第一篇:我国地下水污染现状和修复技术.
我国地下水污染现状和修复技术 引言:近年, 随着我国人口的不断增长和社会经济的快速发展, 各种环境问题日趋 严重, 尤以水污染的形势最为严峻。其中大量未经处理或未达到一定排放标准的 生活和工业污水的无序排放、有毒液体的泄漏、生活和工业有害固体废弃物的随 降雨入渗, 致使我国地下水污染的问题日益突出十多年来, 在国家和各级政府的 高度重视和全国人民的共同努力下, 我国的水污染治理取得了巨大成效, 各大流 域的水环境都有了很大改善。但目前我国的水污染依然相当严重, 多个河流和湖 泊的水质与规划目标还有较大的差距。水污染问题不仅影响、制约着我国经济的 发展,而且危及人们的身体健康,乃至社会的稳定。因此,加强对地下水污染的 治理和相应技术的开发就成为一种迫切的需要。
⒈我国地下水污染的研究现状
目前我国对地下水的研究主要集中在以下几个方面 1.1地下水水质研究
地下水水质研究是地下水污染研究的重要部分, 我国对地下水水质的研究集 中在两方面:一方面是污染物控制指标及水质标准的修订, 另一方面是水质评价 方法的探讨和改进。
1.1.1污染物控制指标及水质标准的修订
我国对污染物控制指标的研究始于 1949年以后,主要反映在水质标准的颁 布和不断修订上至今,我国已经颁布执行的地下水水质标准有地下水质量标准(GBT14848-1993 ,生活饮用水卫生标准(GB5749-85等。
1.1.2水质评价方法的探讨和改进
水质评价可以较好的反映地下水是否污染及污染程度, 水质评价方法是地下 水水质评价的工具和手段,由于水体污染的随机性和模糊性对于地下水水质评 价至今仍没有一个被广泛接受的评价模型。目前常用的地下水水质评价方法有单 因子评价方法和综合评价方法,我国传统的水质综合评价方法是 GB/T14848-1993推荐使用的内梅罗指数法。近年来世界各国的专家学者对地下水水质评价
方法进行了深入的探索, 提出了很多评价方法和模型, 主要有基于模糊数学的模 糊综合评判法、基于灰色系统理论的灰色聚类法、灰色关联度法、基于数学计算 机模型的 BP(误差反向传播算法人工神经网络模型基于 GIS 的评价模型、多 元线性回归模型、逻辑斯谛曲线 LOG 模型以及基于理论分析的集对分析法物元可 拓法等。
1.2地下水污染调查的研究
地下水污染调查是地下水污染研究的基础我国目前在调查内容和调查技术 上都有了一定的进展。
1.2.1地下水污染源的调查研究
污染与污染源有着必然的联系, 地下水污染源按其形成原因可分为人为污染 源和天然污染源两大类。按其分布形状又可分为点源线源和面源。按来源划分为 工业污染源、农业污染源、城市污染源、固体废物源及高尔夫球场、养殖场、排 污河流、加油站、污水处理厂等其它源四类。目前我国对地下水污染源的研究在 认识程度和研究内容上都有了一定的深入, 不断加强对地下水污染源的类型强度 和空间分布特征的认识及其对地下水影响程度的分析, 对地表污染水体的分布规 模利用情况及水质状况等也做了详细的调查。
1.2.2电法勘探应用
近年来, 国外的大量研究和试验表明, 电法勘探可成功地应用于地下水污染 的调查研究。应用不同的物探方法可以解决不同的问题:一是利用电阻率法可以 圈定地下水污染范围, 可以进行海岸环境下的地下水勘察;二是利用电磁法可以 探测导
电的羽流的流向及状态, 圈定地下水污染区;三是利用频谱激发极化法探 测有机学污染,还可以根据不同目的而采取相应的物探方法。
1.2.3地下水有机污染调查
随着国际上对毒害有机物的普遍重视, 我国相关部门的科研单位及高校研究 人员借鉴国外的研究经验逐步展开这方面的研究工作。我国政府加大了地下水有 机污染调查与研究的投入, 地下水有机污染的危害已逐步得到重视, 地下水有机 污染的调查与研究将成为今后地下水污染调查研究的重要内容。
1.3地下水污染物的来源污染途径研究 1.3.1地下水污染的风险评价研究
地下水污染风险是指含水层中的地下水由于人类活动而遭受污染到不可接 受的水平的可能性。最早的地下水污染风险可以追溯到 1968年法国学者M arjat 提出的地下水脆弱性评价。仅从含水层的自然属性条件(土壤、气象、水文地质 等出发,称为含水层固有脆弱性或者含水层的防污性能。20世纪 80、90年代 针对面源污染造成的地下水污染问题, 研究者认识到地下水本质脆弱性污染负荷 与污染风险之间的复杂关系, 因此, 将污染物的特性和一些人类活动因素纳入到 地下水污染风险的研究体系中, 含水层的特殊脆弱性评价形成也称为早期的地下 水污染风险评价。截至目前地下水污染风险评价目前还没有一套公认的评价模型 和评价指标体系及方法,各国研究者都在不断地进行探索。
1.3.2地下水污染健康风险评价研究
地下水污染健康风险评价是以风险度作为评价指标, 把地下水污染与人体健 康联系起来, 定量地描述地下水污染对人体健康产生的危害大小。地下水污染健 康风险评价是在环境风险评价的基础上发展起来的, 随着水污染状况越来越严重 关于水环境对人体健康的风险评价也越来越受重视。目前国内的地下水污染健康 风险评价是在国外环境风险评价方法的基础上, 基于保护人类健康的考虑, 以地 下水质量标准和风险评价的健康基准值为基础客观科学地量化地下水污染对人 体健康的潜
在影响采用的方法主要是风险评价四步法。最初主要集中于对地表水 或污水回用的评价评价的污染物主要是无机物和金属污染物随着对地下水有机 污染物认识的加深地下水无机污染物的研究也在逐步加大。
1.3.3环境同位素在地下水污染研究中的应用
同位素技术在地下水勘测、地下水运动规律研究、地下水污染分析、坝堤渗 漏测定、地表水来源及组成分析等方面都有重要作用, 是目前世界上研究地下水 的先进技术手段。同位素有稳定同位素和放射性同位素放射性同位素存在放射性 衰变在地下水研究中的应用主要是定年作用和标记作用。20世纪 80年代同位素 水文学在我国的研究进入一个新阶段同位素水文地质的理论和方法的研究取得 了一定的进展, 20世纪 90年代在国家自然科学基金委员会的支持下,同位素在 地下水中的应用向更高层次发展。综合分析, 稳定同位素技术和放射性同位素技 术在地下水污染研究中的应用得到了长足的发展, 理论和方法研究比较系统、研
究案例非常丰富,取得了一定的成果,对于有机污染的单体同位素技术 CSIA 的 机理及应用的研究还处于探索阶段。
1.3.4地下水污染数值模拟研究
地下水污染的数值模拟研究包括数学模型的研究应用及模拟实验研究两个 方面, 地下水污染的数学模拟研究各种溶质的浓度在多孔介质中的时空变化规律, 较好地定性或定量地预测含水层中污染物现在或未来的分布状况。目前对地下水 水质模型的研究已有相当的水平, 相应的数学模型也日趋成熟, 主要的地下水质 模型有对流-弥散模型、随机模型和黑箱模型。目前, 我国地下水污染数值模拟 模型方面的研究在模型探讨及应用上取得了一定的成果, 污染物质的迁移、模型 中模拟参数以及溶质迁移的机理的研究越来越得到重视,开展了大量的工作。1.4地下水污染监测研究
