地下水污染现状

2024-10-13

地下水污染现状(共12篇)

地下水污染现状 篇1

1 地下水的开发利用现状

地下水已经成为最主要的甚至是唯一的供水源。据统计, 我国可更新的地下水资源总量为8 700亿m3, 占我国水资源总量的31%。从目前我国的供水局势来看, 虽然全国地下水的利用量占总水资源量的百分比还不是很高, 但这个比例正在逐年升高, 预计在21世纪, 我国的淡水资源供给矛盾将更加突出。

1.1 地下水的供求矛盾

近几年, 随着我国经济的发展, 人们对水的需求量越来越大, 其中工业、农业、生活用水的量增加最为迅速, 这对我国本已严峻的供水局面带来了更大的压力, 很多城市由于水资源缺乏而严重影响当地经济的发展, 给人们的生活带来了很多不便。

1.2 地下水浪费严重

我国水资源, 特别是地下水资源的保护意识一直没有广泛地深入人心, 所以在一些地区, 尤其是农村地区, 地下水的浪费问题特别突出。每年北方地区灌溉需水1 400亿m3, 占总用水量的80%左右。大多数地区灌溉技术落后, 人们仍采用原始的灌溉方式, 导致了用水量居高不下且利用率低等问题。在工业生产方面, 工厂的水重复利用率只有30%左右, 远远低于发达国家水平。

1.3 地下水水位下降, 导致地面沉降

由于人们对地下水的开采量越来越大, 我国地下水呈持续下降态势。1999年因过量抽取地下水, 北京地下水水位下降了3.47m。地面沉降是由于地下水位下降引起的地表下陷现象。地面沉降会导致路面、建筑破坏, 造成不可估量的经济损失, 严重者甚至会影响人民的生命安全。

2 地下水的污染现状

地表环境污染加剧引发地下水污染, 构成了对人体健康和生命财产安全的严重威胁。

2.1 地下水污染概况

地下水与地表水相比, 资源量较小, 但是它有分布广、水质优良等特点。地下水在人们的生活中作用不可忽视。但是, 由于人们有意识或无意识的破坏, 例如, 城市污水的排放、工业三废的排放、大量农药化肥的使用等, 导致地下水污染问题越发严重。据调查表明, 我国多数城市地下水遭到不同程度的污染, 其中约一半的城市水污染问题比较严重, 部分城市地下水已经不可饮用, 由此引发的缺水问题更加突出。地下水污染物主要有三氮、酚、氰、重金属、总硬度及COD等, 根据国土资源局的调查表明, 地下水污染物的成分还在不停增加, 主要有矿化度、总硬度、硫酸根等。在污染物中, 除了无机污染物以外, 根据地区不同, 还有一些有机污染物, 例如氯代烃、苯并芘等, 这些都是可能致癌或者致突变的物质。地下水的污染还不仅仅是停留在表层地下水, 据有关部门表示, 地下水的污染正在由浅至深逐步扩散, 已经由城市向农村蔓延。

2.2 地下水污染的原因

(1) 工业污染。工业发展过程中产生的“三废”, 即废气、废水、废渣成为主要的地下水污染物。例如, 二氧化碳、二氧化硫等工业废气会对大气产生直接的污染, 伴随着降雨, 这些污染物还会落到地面, 随着雨水下渗对地下水造成再一次的污染;更有一些不遵守国家有关规定的违法工厂, 直接向外河流排放不经处理的工业废水如冶炼工业废水、石油化工有机废水, 电镀工业废水, 这些有毒有害的废水在河流中慢慢向地下水渗透, 造成了严重的地下水污染;在工业生产中, 还会产生很多工业废渣, 如电石渣、选矿场尾矿、污水处理厂的淤泥等, 这些废渣多数堆放在露天地方或者在经过不合格的处理后就直接隔水填满, 经过日日夜夜的风吹雨淋, 这些废渣中的有毒物质就会直接渗入到地表甚至地下污染地下水, 而被污染的地下水也会迁移或再下渗由此往复循环形成更大面积的、更严重的地下水污染。

(2) 农业污染。我国农业由于一直采用传统的灌溉方式, 需水量一直很高, 大概占全部用水量的70%以上。一方面是使用的农药、化肥会随着雨水降落渗入到地下污染地下水;另一方面是, 农业上常用被污染的地表水灌溉农作物, 这些地表水会通过地表入侵到地下水中, 造成大面积的污染。

(3) 生活污染。随着人们生活质量的提高, 生活污水与生活垃圾也与日俱增, 由于中小城市及农村地区对垃圾的处理率很低, 造成了对周边水生态环境的影响。我国每年累计产生垃圾达720亿吨, 占地约5.4亿m2, 并以每年占地约3 000万m2的速度发展, 全国已200多个城市陷入垃圾重围之中。因为生活垃圾缺少处理, 大量的有毒物质会随着它们一起被填埋, 而某些不合格的垃圾场可能会发生渗漏, 这就不可避免地造成了地下水污染成为了最主要的地下水污染源。同时, 大量没有处理的生活污水, 也会对地下水形成程度不一的污染。

3 结语

地下水是水资源的重要组成部分, 在我国北方地区地下水的供水意义尤其重要。因此, 了解我国地下水的开发利用与污染现状已迫在眉睫。增强公民的节水爱水意识, 将是实现我国地下水长期有效利用的最根本途径。

参考文献

[1]罗兰.我国地下水污染现状与防治对策[J].中国地质大学学报 (社会科学版) , 2008, 8 (2) :73-76.

地下水污染现状 篇2

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。

关注地下水氮污染 篇3

据统计,世界上可供人类饮用、易于取到的淡水只占世界水资源的0.26%,其中有68%为地下水。除了最早期的人类是以“干净”的地表水为水源外,其他时期地下水一直是人类的主要饮用水源。

我国地下水面临污染问题

我国21个省市和27个主要城市的统计表明,有1/2以上的城市以地下水为主要水源,几乎所有的农村地区也是以地下水为主要的饮用水源。作为很多地区唯一的饮用水源,地下水对人类具有非常重要的作用,但是由于过量开采及补给不足,地下水资源极为匮乏。与此同时,地下水的污染问题也十分突出。最新的地下水质量分析报告显示,我国平原地区约有1/4地区的地下水受到不同程度的人为污染,面积达到49.6万平方千米,近一半大中城市城区的地下水遭受污染并呈加重趋势,污染区域从点状污染向带状和面状污染发展。北方城市的地下水污染重于南方城市,主要分布在华北平原、松辽平原、江汉平原和长江三角洲等地区。其中,氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐污染是近年来非常突出的地下水污染问题。

我国的饮用水卫生标准规定,以地下水作为饮用水时,每升水中的硝酸盐氮不应超过20毫克。世界卫生组织、欧盟和美国则规定,这一数值不应超过10毫克。即使按低标准衡量,我国地下水硝酸盐超标的地区仍然很多,如北京、西安、沈阳、兰州、银川、呼和浩特等北方城市均有大面积超标区,有的地区超标倍数高达4-5倍。北京市约有1/4的地下水硝酸盐超标。

“蓝罂症”与地下水氮污染

地下水氮污染中比较常见的是硝酸盐的污染。通过饮用水和食物链等途径进入人体的硝酸盐,有80%会随着尿液被排出体外,另外20%会储存在人体内。硝态氮在人体内经过消化系统后被转化成亚硝态氮,后者可与血红蛋白结合形成高铁血红蛋白,使血液失去输氧能力,导致患者呼吸困难甚至死亡。婴幼儿因酶系统发育尚不完全,血红蛋白经亚硝酸盐氧化成高铁血红蛋白的速度比成年人快得多,因此,其死亡率亦要高。人们俗称的“蓝婴症”就是因为婴幼儿食用了含硝酸盐的食品或水,致使体内缺氧而在皮肤上出现蓝紫色斑纹,并伴有呼吸短促的症状,严重时可能因窒息而亡。

1960年前后,在德国与奥地利交界处一个小村落出生的200名婴幼儿中,约一半得了蓝婴症,其中1/3死亡,1/3出现缺氧症状。这类惨剧的发生足以引起人们对硝酸盐污染的重视。

除了能引起死亡外,硝酸盐对人类健康的危害有时候是潜在的。

硝态氮为具有强烈致癌特性的亚硝酸类化合物的合成提供了物质基础。亚硝酸盐在人体内能合成强致癌物质亚硝胺,它可以诱发消化系统疾病。河南省林州市(原林县)、安阳县是全国有名的食管癌高发区,据测定,当地饮用水、土壤和食物中硝态氮严重超标。江苏省南通地区肝癌死亡率偏高,也与当地饮用水中硝酸盐和亚硝酸盐含量较高有关。

另外,硝酸盐含量过高会干扰机体对维生素A的利用,导致维生素A缺乏症,并且可致血质下降,抑制中心迷走神经,使得心动过速。最近,美国环保局(USEPA)发现,长期接触高浓度的硝酸盐可能会导致膀胱癌和卵巢癌以及非霍奇金淋巴癌。

地下水氮污染除了对人体健康有直接影响外,还会引起水质恶化。严重的氮污染可以改变地下水的环境,使许多有毒的重金属离子砷(As3+)、汞(Hg22+)、铬(Cr3+)等在水中富集,最终使浅层地下水成为无氧毒性水,给使用地下水的人类带来危险。

地下水氮污染的来源

在环境逐渐恶化的今天,不少环境问题归根到底都是因为人类对自然界不合理的开发引起的,地下水的氮污染问题也不例外。地下水氮含量过高的原因是多方面的,其来源可以分为天然来源和人为来源两部分。

天然土壤中的硝酸盐是地下水氮污染的主要天然来源。此外,沉积地层中地质成因的氮,也可以成为地下水中氮的天然来源。

人为来源主要包括化肥、农药、动物粪便及污水灌溉、城镇生活污水、含氮的工业废水。其中,最突出的就是农业的非点源污染。

我国人口占全世界的21%,耕地面积却只有世界的6%,能够以这么少的耕地养活这么多的人是人类历史上的奇迹,这也与广泛使用合成肥料分不开。氮肥的大量使用,有效解决了长期以来一直制约着粮食生产的根本问题,使得我国的粮食产量翻了几番。但是,随着国内新垦区逐渐开发殆尽,以及传统的农业技术已经接近极限,农民只能通过使用更多的氮肥来达到粮食增产的目的。2002年,我国化肥的施用量达433.9亿千克,其中氮肥215.7亿千克,约占50%左右。大量研究表明,氮肥的当季利用率仅为20%-35%,过量的氮肥排入环境后,破坏了自然界氮的循环平衡,不仅使得肥料利用率下降,而且对环境产生了不良影响。未被植物吸收的氮肥,一方面会随着降雨径流流入地表水体系中,造成河流富营养化:另一方面,也会进入土壤,迁移至地下水中,污染地下水。前德意志民主共和国是施用化学氮肥最多的国家之一,该国的研究表明,地下水中硝态氮浓度的增高和化学氮肥施用量之间呈正相关。在美国主要玉米产区的水井中和西欧许多地区的地下水中,普遍发现存在着硝酸盐的危险聚集。2005年,有学者在对北京平原农村地下水硝态氮污染状况及其影响因素的研究中发现,浅层地下水的硝态氮污染尤为严重,特别是菜田浅层地下水硝酸盐含量全部超标。分析认为,过量施用氮肥是其地下水硝态氮污染的主要原因。

