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作者:袁道先 薛禹群等 来源:科学新闻 发布时间:2007-8-3 9:1:20
我西南岩溶地区地下河面临变成“下水道”威胁加强保护和污染治理需从国家层面尽快做出决策

图一:中国西南岩溶及类型分布图

 
本文认为,我国西南岩溶地下河被污染是涉及亿万人饮水安全和近100万平方千米国土上经济社会发展的重大问题,解决这个问题需要从国家层面上尽快做出决策。作者提出了查清地下河分布和污染现状,加强监测、执法,有关科技问题的攻关、科普、干部教育和治理已被污染地下河等七条建议。
 
当前,我国西南13919千米地下河面临变成下水道的实际威胁。这是因为西南岩溶区“土在楼上,水在楼下”的水土资源空间分布基本格局使地下河对环境污染特别敏感;国家有关法律得不到执行,有的法律还不完善;干部群众对岩溶地下水系网的特点缺乏认识所致。西南岩溶地下河被污染是涉及亿万人饮水安全和近100万平方千米国土上经济社会发展的重大问题,而且地下河一旦被污染就很难治理。这个问题的解决需要国土、环保、卫生、科技、农业、水利、法律、科普、干部教育和宣传部门共同努力,因而需要从国家层面上尽快做出决策。本文提出了查清地下河分布和污染现状,加强监测、执法,有关科技问题的攻关、科普、干部教育和治理已被污染地下河等七条建议。
 
岩溶环境的脆弱性
 
上世纪八十年代以来,国内外地质、环境工作者公认岩溶地区为一种脆弱环境。这一方面是由于可溶岩的风化作用是以化学溶蚀为主,留下的成土物质极少,以致土壤先天贫瘠,稍有水土流失,即留下一片石海(石漠化);另一方面是由于岩溶地区常缺少天然防渗或过滤层,地表水和一切污染物很容易通过溶洞等岩溶形态直接进入含水层或地下河。如1981年有一辆载有10吨剧毒KCN的卡车在美国肯塔基州的岩溶高原上倾倒,泄出的KCN灌入了路边的落水洞。人们只知道该地区1000平方千米的范围内有约500千米的地下通道,但并不清楚灌入地下的KCN将会影响哪些地段,哪些村庄,以致陷入一片惊慌,由美国总统下达疏散令。事后由政府出巨资,在该地区做了400多次示踪试验,搞清了地下通道的来龙去脉,及其和居民点的关系,并将结果绘制成图,张贴在该地区所有的公共场所,以便再有类似情况发生时,可及时采取科学的应急措施。
 
中国西南岩溶地区是指以贵州为中心,包括广西西部、云南东部、重庆市东南部、川南、湘鄂西的连片分布的岩溶区,总面积约100万平方千米,其中裸露岩溶区面积约62万平方千米。这里虽然年降水在1000毫米以上,但是由于岩溶强烈发育,地表水漏失,加以新生代以来地壳大幅度的间歇性抬升,以致适合人类生活、生产的土地资源多分布在海拔1000米至2000余米的各级高原面上,而作为主要水源地的大江大河多位于深切峡谷。水土资源空间分布格局不配套,导致水资源常成为制约该地区经济社会发展的主要因素。许多地方在旱季还要靠消防车为群众送生活用水。2006年我国政府投入80亿元人民币解决全国2000万人的安全用水问题,西南岩溶地区是重点之一(见图1)。
 
但该地区地下水很丰富,特别是地下河分布甚广。据国土资源部上世纪八十年代水文地质调查,中国西南岩溶地区共有地下河2836条,总长度达13919千米,总枯水流量1482立方米/秒,相当于一条黄河。如能科学保护开发,将能有效解决该地区的供水水源问题。目前的情况是:一方面对这些地下河的开发利用程度甚低,而另一方面它们正在逐步变成各地排污的下水道。
 