地下水污染监测是地下水污染研究中的重要方面, 目前, 我国已经形成了由 一个国家级监测院、31个省级地质环境监测总站(院、中心 和 217个市(地 级地质
环境监测分站组成的地质环境监测工作体系;随着环境监测指标的不断增 加和监测精度要求的不断提高, 监测技术也得到了一定的发展, 监测井从传统的 混合式的地下水监测井逐渐向分层采样、分层监测为目的的监测井发展;地下水 监测网的建设工作也在逐步的扩大, 建立了由两万多个监测点组成的地下水监测 网络, 陆续建立和完善全国地下水监测数据库。自动化监测水平逐步提高, 部分 省市通过安装地下水自动检测仪,实现地下水的在线自动化监测。
2地下水修复技术
目前, 随着地下水污染事件的不断发生及科研人员的不断努力, 地下水污染 修复技术在大量的实践应用中得到了不断地改进和创新, 较典型的地下水污染修 复技术已经有十多种。
2.1物理法修复技术
物理法修复技术指技术的核心原理或关键部分是以物理规律起主导作用的 技术,主要包括以下几种方法:水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集 法、水力破裂处理法等。
2.2化学法修复技术
地下水污染的化学修复技术指技术的核心流程使用化学原理的技术, 归纳起 来主要有两种方式,即有机粘土法和电化学动力修复技术。
2.3生物法修复技术
所谓生物修复,是指利用天然存在的或特别培养的生物(植物、微生物和原 生动物 在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理技术。现在发 展起来的主要是原位生物修复技术。
2.4复合法修复技术
复合法修复技术是兼有以上两种或多种技术属性的污染处理技术, 其关键技 术同时使用了物理法、化学法和生物法中的两种或全部。如渗透性反应屏修复技 术同时涉及物理吸附、氧化~还原反应、生物降解等几种技术;抽出处理修复技 术在处理抽出水时同时使用了物理法、化学法和生物法;注气-土壤气相抽提技 术则同时使用了气体分压和微生物降解两种技术。一般认为。几种原理并列性较 强的技术才能被称为复合技术。
3结论
综上所述, 面对我国日益严峻的地下水污染形势, 地下水污染防治迫在眉睫。必须进一步加强地下水污染防治的制度建设, 加大对地下水污染防治的投入, 将 地下水的开发利用与保护协调起来,才能实现水资源的可持续利用,以及自然、经济、社会的全面协调发展。虽然我国的地下水污染研究取得了丰硕的成果但是 与国外相比还存在一定的差距, 应大力关注和借鉴国外的先进经验不断探索适合 本国国情的研究方法和研究体系使地下水污染研究工作向新的深度和广度发展。
第二篇:我国地下水污染特征现状
地下水污染特征和我国地下水资源污染现状
小编的话:前几日推送的《最全面的地下水基本知识》,深受大家喜爱,今天继续来探讨我们的地下水是如何受到污染的。其实,地下水污染和土壤污染有着很多共同之处,例如隐蔽性,修复耗资巨大等等。这篇文章简明扼要地介绍了地下水的污染机理、我国目前地下水资源的现状,以及地下水污染的防治措施等,可以帮我们对于以上几点有一个基本的认识!
什么是地下水污染
地下水污染(ground water pollution)主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。地表以下地层复杂,地下水流动极其缓慢,因此,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染,即使彻底消除其污染源,也得十几年,甚至几十年才能使水质复原。至于要进行人工的地下含水层的更新,问题就更复杂了。
地下水污染的主要原因
过度开采地下水,引起地下水位下降,沿海地区海水倒灌;农业生产中大量使用化肥、农药以及污水灌溉等,污染物渗入地下水中;受污染的地面水体或废水渠、废水池、废水渗井等连续渗漏。地下水一经污染后,总矿化度、总硬度升高,硝酸盐、氯化物含量升高,有毒物质增加,溶解氧下降,有时还会出现病原体。地下水污染不易发现,难以治理和恢复,影响供水水质,加剧水资源短缺,应限制开发,合理使用,从而保护地下水资源。
地下水污染的来源
向水体排放或释放污染物的来源和场所都称为水体污染源,这是造成水体污染的罪魁祸首。各种水体及其循环过程中涉及到许多类型复杂的污染源,从不同的角度可将水体污染分为多种不同的类型,就地下水污染而言。其根源有以下几种:
1、农牧业污染源
(1)农药污染(2)化肥污染
(3)牲畜产生的有机废物污染
2、工业污染源(1)工业垃圾(2)工业污水
(3)石油化工产品污染(4)矿业污染
3、人类生活对地下水造成的污染(1)生活垃圾(2)生活污水
4、自然界自身的污染
我国地下水资源概况
地下水资源的地区分布主要受降水控制,其次还受地表水体、岩性、地形地貌及植被条件等因素的影响。我国地下水资源地区分布的主要特点是:
①南方多,北方少。南方地下水平均年资源量占全国地下水资源量的69.2%,而北方仅占30.8%;
②平原区地下水资源模数一般大于其周围山丘区的地下资源模数;
③平原区地下水资源量主要分布在北方,山区地下水资源量主要分布在南方。北方平原区地下水资源量占全国平原区地下水资源量的78%;南方山丘区地下水资源量占全国山丘区地下水资源量的79%。南方山丘区地下水平均资源模数是北方山丘区地下水平均年资源模数的4倍;南方平原区地下水平均年资源模数是北方平原区地下水均年资源模数的2.5倍。
地下水是水资源的重要组成部分,对社会经济发展具有重要意义。据估算,我国地下水天然资源约为8288亿立方米/年,占我国水资源总量(河川径流量和地下水量)的30%左右,能够直接利用的地下水资源为2900亿立方米/年。全国有近70%的人口饮用地下水。《中国地下水类型分布图》将全国地下水类型划分为平原—盆地地下水、黄土地区地下水、岩溶地区地下水和基岩山区地下水四种。我国地下水资源中,平原、盆地松散沉积层地下水、喀斯特地下水和裂隙岩层地下水三者之间的比例,大体上为3∶2∶4。地下水资源的开发利用对我国的重要工业基地及城市发展建设、国土开发、农林业、畜牧业的发展都起着举足轻重的作用。同时,我们也应清醒地看到,我国地下水资源紧缺状况是十分严重的。造成我国地下水资源紧缺状况的原因,一方面是需水量大幅度增加,另一方面是
地下水资源开发利用不合理,浪费严重。与此同时,水体污染正加剧中国的地下水危机,中国地质调查局的相关专家曾提出,全国有90%的地下水都遭受了不同程度的污染,其中60%污染严重。
我国地下水资源现状
