水资源节约与水污染防治方法论文[样例5]

第一篇：水资源节约与水污染防治方法论文

我国的水资源较为丰富，但是我国的人口基数较大，人均水资源占有量较低。同时，随着工业和农业的快速发展，对水资源的需求量逐渐增大，这更加剧了我国水资源匮乏的现状。因此，我国应出台相应的措施来控制水资源浪费现象，加强对污染水资源的治理，以实现水资源的可持续性开发利用，改善我国水资源短缺的现状。

1水资源浪费和污染的原因

水资源的浪费和污染是全球性的问题，造成水资源浪费和污染的原因较多，在我国，其主要原因如下。

1.1水资源管理不完善

首先，我国的水资源管理模式较为粗放，尤其是水资源权属不清，造成了水资源管理出现相互干扰的现象。以我国的黄河流域为例，黄河横跨多个省份，其水量也分配到各个省份，但是有的省份具有先天的地理优势。因此，在水资源的使用上具有“近水楼台先得月”的便利，从而对弱势一方的用水空间造成了挤压和侵占。再者，水资源的分配在空间上呈现不合理分配，城市用水优先于农村用水，农村处于用水的不平等位置，这种水资源人工分配的不合理性，削弱了人们对水资源节约和保护的积极性。地方政府在水资源浪费和污染中有一定的管理责任，部分地方政府追求区域性经济的发展，以水资源破坏为代价来换取政绩，一旦水资源遭受到污染后，不能及时启动水资源节约和保护机制，相应的责任人也得不到应有的惩处，这就影响了水资源管理的行政效应。

1.2农业用水浪费

我国是农业大国，灌溉用水占据了消耗用水的很大比重，根据相关部门的调查显示，当前我国的灌溉技术全面落后，虽然节水灌溉技术得到了一定程度的普及，但是其比例只占据有全部灌溉面积的35%，发展节水灌溉技术依然任重而道远。当前，我国节水灌溉技术落后的原因有：

1）节水灌溉的相关制度不健全，没有形成国家政策的强制力，造成节水灌溉技术不能普及；

2）国家对于节水灌溉没有政策扶持或者财政补贴，农民节水灌溉的意识较差；

3）节水灌溉管理方面存在着问题，严重影响了节水灌溉的推广，在农村中依然存在着轻视管理工作的问题；

4）农民的节水意识较差，尤其是没有认识到我国水资源短缺的事实，严重依赖于传统的漫灌技术，对于节水灌溉技术存在着怀疑的态度，甚至很抵触采用新技术；

5）节水灌溉技术的资金投入较大，尤其是前期的一次性投入较高，适应于集体性的大规模生产，而农村的田地较为分散，只能通过合作的方式进行灌溉，但是在农民灌溉合作中存在着利益的纠纷，很容易造成更大的矛盾。

1.3工业废水和城市废水处理不当

工业废水和城市废水是污水的2大主要来源。随着工业的发展以及城市人口的膨胀，工业废水和城市废水造成的污染也越来越严重。首先，污水防治存在的主要问题是污水处理设备的落后，也有部分企业为了减少污水处理投入而故意不配备相应的污水处理装置，很多污水处理设备超过了工作年限依然运行，造成污水处理效果不佳。其次是污水处理技术达不到要求，随着城市污水排放量的增加，对城市污水处理系统提出了更高的要求，尤其是对污水中的高浓度有机物的处理要求更高。但当前，单一的污水处理技术满足不了处理要求。最后是政策方面的缺陷，没有健全的制度保障很难推行水资源节约和污水防治。当前，我国城市污水防治立法中还存在一些缺陷，造成污水处理责任归属不明确，出现了工作的死角。同时，立法方面缺乏对污水处理设备和处理技术的要求，影响了工业废水和城市废水的处理效果。

2水资源节约策略

水资源的节约关系到人类的生存。当前，我国水资源浪费主要集中在生活用水、工业用水和农业用水的浪费，因此水资源节约策略的制定应从3个方面入手。

2.1加强节水意识教育

首先，加强节水意识教育是当前的工作重点，政府部门要意识到水资源节约的重要性，在农村社区、城市小区内开展节水宣传，通过设置警示标语、节水主体宣传栏等方式来强化民众对水资源保护的认识程度，使节水观念深入人心。其次，当地政府要建立完善的水资源节水规章制度，对生活用水和灌溉用水进行统筹规划，降低农业、工业和生活用水的随意浪费，推动水资源管理机制的不断完善。最后，针对农业灌溉用水的节约，当前我国的国情决定了我国的农业必须要走可持续发展的道路，尤其是要提高灌溉水资源的利用效率，在不改变灌溉总水量的前提下，走节水型灌溉的道路，保证我国的粮食供应安全。此外，要提高农民的节水意识，大力宣传节水灌溉的好处，并派专家进行下乡讲座，使当地的农民意识到节水的重要性，为节水灌溉技术的发展提供良好的氛围。

2.2加强工程节水

工业水资源的浪费是好肥水资源的一个大的方面，随着我国经济的发展，现代化工业迅速发展。同时，造成了环境污染、水资源污染的问题。因此，政府要承担起监督和监控作用，出台强制性的法律规章制度，把水资源的保护纳入到法律的框架内，对耗水量巨大、污染严重的企业进行整改，鼓励企业进行技术升级，改善水资源浪费严重的状况。例如对耗水量巨大的钢铁、造纸、皮革及制药业等企业，要从水资源的源头控制，升级其生产设备，完善废水处理工艺，既实现水资源的节约，同又提高排放污水的参数指标，实现了节水和污水防治双重目标。此外，要加强水资源的循环利用。例如，在高水耗的企业内安装水资源的循环利用装置，提高水的利用效率，实现工业用水的循环利用，提高淡水资源的利用效率，对沿海地区的企业用水，可以大力发展海水淡化技术。

2.3加强农业节水技术应用

加强农业节水技术的应用有助于提高灌溉水利用效率，提升农业灌溉的投入，减轻农民的负担。在农业灌溉中大力推广喷灌技术，尤其是对大面积的农田作物，要实现灌溉技术的机械化，着眼于节能化的灌溉方式，根据我国农业的特点来设计规划农田灌溉量。例如，在农田灌溉中使用软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机可以取得良好的灌溉效果。此外，地下灌溉技术的应用既是当前最节水的灌溉方式，也是最具发展前景的灌溉方式，虽然在实际应用过程中还有部分难题需要突破，但是其发展趋势明朗，是各个国家重点推广的灌溉方式。同时，提高农业高效节水灌溉技术的管理水平，当前各种控制系统不断发展，计算机网络技术、控制技术、数据资源库和灌溉模拟系统等技术应用于灌溉中，实现了精确化、科学化、全面化的灌溉模式，提高灌溉效率。

3水污染防治策略

水污染的防治可以提高水资源的利用效率，维持水体资源总量，污水的防治可以减少对环境的污染，加强水资源的循环利用，当前常用的污水防治策略主要有化学方法、生物方法和物理方法。

3.1化学方法

化学处理法是常用的污水治理方法之一，在污水中加入化学药剂，通过化学药剂的化学作用来脱出污水中的污染物，常用的污水处理剂分为有机处理剂和无机处理剂。有机处理剂有阳离子丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺等，无机类的处理剂大多是含有铝、铁金属离子的氯化铝、硫酸亚铁等，按照污水内含有污染成分的不同来选择不同类型的处理剂，例如在酸性污水的处理中，采用投入氧化钙来调节其酸性，并采用铁盐来消除水中的含磷物质。对于含有重金属离子较多的污水，先要对废水内的重金属种类和含量进行测定，了解不同金属离子的沉降性，再选择合适的絮凝剂来进行沉淀脱除。这种处理方式的效果良好，不但可以脱出污水中的重金属离子，而且可以消除一部分水中沉淀物，提高污水处理的效果。

3.2生物方法

生物法处理废水是借助于微生物的分解能力来处理污水中的有机污染物，这种污水处理方式的净化效果明显，可以把水中的有机物定向转化为无机物，其适用范围广，污水处理能力较大，最重要的是生物处理方法无污染，运行成本较低，其应用前景广阔。微生物处理法在工业废水处理和城市污水处理中发挥着重要作用。例如，在某离子交换树脂生产企业中，其工业废水中含有较高浓度的酰胺类有机物，通过向废水中投放特定微生物极大改善了污水的水体状态，其有机物含量降低明显，满足了排放要求。同时，微生物群落的生存繁殖正常，没有对水体产生附带的污染。

3.3物理方法

物理处理方法是最为简便直接的处理方式，其常用的方式有物理沉淀、重力分离、气体悬浮和吸附法等，物理处理法的原理是基于水体的密度、质量、污染物类型的物理特性，对水体采用机械分离的方式脱出污染物，达到污染物和清水分离的目标，得到的清水再进行下一步的处理。对于含有较多颗粒状污染物的污水，可以采用重力沉降的方式，使污水中的颗粒沉降到底层，然后再进行液固的分离，也可以采用吸附法来吸附污染物，常用的吸附剂有活性炭、吸附树脂等，这些物质具有较大的比表面积和再生能力。同时，其适用性良好，污水处理的成本较低，满足大规模使用的要求。

4结语

当前，我国的水资源匮乏问题逐渐引起了人们的重视。随着经济的发展和城市规模的扩展，水资源污染和浪费现象日益加剧，造成了可用水资源越来越少，给人们的生活和工作造成了负面影响。因此，加强水资源的节约和污水的治理势在必行，这就需要政府部门加强水资源保护的宣传，加强工业生产和农业生产的节水控制，同时提高对污染水资源的防治，提高水资源的回收利用率，保证可用水资源的总量，为人类的可持续发展提供保障。

第二篇：地下水污染与防治-研究生论文

PRB技术修复重金属污染地下水

摘要：地下水是人类宝贵的淡水资源，然而随着现代社会工业化进程的不断发展和人类活动的急剧增加，污染程度也不断加重，这将对人类健康和社会发展造成极大危害，因此必须要研究出行之有效的治理方法，以达到最佳的地下水污染修复。该文在大量搜集国内外地下水重金属污染状况与修复技术研究资料的基础上，总结了重金属污染的分类与危害，针对性的对可渗透反应墙(PRB)技术的概念、原理、活性材料的选取、结构类型、常见类型总结，并以湖南省镉污染场地为例进行了修复效果的研究，得出结论选用石灰石（80-100目）与砾石（10-20目）作为PRB 的介质材料，最优配比为0.45时，能最经济有效去除地下水污染中的Zn、Cd，最后提出了目前PRB 技术存在的问题及前景展望。

