袁道先院士研究表明：西南巖溶區(qū)地下水環(huán)境告急
有機(jī)氯農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、二惡英……這些足以致命的、被列為優(yōu)先控制的有機(jī)污染物已經(jīng)廣泛出現(xiàn)在西南巖溶區(qū)的地下河流中。
2009年初，由中國(guó)科學(xué)院院士袁道先牽頭承擔(dān)的“西南巖溶石山地區(qū)重大環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題及對(duì)策研究”整理出階段性成果。調(diào)查結(jié)果讓人震驚：西南巖溶區(qū)水環(huán)境問(wèn)題呈現(xiàn)污染源多樣化，污染由點(diǎn)向面發(fā)展，有機(jī)污染與無(wú)機(jī)污染并存等特點(diǎn)，巖溶區(qū)3066條地下河面臨城市生活、工業(yè)以及農(nóng)業(yè)多重污染的挑戰(zhàn)，正受到變?yōu)榕盼巯滤赖膶?shí)際威脅。
重慶的“排污下水道”
一處天然的巖溶洼地正在變成新的垃圾堆放點(diǎn)。機(jī)械的力量順勢(shì)在青山的一側(cè)邊坡推開(kāi)一道口子，黃土與黑色的垃圾向洼地底部肆意傾倒，垃圾焚燒的濃煙彌漫著。
這只是重慶彭水垃圾無(wú)序堆放的平常一幕。在桂林巖溶地質(zhì)研究所，參與袁道先院士課題組研究的章程博士告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者，此次調(diào)查在烏江、南盤(pán)江、北盤(pán)江兩側(cè)巖溶高原面上的公路沿線(xiàn)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的無(wú)序垃圾堆放場(chǎng)，同時(shí)數(shù)量越來(lái)越多，規(guī)模也越來(lái)越大。
與地表可見(jiàn)的污染相比，這些洼地之下的地下河正在遭受的看不見(jiàn)的污染威脅更令人擔(dān)心。研究人員發(fā)現(xiàn)，重慶彭水的垃圾無(wú)序堆放正在對(duì)地下河水質(zhì)和沿途居民生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響。附近地下河水體中優(yōu)先控制污染物PAEs（鄰苯二甲酸酯類(lèi)）濃度約為233.5ng/L，高致癌物質(zhì)PAHs（多環(huán)芳烴）濃度為51.4ng/L，顯示出地下河正在遭受垃圾場(chǎng)滲濾液的污染。
巖溶地下水環(huán)境的污染發(fā)生通常很隱蔽，其危害也更容易被人們忽視。“這些污染之所以發(fā)生，是由于缺乏巖溶地下水的知識(shí)，個(gè)別環(huán)保部門(mén)，甚至包括縣級(jí)環(huán)保局長(zhǎng)為省錢(qián)省力宣傳利用洼地堆放污染物。”章程表示。
受垃圾及污水影響，天然的地下河正在淪為下水道。不僅在重慶，類(lèi)似的情況也出現(xiàn)在廣西柳州。研究人員在這座城市南部的雞喇地下河下游河段檢出硫酸鹽超標(biāo)達(dá)10倍，硝酸鹽超標(biāo)近8倍，此外銨鹽和亞硝酸鹽等離子含量也明顯超標(biāo)。
“最典型的例子是重慶市南山老龍洞，這里的地下河已經(jīng)變成一條真正意義上的下水道。” 袁道先對(duì)記者表示。
這條地下河流域面積20多平方公里，長(zhǎng)度近13公里，最終進(jìn)入長(zhǎng)江。其上游黃角埡鎮(zhèn)——這里本是重慶市飲用水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)，但包括重慶郵電大學(xué)、重慶第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校及大型水泥廠(chǎng)等5萬(wàn)多人產(chǎn)生的大量生活污水和工廠(chǎng)廢水，直接通過(guò)落水洞排放進(jìn)入地下河系統(tǒng)。盡管黃角埡谷地建有地表溝渠用于排放污水，但污水輸送數(shù)公里后還是通過(guò)另一處落水洞進(jìn)入地下河。老龍洞地下河出口處是當(dāng)?shù)匦∮忻麣獾膰?guó)家AA級(jí)旅游景點(diǎn)，如今的人氣頗受污染影響。