根据国土资源部近期发布的《2014国土资源公报》显示,全国198个地市级行政区共有4929个地下水水质监测点,其中综合评价水质呈较差级的监测点为1999个,占40.6%,水质呈极差级的监测点为826个,占16.8%。主要超标组分为铁、锰、氟化物、“三氮”(亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和铵氮)、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物等,个别监测点存在重(类)金属项目超标现象。在这些监测点中,综合评价结果为水质呈优良级的监测点为580个,占全部监测点的11.8%,水质呈良好级的监测点为1348个,占27.3%,水质呈较好级的监测点为176个,占3.6%。
据悉,其中水质综合变化呈稳定趋势的监测点有2974个,呈变好趋势的监测点有793个,占17%;呈变差趋势的监测点有910个,占19.5%。如何防治地下水污染
地下水受到污染会对人类的生产生活带来严重的影响。对环境的危害。导致生物的减少或灭绝,造成各类环境资源的价值降低,破坏生态平衡。对生产的危害。被污染的水由于达不到工业生产或农业灌溉的要求,而导致减产。对人的危害。人如果饮用了污染水,会引起急性和慢性中毒、癌变、传染病及其他一些病症,污染的水引起的感官恶化,会给人的生活造成不便,情绪受到不良影响。
《中华人民共和国水污染防治法》对防止地下水污染做出了如下规定,禁止利用渗井、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;禁止利用无防渗漏措施的沟渠、坑塘等输送或者存贮含有毒污染物的废水、含病原体的污水和其他废弃物;多层地下水的含水层水质差异大的,应当分层开采;对已受污染的潜水和承压水,不得混合开采;兴建地下工程设施或者进行地下勘探、采矿等活动,应当采取防护性措施,防止地下水污染;人工回灌补给地下水,不得恶化地下水质。
遏制地下水污染需更多公民的行动
向地下水污染“宣战”,需要更多的公民行动起来,去调查、取证,向公众、媒体和政府提供线索。各级政府部门不但应重视这些公民的监督,同样也应善待这些监督的公民。
喝上清洁的水,是每个公民享有的权利。当这份正当权利被侵犯的时候,每个人都有责任去捍卫,用实际行动去调查、取证,或许要冒一定的风险。所以,我们要向这位临朐的爆料人致敬。他是一位负责任的公民,值得尊敬。
治理地下水污染,当然需要政府强化监管执法。但现实中,并非所有地方政府都能将民众的利益放在第一位,并非所有地方的环保部门都在严格执法。有的地方政府一方面信誓旦旦“严惩”、“拉网排查”,一方面却在通知企业“做好应对媒体(暗访)的准备”。
无论,地方政府是积极治污,还是消极应对舆论,当地公民对切身利害的关切和行动,都永远是保护地下水最有力的武器,也是最强大的动力。
各级政府部门不但应该重视这些公民的监督,同样也应该善待这些监督的公民。在地下水污染这个共同的敌人面前,鼓励公民举报,欢迎媒体调查,政府与民众展开良性互动,才能揭开那些不法企业的面纱,让它们受到应有的惩罚。近期地下水污染事件:
1、山东潍坊高压水井排污(2013年2月11日)
2、山东淄博萌水镇井水黑如“墨汁”(2013年2月23日)
3、北京密云水库上游存在垃圾填埋坑,威胁当地水源(2013年2月25日)
4、河北沧县张官屯乡小朱庄村红色井水事件(2013年3月29日)
5、山东潍坊用神龙丹剧毒农药种植生姜,或污染地下水(2013年3月)
6、武汉北洋桥垃圾场渗滤液直排,或致地下水污染(2013年3月)
7、兰州水污染事件(2014年4月)
8、腾格里沙漠污染事件(2014年9月)
9、环保部确认世林化工污染地下水(2015年3月)
第三篇:我国地下水污染及环境监管现状
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我国地下水污染及环境监管现状
1地下水环境保护现状
据《中国环境状况公报》,2012年全国198个地市级行政区4929个地下水监测点中,水质呈较差级、极差缓的监测点分别为1999个(占40.5%个)、826个(占16.8%),主要超标指标为铁、锰、氟化物、“三氮”(亚硝酸盐、硝酸盐和 氨氨)、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物等,个别监测点存在重(类)金属超标现象。据2013年《中国环境状况公报》,全国4778个地下水环境质 量监测点中,水质呈较差级、极差级的监测点比例分别为43.91%、15.7%,主要超标指标为总硬度、铁、锰、溶解性总周体、“三氨”、硫酸盐、氟化 物、氯化物等。与2012年相比,2013年有连续监测数据的地下水水质监测点总数为4196个,分布在185个城市,水质综合变化以稳定为主。其中,水 质变好的监测点比例为15.4%,稳定的监测点比例为66.6%,变差的监测点比例为18.0%。地下水水质的恶化使得本来就相对短缺的地下水资源可利用 量越来越少,随着我国城市化与工业化进程加快,部分地区地下水污染问题日益突出,给人民群众生产生活造成严重影响。
党中央、国务院高度重视地下水环境保护工作,不断加强地下水环境保护与污染控制工作力度。在过去近10年间我国实施了大批不同精度的地下水环境调查与评价项 目,基本摸清了近55万km2范围内的地下水水质状况,掌握了地下水污染的分布范围和污染特征(郭高轩等,2014年)。自2015年起,国土资源部组织 开展了我国首轮地下水污染调查评价工作,计划到2015年完成主要区域的地下水污染调查工作,掌握地下水污染状况。为加大地下水环境保护与污染控制工作力 度,2011年10月环境保护部、国土资源部与水利部发布了《全国地下水污染防治规划(2011-2020年)》,提出要建立地下水污染风险防范体系,建 立预警预报标准库,构建地下水污染预报、应急信息发布和综合信息社会化服务系
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统;到2015年要全面建立地下水环境监管体 系,初步遏制地下水水质恶化趋势;到2020年全面监控典型地下水污染源,重点地区地下水水质明显改善。2013年2—3月,环境保 护部针对华北平原重点区域(地下水水质异常区和群众反映强烈的区域),在北京、天津、河北、山西、山东及河南开展了工业企业废水排放去向和污染物达标排放 情况排查。2013年4月,环境保护部、国土资源部、水利部和住建部联合发布《华北平原地下水污染防治:工作方案》,提出到2015年初步建立华北平原地 下水质量和污染源监测网,基本掌握地下水污染状况。
2地下水环境监管中存在的不足
虽然国家不断加强环境保护的力度,但随着中国社会经济的飞速发展和人口的不断增加。现有的地下水环境保护法律法规、标准体系及修复技术等难以满足地下水环境保护的需求,当前我国地下水污染形势严峻。