关键词：PRB；重金属污染；地下水；污染修复

目录

1绪论.............................................................................................................1

1.1重金属污染的分类与危害..............................................................1 1.2重金属污染地下水修复技术..........................................................4 2 PRB技术....................................................................................................9

2.1概念..................................................................................................9 2.2 PRB技术的原理.............................................................................9 2.3 PRB的结构类型...........................................................................10 2.4 PRB设计的主要参数选择...........................................................11 2.5几种常见的PRB类型..................................................................12 3 PRB对湖南省镉污染场地的修复分析..................................................14

3.1湖南省硫酸锌行业分布................................................................14 3.2 PRB结构的选择...........................................................................15 3.3 PRB介质的选择...........................................................................16 3.4试验结果分析................................................................................16 4结语...........................................................................................................17 参考文献......................................................................................................19

中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

1绪论

重金属污染土壤和地下水成因复杂，土壤结构混杂和地下水污染相对隐蔽，人们对其严重性及治理难度远没达到应有的关注。土壤和地下水一旦遭受到重金属的污染，对人民的生产生活都是灾难。地下水虽说属于可再生资源，但是其更新和自净非常缓慢，一旦遭受到重金属的污染，往往相当长的一段时间难以修复。土壤遭受到重金属污染时，不仅会污染地下水，而且会造成地上植物和土壤中生物的污染，这些重金属污染物会通过食物链的富集作用威胁人类的健康。近年来，重金属污染土壤和地下水的治理引起很多国家高度重视，已经成为环保领域急需解决的任务。

1.1重金属污染的分类与危害

在化学领域中，重金属通常指的是密度大于 5．0g·cm-3的一类金属元素[1]。在环境污染方面所指的重金属主要是指铅(Pb)、汞（Hg）、镉(Cd)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性较为显著的元素，同时还包括具有毒性的重金属锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等污染物。众所周知，砷和硒都是非金属，但是它们的毒性及某些性质与重金属相似，所以环境方面通常将砷和硒列入重金属污染物范围内。随着全球经济迅速发展，各行业在生产运输等过程中产生含有大量的重金属污染物，而这些含有大量重金属的污染物会以各种化学形态通过多种途径扩散迁移到深层土壤或地下水，从而造成土壤和地下水环境中的重金属污染。目前污染土壤和地下水的重金属种类较多，现介绍一些毒性较强且对人类生活和健康构成很大威胁的重金属。

（1）铅污染，铅是可以在人体和动物组织中积蓄的重金属，它的毒性较强。如果铅在人体中蓄积达到一定浓度时，会对人体造成贫血、肾损伤和神经机能失调等症状，其中儿童、老人和免疫低下人群是最易受害的人群。目前，冶炼、五金、机械、油漆、涂料、蓄电池、电镀、化妆品、燃煤、餐具、膨化食品、染发剂、自来水管等是环境中铅的主要来源[2,3]。这些排放到环境中的铅会通过人体消化道、呼吸道和皮肤等途径进入人体内，从而造成人体多种器官的损伤。有关资料表明，铅对水生生物的安全浓度为 0.16mg/L，当用含铅 0.1～4.4mg/L的水来灌溉水稻和小麦等农作物时，会使农作物中铅含量明显升高，通过食物链的富集作用，这些富集在农作物中的铅会迁移并富集到人体中，对人类的健康造成很 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

大危害。人体内正常的铅含量应该在 0.1 毫克/升，如果体内铅含量超标，将会损伤大脑中枢及周围神经系统，引起儿童多动、注意力不集中、学习困难、任性冲动、脾气急躁；破坏造血系统，阻碍血红素的合成,导致贫血；影响消化系统功能，导致孩子厌食、异食癖、味觉丧失或错乱等；抑制生长激素的合成与释放，使孩子发育迟缓；抑制免疫系统功能，使孩子体质差，感染机率增加；影响身体对其他金属元素的吸收、代谢，导致进补铁、锌、钙等无效或吸收少；对生殖器官，尤其是对肾脏损害极大，引起肾功能障碍[3-6]。

（2）汞污染，汞在常温下为银白色的液体，通常称之为水银，其熔点为 38.87℃，它是室温下唯一的液态金属，具有流动性[7]。汞在自然界中以很多种形式存在如金属汞、无机汞和有机汞化合物。汞极易蒸发，汞和汞蒸气及其化合物都有很强的毒性，并且可以在人体内蓄积。汞主要来源于贵重金属冶炼、化妆品、照明用灯、齿科材料仪表厂、食盐电解、燃煤、水生生物等[8,9,10]。环境中的汞会通过各种途径进入到人体血液中，当金属汞通过血液进入脑组织后，会在脑组织中蓄积，当汞的含量达到一定程度时就会对脑组织及周围神经系统造成损害，进入到血液中的游离态汞离子会通过血液循环作用转移到人体的肾脏等器官，从而对人体内脏器官造成损害。水体中的无机态汞离子在水体环境作用下发生生物化学反应转变为毒性更大的有机态汞，这些有机汞通过会食物链进入人体，从而引发人体中毒[11-16]；容易受汞危害的人群主要有女性，孕妇、嗜好海鲜人士；因为天然水中含汞量极少，一般都不会超过 0.1μg/L。正常人血液中汞的含量均小于 5-10μg/L，尿液中汞的浓度小于 20μg/L。如果人体发生急性汞中毒，将会诱发肝炎和血尿的病症。

（3）铬污染，铬是人体内微量元素之一，其主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分，工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等。铬在水中通常以六价和三价存在，其中六价铬的毒性相对较高[17,18]，因此作为环境污染物通常所指的是六价铬，当人体大量摄入六价铬引起人体急性中毒，长期少量摄入也可能会引起人体慢性中毒；例如误食饮用含铬食物，会致腹部不适及腹泻等中毒症状，铬化合物对皮肤有刺激和致敏作用，皮肤会出现湿疹和过敏性皮炎等症状，含铬的烟雾和粉尘会对人体呼吸系统造成损害，可引起咽炎、支气管炎等。受铬污染严重地区的居民，由于经常接触或过量饮用受铬污染水，造成该地区居 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

民容易得鼻炎、结核病、腹泻、支气管炎、皮炎等[19,20]。

（4）镉污染，镉是人体非必要元素，在自然界中通常以化合物状态存在。镉的毒性很大，镉可以再生物体内富集，通过食物链作用进入人体并蓄积在肾脏，造成人体慢性中毒；环境中的镉主要来源于冶炼、燃料、电池、电镀、采矿和化学工业等三废排放[21-25]；废旧电池中镉的含量也比较高、受污染的水果和蔬菜中会富集大量的镉，尤其是蘑菇和一些谷物对镉有一定的富集作用。当人体内镉含量超标时，会引起人体中毒，如使骨骼严重软化，骨头寸断，另外镉也会引起胃脏功能失调，影响人体和生物体内锌的酶系统，导致人体血压升高。矿业工作者、免疫力低下者最易受镉危害。水体中镉含量为 0.1mg/L 时，会轻度抑制地面水的自净作用[26,27]，在用含镉 0.04Mg/L 的水进行灌溉时，土壤和农作物会受到明显污染，农灌水中含镉 0.007mg/L 时，即可造成污染[28-32]。正常人血液中的镉浓度应小于 5 微克/升，尿液中镉的浓度应小于 1 微克/升。当人体血压和尿液中含量超过此范围时，会通过血液循环等作用危害人体健康，如引起骨质疏松，软化变形等症状，在日本曾发生的痛痛病就是慢性镉中毒最典型的例子。

（5）砷污染，砷是人体的非必需元素，环境中的砷主要来源于采矿、冶金、化化学制药、玻璃工业中的脱色剂、各种杀虫剂、杀鼠剂、砷酸盐药物、化肥、硬质合金、皮革、农药等[33,34,35]；元素砷的毒性极低，但是由砷元素组成的化合物均有剧毒，其中三价砷化合物在所有砷化合物中毒性是最强的。受砷危害的人群有农民、家庭主妇、特殊职业工人群体。砷通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体，如摄入量超过排泄量，砷就会在人体的肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位蓄积，与细胞中的酶系统结合，使酶的生物作用受到抑制失去活性，特别是在毛发、指甲中蓄积，从而引起慢性砷中毒，潜伏期可达几年甚至几十年，慢性中毒有消化系统症状、神经系统症状和皮肤病变等[36-39]。砷还有致癌作用，能引起皮肤癌，在一般情况下，土壤、水、空气、植物和人体都含有微量的砷，对人体不会构成危害。地面水中含砷量因水源和地理条件不同而有很大差异，淡水为 0.2～230μm/L，平均为 0.5μm/L，海水为 3.7μm/L[40]。如果 24 小时内尿液中的砷含量大于 100 微克/升就使中枢神经系统发生紊乱，并有致癌的可能。而且如果孕妇体内砷超标还会诱发畸胎。作用而进入人体，当铜在人体内含量达到到一定程度后就会对人类的健康产生很大危害。中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

（6）铜污染，受污染环境中铜主要来自于选矿、矿山开采、金属加工、冶炼、有机合成、机器制造和其他工业的废水等行业的排放[41,42,43]，金属加工、电镀工厂在这些行业中向环境排放的铜含量是最高的，排放的每升废水中铜的含量可达几十毫克甚至几百毫克。由于这些行业对废水处理的不当，因此造成环境中水体和土壤的污染，从而影响人类健康。有关研究表明当水体中铜的含量达到 0.01 毫克/升时，这将会对对水体自我修复能力有明显的抑制作用；当含量超过 3.0 毫克/升时,受污染水体会产生难闻气味;污染空气环境，含量超过15 毫克/升时候，受污染的水就无法被人类使用[44,45]。这些含铜废水若处理不当会污染土壤环境，尤其是对农业用地的危害非常之大，农业灌溉水中铜对水稻危害的临界浓度为 0.6 毫克/升，当超过这些浓度时，会造成造成水稻生长状况不佳，并通过食物链的作用威胁人类健康。另外，铜对水生生物的毒性也很大[46]，其中铜对鱼类危害临界浓度为 0.002 毫克/升,但一般认为水体中含铜量达到 0.01 毫克/升时对鱼类的生命活动影响不大[47]。在一些小河中，曾发生铜污染引起水生生物的急性中毒事件；在沿海地区，曾发生铜污染水体事件，水体中的铜对水中生物产生很大影响并导致海水中牡蛎肉变绿。在农业生产过程中也会对土壤和地下水环境造成铜污染，例如农田灌溉、化学试剂的使用等等通过各种途径进入到土壤和水体环境中。铜在植物体中各部分的累积情况也大不相同[48-52]，大多数植物中铜分布的情况是根>茎和叶>果实，只有少数植物体内铜的分布与之相反，例如丛桦叶果实部分铜元素的含量在所有部分中是最高的。除此之外，水生生物铜也有很好的富集作用，环境中的铜会通过食物链的富集作用而进入人体，当铜在人体内含量达到到一定程度后就会对人类的健康产生很大危害。