其他的人为污染源及潜在污染源包括富含氮的工业废水、生活废水、农家肥、垃圾填埋场渗滤液等。其中,垃圾填埋场造成地下水氮污染的事例非常常见。垃圾填埋后经雨水或者地表渗透淋滤会产生垃圾渗滤液。垃圾渗滤液中含有高浓度的氨氮和硝酸盐。许多垃圾填埋场没有渗滤液收集措施,致使产生的渗滤液直接排入到地下,进入地下水,导致垃圾填埋场附近的地下水被严重污染。

修复地下水氮污染

其实,地下水本身是具有一定自我净化的能力的,只是它的自我更新速度非常非常缓慢,平均更新周期是1400

年。如此长时间的更新周期也就意味着,地下水一旦被污染,仅仅依靠其自身完成全部净化修复几乎是不可能的。鉴于地下水的特殊性,科学家把用于地表水脱氮处理的许多工艺改善后用在了地下水氮污染修复上。

地下水污染中较常见的是硝酸盐污染,所以在地下水氮污染修复中研究较多的是硝酸盐的去除问题。地下水硝酸盐的修复技术可以分为物理化学方法和生物处理方法。

物理化学修复技术是将硝酸盐集中于介质或废液中,起到了废物转移或浓缩的作用,并没有彻底将硝酸盐氮去除。而且,再生高浓度废液同样需要处理,所以此种方法在应用上受到一定的限制。

化学修复技术则主要是利用还原剂将硝酸盐氮还原。

和物理化学修复技术相比,生物处理方法可以从根本上将硝酸盐转化为无毒的氮气,没有废物转移的缺陷。生物修复的原理就是在人为的作用下,强化自然界水体中的反硝化作用。脱氮菌一般是兼性厌氧性细菌,在没有氧气的环境中,可以将硝酸盐还原为氮气或者其他形式的氮化合物。

反硝化菌还可以利用环境中存在的易氧化的固相有机碳(SOC)进行反硝化作用。因此,有条件的地方可以将自然界含有SOC的材料,如锯屑、草秸等构筑成多孔渗水处理墙,放置于垂直于污染地区的地下水流方向的水体中。这些含有SOC的材料可以为反硝化细菌创造厌氧环境并提供碳源。垃圾填埋场所产生的垃圾渗滤液经过含有SOC材料所制成的反应墙之后,能够得到脱氮修复。加之,采用固相有机碳进行反硝化作用有“转废为宝”的优势,特别是在农村地区,锯屑、草秸、棉花甚至报纸等价格低廉而且易得,不会给地下水带来其他的污染,只是处理速率可能相对比较慢一些,而且利用这些材料做成的反应墙使用寿命不会很长,要考虑更新问题以及废弃的反应墙处理问题。

目前来看,所有的地下水氮污染修复方法都存在反应不完全会生成亚硝酸盐的问题。如何选择各种处理方法的最佳反应条件,减少有害副产物的产生,使地下水氮污染的大规模处理成为可能,依然是今后地下水氮修复的重要研究方向。

我国对地下水氮污染的研究开始于20世纪80年代。地下水氮污染问题日益突出也是全国环境污染日趋严重的一种综合反映。控制地下水氮污染,不仅仅需要对地下水氮污染修复技术的研究和推广应用,更需要对能够产生氮肥污染的所有人为来源加强控制,减少其对地下水的危害。

地下水污染现状 篇4

关键词:镇江,地下水,水质,评价

镇江位于长江、运河的交汇处, 地表水资源较为丰富。目前, 镇江市的供水水源主要为长江水, 地下水开发利用相对较少。随着人口的增加和城市经济的快速发展, 用水需求不断增加, 工业废水、农业面源及生活污水污染逐年增加, 地下水资源污染日益严重。为确实掌握镇江地下水污染概况, 我们对其境内3个深层井、3个浅层井 (石马、欣欣、丹阳水泥厂、三姑庙村、新华南巷、中营4 6#共计6个断面) 2007年至2009年的江苏省水环境监测中心镇江分中心化验分析资料做出初步评价, 从中发现污染问题提出防治措施。

地下水污染是指由于人为因素使污染物进入地下水引起水质下降, 造成地下水的使用价值降低或正常功能丧失的现象。下面我们采用主要污染物污染指数法对地下水污染现状进行分析。

1 污染物因子的选取

根据地下水的表征特性及状态, 考虑到数据易于获得且具有代表性与比较性, 我们选取硫酸盐、氟化物、氨氮、总硬度作为对镇江地区地下水水质现状评价的污染物因子。

2 评价标准的确定和污染指数的计算

2.1 地下水环境背景值

地下水环境背景值是指未受或少受人类活动影响的天然状态下地下水中化学组分的含量。对于掌握当前地下水环境质量状况, 预测地下水水质的变化, 探讨元素的迁移, 聚集规律, 及其与人类健康的关系都是非常重要的。这里我们选取国家颁布实施的《地下水环境质量标准》 (GB/T 1484-93) Ⅱ类水标准 (其标准值就是地下水环境背景值) 作为污染现状评价的标准。

2.2 污染指数的计算

污染指数主要包括单因子污染指数 (1) 和平均污染指数 (2) , 各项计算方法如下。

P为某污染因子的污染指数即单因子污染指数;

i为某污染因子;

Ci为某污染因子i的监测值;

Si为某污染因子i的评价标准值;

P为平均污染指数;

Pi为 (1) 式中算出的单因子污染指;

n为参与评价的断面数量;

I为选取的监测断面。

根据表1、表2分析结果分析:

氨氮:氨氮是大面积, 深层次的超标, 现状年 (2009年) 区域内6处监测点全部高倍数超标, 污染指数在11.0~170之间, 平均污染指数为44.8, 处于高超标状态, 其中新华南巷和中营46#监测点常年水质类别劣于V类, 其余4个监测点水质类别均为Ⅳ类。这表明区域地下水全部不同程度的受到污染, 而所有监测点Pi值均大于起始年, 无疑水质有恶化的趋势。其中中营4 6#的超标现象尤为严重, 最高Pi值高达171。

总硬度:总硬度与工业用水的关系极为密切, 该区内6处监测点的现状年 (2009年) 监测值为200mg/L~345mg/L, 单项污染指Pi为0.67~1.15, 平均污染指数为0.98, 较2007年总硬度平均污染指数0.84有所增加, 虽然污染物含量年际变化比较小, 但是可以看出超标现象没有得到控制, 可见该区域地下水受到了污染型工业用水的一定影响。

硫酸盐:该区内6处监测点的现状年 (2009年) 监测值为28.5mg/L~101.2mg/L, 单项污染指数0.28~0.60, Pi均小于1, 但除新华南巷外, 其余断面Pi随年际有所递增, 虽均未达到被污染的状况, 但水质现状略有下降, 说明区域大部分水质暂时还未受到此污染因子的明显影响。

氟化物:该区内6处监测点的现状年 (2009年) 监测值为0.19mg/L~0.24mg/L, 单项污染指数0.19~0.24, Pi均小于1, 超标倍数均为负值, 而且污染物含量年际变化小, 说明区域水质暂时还未受到此污染因子的明显影响。

3 主要污染物分布状况

本次分析的6个监测点中, 现状年 (2009年) 3个深层井和3个浅层井综合水质评价均未达到《地下水环境质量标准》 (GB/T 1484-93) Ⅱ类水标准, 所有监测点都有污染物, 其中监测点新华南巷和中营46#的污染物是氨氮, 其污染指数分别为35.5和171, 水质类别均劣于V类;另外石马、欣欣、丹阳水泥厂、三姑庙村的污染物是总硬度和氨氮, 总硬度的污染指数在0.87~1.15之间, 氨氮的污染指数在11~23.5之间, 其水质类别均为Ⅳ类。总体分析, 位于老城区居民区的中营46#监测点污染尤为严重, 不但水质类别劣于V类, 其污染指数远远大于其他乡镇监测点的污染指数的数值。

4 污染途径及成因分析

由分析结果可以看出, 氨氮是镇江地区地下水主要污染物, 超标最严重的位于市中心老居民区内中营46#, 此监测点靠近公共厕所, 加之附近附近居民的生活污染, 导致断面水质氨氮长期高倍数超标。此外5个乡镇地下水监测点氨氮也不同程度的超标, 这说明农药、化肥和除草剂等面污染源已成为广大农业种植区地下水的主要污染源。农药、化肥和除草剂等残留物质长年积累于土壤中, 随着灌溉水及雨水的淋溶, 入渗污染地下水。同时积存在土壤中的化肥农药残留物质, 随汛期洪水的冲刷, 进入地表水, 进而间接污染地下水。氮肥较磷肥和钾肥更易随灌溉水及雨水进入地下水环境, 氮肥对地下水污染更为严重。

5 地下水水质污染防治对策

加强地下水水源地的保护, 健全水源保护区的污水管网;对污染地下水的企业要严格治理, 全部消除水源保护区内的污灌、渗井、渗坑和垃圾废料;推广废弃物无害化集中处理;控制农药、化肥施用量, 禁用剧毒农药。

(1) 治理或清除污染源。地下水赋存于含水层中, 污染不易被发现, 但是一旦发现污染就很难恢复, 因此地下水饮用水源地的地下水分布区不应有污染源存在。

(2) 一旦发现地下水被污染, 应立即查明污染源, 并采取紧急措施先制止住污染源进一步扩散, 然后再对污染区进行逐步净化。制止污染的办法有:利用抽水井和注水井相结合的办法来改变地下水形态, 可以有效的起到防止继续污染及限制污染扩散的作用, 这种方法为临时性措施;当污染一时难以清除时, 应采用构筑暗坝的办法, 将污染源或含水层污染带封闭起来。

(3) 对于已污染的地下水, 在采取以上方法无效的情况下, 可采取人工地表水回灌的方法, 或大量抽水, 增加地下水的循环速度, 进而消除污染。污染一时难以治理时, 可考虑迁址措施, 即将水源地迁至污染源上游, 或地下水补给地段。

(4) 坚决贯彻执行《水法》、《水污染防治法》及地方有关水污染防治条例, 坚持实行和完善取水、用水、排污许可证制度。实行谁污染谁治理, 谁开发谁保护的原则。

地下水污染研究 篇5

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摘要:随着人类活动的不断加剧,地下水的污染不断加剧,导致许多地区饮水状况不断恶化,直接威胁人类饮水健康,因此地下水污染已成为环境污染中不可忽视的问题。本文以修文县水污染为例,分析了水污染的成因及过程,并由此提出了对水污染防治的看法及建议.关键词:地下水污染工程施工预防控制成因

Research and control of groundwater pollution in engineering

construction

SUN Qiao , ZHAO Xuan , TANG Weimin , REN Zhang-hao

Faculty of Engineering, China University of Geosciences

Abstract: With the increasing of human activities, pollution of groundwater rises constantly, it led to the situation that water condition is deteriorating, and it directly threats to human health drinking water, so the groundwater pollution has became an environment pollution which cannot be neglected in question.In this paper, the water pollution in Xiuwen County is sened as an example, and this paper analyzes the cause of the water pollution, then puts forward of the view and the suggestions.Keywords: groundwater pollution engineering construction prevention and control causes引言