2008年7月11日，研究人員來(lái)到老龍洞出口對(duì)水樣進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：水體中磷酸鹽（PO43-）濃度達(dá)1.1mg/L，嚴(yán)重超標(biāo)；沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥（OCPs）和多環(huán)芳烴兩種有機(jī)污染物濃度均高。
在重慶，老龍洞并非是唯一的“下水道”。南川灣灘，當(dāng)?shù)卦偕垙S(chǎng)及堿廠(chǎng)產(chǎn)生的污水直接進(jìn)入附近落水洞，地下河下游不遠(yuǎn)處村莊居民飲用水被污染，一處1963年建成的貓兒洞天窗原來(lái)抽水可灌溉400余畝水田，現(xiàn)已無(wú)清水可灌。地下河出口在萬(wàn)盛，遠(yuǎn)距離影響尚無(wú)從得知。
涪陵榨菜聞名全國(guó)，但在重慶涪陵區(qū)當(dāng)?shù)，生產(chǎn)榨菜的企業(yè)已經(jīng)是農(nóng)業(yè)活動(dòng)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水之外最主要的地下河污染源。章程提供的資料顯示，最典型的排放方式，就是直接建了個(gè)水泥管道通向落水洞，大量的污水不僅影響落水洞周?chē)，也影響到下游地下河出口處居民飲用水源和人身安全?br />
地下河還面臨化工廠(chǎng)的污染威脅。在涪陵白濤鎮(zhèn)內(nèi)，重慶建豐化工廠(chǎng)建在一地下河流域內(nèi)，這是附近居民的飲用水源地。2008年7月14日，章程等在此取樣檢測(cè)發(fā)現(xiàn)地下河受到嚴(yán)重污染，其中錳濃度達(dá)7.9mg/L，超過(guò)飲用水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)近80倍。
廣西的大問(wèn)題
“礦業(yè)活動(dòng)造成的巖溶區(qū)水環(huán)境遭遇污染威脅，將是廣西環(huán)境地質(zhì)的大問(wèn)題。”袁道先表示。
廣西鳳山縣的金牙金礦是廣西境內(nèi)最大的一座金礦，目前仍在開(kāi)采。原已廢棄尾礦壩砷、硫污染突出，已造成金牙鄉(xiāng)1000余人砷中毒、稻田減產(chǎn)，并影響到下游石馬湖水庫(kù)與三門(mén)海地下河。項(xiàng)目組取樣檢測(cè)的結(jié)果表明，尾礦壩滲水砷含量近0.4mg/L，高于飲用水許可標(biāo)準(zhǔn)含量70多倍。
2008年6月12日，50年一遇的暴雨襲擊了鳳山縣城，由此造成的內(nèi)澇讓污染擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)顯露無(wú)遺。發(fā)達(dá)的地下河河水暴漲，從地表破裂處不斷上涌，城區(qū)一片汪洋，平坦的地面突發(fā)凹陷，地下巖溶垮塌導(dǎo)致小地震頻發(fā)，房屋開(kāi)裂……金牙鄉(xiāng)石馬湖水位在暴雨過(guò)后的一周內(nèi)，水位還在不斷上漲，洼地積水?dāng)U至6000萬(wàn)立方米，相當(dāng)于一個(gè)中型水庫(kù)，造成3200多畝農(nóng)田被淹，上百戶(hù)農(nóng)房沒(méi)入水中，600多位村民受災(zāi)，20天后洪水才開(kāi)始逐漸消退。
鋁土礦是值得廣西稱(chēng)傲的優(yōu)勢(shì)礦種，僅分布于百色地區(qū)的鋁土礦儲(chǔ)量就達(dá)8億多噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量超過(guò)10億噸以上，占全國(guó)總儲(chǔ)量的1/2左右。但是這種中國(guó)乃至世界上新型的巖溶堆積型鋁土礦床的開(kāi)發(fā)，面臨巨大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