我国保护地下河的有关法律
 
实际上成了一纸空文
 
对地下河的污染有三种主要方式:一种是通过岩溶高原面上越来越多的垃圾堆放场,它们都没有任何防渗措施,以致雨水从垃圾中淋滤出的有毒有害物质可以通过落水洞直接污染地下河。我们在乌江、南盘江、北盘江两侧岩溶高原面上的公路沿线,经常可见到这样无序的垃圾堆放场,其规模也越来越大;二是直接把城市、工厂的废水排入落水洞;三是在高原面上的大量水稻田,常通过地头落水洞排泄过多的积水,特别是雨季的洪水,将稻田中的农药、化肥、有机肥也随之带入地下河,这似乎是一个只有通过调整农业产业结构才能解决的难题。其实在这三种污染方式中,除了第三种尚无明文限制外,第一、二两种早已受到法律的明确禁止。如经1984年5月11日第六届全国人民代表大会常务委员会第五次会议通过,后又根据1996年5月15日第八届全国人民代表大会常务委员会第十九次会议修正的《中华人民共和国水污染防治法》第五章第41条规定:“禁止企业事业单位利用渗井、渗坑、裂隙和溶洞排放、倾倒含有毒污染物的废水、含病原体的污水和其他废弃物;”第42条又规定:“在无良好隔渗地层的地区,禁止企业事业单位使用无防止渗漏措施的沟渠、坑塘等输送或者存储含有毒污染物的废水、含病原体的污水和其他废弃物。”其实,关于禁止向溶洞排污的规定,还可追溯到1979年9月13日第五届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议原则通过的《中华人民共和国环境保护法(试行)》第20条中。但现在的实际情况是,在西南广阔的岩溶地区,全国人民代表大会的这些庄严规定实际上成了一纸空文。在上世纪八十年代,位于广西德保城南唐利村的一家造纸厂就是利用一个溶洞排污水,这样虽然避免了对县城附近的鉴河的污染,但污水在地下河中运移了5千米后还是通过那口村附近的一个地下河出口排向了鉴河;柳州市东南的龙泉山地下河,成了沿线医院、工厂的下水道,洞内恶臭难闻;位于长江珠江分水岭地区的贵州水城岩溶盆地,由城镇、工厂造成的COD、BOD、酚、甚至CN、Cd、Cr、Pb、As都超标的废水最后排入了其东部范家寨附近的落水洞;在重庆市的南川区大铺子一带的城镇废水,也是排向其北面冉家坝的狗儿洞;在涪陵的丛林乡,一个土法榨菜加工厂,把腐烂变质了的榨菜倒入一个岩溶洼地,污染自己的水源地;在云南蒙自东山岩溶高原上的白牛厂银矿冶炼厂,把废水排入一个落水洞,使洞口草地一片枯黄,而这个落水洞正位于蒙自东部黑龙潭岩溶泉的补给区,该泉是附近村庄的饮用和灌溉水源。以上这些情况,只是笔者在野外看到的大量触目惊心的现象中的几个实例。但它足以说明,随着低水平的乡镇企业的遍地开花,我国西南岩溶区的脆弱的水环境已发生了十分严重的问题,那里的2836条地下河已受到了变为下水道的实际威胁,由于它们隐蔽在地下不易被看到,而治理难度又比治理地表河污染大得多,因此更应予以尽早的特别关注。
 
后果的严重性
 
对我国西南岩溶地下河的污染已产生了严重的后果,并将产生更加严重的后果。首先它已造成了岩溶地区本来就十分珍贵的许多水资源的报废。如在上世纪八十年代初,贵州省遵义市的污水有18%排入落水洞,其南面原有的一个水厂,就是以沙坝地下河为水源的。但由于其沿线卷烟厂、旅社、加油站、卫生院和火车站废水的灌入,以致其Cl-、SO42-总硬度等均超标,并有油味而报废。在重庆的万盛区,原有一个供水量达10000立方米/日的岩溶水源地,也由于受到工矿、城镇废水的污染而于几年前报废。在广东省英德市,位于西牛镇岩口村南侧山脚下的地下河,原来清澈的地下河水,由于上游采矿的污染而变成了黄泥水,其PH值仅2.52,Fe、Al、Mn等均严重超过饮用水或农灌用水标准。不仅使附近村民用水困难,也威胁农作物质量安全和下游连江的水质。目前我们还没有看到对这些已被污染的地下河采取任何治理措施。我们似乎只能眼睁睁地看着西南地区的地下河一条一条地被丢弃。难道这是我们为发展西南地区经济必需付出的代价?
 
地下河污染问题的严重性还在于一旦发生就很难治理。在治理地表河的污染时,除了要拦截污染物外,还要挖除河道中的污泥,而要从埋深数十米到数百米的地下河中清除污泥将是谈何容易?美国肯塔基州的白马洞(White Horse Cave),上世纪八十年代初,曾因向洞内排废而变成了臭气熏天的“下水道”,经过二十多年的艰苦治理,才于本世纪初恢复原貌。如何防止白马洞的经历在中国西南13919千米的地下河上重演?这将是一个巨大的挑战。
 
地下河还是一种特殊的生态系统,那里生活着许多珍贵的物种。它常常是地表环境发生变化时一些物种的临时栖息地,也有一些物种就留在那里并发生了生理变化,有的可在地下完成整个生命循环过程,构成了特别的“地下生态系统”。许多发达国家已完成了对本国地下生物群的编录、分类,并进行了其演化及与地表生态系统相互关系的研究。法国科学院早在上世纪七十年代就在比里牛斯山北麓Moulis的一个洞穴系统中建立了地下生态实验室(Laboratoire Souterrain du CNRS),美国为模拟在没有光合作用的条件下(如海底、太空)的生态系统运行机制,正计划建立国家地下实验室,地下河及洞穴系统也是其选址对象之一。
 