地下水污染现状: 2011年8月24日,国务院常务会议的信息显示,目前我国地下水开采总量已占总供水量的18%,北方地区65%的生活用水、50%的工业用水和33%的农业灌溉用水来自地下水。全国657个城市中,有400多个以地下水为饮用水源。然而,据已有调查资料,我国现有300多个城市由于地下水污染造成供水紧张。部分城市浅层地下水已不能直接饮用,华北平原部分地区深层水中已有污染物检出。全国2150个城市集中式地下水水源地中,有近20%水源地水质劣于Ⅲ类。在京津地区、长江三角洲、珠江三角洲等地区部分城市地下水水质超标因子除常规化学指标外,甚至出现了“三致”(致癌、致畸、致突变)有机污染物。据石校卷“整体来说,地下水的治理要比地表水晚30年,中国地表水污染防治三十年,但地下水污染防治今年是元年。”据悉,国家将在未来十年投入数百亿进行地下水污染的调查和防治,并已选定北京、山东、贵州和海南四个省市作为先行监测和摸底的试点。《全国地下水污染防治规划(2011-2020)》有望在今年10月底对外公布,要求通过实施规划,到2015年初步遏制地下水水质恶化趋势,全面建立地下水环境监管体系。采矿活动作为引起地下水污染的一大方面,应给以足够的重视。

正文:

1什么是地下水

地下水,是贮存于包气带以下地层空隙,包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是水资源的重要组成部分,由于水量稳定,水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。2地下水的污染特点

地下水污染与地表水污染有明显的差别,其具体特点是:

2.1隐蔽性

即使地下水已经受到了较严重的污染,但它往往还是无色无味的,不易从颜色、气味、鱼类死亡等鉴别出来,受有毒有害组分污染的地下水,对人体的影响往往是慢性的长期效应。

2.2难以逆转性

地下水一旦受到污染,就很难治理和恢复,主要是因为其流速极其缓慢,切断污染源后仅靠含水层本身的自然净化,所需时间很长,十年、几十年、甚至上百年。难以逆转的另一个原因是某些污染物被土壤介质和有机物吸附之后,会在水环境特征的变化中发生解吸、再吸附的反复交替。

例如美国一空军基地由于偶然事故而使30000加仑燃料油溢流到地上,结果使结晶岩含水层受到严重污染,以致附近的供水井15年之后仍不能使用。

3实例:修文县水污染事件

3.1修文县受污染区现状

2008年2月5日,贵州省贵阳市修文县扎佐镇的兴红村、龙场镇的水塘村的饮用水源水质出现异常,造成2000多人和数千头(只)畜禽的饮水困难。该县相关部门工作人员连夜赶赴现场调查,发现该处山泉属于岩溶裂隙泉,山泉水体呈乳白色,水底有白色粉末状沉淀,表明该水源已受到不明污染物的污染,通过对现场水源进行进一步查看,确认该饮水点水质异常,不能饮用,环保局人员要求当地村民立即停止取水。

2008年2月6日至2008年3月5日期间,贵阳市环境监测中心站对被污染水源进行了取样监测,从监测的23项指标中部分指标显示,检测结果为兴红村、水塘村饮用水源受到污染。

表1 修文县水质监测部分结果

氨氮

COD

大肠杆菌

乳白色肉眼可

见物 标准值(mg/l)≤ 0.2 ≤ 0.1 ≤ 20 不得检出 不得含有 检测值(mg/l)0.451 2.025 21 22MPN/100ML 存在 超出标准倍数 2.1 20 0.05

3.2水质受污染成因调查

经过专家多方踏勘、检测和论证,2008年3月7日终于有了初步结果,兴红村、水塘村饮用水源出现异常的原因是,中国铝业公司贵州分公司委托贵州省有色地质勘察局五队在银厂坡一带进行详勘的过程中,钻孔打穿矿层后,遇到岩溶,导致钻机循环水及所带的沉砂、岩粉进入地下岩溶系统,造成饮用水源异常。

2008年3月26日,贵阳市环境监察支队执法人员来到贵州省有色地质勘察局五队设在银厂坡的钻探项目指挥部和贵铝一矿进行调查。该指挥部的地质负责人周福民介绍,该勘察队于2007年12月进场,2008年1月3日开始钻探,工作区域为1.45平方公里,距离被污染水源地大约4公里。现在已经钻探了21个孔,最深的近100米,最浅的20米。在钻探过程中,每天大约要抽200多方矿坑里的积水用于钻头的冷却,而这些水除了大约一半被回收循环利用外,另一半则渗漏到地下。周福民还说,在钻探过程中,曾遇到一个孔钻进了地下

溶洞,有多个孔遇到采矿坑,钻这些孔时所用的冷却水已经全部渗漏到地下。

3.3案例总结

可以看出,工程施工导致地下水的污染后果是十分严重的,而类似案例频频发生,如2008年的湖北省监利县钒污染。因此,明确采矿活动引起地下水的污染的表现方面十分必要,以便于制定合理的对策,尽量将污染降到最低,不影响人们的正常生活。

4采矿活动引起地下水污染的表现方面

4.1 矿坑水的污染。矿坑水来自地下水系,同属水资源,由于生产的开凿从岩层中涌出,在未经污染前是清洁的水,水量的大小取决于井下地质条件和生产方式。由于生产污染,矿坑水变得色泽浑浊、悬浮物含量高,沉积量大,采矿时排出的矿坑水中,有的是PH值很低的酸水(如煤矿),有的是含有某些有毒金属元素或放射性元素的水(如钼矿、铅锌矿中含钼、铅、锌,放射性矿床的矿坑水中含放射性物质较高)。排出的这些矿坑水可以污染地表水,或又下渗污染矿区附近的其他地下水。

4.2 由于矿坑疏干排水降低了地下水位,使原来属于饱水带的矿体岩石转化为包气带,有些难溶矿物可转变为易溶矿物,经过风化、雨水渗入淋滤,或由于暂时停止抽水,水位回升时的溶解,可以使矿区地下水中增加某些成分,而使地下水质恶化。

4.3 采矿时堆积的尾矿砂,被雨水淋滤也可以造成地下水的污染。如包头的尾矿、锦州某钼矿的矿渣都污染了附近的地下水。

4.4 矿区废弃的坑道、废弃而未封死的钻孔,都可以成为未来污染的通道。

5地下水污染的防治

5.1针对工程施工提出相应的防治措施及建议

表2 工程施工举例

事件描述

湛江市吴川市王村港镇那余村,米乐村一带,村干

部在利益的驱使下,将村所有的海沙岭用作开采矿

沙之用。现时,全村的地下水经常无法使用,农田

无法耕作

贵州省贵阳市修文县扎佐镇的兴红村、龙场

镇的水塘村的饮用水源水质出现异常 钻孔打穿矿层后,遇到岩溶,导致钻机循环水及所带的沉砂、岩粉进入地下岩溶系统

监利县违法小钒厂炼钒没有环保措施,其冶炼过程中会产

湖北省监利县钒污染致近千人患严重皮肤病 生大量废气、废水和废渣,对人的呼吸系统和皮肤危害较

大,对植被和农作物能产生影响,废水中含有镉、砷等一

类污染物 污染原因 整条海沙岭上的防护林带将会全部被砍毁,洗矿废水严重污染饮用地下水

目前我国地下水污染研究水平还难以满足规划实施的技术和管理要求,亟待重点研究的问题主要有:健全和完善地下水污染防治的法律法规;尽快开展全国地下水污染调查工作;完善地下水污染监测体系;加强地下水污染风险评估与控制技术体系建设;加强地下水污染应急系统建设等。由于地下水系统的复杂性、污染场地条件的差异性等原因,地下水污染修复是一项技术含量高、需因地制宜、综合研发并顺从自然和谐状态的治理技术,很难得到“放之四海而皆准”的理论、技术和方法。“预防”在我国地下水污染治理方面依然是重中之重。

5.2预防性措施

预防性的技术措施,是指那些有助于防止地下水水质恶化现象产生的各种措施,包括减

少污染物的产生和防治污染物渗入等。

(1)在矿床开采过程中,应注意尾矿砂堆放地点的水文地质条件。对毒性较大的矿床,在尾矿砂堆放地可以设置防渗装置,以防对地下水的污染。在硫化物矿床和煤矿床中,应注意减少酸性水的产生,即防止硫化物的氧化。

(2)污水排放是造成水体污染的主要原因。采矿过程中施工污水应及时排导,避免侵入地下,对地下水造成污染。

(3)采矿施工前,要提前做好相应的污染范围预测,采取有效的措施截断这些污染源。

(4)积极开展污水的处理和利用是治理地下水质恶化的根本措施,因此要兴建配套的环境工程,大力开展污水的处理和利用。

(5)选择合适的地点作为厂矿处理废水废渣的场所。废渣废水排放池的坑底不应低于地下水位。

5.3法律措施

(1)健全和完善地下水污染防治的法律法规,加大监督,检查力度,对不合法的采矿活动坚决打击,加大对相关人员的惩罚。同时鼓励群众举报,对举报者予以奖励。

(2)建立地下水水源地的卫生防护带

(3)按环境容量对工矿企业的污水排放,实行“总量控制”和“有害物质排放标准”的控制

参考资料

刘兆昌,张兰生,聂永丰,朱琨编著,《地下水系统的污染与控制》,中国环境科学出版社

李昌静,卫钟鼎编著,《地下水水质及其污染》,中国建筑工业出版社

张永波,时红,王玉和编著,《地下水环境保护与污染控制》,中国环境科学出版社

我国地下水污染研究进展 篇6

关键词:地下水;污染问题;阐述;水质研究

引言:

地下水污染主要就是指在受到人类活动因素的情况下导致的水质变化,尤其是近些年我国地下水污染更为严重,造成地下水污染的主要原因有工业生产、化学生产、矿山开发等,这些都是造成地下水污染的主要原因。而据有关调查结果显示,我国地下水是人们生活和生产的主要用水。在我国的农村地区,地下水占据人们饮用水的96%左右,而农民在耕地的时候,用于浇灌农田的水占据了地下水资源的45%左右。通过这些数据可以发现,地下水实际上是我国人民生活中的主要用水。如果这些地下水受到了污染,將会导致我国大部分的居民生活和农民耕地受到影响,所以由此可见地下水污染为人民的生活和发展带来了很大的威胁。

1.我国地下水污染的研究现状:

1.1地下水水质研究:

从目前的情况来看,我国地下水水质在研究的时候主要就是对地下水污染的情况进行研究,据有关调查结果显示,我国地下水质出现的问题主要集中在两个方面,其中一方面是我国污染物控制指标,另外一方面就是对水质的评价方法。在近些年对地下水质进行研究的时候,我国制定出了很多与水质研究有关的规定,这些规定中严格的限制了水质污染的标准。并对水质污染的研究进行了分析和进一步的创新[1]。

1.2地下水污染调查的研究:

加强对地下水污染源的分析可以进一步的确定水质的污染情况,目前我国在调查地下水污染源的时候已经将其进行了具体的分类。从调查的情况来看,我国地下水污染主要分为四大类,分别是工业污染、自然污染、认为污染以及城市污染,这些污染如果不及时的进行处置和规划,将会对地下水的整体结构造成严重的威胁。

1.3地下水污染物的来源、污染途径研究:

近些年同通过对我国地下水的研究可以发现,实际上我国地下水污染就是在二十一世纪以来才变得较为严重。因为我国近些年在工业上的开发过于严重,并且随着社会的进步和发展,我国很多地区也出现了随意建设工厂或者是排放污水的情况。久而久之,这些都对地下水的污染造成了很大的影响。其污染的来源不仅仅是人为因素造成的,很多时候还是因为工业化生产的过于频繁,进而导致了地下水污染的严重性。其污染的途径主要是通过渗水和直接接触地下水导致的[2]。

1.4地下水污染检测研究:

为了更好的对地下水进行检测,我国已经加大了相关部门的管理力度,并且设立了具体的地下水污染检测体系。具有效统计显示,我国市级地质环境监测站就多达200多个,并且我国还具有国家级的地下水环境监测站。通过这些可以发现,实际上我国对于地下水污染的研究是非常重视的。

2.地下水污染研究存在的问题:

2.1水质指标研究方面:

与其他发达国家相比,我国在水质研究方面还有待提高,例如在美国国家中,对于水质的研究和各项指标都有着明确的标准,并且对于一些强制执行的污染物浓度都进行了具体的规定。甚至将水中所含物质是否会导致人体癌变都进行了进一步的研究,与美国这些发达国家相比,我国确实存在着一定成都的不足。

2.2地下水污染的风险评价方面:

在对地下水污染风险进行评价的时候,我国很多的指标都是参考了一些国外的指标。但是笔者认为要想更好的加强对我国地下水污染的研究,就应该从实际上来对我国的地下水进行数据分析,并且建立完善的机构,当发现地下水出现安全隐患的时候,就应该及时的找出问题发现的原因和污染源,第一时间提出解决方案[3]。

2.3地下水污染的同位素研究方面:

近些年我国对于地下水污染源和污染程度都进行了具体的分析,经过不懈的努力我国现如今对于有机污染物中同位素的研究已经取得了很大的成果,但是对于无机污染物的研究却还处于起步阶段。还未来的研究和调查中还应该不断的努力,只有全方位的对地下水污染的原因进行分析和调查,才能够真正的起到控制水质污染的作用。

2.4参考国外地下水有机污染调查的结果:

在众多污染当中,地下水污染往往会分为很多的种类,所以笔者建议有关部门在对地下水污染源和成分的检测方面应该参考一些其他地区的调查结果。为了更全面的掌握地下水污染物的情况还可以对国外一些国家的调查数据做参考。不用地区的不同污染物和污染源对于水质的污染程度一定是不同的,所以只有全方位的考虑污染情况才能够更加准确的掌握地下水有机污染的情况。这样才会为后续地下水有机污染调查奠定坚实的基础。

2.5地下水污染检测研究方面:

地下水污染检测研究在我国还属于发展阶段,我国在对于地下水进行检测的时候主要就是采取了区域性的检测方法,并没有从根本上采取专项的检测手段,这也主要是因为我国很多水质监测技术还不先进,与国外的很多发达国家相比,我国的多级检测井技术还属于空白阶段。所以由此可见我国应该不断的加强自身的技术,并且积极地引进一些国外的先进技术手段,这样才会为推动我国地下水检测技术给予更多的帮助[4]。

结束语:

综上所述,笔者简单的论述了我国地下水污染研究的一些进展,通过分析可以发现,我国现如今在对地下水检测方面已经取得了很大的进步,但是与国外的一些发达国家相比,我国还相对落后,只有不断的探索并积极的引进符合我国本国国情的先进经验,才有助于提升我国地下水污染研究的工作现状,为地下水污染工作向新的深度发展奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]张新宇,辛保东,王晓红,郭高轩,陆海燕,纪铁群,沈媛媛.我国地下水污染研究进展[J].地球与环境,2013(09):1132—1135.

[2]王金生,王业耀,白丽萍,王宏斌.我国地下水污染风险评价方法研究进展[J].北京师范大学学报(自然科学版),2014(07):334—335.

[3]尹亚芳,刘德盛,李晶,苗迎,吴旺发.我国地下水污染风险评价的研究进展[J].广西轻工业,2014(04):337—338.

[4]王钊,王海珍,石建省,张兆吉.地下水有机污染研究进展[J].勘查科学技术,2014(03):137—140.

作者简介:方玉钦(1988.03-),男,地下水科学与工程学士,助理工程师,在山东省第七地质矿产勘查院工作)。

苏杰(1987.06-),男,水文与水资源工程学士,助理工程师,在山东省第七地质矿产勘查院工作)。

刘乃彬(1980.06-),男,地质工程,助理工程师,在山东省第七地质矿产勘查院工作)。

地下水污染现状 篇7

一、地理位置及地下水资源

成都平原位于四川盆地西部, 界于东经103°00′—104°30′, 北纬30°00′—31°34′, 面积8640 ㎞² , 长约200 ㎞, 均宽42 ㎞, 是西南地区最大的第四系堆积平原² 。位于四川盆地西部的成都平原, 地势远远高于四川盆地西部, 因此由降水、地表水体 (含河道湖库、渠道和渠灌田间) 渗入地下含水层的动态水量即地下水资源在整个四川地区分布不均匀, 成都平原由于处于高地势区地下水量小于低地势区。

成都平原的地下水资源丰富且总体水质较好, 多年平均地下水资源量616.4亿立方米, 占全国的7.4%, 符合Ⅰ-Ⅲ类水质标准的战95.3%, 在促进牧业、工业、城市发展和人居生活用水等方面发挥了有力保障作用。除此之外, 成都平原降水丰沛, 河道、渠道分布密集, 这些因素使平原地下水有了良好的补给。然而成都平原也作为人口聚集、农作物丰富的地区, 不管是饮用水或是农水灌溉的需求, 都对地下水量要求极多。随着工业化城镇化加速推进和农牧业产业发展, 水资源矛盾日益突出, 一些地区和行业地下水污染问题逐步凸显。因地下水超采, 成都平原部分地区浅层地下水水位持续下降, 引发了地面沉降, 造成了建筑物开裂、损坏、堤防防洪标准降低等灾害, 相关专家指出, 若不及时采取有效措施。成都平原部分地区20 年后将出现“无处找水的现象”。因此, 尽管平原地下水补给充分, 但仍处于缺乏状态, 甚至有些地区会有干旱缺水的情况。所以, 地下水资源于成都平原有着至关重要的作用。

二、成都平原地下水污染现状

1、地下水污染日趋严重

随着城市化与工业化进展进程加快, 许多发展化工、钢铁、煤炭、建材、电力、造纸等高耗能、高污染产业一味地追求利益而疏忽了污水清洁排放方面, 许多工厂甚至将加工的废水不经过任何过滤清洁消毒过程直接排放至河流水中, 殊不知这样的“只顾发展, 不管环境”的方式对地下水造成了不可磨灭的污染。水污染由支流向主干延伸, 由城市向农村蔓延, 由陆地向海域发展, 由地表水向地下水渗透。地下水又是居民用水和农用水的主要来源, 它的污染导致可用地下水日益减少, 人们为了获得可利用的地下水资源, 变本加厉地开采, 无度的从大自然索取, 使本已稀缺的地下水变得更加稀缺, 地下水污染的程度日趋严重。

2、地下水污染的原因

(1) 工业污染。地下水主要分为潜水和承压水。潜水是指地表以下, 第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水, 而承压水则是充满于上下两个隔水层之间的地下水, 其承受压力大于大气压力。不少企业将大量工业污水用高压水泵通过泵井、深井, 将污水排入地下承压水在工业生产中, 或者因为管道密封不善导致污水泄漏。而潜水层的污染原因则是工业地面储注管、矿物埋藏以及工厂排放气体。工厂通常采取地面堆放或地下埋藏的方法来处理工业中产生的大量含有有害化学物质的工业垃圾。这种处理方法, 经过雨水的冲刷后, 工业垃圾里所含的化学有害物质随水流渗入并污染地表水。

(2) 农业污染。根据国家统计局的数据, 2013 年中国产量首次突破6 亿吨大关, 连续第十年实现增产。但在“十连增”的背后, 却是化肥超量使用的事实, 环保部生态司司长庄国泰指出, 65%的化肥都变成了污染物, 留在土壤及地表附属物中。化肥中富含氮、磷、钾化合物, 在成都平原这样降雨量较大的地区, 这些化肥随着降水留到江河湖海, 渗透地下, 造成水体的富营养化和地下水的严重污染。

(3) 生活污染。人类活动会产生大量的生活垃圾, 厨房垃圾以及洗涤剂里所含的化学成分, 这些生活垃圾多采用直接填埋或直接排入河流、渠道的方式处理, 在风吹日晒及地表径流的冲洗作用下, 其溶出物会慢慢渗入地下水造成污染。同时, 人类垃圾分类意识的薄弱, 使不同类型垃圾混合, 使本该单独特殊处理的生活垃圾如电池与普通生活垃圾混合, 未经特殊处理, 久而久之, 其所释放的化学物质对地表水及地下水都会造成严重的污染。

(4) 自然污染。在成都平原很少出现这种情况。但在沿海地区, 天然条件下, 地下水位高于海平面, 水力梯度朝向海洋, 淡水向海洋排泄, 咸淡水之间保持一平衡的界面, 大量开采地下水导致淡水水位下降, 海水进入含水层, 并逐步向内陆推进直至达到新的平衡。海水中含有很多金属元素, 当海水入侵地下水时, 会使地下水受到重金属污染, 水质严重恶化。

3、地下水污染的危害

生活中, 地下水作为饮用水的主要来源。若地下水含氟量过高, 会引起牙齿珐斑及色素沉淀, 严重时会引起牙齿脱落。相反含氟量过低时, 会发生龋齿病等。污染的地下水也可能导致细菌性肠道传染病, 如伤寒、霍乱、痢疾等, 也会引起某些寄生虫病等。农用除草剂或除虫剂含有如苯胺、苯并芘和其他多环芳烃等, 这些污染物可以在悬浮物、底泥和水生生物体内积累, 若长期饮用这样的水, 可能诱发癌症。工业中, 地下水的污染会影响工业产品的产量和质量, 造成严重的经济损失, 地下水污染同时会使工业用水的处理程序变得复杂繁琐, 降低了工程效率。农业中, 农田灌溉多采用地下水, 地下水污染直接造成的就是土壤的破坏, 影响农作物发育及生长, 出现生长缓慢、基因变种或颗粒不饱满粮食减产等问题, 长期用污染的地下水灌溉的土壤还会失去本身的功能, 造成土地资源浪费。

三、地下水污染的处理措施

1、从源头治理, 减少污染物。在工业生产中, 改进生产工艺技术, 减少“三废”的排放量, 同时对废水进行无害化处理, 严禁未经处理的污水向地下排放。在农业生产中, 尽量利用高效、低毒农药、减轻农药污染。除此之外, 生活垃圾进行分类也能在减少源头污染上起到重要作用。

2、在过程中防范, 防止地下水污染。工厂在排污方面, 应认真选择废料堆放地, 修建防渗建筑物, 同时保持下水道的封闭性, 防治在污水运输过程中泄漏。在工矿企业选址时, 应尽量选在远离地面水体和地下水补给区, 在工业或生活垃圾深埋处理时要仔细研究地质和水文条件。

3、采取化学、生物或抽水净化的方法, 对污染的地下水进行净化。通过检测地下水样, 研究其中污染物成分, 采用针对性且本身或化学反应生成物不带任何毒性的化学试剂与污染物反应能除去如砷、氰、铁锰等污染成分。生物处理法利用微生物可分解地下水中某些有机物成分的特点, 在含水层中创造有利于微生物生长繁殖的环境或向含水层中引入菌种, 用培养的微生物吞噬和分解地下水中的污染物质, 净化地下水。在地下水污染范围已确定且污染源已得到控制, 可采取抽水净化法, 将污染的地下水抽出经处理后将污染物浓度降低到标准后再重新注入地下或者直接灌溉。

四、结论

成都平原地区地下水污染的情况不容乐观, 政府应积极调查研究本地区地下水污染的属性, 将稳定优良水质作为地下水防治的重中之重, 对症下药, 加大治污力度。

参考文献

[1]尹国勋, 李振山。地下水污染与防治[M]。北京:中国环境出版社, 2005.