1.2重金属污染地下水修复技术

全球化经济的快速发展和城市化进程的加快给人类的生活带来了翻天覆地的变化，然而人类生活得到改善的同时却让我们生存的环境付出了很大的代价。各行业在生产、运输及三废排放等过程中向环境排放了大量的重金属，由于这些重金属在环境中难以修复，对土壤和地下水造成了严重的污染[53]，重金属污染地下水修复技术的研究已经成为环保领域十分迫切的任务。

目前已有很多国家采取了相应的重金属地下水的防护措施,并且投入大量资金和精力开展了有关重金属污染地下水修复研究。当前的重金属污染地下水修复 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

技术主要可分为异位修复技术和原位修复技术两类。其中异位修复技术主要是抽出处理法[54]，原位修复技术则包括地下帷幕阻隔与水力控制技术、渗透反应墙和电动处理技术。

1.2.1 异位修复技术

在重金属污染地下水治理过程中，应用最多的是异位修复技术，该技术主要原理是将受重金属污染的地下水抽出至地表，然后通过各种方法再进行处理。该处理技术在对重金属污染地下水修复在短期内具有很高的处理效果，但是在长期的工程应用上，可能会出现拖尾反弹等现象，从而使得处理效率降低，增加处理成本。近年来，国内外普遍采用一种异位处理技术即泵—处理技术[55]来修复重金属污染地下水，该技术在很多国家都有广泛的应用，且成熟度较高。该技术的主要方法是在重金属污染地下水流经方向开设多个抽水井，从抽水井中抽取被重金属污染的地下水，然后将抽出来的地下水运送到附近污水处理厂或者其他地上处理设施进行处理，从而达到净化地下水的目的。在治理的过程中为了不对地下水的补给和地下水抽出后可能造成地面沉降等问题的影响，通常会另打几口注水井，把处理过的地下水回灌到地下当中。井群系统的设计是该项技术能够很好应用的关键，对于井口位置的设计，应满足流经井群的地下水包含整个受污染的地下水，以便把受污染的地下水全部抽出来进行异位处理。地下水修复技术最早使用的方法就是抽出处理技术，根据美国环保局的统计[56]，在 1982－2002 的 20 年间，在工程应用上该项技术的使用比例高达 68%，远远超过其它修复技术。抽出处理技术对于突发性或高强度的地下水污染具有快速处理和效率高等优点，但是处理过程较为繁琐且抽取和处理所需费用高,并且需要对其进行长期监测和维护,同时该技术对重非水溶相液体(DNAPL s)的去除效果甚微[57]。

1.2.2 原位修复技术

由于异位修复技术需要长期监控和维护并且成本较高，因此对于重金属污染地下水原位修复技术得到了国内外学者的广泛关注，原位修复技术是指人为控制在不影响地下水水力条件的的情况下，在原位将受重金属污染地下水修复的一种技术。该技术主要可分为渗透反应墙技术、地下帷幕阻隔技术及电动处理技术。

（1）渗透反应墙技术渗透反应墙(PRB)技术修复地下水的主要原理是在垂直于重金属污染的地下水流经方向设置由活性反应介质组成的可渗透反应墙，在 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

重金属污染物随着水体流动经过反应墙时可与活性反应介质发生吸附、沉淀、降解等作用，从而将重金属污染物从地下水中去除，净化地下水体环境。PRB活性材料可根据污染物的种类进行选择，活性材料的选择是处理重金属污染地下水的关键，选择的依据主要是活性材料具有持久性强，抗腐蚀性好、粒径均匀并且无二次污染等特点。该技术对重金属污染地下水主要有物理、化学、生物三种修复机理。可渗透反应墙技术最早是在 1982 年由美国环保局提出的,在20 世纪 90 年代初期得到了深入研究。渗透反应墙的安装同样相当重要，通常将其安装在地下蓄水层并垂直于地下水流方向。在水力梯度作用下，当重金属污染的地下水流经渗透反应墙时,地下水中的重金属污染物会与渗透反应墙活性材料发生反应，从而将其从地下水中去除[58-60]。渗透反应墙技术不同于异位修复技术，它不需要将污染的地下水抽出地面进行处理，这个过程同样可以省去地面处理系统，从而降低了处理成本,通常所选的活性介质都是些价格低廉或者一些行业生产过程中的废弃物，这使得该技术在材料成本上又优于抽出处理技术。反应墙的活性材料一般消耗的很慢,有的几年甚至十几年对重金属污染地下水还有很强的处理能力，重金属污染物在随着地下水流经反应墙时，经过反应墙活性材料的吸附、降解等作用而被去除，不需要人为为其提供动力条件。渗透反应墙安装完成后，一般情况下几乎不需要其他运行和维护费用。与传统的异位修复技术相比, 该技术在操作费用至少可以节省 30 %以上[61]。渗透反应墙技术对地下水生态环境的影响较小,是一项最具发展潜力的重金属污染地下水修复方法。可渗透反应墙通常可分为连续墙型和烟囱—门型两种。连续墙指的是在蓄水层安装连续的可渗透反应墙，确保遭受重金属污染所有区域内的地下水都能得到渗透反应墙的处理。这种反应墙的使用并不现实，因为该处理方法是根据土壤蓄水层厚度来确定安装的连续墙所需面积，蓄水层厚度越大，或者说地下水污染区域越大,则安装的反应墙的面积就越大，因此该处理技术的造价就会越高。然而烟囱-门型渗透反应墙相对于连续墙来说在造价费用上要低很多，该方法是在地下水流动区域内填充造价较低的阻隔墙,将受重金属污染的地下水汇集在一起，然后设置活性渗透墙，将这些汇集起来的地下水流经活性渗透墙，从而达到集中处理的目的，该方法不仅造价成本较低，而且不会降低渗透反应墙的处理效果。该方法中使用的活性渗透墙与障隔墙的组合被称为烟囱-门型渗透反应墙。该方法具有反应区域较小, 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

造价成本低，易于清除和更换等优点，因此更适合于原位处理重金属污染的地下水。该方法使用的渗透墙通常可分为两种，即单通道系统和多通道系统。而多通道又可分为串联多通道系统和并联多通道系统。当地下水中污染物混合情况下较为复杂时通常采用串联多通道系统来处理重金属污染地下水，当重金属污染地下水区域较宽时,可采用并联多通道系统对地下水进行修复。另外，活性材料的选择是可渗透反应墙修复效果良好与否的关键。通常来说，活性材料的选择应该考虑以下几点[62,63]：①抗腐蚀性好，活性保持时间长，活性材料的粒度要均匀。②对重金属污染物吸附和降解能力强，在地下水环境中稳定不会对环境造成污染。③易于施工安装，环境相容性好，在对重金属污染物处理后不会对地下水环境产生二次污染。目前实验室研究中的活性材料主要有活性炭、沸石、粉煤灰、磷酸盐、石灰石、Fe0 和一些微生物材料等。渗透反应墙技术的应用也比较早，在十九世纪八十年代，加拿大滑铁卢大学成功地将该方法应用污染地下水修复的现场演示。到目前为止，渗透反应墙技术在欧美等国已进行了大量研究，并且已经开始商业应用[60]。例如 F Di Natale等用活性炭作为作为渗透反应墙的活性材料来修复镉污染的地下水，实验结果表明，在高 pH 值和含盐量地的情况下，活性炭对地下水中镉的吸附能力最强。Maria Rosaria Boni等用体积比为 1:1 的青草堆肥和硅土砾石作为 PRB 的混合活性材料，实验结果显示，该反应墙对六价铬的去除率可达 99%以上。近年来该项技术在我国也得到了很多学者的关注，目前有很多学者对该项技术开展研究，但绝大部分都还处于实验室的理论研究阶段，工程上的应用较少。杜连柱等[64]实验模拟地下水环境，以受重金属离子Pb、As、Cd、Cr、Fe 和总Mn污染的地下水为研究对象，利用还原铁粉、铸铁粉、铸铁粉与颗粒活性炭的混合物为可渗透反应墙(PRB)的主要介质，石英砂为辅助介质，设计了 3 种反应器。在有效孔隙率为 60%～65%、水力停留时间为 12.0～14.4h 的条件下，考察其对污染物的去除效果。结果表明：3 种反应器对Pb、As、Cd、Cr 均有较高的去除效果，去除率达 98%以上；总Mn的去除率分别达 98%、89%和 66%，Fe 的去除率分别达 83%、56%和 49%。考察了 3 种反应器内 pH、Eh、DO 的关系及对重金属离子去除效果的影响，分析了污染物的去除机理。综合考虑处理效果与成本，杜连柱等人认为以铸铁粉与石英砂的混合物为 PRB 的反应介质，应用 PRB 技术原位处理受上述重金属离子污染的地下水是可行的。中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

董军等人[65-68]通过实验模拟对地下水和垃圾渗滤液等方面进行了大量的研究。然而在国内实地应用研究非常少。由于资金的紧缺、人们对于污染地下水修复缺乏足够的关注，加之对污染地下水地区的土壤类型、地质状况、污染组分、污染强度、影响深度、范围、平均污染响应时间和气候水文等基础数据都非常欠缺等因素都限制了该项技术在我国的发展。

（2）地下帷幕阻隔技术，地下帷幕阻隔技术主要是通过在地下构筑隔水帷幕，形成垂向和水平方向的地下水物理隔离带，防止地下水向外渗流。具体措施为：以钢铁，水泥等材料，在受污染地区修建隔离墙，防止污染地区的地下水流到周围地区，其中以水泥最为便宜，应用也最为普遍。还可以在污染土壤上覆盖一层合成膜，或在污染土壤下面铺一层水泥和石块混合层以减少地表水的下渗[69]。地下帷幕阻隔技术目前比较成熟，只有在处理小范围的剧毒，难降解污染物时才可考虑的一种永久性封闭方法[70]，多数情况下，它只是在地下水污染治理初期，被用作一种临时性的控制方法，但对于重大环境突发事件污染场地的地下水污染隔离有其明显的特殊性，各种帷幕技术必须保证能够在短时间内快速有效实施、帷幕材料能够有效防止污染物的腐蚀破坏且不对地下水产生不良影响。