2.1地下水环境保护的法律法规不健全 发 达国家一般具有专门的地下水环境保护与污染控制法律法规,如美国《清洁水法》 《超级基金法》和《棕色地块法》,欧盟《地下水指令》,《英国水资源法》和《地下水管理条例》,荷兰《水管理基本法》和《地下水法》,日本《水质污染防治 法》等。我国日前缺少专项的地下水环境保护法律法规,相关的水环境法规有《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水污染防治法》,其中提出了地下水环境 保护的一般原则,但一般把重点放在地下水量方面,也未明确指出地下水环境保护的具体内容和划分地下水环境保护的责任(罗兰,2008)。如《中华人民共和 国水法》第二十五条、第三十六条规定“控制和降低地下水的水位”“严格控制开采地下水;《中华人民共和国水污染防治法》第三十八条规定“兴建地下工程设施 或者进行地下勘探、采矿等活动,应当采取防护性措施,防止地下水污染,但对于如何采取措施保护地下水环境、防止地下水污染,如何对以已受污染的地下水进行 修复,并未给出具体的规定,使得相关条款实施难度较大。为建立健全突发环境事刊应急机制,2006年我国发布了《国
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家突发环境事件应急预案》规定了环境事 件分级、应急组织体系、应急响应机制,应急保障和后期处置等。针对突发地下水污染事件,目前我国尚未颁布专项的应急预案。
2.2地下水环境监管能力薄弱,缺乏完善的风险管理体系 1999 年,国土资源部与财政部组织实施了国土资源大调查项目,已完成华北平原、长江三角洲、珠江角洲、淮河流域平原区、下辽河平原等重点地区的地下水污染调查评 价。国上资源部于2015年开展了我国首轮地下水污染调查评价工作,2011年,环境保护部、国土资源部、水利部联合开展了《全国地下水基础环境状况调查 评估》工作,计划用5年时间完成,2010年国家地下水监测工程立项,该项目将建成含有20445个监测站点的全国地下水监测网,初步实现对全国地下水动 态的有效控制。以上工作完成后可为我国地下水污染防治提供重要的数据支撑。总体上,长期以来我国水环境保护的重点是地表水,地下水环境的监管能力建设相对 薄弱,相关工作明显滞后。
目前我国在地下水环境监管中尚缺乏完善的有关地下水污染场地调查评估标准、治理修复标准及相关技术规范。现行的 《地下水质量标准》GB/T 14848—93)发布于1993年,该标准规定的污染物项目数量较少,尤其缺少关键性有机污染物指标,难以满足区域及特定场地地下水污染调查的需求;部 分指标限值不合理,需根据我国地下水环境背景值进行相应调整。此外,《地下水质量标准》中推荐采用内梅罗指数法进行地下水质量评价,该方法突出了极大值对 水质的影响。
污染土壤和地下水的修复治理资金需求巨大,为此,发达国家一般采取基于风险的管理模式,优先处置高风险的污染场地,根据土地利 用规划情况(住宅、商业、工业、农业或娱乐设施用地等)开展风险评估,基于风险管理的模式制定不同管理对策,将风险控制在可接受范围内。目前我国污染场地 的风险管理中则更多地关注表层土壤和包气带,以往的污染场地监管中也很少考虑地下水污染风险管理,相对于大气、地表水和土壤污染,地下水污染不易察觉,易 被忽视。
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随着我国经济社会快速发展对水资源需求的不断增加,因地下水污染而引发的相关问题正受到越来越多的关注,有关地下水污染风险管理的工作亟待加强。
2.3地下水修复技术支撑能力不强,治理资金缺乏有效保障 目前湖北武汉市有多家企业选择了将污水处理交第三方运行管理的模式,帮助企业实现污水处理设施安全运行、达标运行、经济运行是格林公司的愿望和目的,武汉格林环保设施运营有限责任公司,也将继续为您关注工业污水、生活污水污水处理外包、污水处理运营的行业动态。
我国目前的地下水修复治理技术尚不成熟,多数技术仍处于实验室模拟研究阶段,缺乏工程实践,技术与装备研发落后于发达国家。国外在土壤和地下水修复技术选择 上常通过专家决策系统来筛选最适用的修复技术,并初步建立了较系统的地下水修复技术筛选体系。目前我国缺乏土壤和地下水修复技术筛选体系,难以满足当前污 染土壤和地下水修复工作的需求。此外,当前我国污染场地土壤和地下水修复治理资金—般来源于各级政府或土地开发商,资金来源有限,资金缺乏成为制约污染土 壤和地下水修复的—个关键因素。
第四篇:国外地下水污染治理及修复方法探讨
国外地下水污染治理及修复方法探讨
摘要:地下水污染问题在中国乃至全世界都是亟待解决的问题,特别是地下水微量有机污染问题已经成为问题的焦点。本文讨论了近年来国外地下水污染治理及修复的方法。关键词:地下水污染;治理;修复
当前欧、美、日等发达国家的环境保护中所面临的最紧迫的形势是环境中有毒有害化学物质污染。1997年美国EPA筛选出65类129种优先控制的污染物,其中有机化合物114种,占总数的88%。全球八大环境问题之一就是持久性有机污染,预计十年内有望取得一定程度的进展。国际环境法以空前的速度发展,2001年国际社会谈判通过了重大全球环境公约,其中包括《难降解有机污染物公约》(POPS Convention)(2001)。美国现行生活水质标准[4]52项,其中有机物27项,占总数的50%多。欧共体生活水质标准有机物6项。丹麦环保局有一项特别针对危险化学物质的咨询方案和一个有约束力的国际协议,逐渐淘汰了12种持久性有机污染物,并且制定了其它长久残留有机污染物的标准。地下水污染问题在各国工业不断发展的同时,人工合成的有机物越来越多,大致可分为两类:一类是天然有机物;另一类是人工合成有机物。现在已知的有机物种类约700万种之多,其中人工合成的有机物种类达十万种以上,且以每年2000种的速度递增。美国早就认识到水是国家最重要的资源,1972年就实施清洁水法。80年代美国已经将地下水的有毒化学污染问题列为三种重要的环境污染问题中的一种,这是因为:a地下水一旦被污染,将保持污染达数百年或者更久,而且将污染物清除是十分艰难的事情;b农业有一半的灌溉用水是地下水;c地下水是继海洋之后的另一个最大的水的贮藏库。
一、地下水污染治理技术
欧美国家自20世纪70年代以来,在地下水点源污染治理方面取得了很大的进展,且逐渐发展形成较为系统的地下水污染治理技术。地下水污染治理技术归纳起来主要有:物理处理法、水动力控制法、抽出处理法、原位处理法。1 物理处理法
物理法是用物理的手段对受污染地下水进行治理的一种方法,概括起来又可分为:
①屏蔽法。该法是在地下建立各种物理屏障,将受污染水体圈闭起来,以防止污染物进一步扩散蔓延。常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆,在受污染水体周围形成一道帷幕,从而将受污染水体圈闭起来。其他的物理屏障法还有泥浆阻水墙、振动桩阻水墙、板桩阻水墙、块状置换、膜和合成材料帷幕圈闭法等,原理都与灰浆帷幕法相似。总的来说,物理屏蔽法只有在处理小范围的剧毒、难降解污染物时才可考虑作为一种永久性的封闭方法,多数情况下,它只是在地下水污染治理的初期,被用作一种临时性的控制方法。
