京津冀地區(qū)地下水污染防治現(xiàn)狀、問(wèn)題及科技發(fā)
發(fā)布時(shí)間：2023-12-22 瀏覽:8次
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地下水作為京津冀地區(qū)重要的戰(zhàn)略水資源和飲用水源，其超采問(wèn)題和環(huán)境質(zhì)量惡化趨勢(shì)一直未能得到有效遏制，嚴(yán)重危及該區(qū)域飲用水安全與可持續(xù)發(fā)展.為加快我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)，落實(shí)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等國(guó)家重點(diǎn)戰(zhàn)略，圍繞改善京津冀地區(qū)地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀目標(biāo)，分析了京津冀地區(qū)地下水環(huán)境存在的四點(diǎn)主要問(wèn)題：①地下水污染嚴(yán)重，缺乏科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)管控與污染防治策略;②地下水污染源點(diǎn)多面廣，污染監(jiān)管體系亟待完善;③地下水污染分類治理技術(shù)集成創(chuàng)新與工程示范亟待開(kāi)展;④地下水超采問(wèn)題突出，迫切需要研發(fā)地下水安全回補(bǔ)技術(shù).在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地梳理了京津冀地區(qū)已有的地下水環(huán)境管理基礎(chǔ)，并提出“十三五”期間京津冀地區(qū)地下水污染防治的4個(gè)研究方向：①開(kāi)展地下水污染特征識(shí)別與系統(tǒng)防治研究，完善京津冀地區(qū)地下水污染防治頂層設(shè)計(jì);②突破地下水污染**識(shí)別與優(yōu)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，提升京津冀地區(qū)地下水環(huán)境監(jiān)管能力;③研發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)*優(yōu)的源頭阻控與污染修復(fù)成套技術(shù)，提升污染場(chǎng)地地下水修復(fù)治理能力;④開(kāi)展回補(bǔ)區(qū)適宜性與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，建立協(xié)同**的安全回補(bǔ)技術(shù)體系.研究成果可為提升京津冀地區(qū)的地下水環(huán)境質(zhì)量管理水平、保障京津冀地區(qū)飲用水安全提供技術(shù)與管理支撐.
地下水是重要的戰(zhàn)略水資源，在保障飲用水供給和生態(tài)環(huán)境安全方面具有重要的現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義，特別在京津冀地區(qū)，地下水是重要的供水資源，75%以上城鎮(zhèn)生活飲用水均來(lái)自地下水，地下水環(huán)境質(zhì)量是京津冀地區(qū)的飲水安全與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障.然而，京津冀地區(qū)地下水面臨著水質(zhì)污染和水量超采嚴(yán)重的雙重挑戰(zhàn)，并且存在地下水修復(fù)技術(shù)落后、監(jiān)管能力不足等諸多問(wèn)題，再加上近年來(lái)地下水污染事件頻發(fā)，使得地下水環(huán)境安全受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1]. 2014年2月，習(xí)近平總書(shū)記就京津冀協(xié)同發(fā)展中的水資源保護(hù)問(wèn)題作出了明確指示，提出要堅(jiān)持“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)”的水資源、水生態(tài)、水環(huán)境管理原則. 《國(guó)家十三五規(guī)劃綱要》《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《京津冀協(xié)同發(fā)展規(guī)劃綱要》《全國(guó)地下水污染防治規(guī)劃(2011—2020年)》《華北平原地下水污染防治工作方案(2012—2020年)》等均著力布局京津冀地區(qū)地下水安全保障工作[2-5].為落實(shí)國(guó)家在京津冀地區(qū)的地下水安全保障戰(zhàn)略，改善京津冀地區(qū)的地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，客觀分析和科學(xué)判斷京津冀地區(qū)地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，明確地下水環(huán)境質(zhì)量改善的切入點(diǎn)、著力點(diǎn)和突破點(diǎn)，確定“十三五”期間京津冀地區(qū)地下水污染防治研究方向與目標(biāo)，具有重要的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義.