（3）电动处理技术，电动力修复技术是利用地下水和污染电动力学性质对环境进行修复的新技术,电动修复技术具有人工耗费少，接触有害物质少并经济效益较高等优点，其原理主要是通过在污染土壤两侧施加直流电压形成电场梯度使污染物质在电场作用下以电迁移、电渗流和电泳的方式迁移到电极两端从而清洁污染土壤[71-72]。到目前为止，已有美国、加拿大、德国、荷兰、日本等国家和地区开展该技术的研究与应用。Kim 等采用该技术修复土壤中的Pb和Cd 污染的实验表明，土壤中重金属能被有效去除且修复效果受电压和土壤的pH 值及渗透性等因素影响，Gidarakos等研究土壤中 Zn 和 Cd 污染的电动修复效率，实验表明鳌合剂和 pH 值等对污染土壤的修复效果影响明显，Genc等也应用电动修复技术进行实验研究河流底泥中的Mn和 Cu 及Pb和zn等污染物的去除效果，R Lageman[73]对Pb和 Cu 污染的泥炭土就地进行了现场研究。原土壤中的Pb和 Cu 质量分数分别为 300～1000mg•kg-1和 500～1 000 mg•kg-1，动电试验面积为 70m×3 m，每天通电 10h，43d 后，发现Pb的去除率达 70%，Cu 的去除率达 80%，能耗为 65kWh•m-3。国内也开始利用动电技术对重金属污染场地 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水 的修复研究，如王业耀和孟凡生[74]对 Cr6+污染土壤的电动修复作了实验室研究，实验结果表明，电动修复可以有效去除高岭土中存在的 Cr6+，最高去除效率可达 97.8%；用蒸馏水冲洗和乙酸中和阴极电解产生的 OH-1，可以提高铬的去除效率，周东美等[75,76]在实验室条件下，对黄棕壤中 Cr6+的电动修复作了较为深入的研究。在控制阴极液酸度条件下，研究施加不同电压对铬污染黄棕壤中铬的电动过程的影响。结果显示，施加 20V 电压处理获得了较好的铬去除率和较低的能耗，576h 后土壤中总铬和 Cr6+的去除率分别达到 41.11%和77.17%。另外，添加络合剂和控制阴极池溶液酸度也会影响 Cr6+的去除。他们还用该技术对铜污染的红壤修复作了中试研究[77]。近年来，国内外的研究人员开发了一些电动修复与其它方法联用的技术，如 EK—生物联用技术、EK—Fenton 联用技术、EK—PRB 联用技术等等。其中 EK—PRB 联用技术可以将毒性较高的重金属及有机物质用电动力使其向电极端移动，使污染物质与渗透性反应墙内的填充基材反应，从而使得污染物质的毒性降低[77]。美国、加拿、大英国等对该技术的研究较早在室内和现场研究方面均取得了一定的成果[78]，国内针对 EK—PRB 联用技术的研究还主要处于实验室小试规模其中大陆地区对该技术的研究比较少。

2PRB技术

2.1概念

可渗透反应墙(Permeable Reactive Wall)技术又称渗透反应格栅(Permeable reactive barrier, PRB)技术，在1982 年由美国环保局提出，20 世纪90 年代初期得到深入研究[64]，是以活性填料组成的构筑物，垂直立于地下水水流的方向，污水流经过反应格栅，通过物理、化学及生物反应，使污染物得以有效去除的地下水净化技术，具有经济、便捷、处理效果好等优点。

2.2 PRB技术的原理

PRB主要由透水的反应介质组成。它通常置于地下水污染羽状体的下游，与地下水流相垂直：污染地下水在自身水力梯度作用下通过PRB时，产生沉淀、吸附、氧化还原和生物降解反应。使水中污染物能够得以去除，在PRB下游流出处理后的净化水[79-81]。可渗透反应墙示意图如图1所示。中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

图1 可渗透反应墙示意图

2.3 PRB的结构类型

PRB按结构类型可分为两种类型[82]：连续墙式和隔水漏斗-导水门式，如图所示：

图2 PRB结构类型[82]

连续墙式PRB，即当地下水污染的羽状体较小时，在流动下游区域内安装连续的活性渗透墙，墙体垂直污染迁移途径，注意墙体的厚度和深度以确保能让整个污染羽状体通过。其优点是对天然地下水流动情况干扰小，但如果污染区域较大，设计连续墙的造价也随之增大。

隔水漏斗-导水门式PRB，即在地下水流动区域内设置障碍墙，将隔水漏斗 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

嵌入其中，受污染地下水通过导水门汇集到较窄范围，再设置活性渗透墙，地下水经渗透反应介质处理后得到修复。此类PRB 结构介质装填料少，反应区域小，但干扰天然地下水流场。

连续墙式PRB结构比较简单．用于地下水形成污染羽状体影响范围较小场地；隔水漏斗一导水门式反应墙主要由不透水的介质和导水门及渗透反应介质组成，通过引导或汇集地下水流进入导水门．然后再由渗透反应介质进行处理，主要用于潜水埋藏浅的大型地下水污染羽状体[83]。

2.4 PRB设计的主要参数选择

PRB的结构设计主要考虑的核心问题有：确保PRB能够嵌插到隔水层或者弱透水层中，防止地下水通过渗透墙底部穿过；确保足够的水力停留时间．防止水体处理达标；确保良好的透水性，防止堵塞一因此，PRB参数选择主要包括结构的选型、水力停留时间和反应墙的渗透系数等[84]。

2.4.1 PRB结构参数的选择

PRB的宽度主要由污染物羽流的尺寸决定，考虑到地下水流向的不稳定和污染羽尺寸进一步扩大的可能，PRB的实际宽度一般是污染物羽流宽度的1.2-1.5倍。PRB的高度主要由不透水层或弱透水层的埋深和厚度决定，根据国外的PRB 工程经验可知[85]．PRB的底端嵌入不透水层或弱透水层至少0.6 m．防止污染物羽流绕过反应墙流向下游，PRB的顶端需高于地下水最高水位，防止地下水溢出或地下水位的季节性波动。反应墙的厚度（B）主要南地下水的水流速度（v）和水力停留时间（t）来确定。

B=vt

式中：v为地下水流速，m／s；

t为修复污染物所需的反应时间

地下水流速(v)一般指地下水的平均流速，主要由反应介质的孔隙率和含水层的渗透系数决定．在长期运行中，反应介质的孔隙率有逐渐减小的趋势．因此，在设计中一般采用最大流速。

2.4.2水力停留时间的选择

污染物羽流在反应墙的停留时间（t）主要由污染物的半存留期和污染羽流 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

经反应器初始浓度决定：现场的地下水污染物浓度分布不均匀，基于工程安全性考虑，设计按照污染物的场地内最大的浓度值计算。计算可采用：

t=nt0.5u1u2R[86]

式中：n为半存留期的次数；t0.5为半存留期，t0.5=ln2/k，(k为一次反应速率)；u1为温度校正因子，可取2.0-2.5。正常温度为20-25℃；u2为密度校正因子，可取1.5-2.0；R为安全系数，可取2.0-3.0。

2.4.3渗透系数的选择

渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)，是表示流体通过孔隙骨架的难易程度一表达式为：

K=kρg／η

式中：K为渗透系数；k为孔隙介质的渗透率，它只与固体骨架的性质有关；η为动力粘滞性系数；ρ为流体密度；g为重力加速度。

渗透系数是反应墙正常运行的关键参数之一，在PRB的设计中。必须要优化配置，满足良好的修复效果同时，必须选择合理渗透系数的填充介质：对填充介质的选择必须大于甚至远大于含水层的渗透系数：如果反应介质的渗透系数小于含水层渗透系数，反应产物会富集沉淀在反应墙的表面，造成反应墙的堵塞，使地下水的滞留现象，造成PRB的效果不好甚至不能使厢、根据US EPA研究数据[85]显示反应墙的渗透系数必须大于含水层渗透系数的2倍以上才能发挥较好效果．因此，反应墙通常设计选择渗透率大的滤层(砂层)、筛网和高渗透率反应材料组成。

2.5几种常见的PRB类型

2.5.1Fe0—PRB和双金属反应墙

资料显示[87-89]，零价铁是一种常见的用作于土壤修复中的反应物，主要是因为土壤中的污染物会和化学性质活波的颗粒铁起作用二零价铁对挥发性有机氯化物的降解主要涉及的三个过程为：①Fe0的电子转移到碱金属氯化物。②Fe0在水中氧化为Fe2+，Fe2+在水中进一步氧化为Fe3+。③零价铁在氧化过程中产生的氢离子与氯化物发生反应：除铁作为反应墙外，很多研究员对铜、银、锌、锰的研究也有较好的效果。中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

近年的科学研究，提出了双金属和多金属系统。是指在Fe0颗粒上镀上第2种或第3种金属：MuftikianR等，研究认为Fe0表面的Pd加速了目标污染物的脱氯，反应速率可以比Fe0系统大10倍。ChioJH等运用反应介质为Pd/Fe二元金属和接种了厌氧菌的砂砾的连续式PRB还原脱氯和生物降解2.4.6-三氯苯酚（2.4.6-TCP），体系反应时间为30.2-21.2h时，可将质量浓度为100mg/L的2.4.6-TCP全部还原成苯酚，而PRB生物部分在反应时间为7-8d时可将100μmol/L的苯酚完全去除。因此，在生物处理前预先进行还原脱氯会提高整个PRB系统的处理效果。Prusse等应用Pd-Cu/Al2O3、Pd-Sn/Al2O3和Pd-In/Al2O3三种不同催化剂催化还原硝酸盐，研究表明Pd-Sn/Al2O3和Pd-In/Al2O3，催化剂较Pd-Cu/Al2O3，催化剂的选择性有所提高，在双金属催化剂中，NO2-只能吸附于Pd的催化点位，单金属Pd表现出对NO3-的还原没有催化活性。

2.5.2生物反应墙（BiologicaI reaction barrier）

生物反应墙是指在污染的地下水流向相垂直的方向用泥土建成长条形修复带，通过向土中注入反应剂的方法促使或加速污染物的降解．生物反应墙主要应用于有机物降解，分为好氧型和厌氧型。好氧型需要良好的氧化条件，主要应用于苯类、轻质油类和氯乙烯的降解；厌氧型生物墙具有强还原条件下对卤化物的脱卤过程。