淮北市地下水污染现状及成因分析 篇8

1 方法

2009—2010年对安徽淮北市地下水污染物的主要来源及污染途径进行调查分析,以了解淮北市地下水的主要污染物分布状况及污染现状,进而对淮北市地下水污染成因作简要分析。

2 结果

2.1 主要污染物及分布

人类活动导致污染物进入地下水含水层,引起水质恶化的溶解物或悬浮物无论其浓度是否达到水质明显恶化的程度,均称为地下水污染物。由于缺乏本地地下水天然背景值监测资料,本次地下水现状评价参照GB/T 14848—93《地下水质量标准》中Ⅲ类标准。见表1。

确定地下水Ⅲ类水标准上限值为控制标准,把地下水监测浓度超过控制标准的项目确定为污染物[1]。工业废水及城市生活污水通过各种渠道流入河道,渗入地下水,污染地下水,所以地下水中的污染物及分布基本与地表水相同。①氯化物:主要分布于黄里、旁汪村、宋疃、浍河两岸一带。②硫酸盐:主要分布于濉河一带。③氨氮:主要分布于濉河南段一带。④总硬度:污染区主要位于城区南部及东部、郊区西部一带,⑤矿化度:超标主要位于临涣小湖孜地区,面积很小。其他污染物污染范围较小。

总之,污染物生成及其分布受工矿企业的类型、水文地质、水文地球化学特征等因素的影响控制,有一定的规律和特点,如受煤矿开采影响导致硫酸盐含量高的地区,总硬度相应偏高,水泥厂和大面积施用化肥产生有机污染,相应氨氮污染物分布范围相对较广。

2.2 结果分析

①地下水污染主要来自工业与城镇生活排放的液体废物和固体废物,以及由农业活动及采矿活动引起的地下水水质恶化。2009—2010年地下水30%受到不同程度的污染,总面积达到817 km2。②地下水污染主要通过田间面状渗漏、地表水入渗、淋滤下渗以及通过局部点状渗漏弥散污染地下水。③污染物生成及其分布受工矿企业的类型、水文地质、水文地球化学特征等因素的影响控制,相对有一定的规律和特点,如受煤矿开采影响导致硫酸盐含量高的地区,总硬度相应偏高,大面积施用化肥产生有机污染,相应氨氮污染物分布范围相对较广,可见各项污染物均与当地污染源有密切关系。

3 讨论

3.1 主要污染途径

根据污染特征及淮北市的经济结构,地下水污染途径可分为以下4种情况:①通过田间地面状渗漏污染地下水,在农田区,由于引用废污水灌溉农田,以及化肥、农药的不合理使用,造成污染物随水面下渗,导致松散孔隙水水质恶化,进而形成对中深层地下水污染。②通过地表水下渗污染地下水和岩溶泉水;各类工矿、水泥企业在生产和加工过程中产生的废渣、废料、废水等各种污染物排入河道后,变成纬状污染源,在灰岩河道大量下渗,导致地下水污染。③通过淋滤下渗污染地下水。城市生活垃圾、工业垃圾、煤矿堆放的煤矸石及污水处理厂积聚的污泥等各种固体堆积物中含有较多的硫酸盐、氨、总大肠菌群、混杂物和腐烂的有机物,当生物降解和雨水淋滤后,可产生高含量的SO-2、Cl-、NH+4、生物需氧量(BOD)等淋滤液,随水下渗,形成对地下水的污染。④通过局部点状渗漏弥散污染地下水,含有大量细菌、各种污染物和有害物的工业和城市生活污水,通过排污渠道、渗坑、渗井及地质构造破碎带渗漏进入含水层,加上地下水的弥散作用,导致地下水含水层水体污染。

3.2 地下水污染成因

①浅层地下水污染区主要位于市区下游地区,污染物主要随地下水补给源,降水入渗、灌溉入渗、废污入渗进人地下水,由于侧向补给源水质较好,不能形成对地下水的污染。垂向补给主要是浅层地下水,侧向补给地下水埋深相对较深,根据野外调查,农村打井时,如果将20~30 m以上封闭,大多数情况地下水质要比不封闭的水质好。平原区受污染的地下水主要是垂向补给的浅层地下水,其埋深在3~20 m之间,大于20 m的埋深地下水,水质受人类活动影响程度较低。②深层地下水属于线状污染,受污染的主要是城镇—些上游河流,浅层松散岩类孔隙水,污染深度—般在松散层厚度之内,根据水质情况分析,目前淮北地区深层地下水污染较轻,但从地下水污染特点看,污水排入河道首先形成对地表水的污染,通过地表水入渗再形成对浅层地下水的污染,然后通过断裂带或灰岩漏水形成对深层地下水的污染[2]。

虽然在废污水-地表水-浅层地下水-深层地下水的转化过程中,污染物浓度通过稀释自净,介质的吸附等各种物理、化学作用在不断降低,但随着时间的推移,最终会导致深层地下水的污染,由于地下水污染具有隐蔽性和难以逆转性,地下水一旦受到污染便很难治理和恢复,从而形成对深层地下水的污染,后果将不堪设想。因此,地下水污染的问题应该引起当地有关部门的高度重视。

参考文献

[1]吴东升.煤矿井下水处理与资源化[J].山西焦煤科技杂志,2009(总170):27-29.

工业污染场地与地下水污染的控制 篇9

1工业与地下水污染场地的类型

随着我国工业的快速发展, 造成了大面积工业污染场与地下水污染的现象, 这些工业污染对我国地下水资源形成了重大的影响, 需要迅速治理。依照国内研究者的调查发现, 我国工业地区的污染场地数量极多, 其中还包括城市生活垃圾的掩埋和处理场;现在已经形成“垃圾包围城市”的现状, 而这种垃圾填埋场建造相对简单, 缺乏相应的环境保护措施, 使得浅层地下水受到了严重的污染。还有就是城市容易出现储油罐以及排污管道的泄漏等问题, 这些问题不仅严重影响地下水的质量, 也出现了更多的工业污染场地。

2造成工业污染的主要原因

2.1国内土壤修复立法和相关政策的缺失

我国每个地区的土壤类型都不相同, 所以造成污染的种类也大不相同, 大致可以分为以下几种:矿地、工业用地、城市垃圾填埋场、农地。用地种类的不同, 修复的方式也大不一样。土壤受到污染, 土壤下的地下水必然受到影响。所以想要从根本上解决地下水的污染问题, 必须先完成土壤的修复工作;但是我国环境保护法并没有对此做出相应的规定, 使得污染土壤的修复工作十分艰难。由于没有专门的指导内容, 许多污染土地没有得到修复, 这样, 在以往用于工业生产的土地大多被荒废, 得不到重新利用。

2.2工业污染修复的资金问题

在工业进行修复的过程中也存在许多难题, 其中最大的问题就是污染责任的归属和费用的分摊问题。关于这一问题, 我国《土壤环境保护法》中做出了“污染场地治理修复费用列入企业搬迁成本”的规定, 引来许多专业人员的争议, 这种争议表现在两个方面, 其一:修复污染的费用由已经转移企业承担, 就会给这个企业带来严重的经济负担;其二:土地经过修复后又可以重新利用, 治理费用应该由后面使用的单位来承担。这两种观点使得工业污染修复的资金无法确定, 严重影响着工业污染修复的效果。

3工业污染场地与地下水污染的控制与修复

3.1污染场地土壤修复技术发展趋势

随着现代工业污染处理技术的提升, 目前已经发展出多种污染物或污染土壤混合处理的技术。从固定的处理地点变成可移动处理的工作环境, 同时使用现代多种水体、大气检测修复设备的多种协调工作来对污染场地土壤-地下水进行整体的修复。

3.2地下水污染控制与修复的基本原则

借鉴西方发达国家对工业污染与地下水修复的实践经验和应用技术, 根据相关学者对多个地区工业污染地区的检测、气象模拟, 以及污染控制工作的总结, 我国地下水污染与修复工作中, 需要注意到几个问题:

第一, 根治污染源头。治理地下水污染的核心内容就是要根治污染源, 阻拦污染物进入地下含水层, 为接下来的污染治理工作做好基础准备。

第二, 污染晕的控制是前提。在处理地下水污染的同时, 特别要注意防止污染水源的交叉污染, 避免增加地下水污染的面积。实践证明, 修复地下水污染需要很长的时间, 为了充分解决这一问题, 需要使用先进的检测方法和技术来防止污染晕的进一步增加, 减少修复费用。第三, 修复的最终目的是为了让地下水可以得到重新利用。为此, 需要在切断污染源、控制污染晕的条件下, 利用先进的新型修复技术来彻底消除污染物, 使地下水得到成功修复。

3.3地下水污染的异位处理方法

污染土壤开挖的方式只能针对污染面积较小的情况, 通过对污染源处的土壤进行开挖, 然后对这些污染源进行集中处理。这一方式对这种污染面积较小的情况处理的效果非常理想, 但对于那些面积较大的污染场地是无法实施的。抽取一处理方法就是抽取一定量的污染地下水, 选取相应的技术在地面上进行处理, 可以采用理化处理法, 也可以应用微生物处理法。通过将地下水进行往返的抽取处理, 从而降低水源的污染浓度, 经过长时间的处理, 彻底修复污染水源。如今, 抽取--处理方法已经被广泛应用在大面积地下水污染的处理中去, 在工作的过程中, 偶尔需要加入一定量的表面活性剂来增加污染物的溶解能力, 从而提升污染水体净化的速度。

4结束语

我国治理工业场地与地下水污染的时间较短, 使用的修复技术, 装置设备等方面与发达国家相比还是有不小差距。所以, 通过借鉴发达国家对工业污染与地下水修复的实践经验和应用技术, 综合我国工业场地污染的具体情况, 实现因地制宜地实现对我国工业污染与地下水污染的治理是非常有必要的。只有做到这一点, 才能够加快我国工业的建设, 带动我国经济的发展。

摘要:在工业水平的发展下, 我国的环境污染越来越突出, 生态环境逐步恶化, 为了实现经济的可持续发展, 必须要重视工业污染场地与地下水污染工作的控制。本文主要对工业污染场地与地下水污染的控制进行分析。

关键词:工业污染场地,地下水污染,控制

参考文献

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[2]程福海, 谈建康.浅述我国地下水污染危害现状及成因研究[J].农业与技术.2015 (24)

[3]居马·吐尔逊.农业开发区地下水污染评价[J].西部探矿工程.2016 (01)

某污染场地地下水污染物运移分析 篇10

1、评价区概况

评价区位于工业园区内,地理坐标为东经119°38′~119°40′,北纬45°26′~45°27′。地貌属山前冲洪积地貌,地形起伏较大。地层上部为第四系冲洪积、风积细砂及沙砾石层,下部为凝灰质胶结的沙砾层。所在含水层为松散岩类孔隙与基岩风化带孔隙裂隙潜水含水层(组),含水层岩性为含砾粉细砂、砾石、凝灰岩等,厚度25~35m,水位埋深2~5m,导水系数(T)59.81~259.2m2/d,渗透系数(K)3.15~8.64m/d。通过上述分析,模拟评价区的水文地质概念模型可以概划成非均质、各向同性、二维非稳定流地下水流系统。