②被动收集法。该法是在地下水流的下游挖一条足够深的沟道,在沟内布置收集系统,将水面漂浮的污染物质如油类污染物等收集起来,或将所有受污染地下水收集起来以便处理的一种方法。被动收集法一般在处理轻质污染物(如油类等)时比较有效,它在美国治理地下水油污染时得到过广泛的应用。2 水动力控制法
水动力控制法是利用井群系统,通过抽水或向含水层注水,人为地改变地下水的水力梯度,从而将受污染水体与清洁水体分隔开来。根据井群系统布置方式的不同,水力控制法又可分为上游分水岭法和下游分水岭法。上游分水岭法是在受污染水体的上游布置一排注水井,通过注水井向含水层注入清水,使得在该注水井处形成一地下分水岭,从而阻止上游清洁水体向下补给已被污染水体;同时,在下游布置一排抽水井将受污染水体抽出处理。而下游分水岭法则是在受污染水体下游布置一排注水井注水,在下游形成一分水岭以阻止污染羽流向下游扩散,同时在上游布置一排抽水井,抽出清洁水并送到下游注入。同样,水动力控制法一般也用作一种临时性的控制方法,在地下水污染治理的初期用于防止污染物的扩散蔓延。3 抽出处理法
抽出处理法是当前应用很普遍的一种方法,可根据污染物类型和处理费用来选用,大致可分为三类:①物理法。包括:吸附法、重力分离法、过滤法、反渗透法、气吹法和焚烧法等。②化学法。包括:混凝沉淀法、氧化还原法、离子交换法和中和法等。③生物法。包括:活性污泥法、生物膜法、厌氧消化法和土壤处置法等。受污染地下水抽出后的处理方法与地表水的处理相同,需要指出的是,在受污染地下水的抽出处理中,井群系统的建立是关键,井群系统要能控制整个受污染水体的流动。处理后地下水的去向有两个,一是直接使用,另一 个则是用于回灌。用于回 灌多一些的原因是回灌一方面可稀释受污染水体,冲洗含水层;另一方面还可加速地下水的循环流动,从而缩短地下水的修复时间。其运行如图1所示。4 原位处理法
原位处理法是地下水污染治理技术研究的热点,不但处理费用相对节省,而且还可减少地表处理设施,最大程度地减少污染物的暴露,减少对环境的扰动,是一种很有前景的地下水污染治理技术。原位处理技术又包括物理化学处理法及生物处理法。4.1物理化学处理法 ①加药法。通过井群系统向受污染水体灌注化学药剂,如灌注中和剂以中和酸性或碱性渗滤液,添加氧化剂降解有机物或使无机化合物形成沉淀等。
②渗透性处理床。渗透性处理床主要适用于较薄、较浅含水层,一般用于填埋渗滤液的无害化处理。具体做法是在污染羽流的下游挖一条沟,该沟挖至含水层底部基岩层或不透水粘土层,然后在沟内填充能与污染物反应的透水性介质,受污染地下水流入沟内后与该介质发生反应,生成无害化产物或沉淀物而被去除。常用的填充介质有:a.灰岩,用以中和酸性地下水或去除重金属;b.活性炭,用以去除非极性污染物和CCl4、苯等;c.沸石和合成离子交换树脂,用以去除溶解态重金属等。
③土壤改性法。利用土壤中的粘土层,通过注射井在原位注入表面活性剂及有机改性物质,使土壤中的粘土转变为有机粘土。经改性后形成的有机粘土能有效地吸附地下水中的有机污染物。
图1 抽出处理工艺示意图
④冲洗法。对于有机烃类污染,可用空气冲洗,即将空气注入到受污染区域底部,空气在上升过程中,污染物中的挥发性组分会随空气一起溢出,再用集气系统将气体进行收集处理;也可采用蒸汽冲洗,蒸汽不仅可以使挥发性组分溢出,还可以使有机物热解;另外,用酒精冲洗亦可。在理论上,只要整个受污染区域都被冲洗过,则所有的烃类污染物都会被去除。⑤射频放电加热法。通入电流使污染物降解。原位物化法在运用时需要注意的是堵塞问题,尤其是当地下水中存在重金属时,物化反应易生成沉淀,从而堵塞含水层,影响处理过程的进行。4.2生物处理法
原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程的人工强化。它是通过采取人为措施,包括添加氧和营养物等,刺激原位微生物的生长,从而强化污染物的自然生物降解过程。通常原位生物修复的过程为:先通过试验研究,确定原位微生物降解污染物的能力,然后确定能最大程度促进微生物生长的氧需要量和营养配比,最后再将研究结果应用于实际。现在所使用的各种原位生物修复技术都是围绕各种强化措施来进行的,例如强化供氧技术大致有以下几种:
①生物气冲技术。该技术与原位物化法中的气冲技术相似,都是将空气注入受污染区域底部,所不同的是生物气冲的供气量要小一些,只要能达到刺激微生物生长的供气量即可。②溶汽水供氧技术。这是由维吉尼亚多种工艺研究所的研究人员开发的技术,它能制成一种由2/3气和1/3水组成的溶汽水,汽泡直径可小到55 μm。把这种汽水混合物注入受污染区域,可大大提高氧的传递效率。③过氧化氢供氧技术。该技术是把过氧化氢作为氧源注入受污染地下水中,过氧化氢分解以后产生氧以供给微生物生长。过氧化氢常常要与催化剂一起注入,催化剂用以控制过氧化氢的分解速度,使之与微生物的耗氧速度相一致。强化营养物供应的技术包括有渗透墙技术等。该技术是在污染区域内垂直于地下水流方向建一道渗透墙,先将渗透墙内的水抽出,添加营养物后再回灌入渗透墙。这时,添加了营养物的渗透墙就成了一个营养物扩散源,在渗透墙下游就会形成一个生物活跃区,从而强化了生物降解过程。另外,强化措施还可以从微生物的角度入手。可以先在地表设施中对微生物进行选择性培养,然后再通过注射井注入到受污染区域,或直接引进商品化菌种,都可以起到强化生物降解过程的作用。
美国采用生物处理系统治理地下水污染。美国三谷市拉彭特谷县水管局会同巴尔德温帕克可运行单位管理委员会,正在进行一项试验工程,它将使用生物处理系统来去除圣加布里埃尔地下水中的高氯酸盐和另一种常见的污染物氮以及今年初刚发现的名为亚硝基二甲胺氮(NDMA)的混合物。三谷市水管局总工程师理查德.W.汉森称,治理地下水中的高氯酸盐是一个全国性的问题。无疑,南加州在探索处理技术方面走在了全国前列。该系统构思独特,效果显著。他指出,生物降解法和离子交换法这两种人们一致看好的处理高氯酸盐的方法各有利弊。生物降解法在处理过程中使用微生物来消除高氯酸盐;离子交换法则是先吸附住高氯酸盐后再将其去除掉。离子交换法的不足之处是最终必须将废水中的聚集的高氯酸盐清除掉后才能排放,而生物降解法则不存在这一问题,但必须先弄清处理时化学物质的相互
作用是否会把新的污染物引入水中。这种新型处理系统由杀菌和过滤等流程组成。
二、地下水污染修复
生物修复描述了在地下水和土壤中进行的微生物自然降解过程,该过程是在厌氧(缺氧)条件下进行的。既需要电子给予者(如氧),也需要电子接收者(如氢)。多数情况下由于这些基本要素的需要(氧或氢),土壤很快会变得贫乏。氧或氢会以最快的速度阻止自然微生物污染的扩散并达到降解目的。通过固有细菌和自然土壤过程(固有衰减)使土壤和地下水污染物衰减的很大优势是避免了昂贵的泵吸系统、相关工作、维修和加工处理成本。缺点是固有衰减的速度很慢,除有限环境中所有条件都适宜外,固有衰减不是一个很好地去除污染物的“方法”。