马会强等[90]以功能微生物泥炭和粗砂为填充介质设计新型生物反应墙，对苯系物、萘系物及菲去除率可达到83.6％-99.85％；孙本山等[91]，可吸附生物反应墙修复地下水中BTEX的研究表明，加硝酸盐的生物反应墙和对照组对BTEX的总去除效率可达到86％-97％。有研究表明睁[92,93]，在生物修复方面，生物反应墙在土壤修和地下水复方面更具高效、节能和环保，但原位生物修复的设计会受到众多因素的干扰。例如，污染物浓度，水层渗透系数、地下水水质和土壤特性等二因此，进行生物反应墙必须建立等够反应污染物情况的模型，确保全面的描述污染源、羽流和地下土壤特性的情况，精确注入的反应剂的量和浓度，减少能源消耗总量和增加叮再生能源的使用。

2.5.3水漏斗-导水门反应系统(funnel-and-gate system)隔水漏斗一导水门反应系统采用不透水的斗形装置将被污染的地下水带人反应区中，在反应区将污染物从地下水中去除。由于导水漏斗具有导流后叮以选 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

择特定的方式处理污水中污染物，因此该系统可以融入铁反应墙、生物、化学和混合式处理方法，该方法在欧美发达国家有较多的使用。

2.5.4其它新型反应墙

土壤修复作为庞大的系统性工程，选择分块的解决各个问题，必须找到快速、高效、稳定的治理土壤的方法。目前，国外正在研究的反应墙较多，由于存在实际的应用难度，多作为理论研究。2.5.4.1纳米铁微粒反应墙

采用纳米级的铁微粒作为反应物，该微粒比表面积大，和乳化液、水混合后能够直接注入土壤中：亲油性的挥发性有机氯化物与化学性质活波的铁微粒的反应在乳化液的作用下进行，因而能够在较短时间完成反应。2.5.4.2电动生物反应墙

电动生物反应墙是新探索的土壤和地下水修复方法，主要原理是水在电极的作用下形成氧气和氢气，氧气和氢气在微生物的作用下，对挥发性有机氯化物、苯类和油类物质进行分解。因同时具备了生物性和电化学性，是比较新型的修复技术，目前在这方面得到成功应用的案例还没有报道。PRB对湖南省镉污染场地的修复分析

3.1湖南省硫酸锌行业分布

根据2014 年现场调研，湖南省主要以硫酸锌为最终产品的企业共有14 家，3家在建，1家停产整治，10 家企业正常生产。企业生产能力均不大于2 万t /a(一家5 万t /a 除外)。企业约86%分布在衡阳，14%分布在株洲。用GPS 对14 家生产企业定位发现，这类企业集中在112°35'-113°33'E，26°23'-27°50'N，均沿湘江及其支流而建，约79%的企业分布在湘江中上游（图3），是湘江主要重金属污染源之一，已列入《湘江流域重金属污染治理方案》中。硫酸锌生产过程中产生的铜镉渣，随废水、废渣等释放到环境中，随地表水渗入地下，造成地下水Cd污染严重。中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

图3湖南省硫酸锌企业沿水系分布情况

3.2 PRB结构的选择

湖南省衡阳地区气候温暖湿润，雨量充沛，属亚热带季风气候。地貌类型以丘岗为主，四周山、丘围绕，中部平、岗丘交错，整个地形比降为7.9‰。地质构造简单，无活动断裂通过，未发现不良地质现象，场地和地基稳定。区域地层依次为碳酸盐岩、碎屑岩与页岩、红色碎屑岩。区域内地震基本烈度＜6度，设计地震加速度＜0.05 g，未发现饱和砂土层。地下水类型为上层滞水及基岩裂隙水，水量贫乏;透漏分析发现岩石土层透水性为中等－弱透水，底部下伏基岩风化较为强烈，透水性强，因此适宜建可渗透反应墙。拟建可渗透反应墙采用天然地基浅基础，持力层选择全风化板岩或强风化板岩，为防止可渗透反应底部有毒有害元素通过底部基岩渗漏到下游，需对基础底部基岩进行防渗处理。

该地区含水层埋藏浅，地下水污染物羽流规模小，因此PRB 结构选用连续反应墙式。在污染区下游修建一个连续反应墙，墙体的宽度及高度能保证整个污染羽状体通过，墙体的厚度能切断整个污染羽状流，保证污染区域内的地下水得到修复［94］。区域硫酸锌企业生产能力和生产工艺基本相同，区域污染物特征也类似。根据该区域水流特征、污染物浓度和排放标准计算，拟建可渗透反应墙可按照顶部厚度约2.0 m，底部厚度约1.3 m，反应墙宽度约15 m，高度约6 m 的模式选择，采用砾石基体材料，修复Cd、Pb、Zn 等重金属的活性材料建造。反 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

应墙的使用寿命按30 年设计，重金属离子与活性材料发生物理吸附及化学反应形成重金属碳酸盐沉淀，达到地下水重金属Cd 含量＜0.10 mg /L，Zn 含量＜2.0 mg /L 的要求。

3.3 PRB介质的选择

PRB 介质材料选择时应该考虑下列几个方面: 第一，介质材料能否与地下水中的污染物发生一定的物理、化学或生物反应，从而使污染物能够全部被清除;第二，介质材料能否大量取材，同时在反应中不易溶解或消耗，从而使PRB 系统达到30年设计要求;第三，介质材料既经济又不产生二次污染[95]。

3.3.1试验方法

该次试验以湖南省硫酸锌行业污染场地产生的渗滤液原样进行分析，渗滤液水质特性为Zn = 36.30mg /L，Cd = 1.53 mg /L。通过实验室土柱试验模拟PRB 可渗透反应墙，探索石灰、石灰石混合料等不同介质材料与填充方式对渗滤液中Zn、Cd 等重金属在不同渗透时间下的去除效果，并判断介质材料的最佳细度、最优配比和反应时间，确定PRB 技术防治地下水Cd 污染的可行性。

3.3.2介质的选材

试验设计了3 个塑料柱(1、2、3)，每个反应器的总高度为50 cm，内径为5 cm，底部填充5 cm 厚的砂层，起过滤、缓冲和保护作用;上部为10 cm 厚的砂层，以隔绝空气;中间为反应器主体部分，高度为20 cm。试验几种不同填充方式的反应效果: 1 号柱内填充砾石+ 石灰单层，2号柱内填充砾石+ 石灰+ 砾石多层，3号柱内填充石灰+ 砾石混合料。

3.3.3反应柱运行

该次试验分析多种介质及其细度和配比对Zn、Cd 的去除效果。根据试验需要，选择需混合的活性材料，装入混合机充分混合。反应柱运行14 h，且均以4mL /min左右的流速往塑料柱内滴加渗滤液，每隔2 h 左右取一次样进行重金属定量检测，分析3 个柱内Zn、Cd 达标持续的时间。参考柱试验结果，估算工程应用中所需的原料和数量，完善可渗透反应墙的设计方案。

3.4试验结果分析

装置运行后，3个塑料柱同步运行监测，样品送化验室分析各塑料柱输出液 中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

Zn、Cd 浓度，综合对比介质细度、介质配比对Zn、Cd 的去除情况。3 个塑料柱出水Cd 和Zn 浓度值随渗透时间的变化曲线见图4。由图4可知，试验效果较好的是3 号柱。3 号柱的介质材料是石灰石和砾石混合柱，石灰石细度为80-100 目，砾石细度为10-20 目，石灰石与砾石的比例为0.45。在该配比中，2-11 h任意点取样，去除Cd 的效率都在97%以上，而10 h 时，出水Zn 浓度为1.468 mg /L，达到环境标准要求，11 h 时出水Zn浓度为5.186 mg /L，超出环境标准要求。因此取该试验出水达标时间为10 h，即10 h 时最优配比为0.45 的石灰石混合柱达到吸附饱和状态。

介质材料之所以选择石灰石是因为在特定可行性测试中，它的重金属负载能力和去除能力比其他材质好（石灰石≈骨炭粉＞硅肥＞高炉渣），且石灰石比骨炭粉经济。因此，工程应用上，可渗透反应墙选择石灰石(80-100 目)与砾石（10-20目）混合，比例为0.45为宜。

图4 不同介质材料下出水Cd(a)、Zn 浓度(b)随时间的变化曲线

4结语

该文总结了重金属污染的分类与危害，针对性的对可渗透反应墙(PRB)技术的概念、原理、活性材料的选取、结构类型、常见类型总结，并以湖南省镉污染场地为例进行了修复效果的研究，得出结论：以石灰石（80-100目）与砾石（10-20目）作为PRB的介质材料，最优配比为0.45时，可以经济有效去除污染地下水中的Zn、Cd浓度，满足环境标准要求。

可渗透反应墙（PRB）技术造价低廉、维护简单，对于处理各种地下水污染具有良好的效果，是今后地下水修复技术的发展方向。但是，这项技术仍存在很多问题：地下水中的污染物在墙体表面不断积累，使得墙体活性介质饱和，甚至失去活性，则必须定期更换反应物质，以保证处理效率。当介质材料的粒径过小、中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

介质的截留沉淀等作用，可能造成反应器的堵塞，影响PRB 的使用寿命，而更换下来的活性材料需作为有害废弃物加以处置。此外，传统施工技术即土体开挖方法有待研究、改进和提高；PRB 长期运行的稳定性和有效性也是不容忽视的。

因此，在研究可渗透反应墙(PRB)技术时要注意，（1）反应材料应易得有效、费用低廉、不产生二次污染；（2）多种污染组分应设计多个反应器的有效组合（包括不同类型、不同结构、不同反应材料等）；（3）保证反应材料的有效使用，延长PRB 系统使用寿命；（4）设计施工过程中要考虑地下水水流、地质环境、渗透性、人类活动等的影响。一般而言，PRB 去除地下水中污染物的针对性较强，即对某一类污染物的去除效果较好而对其它污染物的去除效果较差。但是，地下水污染物不是单一的，所以在选取反应材料时要综合考虑，采用混合介质材料。而采用混合材料时要做一定的条件试验，确定最佳配比，提升综合处理效果，以确保PRB 系统的有效性、经济性、长期性，并达到最佳的地下水污染修复。