由于分布在巖溶地區(qū)，規(guī)模巨大的面狀成礦帶決定了鋁土礦的礦點(diǎn)分布多。廣西平果縣鋁土礦的礦山開(kāi)采從數(shù)個(gè)洼地?cái)U(kuò)展到350平方公里的范圍，面積的不斷擴(kuò)張，也造成污染不斷擴(kuò)大，同時(shí)也破壞礦區(qū)及周邊的天然土壤。在礦區(qū)里，用天然洼地已經(jīng)修建了兩個(gè)累計(jì)2200萬(wàn)立方米的巨大洗礦排泥庫(kù)，目前正在修第三個(gè)8000萬(wàn)立方米的排泥庫(kù)。
相關(guān)調(diào)查報(bào)告顯示，雖然做了較好的工程處理，但其對(duì)環(huán)境的威脅還是值得注意。特別是修建2號(hào)排泥庫(kù)后，由于堵塞地下河道引起旁邊一個(gè)洼地經(jīng)常性的洪澇災(zāi)害，淹沒(méi)耕地。按照廣西鋁工業(yè)“十一五”發(fā)展目標(biāo)，第二個(gè)“平果”正在靖西縣、德？h地區(qū)崛起，這里是廣西左右江分水嶺地區(qū)，大規(guī)模的鋁土礦開(kāi)采，不僅污染地下水，還可能對(duì)區(qū)域地表河產(chǎn)生潛在污染。
一個(gè)明顯的“前車(chē)之鑒”就在廣西黑水河流域，錳礦開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)?shù)氐呢瑝?mèng)。項(xiàng)目組調(diào)查表明，黑水河流域內(nèi)水質(zhì)污染十分嚴(yán)重。下雷河與靖西交界斷面檢測(cè)出總錳含量約為3.5mg/L，超出國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)33倍，嚴(yán)重影響下雷河沿岸幾千名群眾的生產(chǎn)生活用水，同時(shí)造成地下水及地表水嚴(yán)重污染。在地下河出口的湖潤(rùn)鎮(zhèn)水廠(chǎng)，錳含量超標(biāo)約59倍；湖潤(rùn)鎮(zhèn)那當(dāng)屯溪溝水錳含量超標(biāo)近9倍。
云南的傷心事
滇池劣Ⅴ類(lèi)水，杞麓湖劣Ⅴ類(lèi)水，星云湖劣Ⅴ類(lèi)水，異龍湖Ⅴ類(lèi)水……就在章程等人在云南調(diào)查期間，昆明市政府宣布又一高原湖泊——陽(yáng)宗海由于水體中砷污染超標(biāo)而成為劣Ⅴ類(lèi)水。至此，美麗的九大高原湖泊得以保全者已經(jīng)所剩無(wú)幾，這些云南省最重要的水源賦存地幾近廢棄。
造成高原湖泊污染的主要因素是人類(lèi)無(wú)節(jié)制的活動(dòng)：廢棄物隨意堆放、污水排放。滇池磷酸鹽含量已經(jīng)高達(dá)1.3mg/L，綠藻暴發(fā)、惡臭熏人讓這座“高原明珠”蒙塵納垢，無(wú)顏示人。
“地表水的污染一方面增加了應(yīng)急水源地與保護(hù)地下水的難度，保護(hù)與評(píng)價(jià)的壓力加大，且污染有從局部向區(qū)域蔓延的趨勢(shì)。”袁道先告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者。他指的是耗資489億元的“滇中調(diào)水”計(jì)劃。這項(xiàng)耗時(shí)3年進(jìn)行規(guī)劃，預(yù)計(jì)用20年時(shí)間建成、旨在引金沙江之水解滇中之渴、沖刷滇池污染的重大水利項(xiàng)目，2007年10月底已經(jīng)啟動(dòng)了先期工程。
然而這項(xiàng)計(jì)劃卻被一些水文地質(zhì)專(zhuān)家視為掩耳盜鈴之舉。“調(diào)水計(jì)劃短時(shí)間內(nèi)可以奏效，但光是引水，不解決污染的根源，可能最后不一定解決問(wèn)題，而且可能造成污染向國(guó)家級(jí)水源保護(hù)區(qū)金沙江流域擴(kuò)散。”袁道先對(duì)此表示擔(dān)心。
