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摘要 ：社会的发展与进步使得当下对于各类矿产资 源的需求量逐步增长， 这也是矿山数量持续增加的主要原 因。但由于地下开采的特殊性，使得其在开采过程中与开 采完毕后均会对地下水产生不同程度的污染， 严重影响了 周边的生态环境与居民的正常生活。本文以张家口首都水 源涵养功能区蔚县矿区为例， 就蔚县矿区地下水污染现状 进行了深入分析，并提出了几点建议解决对策，包括地下 水污染防治区、制定地下水水质保护政策、强化农村地下 水源保护、加大污染源治理力度等。
作为与社会发展息息相关的重要物质基础，地下水的 重要性毋庸置疑。而从当下各个主要矿区的地下水的实际 状况来看，却表现出了污染较为严重的特点，且将伴随时 间的推移持续破坏地下水源。为此，针对主要区域的地下 水污染现状进行深入分析， 明确造成不良影响的关键问题 具有极为重要的现实意义， 并应在对地下水污染指标与污 染途径进行分析的基础上， 从多个角度制定并落实相应的 解决方案，从而实现减少地下水污染、消除持续污染隐患 以及快速恢复周边生态环境的目标。
1 张家口首都水源涵养功能区蔚县矿区地下水污染现状 分析
1.1 地下水主要污染指标
第一，本区硬度超标点较为集中的区域主要为大湾 村、金泉村、古道渠村、瓦房村、孟家堡村等地， 均处于矿 区开采范围内。总硬度的提高可反映出地下水污染程度， 之所以硬度超标点均集中于矿区开采范围内， 原因在于其 矿坑水氧化成酸的过程中， 将会使得含水体围岩受到持续 溶蚀影响， 导致地下水中的钙离子与镁离子含量整体增加 且硬度明显增大。
第二，具有溶解性特点的总固体超标点的分布位置， 主要为矿区内大湾—暖泉断层东侧一线以及水西矿—南 留庄矿一线。从对天然水矿化度的检测结果来看，其矿化 度多在 1000mg/l 以下，但由于矿坑水对地层中的矿化物 有大量溶解的特性， 将使得地下水的溶解性总固体含量整 体提高。
第三，有硫酸盐超标表现的位置主要分布在蔚县矿区 的大湾—暖泉断层东侧一线以及水西矿—南留庄矿一线。 本区所存在的硫酸盐超标点以及总硬度超标点均存在于 矿山开采的设定范围内， 受地层中硫元素的含量较高的影 响，虽然在天然状态下表现出了地层与含水层水体之间的 相隔特点， 但由于针对矿山进行开采后使得该位置与人为 氧化环境相接触， 在氧化成酸效应下导致生成了较多的酸 性水， 其中所富含的硫酸根离子含量将伴随时间的推移逐 步增高。
第四，在地下水中包含的“三氮”在人为因素的影响 下产生了较多的氮污染， 污染位置在蔚县矿区呈点状分布 的特点。
第五，氟化物超标点主要存在于蔚县矿区的甄家沟、 新胜庄一带，呈现点状分布的特点。
第六，矿山开采范围内包含了诸多的重金属超标点 位。雨水的频繁冲刷使得遗留的开采固体废弃物将在渗流 作用下逐渐释放有害物质至地下水中， 再加上排出的工业 废水中包含了较多的有毒重金属， 若不进行预先处理直接 排入到河流中， 则将会随着时间的推移使得诸多重金属污 染物进入到地下水源。
1.2 地下水主要污染源
第一，矿坑排水。根据调查发现除单候矿外其他矿山 已经陆续关闭，不再继续产生废水。从单候矿的排水情况 来看，每小时可排出290m3.少部分可用于后续的工业生 产，大部分的水经由开设的相关渠道排除到矿区外，排出 的水较小部分用作于对农田进行灌溉的水源，其他污水则 直接排入到壶流河中。矿坑所排出的废水中包含了诸多污 染物， 污染物的主要类型有硫化物、悬浮物以及六价铬等。
第二，工业废水。经调查发现产生的工业废水的主要 来源为矿业与钢铁产业， 其中所包含的污染物类型主要有 硫化物、氯化物以及各类悬浮物。
第三，固体废弃物。各个矿区所产生的固体废弃物长 期露天堆放， 使得此类固体废弃物逐渐成了污染水源以及 土壤的主要污染源。废弃物的污染组分在浸溶后将进入到 包气带中，其中小部分被岩土直接吸附，其余的部分则通 过渗水逐渐汇入到地下水中。
第四，农业污染源。产生的农业污染主要来源于化肥 与农药，通过对矿区内的山前斜地与平原区的调查，发现 污染物已经对浅层孔隙的地下水的水质造成了相对较大 的影响。
1.3 地下水主要污染途径
1.3.1 浅层孔隙水污染途径
