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浅析东莞东坑(乐昌)产业转移工业园地下水污染成因及防治建议

来源:用户上传      作者:陈贤超

摘要:随着我国经济发展的日新月异以及科技水平突飞猛进,从而对资源的需求量也相应地增加。假如在开采和利用资源的过程中,不采用经济合理的方法进行开采,可能会对生态环境造成不可逆的破坏。尤其是地下水资源,地下水作为重要的饮用水来源,在保证人们日常用水、社会生产发展和地球生态系统等发挥了必不可少的作用的,如果其在开采和利用过程中,因保护不当从而使地下水受到污染,不但其的净化功能会受到破坏,而且还会威胁到人类的发展和生存。因此,下面就以东莞东坑(乐昌)产业转移工业园整园环评地下水水文地质勘察为例对地下水污染成因进行探讨。

关键词:地下水;污染;影响

1.项目概况

乐昌位于广东省北部,武江的中上游。東与仁化县为邻,南与浈江区交界,西南与乳源县相连,北部、西部与湖南省宜章县毗连,东北与湖南省汝城县接壤。介于北纬24°57′~25°31′、东经112°51′~113°34′之间。东起五山镇青岭村委会锡坑垇,西起三溪镇丫告岭村委会欧菜冲村,南起沙坪镇八宝山老蓬顶,北起白石镇三界圩上旗头村。全境东西相距73.68km,南北相距64.25km,总面积2421km2。乐昌市区至韶关市公路里程52km,至广州市350km。

东莞东坑(乐昌)产业转移工业园是乐昌市人民政府与东莞市东坑镇人民政府联手共建的产业转移工业园,于2006年9月被广东省人民政府认定为省级产业转移工业园,总规划面积为897.53hm2,其中工业用地规划面积为522.62hm2。乐昌市交通便捷,京广铁路、武广客运专线、107国道、京珠高速公路、广乐高速公路、省道S248线纵贯境内;园区交通便捷,有贯穿园区的省道S345线,广乐高速公路乐昌出口距离园区6km,武广客运专线乐昌预留站距离园区1.5km。

2.区域地质构造条件

2.1地层

乐昌地质构造相当复杂,境内地层发育较全,出露的地层有震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系。

2.2岩浆岩

乐昌境内出露的岩浆岩有燕山一期及燕山三期花岗岩。燕山一期花岗岩为九峰岩体,通称诸广山岩体,主要分布于境内北部(九峰)及东北侧,以出露于九峰、八宝山地区的岩体为代表。

2.3构造

乐昌全境位于二级大地构造单元赣南后加里东隆起西南边缘,与桂湘粤海西—印支凹陷交界部位,位于五级大地构造单元曲江构造盆地的西北边缘,瑶山复背斜之脊柱部位。地壳活动强烈,褶皱、断裂发育。

调查区处于粤北山字型构造之脊柱—瑶山复背斜北段东翼,上古生代沉降盆地—乐昌盆地中部。乐昌盆地南北及东西延长均为20km~25km。区内广泛分布着泥盆系—石炭系碳酸盐地层。主要褶皱构造轴向大致为南北方向延伸,自西向东分别为乐昌向斜、白云嶂背斜、廊田向斜。盆地北部出露九峰花岗岩体及铁钻头、西坑花岗岩株,盆地内仅见辉绿岩脉分布。

3.地貌特征与矿产资源

由于受地质构造运动、岩性、气候、河流等内外营力作用的控制和影响,构成乐昌境内地势中部和北面较高,向东西两侧递减。北卧诸广山,中立大瑶山,构成中山地形。瑶山以西为梅花、云岩丛峰层叠的岩溶山地和坪石“丹霞地貌”;东南面地势低下,为波状起伏的乐昌盆地。

乐昌有丰富的内生矿藏,根据地质勘探,已查明的矿产品种有黑色金属矿产、有色金属及贵金属矿产、放射性及稀有分散元素、燃料矿产、冶金辅助原料、化工原料、建筑材料及其他非金属、地下热水等,计有35种。主要有锑、钨、铅锌、铁、硫铁、萤石、煤和石灰石等。据现有资料,调查区内主要矿山包括乐昌市西岗寨铁矿、乐昌市西瓜地铁矿(停采)、乐昌市杨柳塘铅锌矿。

4.区域水文地质概况

(1)区内地下水的赋存条件与分布规律以及动态变化特征,明显的受构造、地层、岩性与地貌所控制。其区域水文地质特征大体归纳如下:

①调查区处于瑶山复背斜北段东翼,主要褶皱构造乐昌向斜轴向大致为南北方向延伸,上古生代沉降盆地—乐昌盆地中部。此构造轮廓控制了调查区。

②调查区地势北西高,中部及东南部低,北江自西北拐弯穿乐昌市区南下,纵贯图幅西部,形成河谷平原,赋存第四系孔隙水,调查区基岩广布,组成块状和层状裂隙含水岩组。

③碳酸盐岩为本区主要含水岩组,尤以天子岭和壶天群灰岩水量最为丰富,但不均匀。

④调查区处于山地丘陵,地下水的循环交替强烈,水质良好,多为HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg和HCO3·Cl-Na·Ca型水,矿化度普遍小于0.3g/L。大陆山区型水化学特征甚为明显。

(2)区域地下水类型根据其形成自然条件,运移规律、赋存空间特征,并结合岩相建造,大体可划分为四大类型,即松散岩类孔隙水、红层孔隙(溶洞)裂隙承压水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水和基岩裂隙水。

(3)乐昌属亚热带季风型气候,雨量充沛,为地下水的渗入补给提供了充足水源,降雨垂直补给是地下水主要来源。降雨渗入地下后,其大部分经过渗流、泉等形式排泄成为地表径流。地下水动态变化明显受降雨量及地貌影响,在不同的径流条件下,其变化幅度不同,总的规律:从补给区-径流区-排泄区,径流速度从急到缓,动态变化幅度从大到小。

5.场地岩土分层及其水文地质特征

城东地块场地地貌属盆地岩溶准平原区地貌,河南地块场地地貌属盆地岩溶准平原区地貌及武江河流冲积阶地。第四系覆盖层为冲洪积与坡残积地层,分布较广泛,岩性种类简单,但性质变化较大。工作区范围内出露主要地层及其水文地质特征如下:

中下泥盆统桂头群(D1-2gt):该地层富水性贫乏,为区内相对隔水地层,厚度438m~1344m。

上泥盆统天子岭组(D3t):该地层含裂隙溶洞水,溶洞、暗河强烈发育,水量丰富,大泉、暗河流量104L/s~620.43L/s,为 HCO3—Ca·Mg型水。该地层富水性中等—强,为区内主要含水层,厚度330m~650m。

上泥盆统帽子峰组(D3m):含微弱裂隙溶洞水,大泉流量10L/s~23.1L/s,该地层富水性贫乏,为相对隔水地层。层厚22m~77m。

下石炭统孟公坳组(C1ym):该地层钻孔涌水量一般为364m3/d~1484m3/d,为HCO3—Ca型水,该地层富水性中等—强富水,为区内主要含水层,层厚296m~424m。

下石炭统测水组(C1dc):该地层富水性贫乏,为相对隔水地层,泉水涌水量小于0.50L/s,层厚4m~46m。

侏罗系下统金鸡组基岩(J1j):该地层富水性贫乏,为相对隔水地层,单井涌水量为0.064L/(s·m)。层厚140m~ 377m。

第四系(Q):该地层富水性贫乏,为相对隔水层。

6.环境地质水文地质问题及地下水污染源调查分析

6.1环境地质水文地质问题

据调查走访,东莞东坑(乐昌)产业转移工业园整园(城东地块及河南地块)无原生环境水文地质问题,包括天然劣质水分布(例如地下水As、F、Fe、Mn、Se等元素过量或者缺少)以及由此引发的地方性疾病(包括地方性氟超标,克山病、大骨节病,地方性甲状腺肿)。但在本次工作调查区周边(乐昌市廊田镇岩前村)存在饮水型地氟病。

勘察期间,城东地块区内工业场地已初具规模,周边零星分布为居民区,东莞东坑(乐昌)产业转移园工业园污水处理厂位于城东地块内,于2011年12月底建成,设计规模为0.5万吨/日。据调查走访,园区内企业无地表水外排,区内包气带土层广泛分布,地下水水位埋藏较深,地下水水质未受到园区内工业生产影响,总体状况良好;河南地块未进行工业开发,勘察范围内以民居为主,水文地质条件仍维持原有状态不变。

据调查走访与收集资料分析,勘察区未发现由于过量抽取地下水而形成的地下漏斗或地面岩溶塌陷、土洞塌陷等不良地质现象,未发现地下暗河、岩溶洼地、漏斗、落水洞,未发现地裂缝与地面沉降。但在杨柳塘矿区铅锌矿区附近地段,据我队的历史资料,1972年开新斜井“突水”矿井被淹(突水量4300t/h),西瓜地产生大量塌陷,地面沉降,房屋开裂,井泉干枯;之后由于采用各种止水措施,加强对水患的治理,矿区地面塌陷基本停止。目前,该矿山还在生产中,因此仍不能完全排除因采矿活动抽排地下水引起的地面塌陷等地质灾害问题。