目前我国在这方面的研究还有相当大的差距,只对少数几个洞穴的物种进行了采集、鉴定和编录。但目前的状况使我们忧虑:有可能在我们还没有来得及对我国的地下生态系统进行研究时,它们就已因地下河的污染而消亡。我国西南岩溶地区还位于长江水系和珠江水系的分水岭地带。它原本应当是两个水系的生态屏障。污染物储存在地下河中,延缓了对大江大河的直接污染,甚至在一定时期内造成了长江珠江未受影响的假象。但终究地下河“藏污纳垢”的容量是有限的,一旦超过了其极限,这个“定时炸弹”就会爆发,北威胁三峡水库,南危及整个珠江,而其治理难度将比治理莱因河、泰晤士河、苏州河、滇池或淮河要大得多。
 
原因分析
 
为什么我国西南岩溶地区地下河的污染问题愈演愈烈?为什么全国人大常委会庄严通过的相关法律得不到贯彻执行?除了我国各种环保问题所具有的许多共性问题,如干部缺乏科学发展观的理念,不能正确处理发展与保护环境的关系,片面的政绩观;地区、部门或企业利益驱动,甚至权钱交易;环保执法软弱等之外,在我国西南岩溶地区还有一些急需认真对待和解决的特殊问题,主要的有“土在楼上,水在楼下”的基本水土资源空间分布格局给保护地下河带来的困难和更高的要求;对地下水系网的调查程度不足,干部群众对向溶洞、落水洞排污的严重后果认识不足,并存侥幸心理;在法制方面,除执法不严外,还存在着现有法律内容不全,缺乏对可能导致地下河污染的土地利用方式的必要限制,和避免此种污染的科技手段,以及执法检查不全面,没有根据岩溶地区的特点,提出检查的重点等。
 
由于新生代地壳的大幅度间歇性抬升,我国西南岩溶地区主要的土地资源多分布在各级高原面上,而作为主要水资源分布区的大江大河多为土地资源很少的深切峡谷,或者是埋深几十米至数百米的地下河中。如滇东南的蒙自-开远一带,土地资源分部在海拔1900米(鸣鹫),1300米(蒙自),或1100米的各级高原面上(见图2)。水资源在地面以下数百米的地下河中流动,最后由开远市南面的南洞排出,成为该市主要供水水源。显然,蒙自、鸣鹫等高原面上任何形式的土地利用,如城市发展、农业、工矿和道路建设等,稍有不慎,就会对下面的地下水文系统造成污染,更不用说向落水洞中直接排污了。
 
执法不严,法律不完善。如果说,向落水洞排污问题已有法律明文禁止,大量向落水洞排污而长期得不到制止的案例属执法不严问题,那么,如何避免高原面上农田中的化肥、农药对地下河的污染,则属于法律还无明确规定的问题。我们无论如何也不能禁止在岩溶高原面上珍贵的农田上种地,但我们的确看到这样的土地利用方式已造成了其下方地下河的污染。我们需要依靠法律来保护地下河,但我们对农业带来的地下河污染又不能一禁而了之。目前在岩溶地区的环保执法检查,多限于对企事业单位“三废”排放情况的检查,而对于向溶洞排污的问题还未列入重点检查对象,这是一个很大的漏洞。对地下水系网的来龙去脉不清。通过国土资源部门上世纪八十年代完成的1/200000水文地质普查,我们对西南岩溶地区地下河的分布状况虽已有大致了解,但对于岩溶高原面上成千上万个落水洞之间,以及它们同地下河、岩溶泉的联系情况并不清楚。这就给有针对性地保护地下河水资源带来很大困难。上世纪八十年代美国在肯塔基岩溶高原上以大量示踪试验查明地下水系网来龙去脉,并将结果公布于众的做法,虽属亡羊补牢之举,但如果用来做未雨绸缪,则是值得借鉴的。
 
干部群众对岩溶地下水系网的脆弱性缺乏认识。我们见到许多地方群众在水源地上方的岩溶洼地、落水洞中堆放垃圾、排放污水,自己污染自己的水源地。我们还看到有的地方的干部和规划人员,为了少占岩溶水系下方平原地区的农田,而把一些污染严重的工矿企业放到崎岖的补给区,也污染了自己的水源。不论是前面那种“自杀式”的做法,或后面这种“好心办坏事”的做法,都来自于对岩溶地下水系网的脆弱性的无知。作为一个岩溶工作者,我们在看到这些现象后,震撼之余,深感普及岩溶科学知识的责任重大。
 