第一，连续入渗型，该种类型主要是指污染物通过水 库或河道等途径所产生的垂向渗漏动作， 将使得大量污染 物逐渐渗透到孔隙含水层中。基于对矿区内污染源的调查 可发现， 该区域内无论是工业废水还是矿坑排水均采取直 排的方式直接排放到河道内以及水库内， 这也是导致地表 水水质严重裂化的主要原因。通过对地表水的水质进行分 析，发现在调查区域内的地表水同样遭受了轻微污染。调 查区域内的地下水资源的主要补给渠道为地表水入渗， 这 就使得将随着时间的推移逐渐加重地下水源污染。砂性土 是本区包气带的主要特点， 此类土层表现出了对污染物质 较高吸附作用的特点， 能够起到一定程度地避免大量污染 物渗入到地下水的重要作用。但由于包气带受到污染组分 的长期影响，使得在包气带内同样累积了大量的污染物， 进而降低了包气带的自净能力， 甚至已经成为了对地下水 造成持续污染的次生污染源 ;
第二，间歇入渗型。该种类型主要是指由于固体废弃 物持续堆放，以及长期的污水灌溉所导致的渗漏性污染。 调查的区域内的表土主要由黄土以及砂土所组成， 堆放的 废渣主要包括工业废渣、尾矿以及生活垃圾等。此类固体 物经由长期的降雨淋滤， 将使得污染物携带大量的地表水 通过对应的松散孔隙介质逐渐渗入到含水层中， 进而造成 空气水污染。需要注意的是，由于调查区域具有半干旱缺 水的特点，使得污水灌溉俨然已经成为主要的灌溉方法， 也是对农业用水进行补充的关键途径。但由于未能预先充 分处理污水， 使得在污水中往往存留较多的有机物与重金 属。再加上农业发展过程中农药与化肥的大量使用，未能 被充分吸收的化肥将经由降水逐渐渗入到含水层中， 导致 地下水源有显著恶化的表现。
1.3.2 深层岩溶裂隙水污染途径
本区所产生的深层岩溶裂隙水污染的主要途径可归 属于越流型。受到岩溶地下水超采的影响，使得裂隙水在 补给岩溶水的过程中产生了越流污染以及矿坑水老窑积 水导致的串层污染。若对岩溶水进行大规模开采可导致水 位整体快速下降， 受到水动力条件变化的影响将导致区域 内的水流场产生一系列的变化， 例如基于局部降落漏斗的 形成将使得岩溶水的整体水位甚至会低于裂隙地下水的 水位。此时上覆含水层的污染地下水将会在重力作用下逐渐穿透透水层对岩溶水进行补给， 最终导致岩溶水产生严 重污染。
主要的地下水污染地区存在于矿山开采区内，由于蔚 县矿区内不同含水层之间本身水力联系相对较差， 这使得 各个含水层之间含水层较为稳定。而在矿山闭坑后将使得 水位突然上升，随后逐渐进入到相对稳定的波动状态，未 变化水动力条件的前提下， 将使得矿工水位与奥灰水位有 反向升降变化的特征显现， 进而将地下水动力场的原本形 态予以彻底改变。
一是矿坑水与老窑积水所产生的串层污染。通过对调 查区地层的情况分析， 发现多数区域分布有广泛的侏罗系 地层，结构特点相对较为明显。受矿山开采活动的影响， 使得原本的地层水由于矿山开采被吸收， 存在于地层中的 硫化矿物将会在生物氧化作用下导致形成酸性矿坑水。虽 然存在于巷道以及采空积水区的隔水层能够起到一定的 隔水作用，但由于厚度变化较大使得产生的隔水效果不 佳。部分区域内甚至奥陶系岩溶地层与侏罗系地层之间的 垂直距离仅仅只有20m，一旦产生矿坑突水的现象将会使 得侏罗系含水层与岩溶含水层之间建立联系。此外，断层 以及水文地质天窗等通道也将导致产生岩溶水与矿坑之 间的水力联系，最终导致岩溶水被严重污染。往往在矿井 闭坑后将会由于采空区的长期废弃导致产生老窑积水， 其 对于岩溶水所产生的破坏更为严重， 俨然已经成为具有潜 在性与持久性特点的水质污染的主要源头。
二是污染孔与裂隙水越流补给岩溶水。岩溶水的过度 开采将使得整体水位持续下降， 并会在这一过程中形成岩 溶水降落漏斗。通过对调查区内井田的实际情况进行分 析，虽然伴随开采行为的逐渐消失使得漏斗区域的面积逐 步缩小， 但依旧存在着浅层孔隙水对岩溶水产生越流污染 的现象。
2 地下水污染解决对策
2.1 做好地下水污染防治区域规划工作
在对调查区域内的地下水系统的防污染性能进行综 合分析的过程中， 应在明确地下水资源可开采量以及污染 现状的前提下，与实际的土地利用分区、社会经济发展规 划相联系， 做好张家口首都水源涵养功能区地下水污染防 治区划。
第一 , 重要的地下水源保护区。基于各个区域所展开 的对水源地的保护区域规划， 最终确定将一级与二级的水 源地以及准保护区划分为重要的地下水源保护区。其中， 蔚县矿区 1 处水源地以及南留庄镇水源地需进行严格监 控，提供给地下水源更为全面的保护条件，进而达到完全消除地下水污染事件发生风险的目的。