我国大部分地区水资源短缺、地下水污染严重，研究人员应借鉴国外经验，不断完善PRB 系统的理论和技术，使PRB 的发展趋于多元化、多级化，从而能够适应复杂的污染地下水。因此，PRB 技术是一种很有前途的污染治理技术，将会成为今后地下水污染修复技术的发展方向。中国地质大学（武汉）研究生课程论文——PRB技术修复重金属污染地下水

参考文献

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第三篇：我国水污染现状及防治方法

我国水污染现状及防治方法

摘要：水资源是人类生产生活的最关键资源，可是如今，生态环境遭到严重破坏，水体污染严重，水资源的保护和水污染的治理成为现代社会最关注的问题，文章就对现代水资源的现状和污染问题做了分析，并提出一些有建设性的治理措施。关键词：水体污染现状根源防治措施

一、我国水污染现状

我国是一个资源型缺水的国家和水质型缺水的国家。联合国规定,地区年人均水资源量小于1 700 m3,称为资源型缺水。我国人均水资源,已不足世界人均水平的1/4,是一个资源型缺水的国家。同时,因为水源的水质达不到国家规定的饮用水水质标准,我国还是一个水质型缺水的国家。

目前，我国的水环境污染已经十分严重，根据我国环保局的有关报道:我国的主要河流有机污染严重，并呈不断扩大才趋势，水源污染日益突出。同时，根据水利部门对全国10万公里河流的调查来看，大型淡水湖泊中，太湖已经完全处在富营养状态，滇池富营养化也越来越严重，巢湖营养状态指数有所下降，但还是处于富营养状态；洞庭湖，洪泽湖水质较差；白洋淀污染较重。

另外，全国大多数城市的地下水受到污染，局部地区的部分指标超标，污染问题每况愈下。由于一些地区过度开采地下水，导致地下水位下降，引发地面的坍塌和沉陷，地裂缝和海水入侵等地质问题，并形成地下水位降落漏斗。海洋的污染情况还没有得到有效的控制，其中东海污染量最重，唯有南海的水质还较好，但还没有得到有效的保护。

二、水污染的根源

1、工业污染

工业生产所排放的污水是水环境中污染物的主要来源之一,虽然其排放量要比生活污水少,但是其危害要比生活污水大得多,如果这些废水不经处理直接排到自然水体中,将对生态环境造成严重破坏。工业水污染主要来自造纸业、冶金工业、化学工业以及采矿业等。而在一些城市和农村水域周围的农产品加工和食品工业,如酿酒、制革、印染等行业,也往往是水体中化学需氧量和生物需氧量的主要来源。另外,工业生产过程中产生的其他废弃物进入水体也会造成大量的水污染,如大气污染,最后可能以酸雨的形式污染水体。

2、生活污染

人类所产生的生活污水逐年增加,所占比例持续升高。2006年全国生活污水排放总量为296.6亿t,到2008年,增加至330.1亿t。而我国城市污水的集中处理率仅为57.1%。全国各地生活污水对当地水体化学需氧量和生物需氧量的影响不尽相同。例如,山东省生活污水占废水总量的40%,而重庆市生活污水则产生了当地水体中68%的化学需氧量和85%的生物需氧量。

3、农业污染

一是畜禽养殖废弃物对农村水环境的污染。随着禽畜养殖业规模化发展,禽畜粪便排放量急剧增加,成为农村环境污染的主要来源之一。2004年全国禽畜粪便产生量约28亿t。而畜禽粪便的还田率仅为30%～50%,未经安全处理的畜禽粪污直接排放或任意堆放造成氮、磷污染所致的水体富营养化,严重污染地下水和地表水环境,导致广大农村地区饮用水出现安全问题。二是化肥和农药等化学品造成的水环境污染。我国单位耕地面积的化肥投入量是世界平均用量的2.8倍。据统计,2004年我国化肥施用量4 412万t。居世界第1位。但我国化肥利用率平均只有30%～50%,大量的化肥流失导致农田土壤污染,通过农田径流加剧了湖泊和海洋的富营养化。成为水体面源污染主要来源。此外,我国单位面积农药用量为世界平均水平的3倍,其中大多数是难降解的有机磷农药和剧毒农药,一般农药只有10%～20%附着在农作物上,绝大部分都被冲刷进入水体。

三、我国水污染存在问题与治理对策

中国水环境主要有三个问题，洪涝灾害、干旱缺水、水污染，当中影响最大的就是水污染。尽管这20多年来，国家在水污染防治方面出台了不少的明文法规，但还是没有把水资源作为一个衡量国家经济发展的重要条件，对水污染的治理和水资源的开发，还缺乏综合的考虑，有点只顾眼前利益，不顾长远发展的问题，这也加剧了我国资源环境的矛盾，阻碍了国家正在全力实施了可持续发展战略。可见，我们必须加大水环境污染问题的治理。由于我国经济发展起步晚，整经济情况和法律保障都比较落后，中国水污染防治工作长期都是以加强法制教育为主，经济处罚为辅中国水污染防治，由分散治理为主。而现在，我们应将以前的治理模式转向集中控制与分散治理相结合，实行全程控制，清洁生产，由单一的浓度控制，转向浓度控制和总量控制相结合，由区域管理为主，转向区域管理与流域管理相结合的指导思想的转变。

为加强水资源保护,防止对水资源的破坏、浪费和严重污染,应加强水资源的保护工作,及时采取有效措施全面保护水资源。

1、是完善法律法规,强化管理,严格执法。贯彻执行《水法》《水污染防治法》《环境保护法》等法律法规,同时完善相应的法律法规,建立健全的水环境保护法律体系。对污水的排污标准进行严格控制,尤其要加强对工业污水排放的监督和管理,对违法排放的工业企业要从重处罚。对集中排污口的各类污染源,加强跟踪监测,发现问题及时解决。加强对地表水和地下水的水质监测和水源的保护工作。以流域为单元,以河流为主线,以城镇为节点,建立流域水资源保护监督管理体系,强化流域管理的监督职能和协调能力,加强各相关部门之间的交流与合作。

2、是从源头控制污染。摆脱先污染后治理的发展模式,从控制污染物的排放量来遏止污染的进一步扩大。对企业要采取有力措施,改善经营管理,积极引进先进的生产工艺,提高物料利用率,减少污染物的排放。通过修定产业政策,调整产业结构,用行政、经济手段推行节约用水和清洁生产。

3、是大力提高水资源的利用率和重复利用率。我国水资源利用率不足50%,重复利用率为20%左右,低效的水资源利用,加剧了水资源的供需矛盾和严重浪费局面。只有施行较高的水资源价格、高额的水污染排污费,才能有效地促使企业采取措施,改直流冷却为循环冷却,改漫灌为喷灌或滴灌,采用先进的节水技术和生产工艺,研究污水的治理和重复利用,降低生产成本,进而实现企业的经济效益和社会的环境效益的统一。

4、是提高水污染排污费的收缴额度,使排污费远远地高于水资源恢复治理的费用。当前,我国排污费定位太低,远远低于水资源补偿费用,因此全面提

高排污收费指标,向等量甚至高于水资源恢复治理费靠拢,采取“严进严出”的措施,也许对乱排现象能起到一定的作用。

5、是研究解决污水的资源化利用。污水资源化利用是解决用水紧张的一个有效途径,并产生较高的经济效益,实现较好的环境效益。如合理利用采煤过程中抽取的地下水,以全国煤炭产量12亿t计算,大约抽排50亿m3的受污染的矿井地下水,如若全部净化成饮用水,能产生巨大的社会和经济效益。另外,中水回用、工业冷却用水的循环利用等都是充分合理地利用水资源的有效措施。

6、加快建设城市废水处理厂 城市的废水要在处理的过程中实现循环利用，在缺水地区更应大力实现废水的资源化，利用处理后的废水拿来开展市政建设，城市基础设施建设等，缓解水资源的矛盾。水是人类生存的重要资源，它既是生命之源，又是发展之本。

7、是加强宣传,提高全民的环保意识。环保不仅与政府或相关部门有关,而且与每个人都息息相关,因此要加强宣传,提高全民的环保意识,让每个人都为环境保护尽自己的一份力。

四、结语

我国属于水资源缺乏国家,水资源分布不均匀,同时又面临着日益严重的水污染形势,对我国经济建设与环境健康造成的影响越来越引起全社会的关注。随着国家对水环境管理和水污染防治法规、措施的制定和出台,以及全民对保护水资源、水环境意识的不断提高,各部门开始对水污染采取有效治理措施,相信我国水环境状况能不断得到改善,社会发展和人民生活水平更加和谐、健康。

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第四篇：节约水资源小论文

节约水资源小论文

你们一定都看过这样一则公益广告，电视画面上有一个水龙头，正在艰难地往外滴着水，滴水的速度越来越慢，最后水就枯竭了，然后画面上出现了一双眼睛，从眼中流出了一滴泪水。随之出现的是这样一句话：“如果人类不珍惜水，那么我们能看到的最后一滴水将是我们自己的眼泪。”

水是生命之源。假如地球上没有水，那么地球就不会孕育出我们人类的子孙万代。因为最早的原始生命首先是在海洋中孕育形成，逐渐扩展到陆地上。所以说，水是生命的摇篮。人类的生存和发展也离不开水。因为我们每天要喝水，粮食的生长离不开水，工业生产离不开水。水还是大自然的“空调器”，炎热的夏天，正当人们感到酷暑难耐时，来一场雨该有多痛快呀！走在海边，海风习习，一扫酷热烦躁的情绪；当寒冷的冬季到来时，海水把储存的热量源源不断地送给它周围的陆地……这些都是水的作用。

节约一张纸、节约一度电、节约一滴水、节约一滴油、节约一粒米、节约一块煤„„不要小看我们身边的这些不起眼的小小的“一”，如果13亿人都能做到，这将是一个惊人的数字。

中国有大中城市四百七十六个，其中就有三百个城市缺水，有四十多个城市严重缺水，北京、西安、天津、大连、青岛等都是严重缺水的城市。我国的水资源短缺，由来以久。从历史上来看，我国是干旱发生频繁的国家，素有“十年九旱”之说。在2200多年的历史文献记载中，发生大的旱灾就达1300次之多。我国水资源人均占有量只有2300立方米左右，约为世界人均水量的四分之一。我国水资源不仅人均占有量少，而且水资源分布极不均匀，长江以北水系流域面积占国土面积的63.5%，水资源却只占全国的19%。随着我国社会和经济的发展，用水的缺口也越来越大。目前我国农业灌溉每年平均缺水300多亿立方米，全国农村还有3000多万人饮水困难。全国有400多个城市缺水，缺水比较严重的城市有110多个，全国城市日缺水量为1600万立方米，每年因为缺水影响工业产值2000亿元以上，影响城市人口约4000万人。