1 京津冀地區(qū)地下水環(huán)境污染現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
1.1 地下水環(huán)境質(zhì)量狀況不容樂(lè)觀，缺乏科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)管控與污染防治策略京津冀地區(qū)地下水環(huán)境質(zhì)量狀況不容樂(lè)觀.根據(jù)“全國(guó)地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況調(diào)查評(píng)估”項(xiàng)目2013年的調(diào)查結(jié)果，京津冀地區(qū)有72%的淺層地下水受到污染，且深層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)正在逐年加大，總體水質(zhì)呈逐年惡化趨勢(shì)(見(jiàn)圖 1).京津冀地區(qū)淺層地下水重金屬污染指標(biāo)以砷、鉛、鉻為主，污染比例為7.98%;淺層地下水揮發(fā)性有機(jī)物污染較為嚴(yán)重，污染比例為29.17%，主要污染指標(biāo)依次為1, 2-二氯丙烷、四氯化碳、苯、1, 2-二氯乙烷、苯乙烯等.統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，自2010年以來(lái)，京津冀地區(qū)地下水中三氮質(zhì)量濃度逐步升高，部分區(qū)域的地下水中甚至出現(xiàn)了致癌、致畸、致突變污染指標(biāo)[6].另?yè)?jù)《2017年中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》，2017年全國(guó)5 100個(gè)地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，水質(zhì)為較差級(jí)和極差級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)占66.6%，主要超標(biāo)指標(biāo)為總硬度、錳、鐵、溶解性總固體、三氮、硫酸鹽、氟化物、氯化物等，個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)存在砷、六價(jià)鉻、鉛、汞等重(類)金屬超標(biāo)現(xiàn)象[7].目前對(duì)重點(diǎn)區(qū)域和行業(yè)污染源與地下水污染相關(guān)關(guān)系不明、成因不清，并且缺乏科學(xué)的污染風(fēng)險(xiǎn)管控和污染防治策略，因此亟需在頂層提出京津冀地區(qū)地下水污染防治技術(shù)框架、思路和戰(zhàn)略體系.
1.2 地下水污染源點(diǎn)多面廣，地下水污染監(jiān)測(cè)預(yù)警體系亟待完善京津冀地區(qū)地下水污染源點(diǎn)多面廣，工業(yè)園區(qū)、填埋場(chǎng)、加油站、生活、農(nóng)業(yè)污染源均大量分布[2].據(jù)調(diào)查，區(qū)域內(nèi)分布有1.26×104個(gè)地下水污染源，涵蓋加油站、垃圾填埋場(chǎng)、危廢處置場(chǎng)、礦山開(kāi)采區(qū)、高爾夫球場(chǎng)和再生水農(nóng)用區(qū)等多種污染源類型.加之地下水污染具有隱蔽性、復(fù)雜性和不可逆性等特點(diǎn)[8]，因此, 京津冀地區(qū)面臨的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)和防控壓力十分巨大.然而長(zhǎng)期以來(lái)，由于對(duì)地下水污染防治的重要性和緊迫性認(rèn)識(shí)不足，部分地區(qū)地下水污染監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)密度不夠，缺乏針對(duì)典型污染源的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，難以查清地下水污染現(xiàn)狀;地下水監(jiān)測(cè)層位不足，多針對(duì)淺層地下水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，缺乏對(duì)地下水三維空間的立體分層監(jiān)測(cè);地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)不足，不能準(zhǔn)確的反映地下水污染問(wèn)題;地下水監(jiān)測(cè)方法落后，未能實(shí)現(xiàn)多指標(biāo)在線監(jiān)測(cè)，很多地區(qū)仍采用人工檢測(cè)的方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)[9-11].現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)密度、監(jiān)測(cè)層位、監(jiān)測(cè)指標(biāo)和監(jiān)測(cè)方法等均不能滿足京津冀地區(qū)的地下水環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警需求，亟待構(gòu)建和完善京津冀地區(qū)地下水污染監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，將區(qū)域地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)精度提升至1 :50 000.