云南的傷心事不止是湖泊，越來(lái)越多的工程活動(dòng)造成的巖溶地下水枯竭、巖溶泉水?dāng)嗔饕舱谕{著人們的正常生活。
泛亞鐵路在云南通？h境內(nèi)的玉蒙段有兩個(gè)隧道工程——漢邑隧道和秀山隧道，當(dāng)?shù)厥菐r溶地區(qū)，施工揭露了較大的含水裂隙及管道，最多達(dá)5416立方米每小時(shí)的大量巖溶水噴涌而出，隧道建設(shè)一度難以為繼，進(jìn)度緩慢。麻煩不斷襲來(lái)，鐵路沿線(xiàn)周邊的地下水位開(kāi)始下降，導(dǎo)致12個(gè)泉點(diǎn)流量明顯減小，6個(gè)泉點(diǎn)斷流，1個(gè)壩塘出現(xiàn)滲漏，1個(gè)壩塘由于補(bǔ)給泉點(diǎn)斷流而干枯，5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)4.5萬(wàn)多人和1萬(wàn)多頭大牲畜飲水困難，2.3萬(wàn)余畝田地的灌溉用水受到影響，當(dāng)?shù)卮迕竦纳a(chǎn)生活秩序受到直接威脅。
發(fā)生在云南通海的這一幕在西南巖溶地區(qū)并非個(gè)案。重慶市萬(wàn)州區(qū)由于萬(wàn)石公路（萬(wàn)州——石柱）和宜萬(wàn)鐵路（宜昌——萬(wàn)州）的修建，開(kāi)挖隧道導(dǎo)致大量地下水疏干，使得當(dāng)?shù)?000多人缺水，400多畝田地由水田改為旱地，也由于缺水而收成不高。在冬季由于缺水更嚴(yán)重，村民只有靠煮雪水生活。
“類(lèi)似的事故警示我們，國(guó)家重大工程建設(shè)必須多部門(mén)參與、論證，尤其是在巖溶發(fā)育地區(qū)，應(yīng)該先查明工程沿線(xiàn)的水文地質(zhì)條件。”袁道先呼吁在現(xiàn)有的環(huán)評(píng)工作中重視相關(guān)的水文地質(zhì)調(diào)查成果，“不僅政府和公眾不了解巖溶水文知識(shí)，在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)有環(huán)評(píng)項(xiàng)目?jī)?nèi)容中缺少水文地質(zhì)知識(shí)，評(píng)價(jià)組中往往缺少水文地質(zhì)專(zhuān)業(yè)成員，且地質(zhì)人員與環(huán)保人員脫節(jié)。”前述廣西鳳山縣地下河排澇工程項(xiàng)目論證的11人評(píng)委來(lái)自水利、工程及農(nóng)業(yè)部門(mén)，最終因?yàn)椴涣私鈨?nèi)澇的水文地質(zhì)成因，項(xiàng)目論證最終未能提出解決方案。
民生危局
巖溶水環(huán)境的危急形勢(shì)關(guān)系著西南八省區(qū)眾多國(guó)定貧困縣的百姓民生。
記者在采訪(fǎng)中了解到，國(guó)家扶貧工作重點(diǎn)縣592個(gè)，其中西南八省就有224個(gè)，巖溶縣則占據(jù)其中的一半多，共131個(gè)縣。在貴州，國(guó)定貧困縣有50個(gè)，其中48個(gè)為巖溶縣。廣西國(guó)定貧困縣28個(gè)，21個(gè)為巖溶縣。而在巖溶區(qū)，造成普遍貧困的原因之一就是“土在樓上，水在樓下”的水土資源空間分布基本格局。
巖溶區(qū)所謂“地表水貴如油、地下水滾滾流”的說(shuō)法，正是這種因?yàn)殚L(zhǎng)期巖溶作用形成的地表、地下雙層水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)寫(xiě)照。很大一部分土壤隨水流失進(jìn)入地下，并在地下河中發(fā)生沉積。同時(shí)，由于存在較大的地下空間和排水網(wǎng)，地表水系不發(fā)育或發(fā)育不完整，多封閉洼地、落水洞和漏斗。目前，巖溶地下水資源的開(kāi)采量?jī)H為可開(kāi)采量的10%左右。