我们国家不仅水资源短缺，而且水污染非常的严重。最近，中国水利部门对全国约700条大中河流近10万公里的河段进行水质检测，结果是近1/2的河段受到污染，1/10的河段被严重污染，不少河水已失去使用价值。另据调查，目前全国有90%以上的城市水域，受到不同程度的污染；在部分流域和地区，水污染已从江河支流向干流延伸、从地表向地下渗透、从陆域向海域发展、从城市向农村蔓延、从东部向西部扩展。近年来中国废水、污水排放量以每年18亿吨的速度增加，全国工业废水和生活污水每天的排放量近1.64亿吨，其中约80%未经处理直接排入水域。

一方面，中国的淡水资源就不够丰富；另一方面，用水的浪费，水质的严重污染，使得可用淡水更加紧张。从上个世纪80年代以来，中国的缺水现象由局部逐渐蔓延至全国，对农业和国民经济带来了严重影响。据统计，在正常年景下，中国缺水总量估计已达400亿立方米，“十五”期间，农田受旱面积年均达到

3.85亿亩，平均每年因旱减产粮食350亿公斤。全国农村有3.2亿人饮水不安全。有400余座城市供水不足，较为严重缺水的有110座，缺水和水的污染，对环境和人的身心健康都产生严重的影响。

如果每人节约一立方米的水，全中国十三亿人就节约了十三亿立方米的水。人多力量大，每人节约一小滴水，全中国就能节约出一片河流，一个大江。可以毫不夸张地说，我们每个人的手里都紧握着珍贵的“资源”，掌握着对这些民族发展“命脉”生杀予夺的权力，成之毁之、爱之损之在于我们每个人的行动。

有一次我洗完手，水龙头忘记关了，水哗哗地流了好长时间，妈妈发现了，关掉了水龙头，然后语重心长地对我说：“孩子，你知道世界上有多少人生活在缺水的状态中吗？虽然我国的水资源总量很丰富，居世界第六位，但我国人口居世界第一位，约13亿人，所以人均水资源很少，排在世界第110位，大约是世界人均的四分之一。因此，我们要节约每一滴水，如果我们不注意节约水资源的话，水资源将会枯竭，我们看见的最后一滴水将是我们自己的眼泪。”我听了妈妈的话，惭愧地低下了头。

“这样吧，”妈妈说“我给你出一道题，算完你就会明白了，从今天开始，我们家每人每天节约一盆水，那么一年可以节约多少吨水？可以减少多少水费的支出？如果我们中国每人每天节约一盆水的话，一年全国可以节约多少吨的水？”我连忙拿出笔和纸算了起来，先估算了一下，一盆水大约5千克，那么我家每天可以节约4×5＝20（千克），一年可以节约20×365＝7300（千克）＝7.3（吨）。全国按13亿人口来算，每天节约13亿×5＝65亿（千克）＝6 500 000 000（千克）＝6 500 000（吨），一年节约6500000×365＝2372500000（吨）。哇！不算不知道，一算吓一跳！一年全国可以节约二十三亿七千一百五十万吨啊！一吨水按2元来算，2372500000×2=4746000000元，这可真是个巨大的数目啊！

“世界水日”和“中国水周”主题分别是“卫生用水”和“加强节约和保护，实现水资源的可持续利用”。看着这样的主题，我们不禁想起那句警世名言：如果我们不珍惜宝贵的水资源，那么地球上最后的一滴水很有可能就是我们的眼泪！水资源，人类社会共同面临的“危机”

节约用水，人人有责。只有大家都注意节水了，水荒才能远离我们，生活才会安定和谐，环境将会优美舒适。我们青少年明白这些道理以后，不但要自己身体力行，还要做好宣传工作，告诉亲朋好友，让大家都来养成节水美德。

水，是一切生命之源。有了它，才构成了这个蔚蓝的星球；有了它，整个世界才有了生命的气息；有了它，我们才有美丽的山川，清澈的溪水，湛蓝的海洋.....我们才有了一切。

让我们用心珍爱生命之水，以节水为荣，随手关紧水龙头，千万不让水空流。只要我们时刻有着节水意识，养成良好的节水习惯，那么，每个渺小的我们，就为节约用水，保护水资源，保护人类的共同家园，作出应有的贡献！水是生命之源，生命之本，人类的健康是先从水来的。人可以几天不进食，但不可以几天不喝水。而现在，全球有20亿人口正处于严重缺水状况！也就是说水是20亿人生命之所系。而全世界每年因喝了不干净的水而死亡的儿童就有5000万人！这数字是多么令人怵目惊心！水的危机，已经向人类敲响了警钟！节约用水，保护水资源是现在的重中之重！

水对于我们是多么的重要！如果人人都注意节约用水，不知会有多少人从中受益；反之，如果每个人都不在意地浪费水资源，那么就可能有很多人遭受饮水困难！比如，有些公共场所的水管漏水，完全可以找人把它修好，可是如果没有及时修好，就等于白白浪费我们的饮用水。然而，水泼出去就再也不会回来，这就意味着白白浪费了水资源呀，这是多么不应该啊！

一些工厂不注意保护水资源，把工业废水排入江河湖泊，造成了许多江河湖泊的污染。然而，这样的结果却令人不得不来关注。鱼虾喝了这样的水，就会死去；人类如果用这样的水洗澡，就会发病；人类如果喝了这样的水，就会对身体健康有害。水环吞噬着人类和动物的健康！试想，就算工厂的员工赚了很多的钱，水却被污染了，那么人们就没有清洁的水可喝，到时候该怎么生存呢？那时候要这么钱又有什么用呢？这是多么损人不利己呀！

有些百姓养成了一种陋习，就是爱随意把垃圾扔到江河湖泊里或其它不适宜的地方，图一时之便利。试想一下，如果我们每一个人都往江河湖泊里扔垃圾，那么很多的水资源就会被污染；如果每一个人都随意地乱扔垃圾，那么下雨的时候，雨水把垃圾冲到江河湖泊里，因而污染我们赖以生存的水资源。如果大量的水资源遭到污染，我们又怎么生存呢？我想，这种陋习就是图一时之便，招一生之害，必须根除它！

现在，由于许多方面都在污染水资源，且污染得越来越严重，人类可以饮用的水就越来越少。然而没有水，人类就无法生活。这就意味着我们现在要积极行动起来，节约、保护水资源。为了节约、保护水资源，我觉得大家应该杜绝随便扔垃圾的不良习惯，把垃圾扔至垃圾筒；工厂的叔叔阿姨们要坚决不让工业废水流进江河湖泊，要进行无害化处理才能排放；如果家里水管有漏水现象，要马上找人修理；要养成节约用水的好习惯，不随便浪费水资源（如玩水枪，洗菜、衣服的水可以用来冲厕所等）。

让我们携起手来，共同节约用水，保护水资源！相信通过我们大家的努力，一定能够做到！水是生命之源，生命之本，人类的健康是先从水来的。人可以几天不进食，但不可以几天不喝水。而现在，全球有20亿人口正处于严重缺水状况！也就是说水是20亿人生命之所系。而全世界每年因喝了不干净的水而死亡的儿童就有5000万人！这数字是多么令人怵目惊心！水的危机，已经向人类敲响了警钟！节约用水，保护水资源是现在的重中之重！

第五篇：水污染的处理与防治

水污染的处理与防治

（吉首大学化学化工学院 湖南吉首）

摘 要 对中国的水污染现状进行了概述。主要有城市水污染，工业水污染，农业水污染等。水污染的各种处理技术及防治措施。

关键词 水污染现状；水污染危害；防治措施；水污染处理技术。

The treatment and prevention of water pollution.(College of Chemistry and Chemical Engineering, Jishou University, Hu nan ,Ji

shou)Abstract：For China's urban water pollution, water pollution status quo were summarized mainly include industrial water pollution, agricultural water pollution and water pollution prevention and control of all kinds of processing technology and measures Key words：The situation of water pollution；Water pollution hazard；Prevention and control measures；Water pollution treatment technology

一、简述

水是生命之源，人类的生存离不开水。我国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家，水资源总量居世界第六位，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量的1/4，在世界排第110位，已被联合国列为13个贫水国家之一。

随着工业发展和人口增长，工业和生活废弃物大量产生，加之农药和化肥广泛应用，使水源受到污染的机会增加。目前，全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。人若饮用或接触大量受污染的水，就会给身体带来一定的危害。水污染比大气污染、垃圾污染后果更严重，水一旦被污染了，就很难治好。近年来，我国因水污染造成的事故屡见不鲜，如:广西贺江水污染事件。2013年7月1日至5日,贺江贺街至合面狮水域陆续出现死鱼现象。经广西环保厅检测，在贺州市与广东省交界断面扶隆监测点水质镉超标1.9倍，铊超标2.14倍。导致西江水质受到威胁，下游贺州市信都镇、广东肇庆等地存在饮用水安全隐患。此次贺江被污染河段约110公里，从上游的贺江马尾河段到与封开县交界处，不同断面污染物浓度超标从1倍到5.6倍不等。事故发生后，广东肇庆市与广西贺州市官方共商治理贺江水污染对策，确保贺江下游以及西江沿线饮用水安全。水危机正威胁着人类的活动和生存，防治污染、保护水资源是各国都关注的问题。

二、我国的水污染现状

水污染的根源来自工业排放的废水、污水、城镇生活污水以及农业化肥、农药流失等。据统计，我国生活污水排放量已经超过了工业废水排放量，大部分未经处理的生活污水直接排入水体中，增加了水污染。又由于农业方面的化肥、农药的低效利用，使大量营养物质随地表径流进入水体，更加重了水体污染。

1、城市水污染现状

水源污染源于城市工业、生活污水排放。水利部水资源司和国家环保局的调查表明，1988年全国城市污水排放量达340亿吨，大量污水排入江河湖泊。长江、黄河、珠江、海河、滦河、辽河、松花江七大水系，接纳了全国城市污水排放量的70%。昔日清澈见底的大运河，碧波疏影的秦淮河，许多河段现已变成浊流泛臭的“黑水河”。俗有“东方威尼斯”美誉的苏州河，“五十年代淘米洗菜，六十年代水质变坏，七十年代鱼虾绝代，八十年代洗不净马桶盖”。