1.3 地下水污染修復(fù)難度大，亟待開(kāi)展技術(shù)集成創(chuàng)新與工程示范
京津冀地區(qū)典型污染場(chǎng)地水文地質(zhì)條件及污染狀況復(fù)雜，存在無(wú)機(jī)鹽、重金屬、有機(jī)污染物和病原菌的多組分復(fù)合污染問(wèn)題，地下水修復(fù)技術(shù)選擇難度大，單一修復(fù)技術(shù)存在修復(fù)效率低、污染易反彈等問(wèn)題[12-13].地下水污染防控與修復(fù)技術(shù)與裝備落后，國(guó)產(chǎn)化水平低，無(wú)法滿足京津冀地區(qū)地下水污染防治需要.亟需結(jié)合京津冀地區(qū)污染場(chǎng)地的污染特征、水文地質(zhì)條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平，開(kāi)發(fā)**及適應(yīng)性強(qiáng)的地下水污染強(qiáng)化修復(fù)與組合技術(shù).
1.4 地下水超采問(wèn)題突出，迫切需要研發(fā)地下水安全回補(bǔ)技術(shù)
京津冀地區(qū)水資源匱乏，多年平均水資源量只有3.70×1010 m3，不足全國(guó)的1.3%，卻承載了全國(guó)約10%的人口.由于地表水資源嚴(yán)重不足，地下水已成為京津冀地區(qū)工農(nóng)業(yè)和生活用水的主要供水水源，占區(qū)域供水量的70%以上[8].地下水長(zhǎng)期大量開(kāi)采導(dǎo)致京津冀地區(qū)地下水超采嚴(yán)重(見(jiàn)圖 2)，形成了**上面積*大的“華北平原-環(huán)渤海復(fù)合大漏斗”，誘發(fā)了嚴(yán)重的地面沉降、地表裂縫等地質(zhì)災(zāi)害[14].近20年來(lái)，京津冀地區(qū)已累計(jì)超采9.00×1010 m3，其中淺層地下水3.50×109 m3，超采面積達(dá)8.66×104 km2，超采造成部分區(qū)域的地下水水位差接近30 m，誘發(fā)了400多條地裂縫[15].南水北調(diào)和雨洪作為回補(bǔ)京津冀地區(qū)地下水的重要水源，對(duì)有效解決地區(qū)地下水資源短缺和超采問(wèn)題意義重大，而目前地下水回補(bǔ)適宜區(qū)分布工藝技術(shù)、工程實(shí)施與風(fēng)險(xiǎn)防控尚處于探索階段，針對(duì)不同水源回補(bǔ)地下水后造成回補(bǔ)區(qū)水動(dòng)力場(chǎng)、水溫度場(chǎng)、水化學(xué)場(chǎng)變化而引起的二次污染問(wèn)題、回灌堵塞問(wèn)題以及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管控措施尚未開(kāi)展過(guò)系統(tǒng)的研究，缺乏地下水安全回補(bǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和污染風(fēng)險(xiǎn)防控政策，因此亟需構(gòu)建適宜的地下水安全回補(bǔ)技術(shù)體系[16-17].
2 京津冀地區(qū)地下水環(huán)境管理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 京津冀地區(qū)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)管控和污染防治策略已初步形成自20世紀(jì)70年代以來(lái)，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在地下水污染防治方面相繼啟動(dòng)了地下水保護(hù)與污染防治行動(dòng)計(jì)劃，開(kāi)展了大量系統(tǒng)的技術(shù)研究與工程應(yīng)用實(shí)踐，針對(duì)地下水污染控制與修復(fù)制定了一系列較為完善的技術(shù)規(guī)范、指南和標(biāo)準(zhǔn). 2006年，歐盟出臺(tái)了《歐盟地下水指令》，該文件是歐盟地下水環(huán)境管理和保護(hù)的綱領(lǐng)性文件，確立了歐盟地下水污染防治的框架和目標(biāo)，為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，歐盟各成員國(guó)制定了相應(yīng)的實(shí)施計(jì)劃和*佳技術(shù)指南等.美國(guó)、加拿大和日本等國(guó)家針對(duì)地下水污染控制與修復(fù)制定了一系列較為完善的技術(shù)規(guī)范、指南和標(biāo)準(zhǔn)，用以指導(dǎo)地下水修復(fù)決策、修復(fù)目標(biāo)制定、修復(fù)技術(shù)實(shí)施、監(jiān)測(cè)及效果評(píng)價(jià)等行動(dòng).