加利福尼亚洲的一个名为Regenesis的基础公司研制出一系列从地下水中快速降解和分离污染物的产品,其降解速度远大于固有衰减。其中最有名的产品是氧释放化合物(ORC)和氢释放化合物(HRC),它们能有效地促进燃料、溶剂和许多其它类型地下水污染物的固有衰减。在世界范围内已有9000多个项目正在使用这两种产品。Regenesis公司的另一目标是处理带有溶解金属的地下水污染物,包括:从填土地渗透滤液;阴沟污泥的土地应用;从尾矿和其它废矿淋滤液;从工业废水渗漏和从工业金属加工厂渗漏(如金属加工车间,电镀车间等)。在含水层中溶解金属受到一系列地球化学因素的影响,包括pH、Eh、络合作用、吸附作用和离子交换。通过沉淀、氧化、吸附和络合作用处理和控制这些因素的能力可直接影响地下水中溶解金属的物理状态、流动性和存在形式。Regenesis公司于2003年研制出一种慢释放、无毒的金属修复化合物(MRC),这种化合物通过原位固定作用从地下水中分解出溶解金属,为溶解氢提供了一种发酵性基质来保证氯化物的生物降解作用。对金属污染物修复的主要设计方案在复合金属和溶解羽处理方面很适宜,能快速、有效地从地下水中分解出金属物质且费用很低。向受污染土壤注入MRC化合物后,MRC化合物在还原条件下从地下水中分解出溶解金属。它的活性成分是一种有益健康、环保安全的有机硫化合物。当MRC化合物变为氢氧化物时,在微生物生物降解作用下将缓慢释放有机硫化合物,与金属离子接触时单向与其发生反应产生一种金属—有机硫混合物(络合物)。随后这种金属—有机硫混合物稳固的吸附于土壤并保持稳定状态,有效地实现了地下水净化。络合物生物降解的有机部分脱离硫和金属残留物,独特地渗入土壤基质从而形成硫化物固体。有机部分与其它金属硫化矿物一样主要取决于标准土壤地化学作用,所以固定金属在低氧还原条件下将保持稳定,在氧化条件下可以保持稳定。MRC化合物可有效地沉淀溶解砷、铬、铜、镉、汞、铅和其它溶解金属。在地下水中,通常氧是喜氧微生物的主要限速因素。没有充足的氧仍可继续进行污染物降解作用,但厌氧降解速度很慢且由于局部降解生成物或残留物可形成堆积物质。
Regenesis公司早在1995年就对氧释放化合物(ORC)作过介绍,它是过氧化镁的主要组成部分,在地下水中依靠水化作用可缓慢释放氧分子。通过向过氧化镁组织中添入磷酸盐,ORC化合物能提供一个稳定、可靠的溶解氧释放。无需起泡、鼓泡或其它不可控制的氧消耗,ORC化合物可提供一种线性的长达6到9个月的氧释放。氧释放结束后加速降解作用仍可持续相当长的时间。在此期间喜氧微生物很活跃,加速了汽油和柴油机燃料(BTEX和MTBE)、添加剂、煤油,喷射燃料、凝析油、燃料油、润滑剂、船用油、PAHs、杀虫剂和工业溶剂(乙
醇和酮)的固有衰减并沉淀一些非金属(如砷)。ORC化合物在水井应用中具有良好的护壁作用,或者在地下水应用中可把它用作注入泥浆。更好的应用方法是使用手提式泵直接泵入和直接注入探测。
Regenesis公司研制的氢释放化合物(HRC)是一种特殊配制的能在地下水中缓慢释放氢的环保安全多乳酸脂。可把这种粘性液体直接注入受污染地下水和饱和土壤。这种化合物与水接触后可缓慢释放乳酸。由微生物产生溶解氢使乳酸发酵,在一个被称为还原脱氯的自然过程中通过能够降解氯化物的土壤细菌,把发酵乳酸当作一种高能量(食物)源。能用HRC化合物降解一系列氯化物,包括:脱脂剂(PCE,TCE,TCA及它们的压裂产物)、四氯化铁、三氯甲烷、亚甲氯化物、杀虫剂、高氯化物、硝酸盐、硝芳香爆炸物与染料和氟氯烷碳,并能沉淀特殊金属和放射性核素。在还原脱氯中氯化物是在厌氧条件下被生物降解。在氯化污染物分子中用氢(H)代替氯(cl)实现氯化物脱氯。在一般含水层中(能量贫乏)进行的还原脱氯速度很慢,对大多数修复目的来说是不适宜的。HRC化合物通过多种数量级来增加脱氯的速度,在逐渐脱氯过程中快速去除污染物并最终形成无毒化合物,如乙烯和乙烷。在HRC化合物的影响下这种加速的降解过程可持续18个月,或者HRC化合物的另一种配制产品(延长释放HRC-X)可持续3到5年。也可用HRC-X化合物降解同类污染物(HRC降解),但HRC-X化合物处理残留非水相液体(DNAPLs)时费用非常昂贵。残留DNAPLs可引起一个残留、有害的地下水污染源,并增加了额外的去除污染物成本。HRC-X是一种经过检验的用于解决这一复杂问题的溶液。HRC化合物也被廉价地应用到野外工作中,HRC化合物进入地面后促进了污染物的生物降解并可持续相当长的时间,这就消除了多次注入的需要。低费用应用化合物、持续延长的释放范围、更多工作和保养费用的消除、局部断裂的最小化和依靠外部电源的消除,所有这些使HRC在处理污染物上具有更大的优势。所以,可控释放提供了另一个优点,即在低渗透体系中可使污染物均匀地受到HRC化合物的影响,例如粉土、粘土和多孔岩石体系。实用性实例研究
钻井者认为Regenesis公司产品的优势在于,通过使用工业标准钻机和设备可进行场地修复。可通过使用不同的技术进行场地修复,如直接-推进注入和钻孔回填。其它方法包括坑道和过滤保护套应用,最普遍的使用方法是直接注入。这种应用过程包括用中空钻杆把液态ORC和HRC化合物直接泵入处理区。该方法简单、快捷、有应用价值并可在多个位置使用。使用直接注入法可把ORC和HRC化合物应用于更难达到的位置,包括一些裂隙基岩或邻近大型建筑物的地下污染区。在这些位置常需要特殊的设备,如定向钻进钻机和在有效位置使用双层封隔器。实际上,在水平/定向钻进应用中也可把ORC化合物用作钻探泥浆。
在过滤/滤筒保护套结构中,把ORC保护套下入专用水井中并安装在隔水层位置,使污染物流过氧化区实现降解。通过替换用过的保护套来补充ORC化合物继续生物降解。
在美国华盛顿第四平原服务站,由于其地下石油储蓄罐泄漏而产生了大量BTEX化学物质,包括易挥发的单芳香碳氢化合物、甲苯、苯乙烷和二甲苯,通常在汽油和其它石油产品中可发现这些化学物质。地下含水层主要由沙子和砾石组成,这表明在这些污染物中进行的自然生物降解速度会很慢,通过提供额外的氧可加速自然生物降解过程。最高管理者决定使用ORC化合物来增强生物降解速度,因为ORC化合物在6个月内预期的降解了含水层中超过
50%的污染物。在此修复过程中通过15个土壤钻孔用ORC化合物对污染羽进行降解。每个钻孔被回填60磅的ORC浆液,150天后整个BTEX污染羽被降解58%。使用ORC化合物的成本为4万美元,而使用常规的泵抽-处理系统需要约25万美元。