2、地下水污染数值模拟

2.1数学模型的建立

评价范围内水流状态符合达西定律,利用有限差分法或有限单元法进行数值求解。本次模拟把包含模拟评价区的矩形区域在二维平面上剖分成125×125=15625个网格单元,其中模拟评价计算区6607个单元,共6个区。

2.2模型的识别和验证

模型的识别与检验过程是整个模拟中极为重要的一步,通常要经过反复修改参数和调整某些源汇项的过程才能达到较为理想的拟合效果。模型的识别与检验过程采用的方法称为试估-校正法,属于反求参数法。通过反复调整参数和均衡量,识别水文地质条件,确定模型的结构、参数和均衡要素。最终确定了各个分区的水文地质参数如表1所示。

2.3溶质运移影响因素及模拟时间段的确定

根据污染源特点,本次污染物预测评价过程不考虑污染物在含水层中的吸附、挥发、生物化学反应,只考虑运移过程中的对流、弥散作用。模拟时段确定为自泄漏时间点起30年,共计10950天,设定渗漏时间起点为2011年1月。

2.4污染物质的确定

大修渣成分复杂,并非只有一种污染物,而是存在一种主要污染物和多种次要污染物,根据大修渣取样进行的相关浸出试验结果,确定大修渣主要污染物为氟,浓度为300mg/L。

3、模拟结果分析

3.1非正常工况无防渗措施情景预测

根据评价区污染物浓度大小,对氟污染物进行预测分析,预测结果见图1、图2、图3。

如图所知:特征污染物氟的污染羽在弥散、对流综合水动力作用下,逐渐向东南方向迁移出污染场地并向下游运移,污染羽的面积逐渐增加,浓度由于水流的稀释在逐渐降低。

100d后,影响范围为91721m2,超标范围64166m2,最大运移距离239.9m,最大超标倍数约93.4倍(对应的浓度为93.4mg/L); 1000d后,影响范围为468101m2,超标范围243355m2,最大运移距离713.8m,最大超标倍数约17.1倍(对应的浓度为17.1mg/L); 10000d后,污染羽的最大浓度为0.12mg/L,远远小于限值,所以不存在超标现象,但存在影响范围,面积为311649m2,预测结果详见表2。

3.2非正常工况有防渗措施情景预测

有防渗措施,污染物仅通过防渗层破损点渗漏,进入地下水的污染物总量急剧减少,浓度将大大少于无防渗措施下的浓度。根据无防渗措施的预测结果来看,在非正常工况采取防渗措施时,下游厂区边界地下水污染物浓度变化差异显著,各污染物达到稳定浓度的值远小于检测下限。地下水污染程度明显减弱,均未超出检测下限。

4、结论

通过对上述两种工况下污染物运移规律的模拟预测可以发现,虽然污染场地砂卵砾石层能对污染物起到一定的吸附和净化作用,但由于其渗透性很大,在污染物浓度超标很大的情况下不能有效地吸附,超标的污染物会随地下水向下游运移。在有防渗膜的前提下,污染物的扩散、迁移路径被有效地阻滞,当污染物扩散至砂卵砾石层及其下部地层时,浓度已明显减小,水平扩散范围及侵入深度也明显减小,因此不会对污染场地下游区域地下水水质产生影响。

摘要:地下水及水动力是污染物运移的载体及主要动力。本文利用国际通用可视化标准软件Visual Modflow,结合工程实例建立污染物水文地质概化模型,在非正常工况条件下,针对铝厂大修渣主要污染物氟污染地下水运移规律进行分析。结果表明,污染物在地下水运移过程中污染较弱,为污染场地地下水环境影响评价提供科学依据。

关键词:地下水,污染物,数值模拟

参考文献

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[2]郭卫星,卢国平.模块化三维有限差分地下水流动模型:美国地质调查局水资源调查技术丛书之六[M].南京:南京大学出版社,1999.

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[4]卢文喜.地下水运动数值模拟过程中边界条件问题探讨[J].水力学报,2003(3):33~36.

[5]沈媛媛,蒋芸钟.地下水数值模拟中人为边界的处理方法研究[J].水文地质工程地质,2008(6):12~15.

阻断地下水污染刻不容缓 篇11

随着环保工作力度不断加大,近年来地表水水质有了明显改善。然而,潜伏在地下的水资源污染却呈现出加剧趋势。令人担忧的是,由于开采量过大、防污染意识不足等一系列问题,地下水污染情况不容乐观。近几十年来,人类活动造成了大面积的地下水污染,地下水过度开发利用屡见不鲜,区域地下水降落漏斗、地下水污染等问题频频出现,已经在我国地下水中检测出多种污染物,使得我国“水质型”缺水形势日益严峻。开展地下水污染研究,采取有效措施污染防治、保护地下水已成当务之急。

地下水质量状况不容乐观

今年5月11日,国土资源部《2011中国国土资源公报》面向社会发布。公报显示,全国200个城市开展了地下水水质监测。在4 727个水质监测点上,取样测试分析结果表明,水质呈优良级的占全部监测点的11.0%;水质呈良好级的占29.3%;水质呈较好级的占4.7%;水质呈较差级的占40.3%;水质呈极差级的占14.7%。

中投顾问能源行业研究员周修杰认为,总体而言国内地下水质量状况不容乐观,水质呈优良—良好—较好级的占45.0%,水质呈较差—极差级的占55.0%。较差—极差级水的比例已经超过了优良—良好—较好级水。尤其是甘肃、青海、浙江、福建、江西、湖北、湖南、云南等省份水质污染较为严重。

中国环境监测中心曾调查显示,各填埋场地下水超标率为88.6%,主要超标项目为高锰酸盐指数、总大肠菌群、氨氮等,部分甚至超标达数万倍。

在淮河流域,埋深小于20米的地下水已普遍遭受不同程度的污染;位于淮北平原南端的安徽省宿州市,当地居民常年饮用含铁、镁、氟、硬度超标的地下水;一条连接江苏徐州、安徽宿州的奎河顺流而下,受工业污染严重,沿岸居民常年饮用奎河周边地下水,近年来身患癌症的比例正在增加。

中国的地下水不同程度遭受有机和无机有毒有害污染物的污染,已呈现由点向面、由浅到深、由城市到农村不断扩展和污染程度日益严重的趋势,北方污染程度要大于南方。

118个大中城市地下水监测统计结果表明,较重污染的城市占64%,也就是说,大致有75个大中城市地下水属于较重污染区。

据去年7月监察部的统计,近几年全国每年水污染事故都在1 700起以上。而据2005年环境保护总局发布的《中国环境状况公报》,全国近14万公里河流的水质评价结果是,近40%的河水受到了严重污染;在被统计的131条流经城市的河流中,严重污染的有36条,重度污染的有21条,中度污染的有38条。国家环保总局和国家统计局联合发布的《中国绿色国民经济核算研究报告》表明,去年全国因包括水污染在内的环境污染造成的经济损失为5 000多亿元,约占当年国内生产总值的4%。更严酷的现实是,近年我国污水排放增长率维持在3%上下,未来随着工业化、城市化进程的加快及居民生活水平的提高,污水排放量还将保持一定幅度的增长。

中投顾问研究总监张砚霖表示,地下水资源比地表水更加容易受到污染且难以恢复,并且地下水的污染不易发现,因为它往往是无色无味的,对人体的危害也是慢性的长期效应。这导致地下水的污染往往不受重视。加大地下水污染防治力度,需要全社会通力合作,并不断提高意识。

地下水污染原因

引起地下水水质恶化的因素很多,一是土壤遭受污染,导致浅层地下水水质趋于恶化。二是超采地下水导致水位明显下降,水质差的地下水回流,开采层水质恶化严重。三是人为开采地下水或者进行地下工程,导致含水层串通,改变了原有的地下水水质。总之,地下水水质恶化的根源原因来自于人们不合理的生产活动。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。

地下水污染是由于人为因素造成地下水质恶化的现象。地下水污染的原因主要有:工业废水向地下直接排放,受污染的地表水侵入到地下含水层中,人畜粪便或因过量使用农药而受污染的水渗入地下等。污染的结果是使地下水中的有害成分如酚、铬、汞、砷、放射性物质、细菌、有机物等的含量增高。污染的地下水对人体健康和工农业生产都有危害。

地下水污染与地表水污染有一些明显的不同:由于污染物进入含水层,以及在含水层中运动都比较缓慢,污染往往是逐渐发生的,若不进行专门监测,很难及时发觉;发现地下水污染后,确定污染源也不像地表水那么容易。更重要的是地下水污染不易消除。排除污染源之后,地表水可以在较短时期内达到净化;而地下水,即便排除了污染源,已经进入含水层的污染物仍将长期产生不良影响。

污染物来源

进入地下水的污染物有来自人类活动的,有来自自然过程的。生活污水和生活垃圾会造成地下水的总矿化度、总硬度、硝酸盐和氯化物含量的升高,有时也会造成病原体污染。工业废水和工业废物可使地下水中有机和无机化合物的浓度增加。农业施用的化肥和粪肥,会造成大范围的地下水硝酸盐含量增高。农药对地下水的污染较轻,且仅限于浅层。农业耕作活动可促进土壤有机物的氧化,如有机氮氧化为无机氮(主要是硝态氮),随渗水进入地下水。天然的咸水会使地下天然淡水受咸水污染等。

地下水污染方式可分为直接污染和间接污染两种。直接污染的特点是污染物直接进入含水层,在污染过程中,污染物的性质不变。这是对地下水污染的主要方式。间接污染的特点是,地下水污染并非由于污染物直接进入含水层引起的,而是由于污染物作用于其他物质,使这些物质中的某些成分进入地下水造成的。例如,由于污染引起的地下水硬度的增加、溶解氧的减少等。间接污染过程复杂,污染原因易被掩盖,要查清污染来源和途径较为困难。

污染途径

地下水污染途径是多种多样的,大致可归为四类:①间歇入渗型。大气降水或其他灌溉水使污染物随水通过非饱水带,周期地渗入含水层,主要是污染潜水。淋滤固体废物堆引起的污染,即属此类。②连续入渗型。污染物随水不断地渗入含水层,主要也是污染潜水。如废水渠、废水池、废水渗井等废水聚集地段和受污染的地表水体连续渗漏造成地下水污染,即属此类。③越流型。污染物是通过越流的方式从已受污染的含水层或天然咸水层转移到未受污染的含水层或天然淡水层。污染物或者是通过整个层间,或者是通过地层尖灭的天窗,或者是通过破损的井管,污染潜水和承压水。地下水的开采改变了越流方向,使已受污染的潜水进入未受污染的承压水,即属此类。④径流型。污染物通过地下径流进入含水层,污染潜水或承压水。污染物通过地下岩溶孔道进入含水层,即属此类。

污染类型

我国地下水污染划分为以下四个类型;一是地下淡水的过量开采导致沿海地区的海(咸)水入侵;二是地表污(废)水排放和农耕污染造成的硝酸盐污染;三是石油和石油化工产品的污染;四是垃圾填埋场渗漏污染。其中,农耕污染具有量大面广的特征,未经利用的氮肥在经过地层时通过生物或化学转化成飞硝酸盐和亚硝酸盐,长期饮用这种污染的地下水将可能导致氰紫症、食道癌等疾病的发生。

保护地下水不容迟缓

地下水是水资源的重要组成部分,是人类生存、生活和生产活动的宝贵资源。地下水资源作为我国重要的供水水源,在保证居民生活用水社会经济发展和维持生态环境平衡等方面起着重要作用。由于地下水污染的隐蔽性复杂性,人们对地下水污染的严重性及治理的艰巨性还没有给予应有的关注。