6.2地下水污染源调查

勘查区河南地块及城东地块内有零星养猪场分布,其中河南地块的养猪场仍在养殖,是区内地下水污染源之一。对勘察区地下水构成污染风险的主要为农业面源污染。此外,经实地调查走访,在城东地块东南、付村村西约700m、钻孔ZK6附近,为原乐昌铁矿矿山开采区域,勘察期间发现大量废弃的尾砂(已形成了尾矿库),是区内对地下水构成环境风险的主要污染源。在河南地块,永业造纸厂位于勘察区外围东侧,是区内对地下水构成环境风险的可能污染源。

6.3地下水污染源成因分析

(1)场地及周边地下水开发利用情况

区域地貌单元属乐昌岩溶盆地,呈現为低山丘陵、岩溶盆地及武江冲积阶地,在低山丘陵区,地下水水位埋藏较深,开采困难,当地村民多数于附近山上引山泉水作为饮用水,少数村以民井的形式零星开采地下水,部分地区有深井开采,如河南地块北部的棉纺厂、农机厂利用深井开采地下水,但至今多数已闲置。经走访调查,仅南岸村仍在利用勘察区内的上升泉作为当地村民的饮用水水源。

勘察期间,城东地块西侧的杨柳塘矿区铅锌矿仍在进行深部采矿活动,采矿过程中同时大量抽排地下水。

(2)地下水与周边地表水水力联系

具现场调查,场地地下水与周边地表水水力联系较密切,勘察区范围内地表水体不发育,但其周边地表水体较发育,勘察区周边水体包括武江河、霜降河、付村河及廊田河(城东地块东部的付村河汇入调查外围南部的廊田河,城东地块西部的霜降河与廊田河最终均汇入武江河)。河南地块勘察区地表水体稍发育,东侧毗邻武江河,区内有二条小河沟通过。

城东地块霜降河与廊田河地表水运移方向呈北东向汇入武江河,武江河地表水运移方向总体是北西向南东流。经调查走访居民民井及钻孔水位后,生成地下水水位等值线图,城东地块地下水总体运移方向为北东至南西方向,沿武江排泄;河南地块地下水总体运移方向为北西至南东方向,沿武江排泄。

勘察场地地下水与地表水水力联系大致如下:城东地块丰水期降雨入渗后造成勘察区地下水水位升高,部分地下水排泄于勘察区外围的河流,最后汇于武江;枯水期流经勘察区外围的河流对勘察区内的地下水有一定的补给。

由此可知地下水资源对勘察区周边的居民及社会生产的重要性,场地地下水与周边地表水水力联系较密切,地下水是一个开放系统,其脆弱程度的往往是各种外界因素共同作用的结果,所以当武江河受到污染时,污染水体会通过地下径流补给的形式进入地下水,不但地下水的净化功能会受到破坏,而且还会威胁到人类的发展和生存。

7.地下水污染防治建议

东莞东坑(乐昌)产业转移工业园整园处于《广东省地下水功能区划》中的“武江韶关乐昌应急水源区”,编号为“H054402003W01”,水质现状为Ⅰ-Ⅱ类,保护目标为Ⅱ类。主要指当前及规划期内由于水量、水质和开采条件较差,开发利用难度较大或虽然有一定的开发利用潜力但规划期内暂时不安排一定规模的开采,作为储备未来水源的区域。勘察区所在场地区域地下水资源丰富,且是武江水资源的主要补给区。根据广东省地表水功能区划,武江在该区域水质执行Ⅱ类标准,属一级水源保护区。

综上所述,该区域的地下水环境敏感性极强,建议工作区规划阶段制定合理的产业发展目录,限制重金属污染型产业及水环境风险较大的产业进入勘察区,进而保证区域的地下水及地表水的生态安全。建议东莞东坑(乐昌)产业转移工业园正式开发建设前,制定相关地下水环境应急预案,完善地下水环境监测网,强化土壤、地下水污染协同防治,并针对具体的工程项目进行更加具体的地下水环境影响评价。

8.结束语

随着人口增加、经济与城市的发展,水资源需求量迅速增加,水资源短缺已成为全球性问题。同时,由于水资源的开发利用及污染日益加重,水环境不断恶化。因开发利用地下水而引起的许多环境水文地质问题,如区域地下水位持续下降、水质恶化、海水入侵、地面沉降等公害,对人民生活与工农业建设带来了严重影响和巨大损失。如何做到地下水可持续利用,防止地下水公害的发生与发展,成为地下水管理的核心任务。

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