受污染的地段进行重点监测,掌握水质污染程度及扩散范围,并根据需要及时提出防范措施和治理方案。

(5)改善农业结构,严格控制农药、化肥的使用。

(6)加强宣传管理力度,增强人们的环保意识,发动草海流域内的居民群众为改变湖泊生态环境行动起来,保护生态环境。

5 结语

近些年,虽然草海流域保护区生态环境保护力度增强,退耕还草还湿措施已经落到实处,但因受特定自然地理条件限制,草海盆地周边局部地段人口密集,当地人民环保意识薄弱,再加上草海本身水体交换速度比较缓慢,其生态系统自净能力有限,所以导致目前草海流域整体水环境现状条件较差,生态环境恢复保护工作任重道远。因此,必须加强环保宣传,提高市民环保意识;加大对城市生活污水、垃圾堆放、工业“三废”、绿色矿山恢复治理等工作力度,同时严格控制农药、化肥的使用,避免造成地表水、地下水的污染,确保草海小流域生态环境的可持续发展。

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