地下水污染具有污染途径隐蔽、污染机理复杂与污染防治系统庞大、地下水流慢等特点,一旦被污染很难治理。即使花费很大代价,耗时较长,也难奏效。要做好地下水污染防治必须坚持“预防为主、防治结合、分类管理、综合治理”原则,积极治理现有污染,防止水质进一步恶化,并采取强有力措施防止产生新的污染。具体应切实做好以下几个方面。

一是完善地下水环境保护法律法规体系建设,切实做到有法可依。构建完备的地下水环境保护制度框架是地下水污染防治的首要任务。在各地方政府有关地下水资源管理的法规中,要明确政府环保部门、水行政主管部门、建设规划部门和国土资源管理部门等在地下水污染防治工作中的相应责任。要建立起地下水环境保护的综合协调机制,使地下水的各项保护工作得到具体落实。要从制度上保障地下水资源的可持续利用。

二是加强地下水监测能力建设,做好预警预报工作。各级人民政府应加强地下水监测能力建设,建立水质监测站网,完善地下监测井网,逐步建立和完善地下水环境监测体系。设立地下水观测专用井,建立地下水动态监测与分析预测服务系统。重点做好水质水位监测,做好预警预报工作。对重点污染地区(段)进行重点监测,系统掌握区域地表水、地下水水质的污染发展变化及动态特征,为合理划定饮用地下水水源地保护区、合理确定可能发生污染的建设项目选址及污染物储存或污水排放位置提供科学、准确的依据。

三是加大资金投入力度,提高污染防治能力。地下水污染与地表水污染不同,污染物质进入地下含水层及在其中运移速度都很缓慢,一旦污染很难消除。对此,各级部门及企业必须在预防上下功夫。应切实做好城市生活垃圾填埋场、废物销纳场的防渗工作和城市污水处理厂及排污系统建设。农业生产中应使用高效的灌溉技术及科学的耕作方式。污水排放单位应采用先进技术、改进生产工艺、采取闭路循环等措施,把“工业三废”的污染消灭在生产过程中。

四是加大环境执法力度,严格查处环境违法行为。各级政府职能部门切实做好本职工作,落实责任人和问题追责制度。加大监管力度,依法规范工业和生活污水排放形式、排放去向、污染物排放浓度及排放量。严禁使用渗井、渗坑排污,严禁利用无防渗措施的沟渠坑塘等输送或贮存含有毒有害污染物的废水和其他废物。对还在使用的渗井、渗坑、自然渗漏的化粪池立即查处并要求其限期清除和改造。要做好粪坑和污废水的防渗工作,禁止用未处理过的污水灌溉。按照“谁污染、谁治理”的原则,发现问题必须立即查处并处以高额罚款,对严重影响下游地下水的企业应关、停、并、转,绝不姑息迁就任何一家污染企业和个人。

五是加大地下水污染防治技术研发与创新。开展典型地下水污染场地污染控制与修复技术的攻关,形成可供选择的适合中国国情经济有效系统集成的地下水污染防治技术体系,为有效防止地下水污染及地下水污染的修复提供必要的技术支撑。

六是严格控制污染地下水的城镇和工业污染。严格防止污水管网渗漏。对已污染地下水的城镇生活垃圾填埋场,要及时开展顶部防渗渗滤液引流补救修复等工作。加强对重点行业环境监管,对于造成地下水严重污染事件的企业,要依法予以关停,并及时公布污染地下水重点工业企业清单。要控制农业面源对地下水的污染。进一步完善地下水管理的法律法规与管理体制,加大地下水污染防治投入,逐步加大水生态治理和水环境保护力度。

阻断地下水污染

5月11日国土资源部发布的《全国地下水污染防治规划(2011-2020年)》是一个跨时长达10年的规划。不同于一般的规划往往以五年为期,勾勒的是未来10年我国地下水污染防治的目标和任务。

《规划》的时间跨度直观地反映出,地下水污染的防治将是一个长期的问题。

业内专家表示,长期以来,我国在重点区域、重点城市地下水动态检测和资源量评估方面取得了较为全面的数据,但尚未系统开展全国范围地下水基础环境状况的调查评估,难以完整描述地下水环境质量及污染情况。

专家指出,调查是第一步,要先搞清楚地下饮用水源的情况,还要搞清楚各类污染源的情况。不然,防治无从谈起。正因为此,《规划》中明确5年财政投入27亿元,用于全国地下水污染状况调查。

《规划》要求,到2015年底前,完成我国地下水污染状况调查和评估工作,基本掌握我国地下水污染状况,深入分析地下水污染成因和发展趋势。为全面、客观、准确地掌握地下水环境质量与污染源排放状况,需要建立健全地下水环境监测体系。

切断各种污染是防治关键

地下水污染成因的复杂性决定了其污染防治要以“防”为主。切断各种污染源,才是地下水污染防治的关键。

根据《规划》要求,我国将有计划开展地下水污染修复。包括开展典型地下水污染场地修复,如在污染问题突出的工业危险废物堆存、垃圾填埋、矿山开采等区域,筛选典型污染场地,开展修复试点;此外还将开展沿海地区海水入侵综合防治示范;切断废弃钻井、矿井、取水井等地下水污染途径。

去年8月24日召开的国务院常务会议上讨论通过了《全国地下水污染防治规划(2011—2020年)》。

会议提出,到2015年,要初步控制地下水污染源,初步遏制地下水水质恶化趋势,全面建立地下水环境监管体系;到2020年,对典型地下水污染源实现全面监控,重要地下水饮水水源水质安全得到基本保障,重点地区地下水水质明显改善,地下水环境监管能力全面提高,建成地下水污染防治体系。

地下水石油污染修复技术述评 篇12

据统计,我国有400多个油气田,其工作区面积大约有2×105km2,其中约24%土地的含油量可能超标[1]。此外,由储油装置及输油管道泄漏造成的地下水污染也越来越严重。在北京市曾开展的一次检查中发现,1 000多个加油站中,50%以上发生腐蚀渗漏,造成地下水石油污染。石油管道泄漏事故时有发生,包括2009年的中国石油长庆油田采油厂输油管线原油泄漏、2010年中国石化胶州九龙段管道破裂、2011年延长石油集团定远至靖边管线打孔盗油等, 泄漏油品对土壤或地下水造成了不同程度的污染[2]。

20世纪70年代以来, 欧美国家加快了地下水污染修复步伐,在污染修复上取得了很大的进展,地下水污染修复技术不断成熟。我国1981年开始关注地下水资源问题,并于2011年通过了《全国地下水污染防治规划(2011年~2020年)》,开始了地下水污染的治理工作。

1 地下水石油污染修复技术简介

目前国内外地下水污染修复技术主要有污染源控制技术、水动力控制技术、异位修复技术、原位修复技术以及自然修复技术等。

1.1 污染源控制技术

污染源控制技术是将已经受石油污染的地下水分离开来, 以最大限度地减少其对附近洁净地下水的污染的一种技术。主要分为被动收集技术和屏蔽技术。

1)被动收集技术是将溢油收集起来或收集起来加以处理的一种技术[3]。该技术的实施所需的工程量大,对受污染土壤及地下水的处理成本较高,对于污染物延伸到地表深处或污染发生在沟道难以施工的区域(建筑下部等)或拥挤地区时,该方法难以实施。该技术通常能有效处理轻质污染物(如油类等),适用于对含水层较浅、土壤不均一性较大、渗透性较差、饱和含水层厚度小且容易到达污染场地的修复。

2) 屏蔽技术是通过在地下建立各种物理屏障,将受污染水体封闭起来[3]。用来防止污染物在地下水中扩散的物理屏障包括泥墙、帷帐式灌浆、打板桩等[4]。屏蔽技术能将石油污染物控制在一定的区域内,避免其对敏感区域的污染,但实施的工程量大,成本高。一般情况下,该技术是在地下水污染治理的初期,用于临时控制地下水域污染扩散,而只有在处理小范围的剧毒、难降解污染物时,才会考虑采用永久性的屏蔽方式[3]。

1.2 水动力控制技术

水动力控制技术是在受污染地下水的上下游设置井群系统,通过抽水和注水相结合的方式,改变地下水的水力梯度,使污染物仅存在于井群系统内部,阻止污染物扩散。水动力控制技术包括上游分水岭技术和下游分水岭技术[4]。

水动力控制修复地下水石油污染具有设备简单,运行成本较低,在污染初期能有效控制污染物扩散等优点[5]。但其使用受到当地水文地质条件的限制。该技术是一种临时性的控制技术,主要用于在治理初期防止污染物的扩散蔓延, 适合于对轻质非水相液体进行处理[3]。

1.3 异位修复技术

异位修复技术也叫抽出处理技术, 是根据地下水石油污染场地的范围设置抽、注井,通过水泵将受石油污染的地下水从井中抽出, 送往净化系统处理,处理后的水供给用户或回注至含水层,如图1所示[6,7]。

抽出处理技术适用范围广, 在地下水污染处理的早期见效快,周期短,效率高,无2次污染,是处理污染范围大、污染晕埋藏深的污染场地的主要方法。但这一技术只适合于短期应急控制,这是因为:①泵抽方法难以清除因毛细张力而滞留的非水相液体;②成本高,对修复区干扰大;③对于开放的污染源,在停止抽水时,污染物浓度的拖尾和反弹现象严重;④系统需要定期的维护与监测[6]。

轻质非水相液体回收技术是抽出处理技术的一种。轻质非水相液体回收即抽取地下水,使地下水环境形成地 下水位降 落漏斗 , 轻质非水 相液体(LNAPL) 向漏斗中心汇集 , 然后利用泵直接抽取LNAPL。抽取出来的地下水经净化处理合格后回注至含水层或使用,抽取出的LNAPL则经过脱水等简单处理后回收。处理流程如图2所示[8]。

该技术操作简单, 能在井中实现对油品和水的分离,降低采出水中乳化油的含量,整个操作过程全部自动化,提高回收率,适用于较低潜水位、石油污染严重的地下水处理。其局限性在于:成本高,系统的启动和调整需要专业人员,对场地的要求高,大量水需要处理和排放, 且在运行过程中易产生乳化作用[8]。

1.4 原位修复技术

原位修复技术是在原位对受污染的地下水进行修复的技术, 其主要优势是修复彻底、时间相对较短、处理污染物种类多,成本比较低。原位修复技术主要包括原位曝气修复技术、原位强化微生物修复技术、原位化学氧化技术、有机粘土法、可渗透反应墙、电化学动力修复技术以及地下水循环井技术等。

1) 原位曝气技术 (AS) 是在含水层中以一定的压力注入一定体积的气体(通常为空气),通过吹脱、挥发、溶解、吸附、解吸和生物降解等作用去除饱水带和地下水中的有机污染物。

原位曝气技术的主要优势有:①设备易于安装,操作成本低;②对修复场地的破坏较小;③修复效率高,时间短;④处理工艺简单。其缺陷在于:①若操作条件控制不当,可能导致污染物迁移;②当含水层介质渗透性较小,或具有低渗透透镜体,或不饱和区厚度过小时,修复效果较差。该技术适用于去除所有挥发性有机物及可好氧生物降解的污染物。在处理均质、渗透性好的污染含水层具有很好的效果[8,9,10]。