在美国加利福尼亚洲Hollister的一个军工厂,其地下含水层受到多种化合物的污染。其中主要污染物为高氯酸盐-火箭推进剂的主要成分,从健康角度来看它能损坏甲状腺功能;六价铬(铬-6),它是一种人们公认的致癌物;冷却剂1,1,2—三氯—1,2,2—三氯甲烷,它是一种能损耗大气臭氧层的环境污染物。其含水层主要由粉砂组成,地下水以每天约0.07英尺的速度向西北方向流动。在探索研究中通过25个注入点把600磅的HRC化合物注入污染区。取样网覆盖面积约为1200平方英尺。对其监测79天后发现高氯化物浓度被减弱88%,而六价铬几乎被完全降解。
一个由俄勒冈州环境质检部门管理的清洁区,其地下水中PCE浓度达到10万微克/每升,这表明在该地区存在DNAPLs残留物,在该位置通过5个定向注入点把700磅的HRC-X注入地面,通过水井JEMW-4来监测HRC-X化合物的影响效果,结果清楚地表明HRC-X化合物促进了PCE的降解速度和原位吸附。
第五篇:浅析我国地下水污染及防治措施范文
浅析我国地下水污染及防治措施
摘 要
地下水是水资源的重要组成部分, 是人类生存、生活和生产活动必不可少的宝贵的自然资源。随着经济的发展,人口的激增以及城市规模的不断扩展,地下水资源越来越稀少,地下水被污染后,反过来对工业生产造成危害,并严重威胁着人们的健康,保护地下水资源迫在眉睫。我国社会经济的发展进步,很多工业的兴起对水资源造成了不少的浪费和污染,特别是对地下水的污染尤其值得关注,再加上地下水的自净能力有限,严重破坏了地下水资源的使用,导致多个地区发生干旱、缺水。所以,运用先进的地下水污染防治措施,对地下水污染和防治非常必要。
关键字:地下水、污染、污染途径;防治措施
绪论:随着科技的发展,大量的工业废水、城市垃圾及农药化肥等被生产出来。水是生命的源泉,地下水相比地表水而言有水质好、不易被污染、调蓄能力强、供水保证率高等特点,是我国重要的饮用水水源。而地下水是全国近三分之一人口饮用的主要水资源,是城市和工农业的主要用水资源。由于一些管理体制的不完善,以及很多企业没有认真做好排污项目,还有一些市民对于保护地下水资源的意识不够等,我国的地下水资源在逐渐受到污染,这对我国经济社会的可持续发展都是很大的阻碍,对人们正常生活和饮水安全也是很大的威胁。加大对地下水资源的关注程度,采用有效的措施保护地下水资源,防治地下水资源受到污染,为我国的发展提高更为良好的契机。
一、地下水的污染现状
中国水资源总量的1/3是地下水,中国地质调查局的专家在国际地下水论坛的发言中提到,全国90%的地下水遭受了不同程度的污染,其中60%污染严重。据新华网报道,有关部门对118个城市连续监测数据显示,约有64%的城市地下水遭受严重污染,33%的地下水受到轻度污染,基本清洁的城市地下水只有3%。曾获“绿色中国人物”的北京公众环境研究中心负责人马军说,饮用水源地所受污染尤其重金属污染、持久性有机物污染很难被传统水处理工艺消灭,饮用水源地的产业转型升级成本,不仅大于水厂升级改造成本,也大于城市管网改造成本。环境保护部、国土资源部、住房和城乡建设部以及水利部联合印发《华北平原地下水污染防治工作方案》,这是我国为解决日益严重的地下水污染问题迈出的重要一步。按照“预防为主、协同控制,分区防治、突出重点,加强监控、循序渐进”的原则,方案提出到2015年底,初步建立华北平原地下水质量和污染源监测网,基本掌握地下水污染状况;加快华北平原地下水重点污染源和重点区域地下水污染防治。到2020年,全面监控华北平原地下水环境质量和污染源状况,科学开展地下水污染修复示范,地下水环境监管能力全面提升,地下水污染风险得到有效防范。
合肥地区主要为丘陵地带,地形岗沟起伏,降水流失,入渗补给少。大部分地区地下水位低,蕴藏深,储量少,地下水资源贫乏。随着城市建设的发展,大多水井已经填埋,所剩井眼十分有限。目前合肥市地下水环境监测点位仅有夏龚岗1个。对照《地下水质量标准》,总大肠菌群数为Ⅴ类,氨氮、氟化物和总硬度为Ⅲ类,其他指标均优于Ⅱ类。
二、地下水污染来源
面对地下水严重的污染现状和特殊的污染特点, 为了人类的生存与可持续发展, 必须采取有效的措施进行预防和治理, 清查污染源是地下水污染防治的前提。
工业废水、废物及生活污水的大量排放, 农业生产中的污水灌溉, 化肥、农药的滥用等是造成地下水污染的主要途径。因此, 地下水污染源可以分为以 下几类: 工业污染、农业污染、生活污染和自然界自身污染。1)工业污染
工业污染源主要是指未经处理的工业“三废” 即废气、废水和废渣。工业废气如二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮等物质会随大气降水落到地面, 随地表径流下渗对地下水造成二次污染。未经处理的工业废水如冶炼废水、工业酸洗废水、电镀废水、石油化工有机废水等有毒有害废水直接流入或渗入地下水中, 造成地下水污染;工业废渣如高炉废渣、钢渣、粉煤灰、硫铁矿烧渣、电石渣、赤泥、洗煤泥、硅铁渣、选矿场尾矿及污水处理厂的淤泥等, 由于露天堆 放或是地下填埋防渗处理不合格, 经雨水淋滤, 其中的有毒有害物质随滤液直接渗入地下水中, 或随地表径流往下游迁移过程中下渗至地下水中形成污 染。2)农业污染
主要来自于土壤中的剩余农药、化肥和污水灌溉等。一些畅销农药如 DDT, 六六六, 由于它们在自然界比较稳定, 在一定时间内会残留在土壤、水域及生 物体内, 并随食物链逐渐富集在人体内。常用的化肥有氮肥、磷肥、钾肥等, 土壤中这些剩余的肥料将随下渗水一起淋滤渗入地下水中引起地下水污染。污水 灌溉虽然在一定程度上可以使土壤肥力增加, 但另一方面因污水含有各种有毒有害物质, 长期使用污水灌溉可能引起对农作物、土壤及地下水的污染。3)生活污染
人类生活活动会产生各种废弃物和污水, 污染环境。特别是城市, 由于人口密集, 面积狭小, 相对来说生活污染比较严重。城市生活垃圾、废塑料、废纸、金 属、煤灰、渣土等, 若直接堆放、掩埋, 将会造成地下水的污染。城市生活污水包括城市居民生活污水、科研、文教单位实验室排放的污水、医院污水等, 若未经处理直接排放, 将直接或间接对地下水造成污染, 进而对城市下游人们用水产生极大的威胁 4)自然界自身污染
自然界中本身就存在着许许多多种对人类有毒有害的化学物质, 正常情况下它们以一种相对稳定的状态存在于大自然中, 对人类不构成威胁, 有些元素 还是人类生存所必须的微量元素。但是由于人类活动改变了这些微量元素的稳定存在条件, 这些元素及其化合物就会超量的释放出来, 污染地下水在有些地区,由于特殊的地质环境, 地下水天然背景不良, 有毒有害成分超标。根据中国地质环境监测院调查统计, 我国部分地区分布有高砷水、高氟水、低碘 水等。全国约有 1亿多人在饮用不符合标准的地下水, 使这些地区长期以来一直遭受砷中毒(皮肤癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病的困扰。
三、地下水污染的危害