几点建议
 
前面介绍的情况说明,我国西南岩溶地区地下河的保护和污染治理是一个涉及亿万人民的安全饮水和八省市约100万平方千米国土上经济社会发展的重大问题。地下河被污染报废的严峻趋势已容不得我们对此问题的解决再犹豫等待,但其解决还需要国土、环保、卫生、科技、农业、水利、法律、科普、干部教育和宣传部门的共同努力,因而需要从国家层面上尽快做出决策。为此提出以下建议。
 
1.搞清地下河污染现状。对已知13919千米地下河,及有关的岩溶大泉、储水构造的污染现状进行逐条、分段、分不同季节的调查、采样分析。对发现已被污染者,还需通过监测、试验查明其污染源,明确污染责任,在此基础上提出全面的保护、整治规划。
 
2.查明岩溶地下水系网的分布及运动方向,进行脆弱性评价。通过详细调查和较多的示踪试验,落实各地溶蚀盆地、溶蚀洼地、落水洞及其相关的土地资源、居民点与岩溶地下水系网及岩溶水运动方向,特别是已经或可能用作供水水源的地表、地下岩溶水点的关系,并将结果向当地群众公布。根据各地隔水层分布状况、岩溶发育强度、地形,植被、气候等条件,进行岩溶水资源脆弱性分区,既为在保护岩溶水资源的前提下规划、调整、审批土地利用方式提供科学依据,也为在地下河受到突发性污染事件威胁时采取科学的应急措施作好准备。
 
3.加强对地下河的监测。按岩溶地下水系网不同部位的不同重要程度,分级建立监测站,形成监控网络,并定期向社会公布地下河各地段的水质状况,发动群众关注、爱惜、保护自己的水源。
 
4.严格进行执法检查。将现行法律中已有明文规定者,如禁止在岩溶洼地中堆放垃圾;禁止向落水洞排污等,列入岩溶地区各级人大常委会和环保部门执法检查的重要内容之一。发现问题及时予以纠正。
 
5.加强与地下河保护有关的科学技术问题的试验、研究。如污染物在地下河中的地球化学行为;地下河的自净能力;探测地下河的新技术;岩溶地下水系脆弱性评价标准;解决农业发展与保护地下河的矛盾的技术方法等,都是亟待解决的问题。在“中国科学院院士建议”2006年第12期(总149期)发表了陈文新等十位院士“发挥豆科植物-根瘤菌共生固氮作用减少化学氮肥用量”的建议。此种技术有可能为西南岩溶地区找到一条既能保证农民收成,又能保护地下河的出路,建议农业、国土、环保、水利等部门联合起来,尽快选较大面积的典型地区开展试验,如确能获“双赢”实效,应结合农业产业结构和土地利用结构调整大力推广,待条件成熟,可将其纳入保护地下河的立法之中。
 
6.科普和干部教育。组织专业人员编写有关岩溶水文地质和保护地下河的科普小册子、通俗展版,参加岩溶地区的科技下乡,科普大篷车活动;培训乡村教师,并通过他们向农民传播岩溶地下河的知识;与影视界合作,在电视中播放保护地下河的节目;将违反法律向落水洞排污的典型实例在新闻媒体上曝光,以引起重视,并作普法教育。在专业队伍进行地下河示踪试验时,可适当邀请当地群众代表参与,现身说法地说明地下河的脆弱性,和向落水洞排污形同“自杀”的严重后果。现在对各级地方主管环境问题的领导干部的教育工作中,已有地质灾害方面的课程,但还没有岩溶方面的内容。建议至少在岩溶地区各级干部的教育课程中增加保护地下河的内容,这也是很实际的“科学发展观”、“三个代表”和“以人为本”的教育。
 
7.治理修复已被污染的地下河。对已遭污染报废的地下河或其它类型的岩溶水源地,要尽快落实污染和修复治理责任单位及责任人,根据“谁污染谁治理”的原则,限期修复。对于由多个部门单位,或人数很多的群众长期无序活动而造成污染的地下河或其它类型水源地,则由其所在地的相应级别政府组织修复。要尽快拿出修复的工程设计方案,列入本级政府的国民经济和社会发展计划中按期完成。对于已修复的地下河,建议就地建一个小型博物馆或陈列室,用清理出来的污染物标本和图片,展示其被污染的原因、过程、危害性、治理方法和难度。用生动的实物进行岩溶地下水文系统脆弱性的教育,警示人们世世代代珍惜自己的地下河,再也不要让它变成“下水道”。
 
(本文作者还有:傅家谟、郑度、汪集旸、林学钰、陈梦熊院士。作者单位:国土资源部岩溶地质研究所、南京大学、中科院广州地球化学研究所、中科院地理科学与资源研究所、中科院地质与地球物理研究所、吉林大学、国土资源部咨询研究中心)
 
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