2)原位强化微生物修复技术是通过往地下水中注入氧气和营养物质以加强微生物降解作用的一种技术。该技术具有操作简单、经济、效率高、很少造成2次污染等优点。其局限性在于降解作用并非对所有石油烃有毒组分有效,环境条件不易控制;对于地下污染场地修复不均匀,速率较慢。该技术主要应用于石油污染程度较轻以及污染物不易转移的污染场地修复中,能处理挥发性及半挥发性有机污染物,可与其他修复技术联合使用,处理复合污染[8]。

3)可渗透反应墙(PRB)技术是将可渗透反应墙安装在地下含水层中,垂直于地下水流方向,当地下水流在自身水力梯度作用下通过PRB时,污染物会在反应墙中被降解、吸附、沉淀消除毒害,从而达到地下水环境修复的目的[5,11]。

与其他原位修复技术相比,PRB技术的优势有:①工程设施较简单;②能长期有效运行,能处理多数污染物;③成本低。其局限性在于:①容易发生堵塞,需及时清理,定期更换;②需控制p H值;③更换修复方案较为麻烦;④更换可能会造成2次污染。PRB技术适用于对石油中挥发性及半挥发性有机污染物的处理[9]。

4)原位化学氧化 (ISCO) 是一种往污染场地加入强氧化剂与地下水、沉积物和土壤中的有机污染物发生化学反应, 从而使污染物得以降解或转化为无毒或毒性较小物质的修复技术[12]。

原位化学氧化修复技术具有不必开挖土地、不破坏地上结构、周期短、见效快、成本低和处理效果好的优点。但氧化剂的使用可能会给土壤及地下水环境带来2次污染[9]。该技术能有效去除氯化溶剂、苯系物等挥发性有机物, 能高效处理含非饱和碳键的化合物。

5)有机粘土修复技术即在现场向污染区域的蓄水层中注入季铵盐阳离子表面活性剂, 使土壤和含水层物质中含有的粘土形成有机粘土矿物, 利用有机粘土矿物的吸附作用来截住和固定疏水性有机污染物,防止污染物在地下水中进一步扩散。该方法可配合生物降解等手段, 增加疏水性有机物的溶解及生物可利用性,永久地消除地下水污染[13]。

尽管有机粘土对疏水性有机污染物的吸附稳定性及其影响因素有待进一步研究, 但该技术开发利用价值很大,治理成本低,在一般性环保技术不能解决的非点源区域性污染方面能发挥独特的作用。该技术可用于处理地下水中的疏水性有机污染物,适用于治理初期污染物的固定, 对存在有机粘土的污染场地尤为有效[5,14]。

6)原位电化学动力修复技术的实施是将电极插入污染区域, 施加直流电压从而在污染区域形成电场梯度, 使土壤孔隙水中的溢油在直流电场产生的电渗析的作用下沿电力场方向定向移动, 迁移至设定的处理区集中处理[15]。

原位电化学动力修复的优势有: ①后期处理方便、2次污染少,对环境扰动小;②投资比较少,快速有效;③安装操作简便;④不受当地水文条件限制。其局限性在于:①不适于含水率过低(低于10%)的土壤;②存在电流降低的极化现象[16]。电化学动力修复技术适用于小范围处理吸附性较强的有机污染物, 对多相不均匀介质和粒径不同的污染土壤的处理也很有效,不仅适合饱和土壤水层,还适合含气层土壤的处理,不受深度限制。

7) 原位井中气提技术的工作原理如图3所示。通过曝气,使气水混合物从内井不断上升至井口,随后水在外井自由回落, 水穿过外井上部穿孔花管反渗回含水层,气体则经气水分离器后排出。在曝气过程中, 地下水中的挥发和半挥发性有机物会不断由水相挥发进入气相,由空气携带至地面进行处理;同时空气中的会不断溶解进入水相, 强化循环井周围污染物的降解作用[17,18]。系统运行稳定后,地下水在循环井的周围形成一个三维椭圆形流场, 从而使污染物在水力冲刷和浓度梯度作用下不断由介质孔隙往水相中转移,最终通过循环井去除[19]。

注:1—循环井外井管;2—循环井内井管;3—上部穿孔花管;4—密封隔断;5—曝气管;6—下部穿孔花管 ;7—尾气出口;8—曝气泵;9—气水分离室 ;10—地下水流线 。

原位井中气提修复技术具有以下几个优点:①循环井结构简单,便于操作维修;②对场地环境扰动小;③无需将地下水抽至地表,成本大幅降低;④可用于处理低渗透性含水层[20]。该技术适用于处理石油中挥发性和可降解性较强的污染物, 适合于水力传导系数及孔隙度较大的地下水污染场地的修复。

1.5 自然衰减修复技术

自然衰减(NA)是指进入到地下环境中污染物通过吸附、弥散、挥发和生物降解等作用,能够有效降低污染物的浓度,防止污染范围进一步扩大,并在较长一段时间后能使地下水得到净化[21]。

监控自然衰减(MNA)是基于自然衰减发展而来的,修复过程完全依赖于环境作用,只是利用相应的监控技术全程关注自然修复过程[21]。

自然衰减修复技术具有能将污染物最终转化为无害物质、无2次污染、对生态环境的干扰较小、工程设施简单、修复成本低等优点。其缺陷在于:①处理效率低、周期长、可能无法控制污染晕的进一步扩大;②需要收集数据,模拟、评估降解速率及途径;③降解的中间产物可能更不稳定、更毒;④在污染物浓度降至一定水平之前场地可能不能使用[8,9]。通常MNA技术适合处理污染程度低的场地,包括受石油污染严重场地的外围,或污染源很小的区域[9]。

2 修复技术的联合应用

2.1 土壤-地下水联合修复技术

在地下水石油污染修复过程中, 单纯修复受污染地下水会使得污染物由于受到毛细张力作用而滞留于土壤中, 而土壤中的石油污染物经雨水等的淋滤作用后会再次污染地下水[9]。因此,有必要对石油污染场区的地下水和土壤进行同步修复, 最大限度地降低污染的可能性。

2.1.1 土壤气相抽提-原位曝气联合修复

在联合应用时, 利用气泵将空气由垂直或水平井注入到地下水位以下, 使土壤孔隙和地下水中的污染物挥发进空气中。同时,在浮力作用下含污染物的悬浮羽状体不断上升,到达地下水位以上区域,再通过土壤气相抽提对其进行处理[9]。

土壤气相抽提与原位曝气技术联合使用(SVEAS技术)适用于挥发和半挥发石油污染物对粒径较均匀且渗透率适中土壤及地下水污染的处理[9]。

2.1.2 生物通风-原位曝气联合修复

生物通风与原位曝气联合修复 (BV-AS技术)是通过往含水层注入空气来加强生物好氧降解,同时在空气作用下将污染物由地下水传送到渗流区,在渗流区利用BV技术对污染物进行处理[9]。

BV-AS技术比SVE-AS技术处理对象范围广,且能降低尾气处理成本,适于对土壤中挥发性、半挥发性和不挥发性可降解有机污染物进行处理。但该技术不能对低渗透率、高含水率、高黏度的土壤实施有效修复[9]。

2.1.3 双相抽提

双相抽提(DPE)指的是通过同时抽出土壤中的气相污染物及地下水中的污染物, 并分别对污染物进行处理, 从而达到对污染场地进行修复的一种修复技术[9]。DPE系统可分为单泵系统和双泵系统,适合对挥发性有机污染物及燃料的处理, 在非均质粘土及细砂环境下比SVE更高效[8]。

1) 单泵系统相当于SVE与地下水修复技术的结合,通过真空设备提供抽提动力。单泵DPE系统工艺流程如图4所示[22]。

单泵DPE系统的优点有:①无需井下泵;2对场地扰动小;③处理时间较短(最优条件下半年至2年);④地下水的抽提率显著提高;⑤可在建筑物底下进行,还可用于无法挖掘的区域;⑥采用借助气体的提除,减少地下水处理费用。其缺点在于:①抽出气体的处理及油水分离处理费用较高; ②要求专业设备及高端控制技术;③运行时要求繁杂的监测及控制。单泵DPE技术常用于处理由石油泄漏造成的自由移动性LNAPL污染的地下水层,适宜对地下水水位波动不大、含有小到中等颗粒土壤的低渗透率场地进行修复[9]。

2)双泵系统是通过水泵和真空设备将液相和气相污染物抽提至液相处理系统和气相处理系统进行处理。双泵DPE系统的工艺流程如图5所示[22]。

双泵DPE技术具有如下优势:①拥有成熟的设备;②适合的土壤渗透性范围较宽。其缺陷性在于设备费用高,不适合低渗透性土壤,要求有足够的地表信息[9]。双泵DPE技术能对各种石化污染场地进行修复, 很适合对存在非水相液态的污染场地进行修复,受地下水位波动影响小,对中、高渗透率的土壤修复效率较高[22]。

2.2 表面活性剂增效修复技术

表面活性剂增效修复技术(SEAR技术)的具体实施过程是将表面活性溶剂注入到地下水污染区域,与污染物发生反应,使吸附或残留于多孔介质中的污染物进入水相,并通过抽提井抽出,在地表经处理合格后回注至含水层[23]。

SEAR技术在促进污染物抽提速率的同时还能提高污染物的生物可利用性, 能有效避免拖尾和回弹现象,但该技术成本高、可能会对环境产生2次污染[24]。表面活性剂增效修复技术适用于污染范围大、污染晕埋藏深的污染场地的短期应急控制, 对轻质非水相液体去除效果明显[24]。

3 地下水石油污染修复技术对比

地下水石油污染修复技术很多, 但针对某一特定情况的修复技术则只有几种甚至一种。表1为常用技术适用范围及评价参数。在方案的选择过程中,项目实施方首先需要综合考虑含水层深度、介质类型、污染范围、污染程度,以初步确定需要采用的修复技术,随后,对选出技术的成熟性、治理成本、修复效率等信息进行对比分析,以选择合理的修复技术。

从表1可以看出,屏蔽、抽出-处理、双相抽提单泵系统及双相抽提双泵系统等技术的成本最高,但这些技术的处理效率高, 能快速控制污染物的扩散、降低污染物的浓度,尤其是抽出处理技术在地下水石油污染修复中应用最为广泛; 土壤气相抽提原位曝气及生物通风-原位曝气技术的成本较高,这些技术能实现对较小范围污染场地的地下水和土壤的联合修复, 但目前为止还应用较小或仅限于示范应用。原位曝气、可渗透反应墙、原位化学氧化、有机粘土、电化学动力、表面活性剂增效修复等修复技术成本较低,其中原位曝气、可渗透反应墙及原位化学氧化技术已在地下水石油污染治理中得到广泛应用, 有机粘土法及表面活性剂增效修复技术目前还处于示范应用阶段,但其应用前景广泛。

注:1)含水层深度: A—0~4.6m;B—4.6~15.2m;C—15.2~30.5m;D—>30.5m。 2)含水层渗透性:a—渗透性强;b—渗透性较强;c—渗透性较弱;d—渗透性弱。

在我国,地下水石油污染治理仍处于起步阶段。因此,对于抽出-处理、原位曝气、强化微生物修复、可渗透反应墙、监测自然衰减等已证实好用的技术,我国应加强其现场应用,在应用中不断改进、完善;对于水动力控制、土壤气相抽提-原位曝气、双相抽提单泵系统、双相抽提双泵系统这些应用较少的技术,我国需谨慎应用,待确定好用后加以推广;对于有机粘土、电化学动力、地下水循环井、生物通风原位曝气、表面活性剂增效修复这些处于示范应用的修复技术,我国需实行小范围试点应用,待确定技术可靠性后考虑其应用规模。

4 结束语

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