地下水的污染从污染类型来分可分为有机污染和无机污染。石油及化工产品苯及同系物、苯酚、高分子聚合物等有机物都是生物难以降解的, 对人类健康危害极大的, 有许多是致癌物质, 可以说地下水中石化产品的广泛存在, 是构成全球性恶性肿瘤的一个重要因素。人及动物饮用农药污染的地下水会引起各种怪病, 如怪胎、肿瘤、皮肤及神经系统疾病等。农业灌溉水、农村家畜产生的有机废水、城镇居民产生的生活垃圾和生活污水。其中含有纤维素、淀粉、尿素、洗涤剂, 还含有多种微生物, 这些污染物质渗入地下水中引起水的理化指标变差, COD、BOD升高, 严重者出现水质浑浊、恶臭以至于不能引用, 并且由于微生物的作用使含氮的有机物转变为亚硝酸盐和硝酸盐, 长期饮用高硝酸盐浓度的地下水会引起消化道疾病、婴儿高铁血红蛋白症, 导致婴儿窒息或死亡。
地下水中含有超量的汞、铬、镉、砷及铅等金属元素及其化合物。每一种物质的超量存在都会对人及动物造成严重的危害。这些金属元素及其化合物 在自然界生物体内都有蓄积作用, 即通过生物链的传递使污染物的浓度不断扩大, 造成的危害也就越来越大。它们可以在人体肝、肾、脾以及脑组织、骨 组织等重要部位富集, 长期饮用汞含量超标的地下水可引起肝炎、肾炎、运动失调等疾病, 往往导致死亡或遗患终生。镉在人体中有很强的富集作用, 饮用被镉污染的水往往引起慢性中毒, 损害人的肝、肾和骨骼等。砷及其化合物都是强毒性的, 摄入超量的砷会引起慢性中毒, 潜伏期可长达几年甚至几十年, 最终将造成癌变或畸变。
四、地下水污染防治措施
地下水污染的治理修复技术对于地下水污染的治理有着明显作用,国内外学者进行了广泛的研究, 取得了很大的进展, 并且逐渐发展成为较为系统的地下水污染治理技术地下水污染治理技术归纳起来主要有: 物理处理法,稳定和固化技术、抽出处理法以及原位处理法。1)物理处理法
物理法是利用物理手段对受污染的地下水进行治理的一种方法, 主要包括屏蔽法、被动收集法和水动力控制法等。屏蔽法是在地下建立各种物理屏障, 将受污染的地下水体圈闭起来, 以防止污染物进一步扩散蔓延。它只在处理小范围的剧毒、难降解污染物时才可考虑作为一种永久性的封闭方法, 在多数情况下只是在地下水污染治理的初期被用作一种临时性的控制方法。被动收集法是指在水流的下游挖一条足够的沟道, 在沟内布置收集系统, 将水面漂浮的污染物质,如油类污染物质等, 或将所有受污染的地下水收集起来以便处理的一种方法。水动力控制法是利用井群系统, 通过抽水或是向含水层注水, 人为的改变地下水的水力坡度, 从而将受污染的水体与清洁的水体分隔开来, 以达到使清洁水体免遭污染的目的。2)稳定和固化技术
稳定化是指将污染物转化为不易溶解、迁移和毒性比较小的状态或者形式。而固化是指将污染物质包存起来, 呈小颗粒状或者大块形状, 使污染物质 处于稳定状态, 不再影响周围环境。稳定化和固化技术通常用于重金属离子和放射性物质的稳定化和固化处理。一般的步骤包括:(1)中和过量的酸度;(2)破坏金属络合物;(3)控制金属的氧化还原态;(4)转化为不溶性的稳定形态;(5)采用固化剂形成稳定的固体形态物质。3)抽出处理法
抽出处理法即是将埋藏在地下的受污染的地下水抽到地表进行处理的技术。受污染的地下水抽出后的处理方法与地表水的处理相同, 可以根据除去污染物的基本原理大致分为以下几类:(1)物理法,包括吸附法、重力分离法、过滤法、反渗透法、气提法、空气吹脱法和焚烧法;(2)化学法, 包括混凝沉淀法、氧化还原法、离子交换法和中和法等;(3)生物法, 包括活性污泥法、生物膜法、厌氧消化法和土壤处置法。由于抽出处理法需要将污染的地下水抽出地面, 因此处理成本高, 并且地下水被抽出后, 就会改变地下水原有的天然流场, 可能会引发一系列的问题, 如地面塌陷等。因此, 这些因素是在选择该项处理技术时必须要加以考虑的。4)原位处理技术
原位处理法是地下水污染治理技术研究的热点, 不但处理费用相对节省, 而且还可减少地表处理设施, 最大程度的减少污染物的暴露, 减少对环境的扰动, 是一种很有前景的地下水污染处理技术。原位处理技术又包括物理化学处理法及生物处理法。活性渗滤墙(或称活性反应渗透格栅)就是一种原位被动修复技术, 一般安装在地下蓄水层中, 垂直于地下水流方向。当地下水流在自身水力坡度作用下通过活性渗滤墙时, 污染物与活性墙体材料发生物理化学反应而被除去, 从而达到修复的目的。生物修复就是利用原生微生物在污染场地不同区域的好氧、兼氧、厌氧微生物反应降解污染物质的污染水体的修复方法。一般单纯的利用原生微生物降解污染物的效率低, 所需时间长。因此, 通常是人为的强化原生微生物降解污染物的效率。对于难降解的污染物, 原生微生物的降解速率并不高, 有必要驯化培养一些具有特定性能、能高速分解难降解化合物并能与原生微生物共存的特异微生物。将这些高效的微生物添加到污染的地下水环境中来降解那些难降解的有机物, 从而使污染的地下水得到净化。
五、地下水污染的预防措施
在掌握了一些处理技术后, 还要加强行政管理、经济管理和法律管理, 尽量做到预防为主, 防治结合, 把污染的危害减小到最低限度 1)完善地下水环境保护的法律法规体系建设: 面对地下水污染的严峻形势, 以及地下水环境管理中存在的诸多问题, 应进一步加强地下水污染防治的有关法律法规体系建设, 为地下水环境的保护提供完备的法律依据与政策支持。
2)加强地下水监测网络建设: 国家应加大对地下水环境监测基础设施的投入, 建立完备的地下水监测网络, 统一地下水监测的有关技术规范, 不断完善水环境监测体系。对现有多部门建设的监测网络进行有效集成, 建成国家地下水监测数据公用平台。
3)进行系统的全国地下水污染情况调查: 我国还从未系统的开展过全国地下水污染调查工作。水质总体状况、污染来源不清, 难以划分地下水质量区域、科学制定水资源保护与防治规划。因此急需开展全国地下水污染调查评价, 并建立地下水污染区域的评价指标体系, 为地下水污染的防治工作提供基础资料。4)建立全国地下水污染预警与应急预案, 实现
大区域范围内的地下水污染信息进行实时监控, 对地下水污染严重的地区及时预报, 使我们能够在第一时间掌握地下水污染的情况并及时采取措施控制污染的蔓延。
5)加大宣传力度, 提高公众环保意识。可通过广播、电视、报纸等信息媒体及培训班等不同宣传手段提高全社会对地下水污染危害的认识, 增强全民的环境意识, 提高公众环境保护的参与意识。
六、结束语
地下水是水资源的重要组成部分, 在经济发展和社会进步中发挥着重要的作用。然而由于受到人类生产、生活的影响, 地下水污染问题日益突出, 严重威胁着人类的生存与发展。为保障人类的健康和经济社会的可持续发展, 必须对地下水污染的治理及预防措施展开深入的研究。对于已经污染的地下水, 要查明污染源, 切断污染途径, 努力开发研究有效的污染治理技术。对于没有污染的区域, 要未雨绸缪, 防范于未然, 积极采取预防措施, 避免污染的发生。全面贯彻预防为主, 防治结合的方针。
参考文献
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