第二 , 对治理防护区进行修复。该区域主要分布在对 河流以及矿山开采密集区产生影响的地带， 此类区域地下 水表现出了较高的功能价值， 但受到地下水自身防污性能 相对较差以及污染荷载较为严重等因素的影响导致地下 水受到了严重污染。为此，需做好针对地下水污染情况的 严格监控， 并保证相关治理措施落实的及时性。
第三,重点防护区。此类区域主要分布在山前斜地，有 地下水功能价值相对较高的表现，对应地下水防污性能较 差且污染荷载大部分地区为中等。需针对此类水源地进行 重点保护， 避免产生新污染源持续对地下水水质造成破坏。
第四 , 一般防护区。此类区域主要分布在丘陵地带， 存在的地下水功能价值相对较低， 只需对新污染源产生进 行严格控制即可。
第五 , 天然防护区。此类区域通常被分布在高山地区， 地下水功能价值极低且污染荷载较为轻微， 对应的地下水 防污性能整体较好。
2.2 制定针对地下水质的保护政策
生态环境等相关部门需要基于已经划定的饮用水源 保护区制定有效保护地下水水质的一系列保护政策， 要求 在保护区以及周边范围内严格遵循农业科学发展相关规 章制度， 确保当地农户能够对农药以及化肥的施用量进行 有效控制，全面推行科学施肥方案。同时需要强化针对粪 肥的处置管控， 例如需要对集中堆放粪肥的位置展开防渗 处理工作，避免所产生的废水污染到地下水源，须将粪肥 无害化处置作为当下的主要工作。同时，需要制作地下水 水质的科学保护手册， 通过分发给当地居民用以将居民的 地下水水质主动保护意识予以强化。
2.3 加大农村地下饮用水源保护力度
相关单位需要加速展开针对地下水饮用水源的调查 评估以及区域划定等工作， 例如在地下水饮用水源地保护 区的边界需要设置宣传牌或警示标志。同时，应配合落实 农村饮用水的水质监测措施， 要求各个区域均应严格遵循 国家相关标准， 基于当地的水质实际情况明确监测项目重 点，组织实施相关监测方案。相关部门需要发挥自身的职 责优势， 针对可能对农村地下水饮用水源环境造成影响的 风险源进行逐一排查， 若水质不达标则需确保水源更换的 及时性。
2.4 强化污染源治理
第一，确保工矿企业污染防治工作得到妥善实施，必 须全面排查那些环保设施和装备水平较低的工矿企业。同 时，应加大针对重点行业的专项治理力度，同步展开清洁 化改造工作，例如建立垃圾集中处理点位、配套污水与垃圾环保处理的设施。
第二，需要强化针对农村养殖的污染防治工作，科学 划分禽畜规模养殖的禁养区， 避免由于畜禽养殖对水源造 成污染。针对有规模化畜禽养殖需求的养殖场，应严格遵 循污染防治的相关规定， 尽快完善粪便污水的处理与利用 设施。
第三，需要制定并推广应用农业污染综合防治措施。例 如，大力推广具有低毒低残留特点的农药， 展开对农作物病 虫害的绿色防控工作。同时， 应建立农田建设以及土地开发 整理等相关标准， 保证无公害生产技术的推广效果 ;
第四，加速城乡环境的综合整治，尽快展开城镇污水 处理的改造工作。同时，需要对污水处理设施的运行标准 予以规范，进而全面提升重点乡镇的污水收集能力水平， 强化针对配套管网的建设工作。
2.5 科学展开地下水污染场地修复工作
对于在调查过程中所发现的地下水污染问题较为严 重的区域， 需要在相关规章制度的引导下科学展开对地下 水污染场地的修复工作， 及时将矿井以及废弃钻井等主要 的地下水污染途径予以切断。对于已经废弃或进行报废 处理的各类钻井以及矿井， 均需要由相关使用单位及时封 井，展开相应回填工作并确保封井质量。即可避免由于各 层地下水的串层动作导致的污染， 也是有效防止各类污染 物通过已经废弃的各类设施进入地下水的关键手段。
2.6 建立完善的地下水环境监测体系
采空塌陷所产生的对地下水的影响并不会立即显现， 而是将伴随岩土层结构以及地下水径流的变化产生愈发 严重的污染现象。这就要求需要针对地下水污染较为严 重的保护区域，构建完善的地下水环境监测体系。即可充 分发挥国家地下水监测工程网络的建设优势， 联系地下水 环境的实际情况布设相应监测点位， 进而实现监测信息共 享，提高地下水资源的保护效果。
3 结语
综上所述，频繁产生的矿山开采行为对所在区域的地 下水资源的破坏不可被忽视，需要相关管理人员结合地 下水资源的污染情况展开对污染途径以及污染原因的深 入分析。如此，即可制定并落实相应的地下水资源保护措 施，及时切断主要的污染途径，进而为快速恢复矿山开采 区域的地下水资源环境奠定坚实基础。
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