如今污染加劇，無(wú)疑讓貧困區(qū)本來(lái)逼仄的生存環(huán)境進(jìn)一步惡化。巖溶區(qū)獨(dú)特的水土資源分布格局使地下河對(duì)環(huán)境污染格外敏感，由于巖溶地區(qū)常缺少天然防滲或過(guò)濾層，地表水和一切污染物很容易通過(guò)溶洞等巖溶形態(tài)直接進(jìn)入含水層或地下河。而有關(guān)法律還不完善，人們對(duì)巖溶地下水系網(wǎng)的特點(diǎn)缺乏認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致大量地下河正在逐步變成各地排污的下水道。
有機(jī)氯農(nóng)藥和多環(huán)芳烴等持續(xù)性有機(jī)污染物(POPs)已經(jīng)在巖溶地區(qū)普遍出現(xiàn)。調(diào)查資料顯示，POPs有四大特性，即難降解、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性，在巖溶區(qū)表現(xiàn)出特有的“陷阱效應(yīng)”。所謂陷阱效應(yīng)是指洞穴、天坑、洼地(谷地)等巖溶地貌對(duì)環(huán)境中的有機(jī)污染物起到了“被動(dòng)采樣器”的作用，即類(lèi)似于“陷阱”，其中洞穴土壤中多環(huán)芳烴的陷阱效應(yīng)最為顯著。不僅如此，項(xiàng)目組通過(guò)對(duì)廣西、重慶的18條典型地下河沉積物和地下水有機(jī)氯農(nóng)藥和多環(huán)芳烴的調(diào)查與測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)沉積物內(nèi)有污染物累積現(xiàn)象，其中重慶地下河有機(jī)污染狀況似乎比廣西要嚴(yán)重。
“任何形式對(duì)土地的利用都會(huì)影響到水，水是西南巖溶地區(qū)發(fā)展的最基礎(chǔ)性的問(wèn)題。”袁道先對(duì)記者表示。西南巖溶區(qū)多為欠發(fā)達(dá)地區(qū)，有人認(rèn)為“欠發(fā)達(dá)由欠開(kāi)發(fā)”所致，因而要發(fā)展就必須開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)，但開(kāi)發(fā)同時(shí)帶來(lái)水環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越讓人擔(dān)憂(yōu)。
袁道先表示，針對(duì)西南巖溶區(qū)有機(jī)污染物研究工作才剛剛開(kāi)始，污染現(xiàn)狀不清、發(fā)展趨勢(shì)不明，而地下水有機(jī)污染物的精確檢測(cè)也對(duì)有關(guān)部門(mén)提出了新的挑戰(zhàn)。
談到下一階段項(xiàng)目調(diào)查研究的計(jì)劃，袁道先表示將繼續(xù)在貴州和湖南考察，“重點(diǎn)是礦山開(kāi)采引發(fā)的水環(huán)境污染狀況”。據(jù)資料，貴州的礦業(yè)活動(dòng)已經(jīng)造成60%～70%的淺層含水層污染，直接的后果是只能開(kāi)發(fā)深部含水層，這既加大了開(kāi)發(fā)成本，還會(huì)污染南盤(pán)江等地表水，下游廣西也會(huì)因此受到影響。另外項(xiàng)目組將赴粵北進(jìn)行巖溶考察。“廣東省政府正計(jì)劃投入8000萬(wàn)元開(kāi)發(fā)湛江及粵北巖溶水，其水環(huán)境現(xiàn)狀如何將直接影響到這一計(jì)劃的實(shí)施。”
“現(xiàn)在的當(dāng)務(wù)之急是擴(kuò)大地下水環(huán)境調(diào)查在西南巖溶區(qū)的覆蓋范圍，掌握區(qū)域的總體情況和發(fā)展趨勢(shì)。”袁道先表示，這一過(guò)程大約需要兩年。進(jìn)一步的科學(xué)研究、地下水監(jiān)測(cè)計(jì)劃、地下河全面保護(hù)整治規(guī)劃需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行。
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