國(guó)外這些地下水污染控制與修復(fù)的指南和標(biāo)準(zhǔn)，為京津冀地區(qū)地下水修復(fù)頂層設(shè)計(jì)、綜合決策和修復(fù)技術(shù)實(shí)施、監(jiān)測(cè)等提供了科學(xué)指導(dǎo)和重要基礎(chǔ)[18-19].近年來(lái)，我國(guó)對(duì)地下水污染防治工作高度重視，相繼出臺(tái)了《全國(guó)地下水污染防治規(guī)劃(2011—2020年》和《華北平原地下水污染防治工作方案》等地下水污染防治文件，提出了未來(lái)我國(guó)和華北平原地下水環(huán)境保護(hù)總體目標(biāo);同時(shí)，在國(guó)家“863”計(jì)劃、環(huán)保公益專項(xiàng)等項(xiàng)目支持下，針對(duì)典型工業(yè)園區(qū)、有機(jī)化學(xué)品泄漏場(chǎng)地、城市生活垃圾填埋場(chǎng)、高風(fēng)險(xiǎn)污染場(chǎng)地等重點(diǎn)地下水污染防治對(duì)象，開(kāi)展地下水環(huán)境狀況調(diào)查、污染過(guò)程識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等研究，初步建立了相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、污染防控方法，為地下水污染防治技術(shù)方案和管理政策的制定提供了重要支撐[20-24]. 2014年以來(lái)，生態(tài)環(huán)境部(原環(huán)境保護(hù)部)陸續(xù)編制印發(fā)了《地下水環(huán)境狀況調(diào)查評(píng)價(jià)工作指南(試行)》《地下水污染模擬預(yù)測(cè)評(píng)估工作指南(試行)》《地下水健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作指南(試行)》《地下水污染防治區(qū)劃分工作指南(試行)》《地下水污染修復(fù)(防控)工作指南(試行)》《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，科學(xué)指導(dǎo)、推動(dòng)各地開(kāi)展地下水污染調(diào)查評(píng)估、防治區(qū)劃分、規(guī)劃評(píng)估、污染修復(fù)等工作.已取得的地下水污染狀況調(diào)查、污染識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估成果，對(duì)構(gòu)建京津冀地區(qū)地下水污染防控關(guān)鍵技術(shù)及管理政策體系提供了良好的基礎(chǔ)[13, 25-26].
2.2 初步形成京津冀地區(qū)地下水污染監(jiān)測(cè)預(yù)警體系自20世紀(jì)70年代以來(lái)，京津冀地區(qū)就已開(kāi)展了地下水水位、水量和水質(zhì)監(jiān)測(cè).目前，河北省共有地下水監(jiān)測(cè)井752眼(承壓水井133眼)，其中, 5日觀測(cè)井603眼，逐日觀測(cè)井130眼，開(kāi)采量觀測(cè)井130眼，水質(zhì)觀測(cè)井421眼.天津市共有地下水常規(guī)監(jiān)測(cè)井422眼，控制著第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組及第Ⅴ組以下各含水巖組地下水動(dòng)態(tài)，各監(jiān)測(cè)層組站網(wǎng)密度：第Ⅰ組183.84 km2/眼、第Ⅱ組79.47 km2/眼、第Ⅲ組161.08 km2/眼、第Ⅳ組195.41 km2/眼、第Ⅴ組及第Ⅴ組以下238.4 km2/眼.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括水位埋深、開(kāi)采量、水質(zhì)、水溫等.北京市針對(duì)地下水含水層建立監(jiān)測(cè)井822眼，針對(duì)工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)、垃圾填埋場(chǎng)等重點(diǎn)污染源建立監(jiān)測(cè)井360眼，總數(shù)達(dá)1 182眼，達(dá)到了1 :50 000的立體分層監(jiān)測(cè)精度[27].到2019年底，北京市將實(shí)現(xiàn)山區(qū)-平原全域覆蓋、巖溶-裂隙-第四系全覆蓋、無(wú)機(jī)-有機(jī)并重的監(jiān)測(cè)體系，為京津冀地區(qū)地下水監(jiān)測(cè)體系形成提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).