城市废水污染了江河，也危及城市自身。全国目前有381座城市面临水污染威胁。以我国最大的工业城市上海为例，该市每天排出五百万吨污水（不包括电厂冷却水），其中工业污水占80%.由于这些废水、污水基本上未得到处理即流入苏州河，致使苏州河早已成为污水河。

2、排污及工业废弃物引起水污染

工业废水是我国水源污染的主要原因之一。近20 年来，虽然我国污水的处理率在不断提高，但污水的年排放量仍在大幅度增加。2006 年，全国废水排放总量为 536.8 亿 t，比上年增加 2.3%。其中，工业废水排放量 240.2 亿 t，占废水排放总量的 44.7%，比上年减少 1.1%;城镇生活污水排放量 296.6 亿 t，占废水排放总量的 55.3%，比上年增加 5.8%。废水中化学需氧量排放量1428.2 万 t，比上年增加 1.0%。其中，工业废水中化学需氧量排放量 541.5 万 t，占化学需氧量排放总量的 37.9%，比上年减少 2.4%;城镇生活污水中化学需氧量排放量 886.7 万 t，占化学需氧量排放总量的 62.1%，比上年增加 3.2%。

由于乡镇企业的废水废气处理率、处理达标率和符标率等3项指标很低，导致农村生态环境的污染。同时，工业固体废物的排放堆存不仅占用大量土地，并对空气、地表水和地下水产生二次污染，而且使江湖面积缩小，影响水资源的利用。固体废物中所含有害成分经雨水淋洗会污染地表水、地下水和土壤，造成农、渔类产品污染。

3、农业面源污染引起水污染

随着点源污染的控制，农业面源的污染已成为水污染的主要因素。农业面源污染主要来自化肥和农药残留物，以及水土流失过程中的土壤养分和有机质。随着化学肥料施用量的快速增长，导致土壤板结、耕作质量差，肥料利用率低，土壤和肥料养分易流失，污染了地表水和地下水。农药对水体所造成的污染也很严重。据统计，我国农药总产量目前已超过 127.4 万 t，每年农药的使用量在 100 万 t 左右。根据分析，一般只有 10% ～ 20% 的农药附着在农作物上，而 80% ～90% 则流失在土壤、水体和空气中，在灌水与降水等淋溶作用下污染地下水。

三、水污染的危害 水污染对于工农业的危害是不可低估的。绝大多数的工业生产离不开水，水质会直接影响工业产品的质量，如造纸、印染等工业产品，使用不清净的水会造成产品的色泽晦暗;酿酒、食品等使用不卫生的水会导致饮料和食品的卫生质量不合格，直接危害人们的身体健康。污水对农业的影响更为严重，用污染的水灌溉农田，会造成土壤质量降低，农作物减产、变质，甚至颗粒不收;污水对渔业造成的危害也非常大，可使水生生物缓慢中毒，出现畸形的或是带有怪味的鱼虾，严重时一夜之间成百上千的鱼死亡。

未经处理或处理不当的工业废水和生活污水排入水中，当数量超过水体自净能力时，就会造成水体污染，对人体健康产生影响。如:甲醛汞中毒、镉中毒、砷中毒、氰化物中毒、农药中毒、多氯联苯中毒等。铅、钡、氟等也可对人体造成危害。这些急性和慢性中毒，是水污染对人体健康危害的主要方面。

四、水污染的处理

在常规处理前增加预处理工艺。预处理是指在常规处理工艺前面，采用适当物理、化学和生物的处理方法，对水中污染物进行初级去除，使常规处理更好地发挥作用，减轻后续处理的负担，发挥水处理工艺整体作用，提高对污染物的去除效果，改善和提高饮用水水质。

1、吸附预处理技术

吸附预处理技术是指利用物质强大的吸附性能或交换作用或改善混凝沉淀效果来去除水中污染物的技术，目前在水处理工艺中常用的吸附剂有粉末活性炭、粘士等。粉末活性炭具有投资省，价格便宜，吸附速度快，对短期及突发性水质污染适应能力强等优点，但是目前还没有很好的回收再生利用方法，所以运行费用高。颗粒活性炭虽然能够再生后重复使用，但其设备投资相对较高，且往往需要与臭氧氧化等技术联用，以提高处理效果。粘土矿物类的吸附剂吸附性能良好，且为自然界的天然形成物，因此货源充足、价格便宜，但大量粘土的投入势必会沉入池底，给沉淀池的排泥及后续的污泥处理增加了成本。

此外，沸石、活化硅藻土都有良好的吸附性能，可以吸附水中的有机污染物。沸石作为一种极性很强的吸附剂，对氨氮、氯化消毒副产物、极性小分子有机物均具有较强的去除能力，将沸石和活性炭吸附工艺联合使用，有望使饮用水源水中的各种有机物得到更全面和彻底的去除。

2、生物预处理法

目前国内研究及应用于实际生产的主要是生物预处理技术。生物预处理的本质是水体天然净化的人工化，通过微生物的好氧降解，去除包括腐殖酸在内的可生物降解的有机物及氨氮、亚硝酸氮等污染物，能有效改善絮体结构，使之易于沉降，降低了运行成本，而且还可减少处理过程中的加氯量及相应的消毒副产物的生成量。以２万ｍ3／ｄ常规净水厂为例，若采用生物预处理法其处理费用为１７０万元／ａ，年耗电２０万ｋＷ／ｈ，但若采用生物活性炭法则处理费用达２５０万元／ａ，年耗电５０万ｋＷ／ｈ。目前研究应用的生物预处理工艺主要有生物接触氧化、塔式生物滤池、生物膨胀床与流化床、生物转盘反应器、淹没式生物滤池、生物陶粒滤料滤池、生物流化床、粗滤慢滤工艺等，但是目前对生物膜的形成、运行管理、各种污染物的降解机理还不很清楚，各种工艺技术参数也不很成熟。生物预处理存在设施占地面积大，基建费用高的缺点。

增加深度处理工艺。深度处理通常是指在常规处理工艺后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水质。应用较为广泛的深度处理技术有：膜技术、光催化氧化、活性炭吸附法、生物活性炭法、臭氧—活性炭联用等。

1、膜法深度处理

膜分离是一种通过半透膜分离水中杂质的物理方法，具有物质不发生相变，分离系数大，在常温下进行，适用范围广及装置简单，操作方便等特点，在水处理领域越来越多地得到应用。在现有的膜技术中，反渗透（RO）、超滤（UF）、微滤（MF）、纳滤（NF）都能有效地去除水中的臭味、色度、消毒副产物前体及其他有机物和微生物。近年来，膜法在美国受到高度重视，特别是因其对消毒副产物的良好控制性，被推荐为最佳工艺之一。但是，膜法对进水水质要求高，需要定期清洗，存在着经常费用和运转费用高的问题，在我国主要用于特种水处理。然而，随着清洗方式的改进，膜的价格的降低，相信在不久的将来，膜法一定会在给排水领域发挥重大作用。

2、光催化氧化法

光催化氧化是以TiO2作催化剂，利用光源的能量氧化水中有机物（包括细菌）等，对水中多种微量有机物及自来水中常见的多种氯化有机物均有良好的去除效果。光催化氧化的突出特点是氧化能力极强，在适宜的反应条件下，可使有机物完全矿化成CO2和H2O等无机物。光催化氧化法在投入实际应用时所面临的主要问题：避免催化剂中毒情况及寻求理想的再生方法、催化剂的分离回收或固定化问题、反应器的设计及提高光能利用率等。

五、水污染的防治措施

1、严格控制点源污染并实行排污总量控制

对于工业和城市废、污水排放，必须要加强管理，达标排放。对于超标、超量排污的企业，一方面要加大处罚力度，另一方面还可以利用收取的排污费、排污权交易费等设立特别基金，用于扶持企业污水处理设施的建设，减轻企业治污的经济压力。采取奖励和惩罚相结合的措施，充分调动企业治污的积极性和责任感。

2、加大对水污染治理的投资

初步估计，用于水污染防治的投资至少应增加到我国GDP的1%，这个数字与水污染造成的经济损失相比是微不足道的。但如果现在还不痛下决心增加投资，任凭水污染发展下去，那水污染造成的经济损失必将继续增加，最终发展到无法收拾的地步。加快建设城市废水处理厂，可显著提高城市废水无害化处理率。在缺水地区更应大力实现废水的资源化，将处理后的废水回用于工业、农业和市政等，缓解水资源的矛盾。同时，引进国外先进的水环

境恢复技术，结合国情，研究水环境恢复技术的理论、方式方法，通过生物技术与物理、化学手段的结合，加速水环境恢复的进程。水是人类须臾不可缺的重要资源，它既是生命之源，又是发展之本。

3、建立健全水管理系统的法律法规

用有效的、强有力的法规代替过时的立法和规定;依法施行统一管理，建立新的全球水道德观念，加强水的忧患意识和节水意识教育，克服“水盲”。应加大执法力度，坚持依法治水，坚决杜绝有法不依，执法不严的经济增长率，大河流域用水量无计划，部门间、地区间水冲突日趋严的现象发生。水是有限的，水是宝贵的，水是不可再生的。面对过去惨痛的教训，每个人都要自觉地树立节水意识，节约每一滴水，减少和杜绝人为的水污染。水污染是文明的污染，是时代的污染，水消失是民族的消失，是人类的灭亡。

4、大力推行清洁生产

所谓清洁生产工艺，是指应用的原料、中间产品和产品对环境不会造成严重污染，即使有也是轻微的。例如。合成洗涤剂的生产中用不含磷洗涤剂取代含磷洗涤剂，从而在生产过程中消除了磷的最大污染源 在农药生产中取消了甲胺磷、六六六。

5、加强对非常规污染物的防控。

持久性有机污染物具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性及高毒性等特征，对人类健康威胁较大，迫切需要研究检测技术与污染防治技术，应加强重金属污染的产生、输移机理的研究，采取化学、生物等措施减少重金属在土壤等环境中的累积。

六、总结

爱护水资源，是每个公民的责任。搞好水污染的防治，提供充足的水资源，是提高人们生活质量和发展经济的必然要求，也是构建和谐社会的必然要求。特别是在近十年来我国经济迅速发展过程中，人们在紧张的生活节奏下，更应该注重生活环境质量的提高，加强水资源保护意识，节约用水，并从技术、法律、经济等多种途径和手段对水污染进行控制。最终实现人们生活质量稳步提高的目的。

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