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1、LOGO 地下水污染 Groundwater contamination 2013年11月27日 Contents 我国地下水污染现状1 地下水污染物 2 地下水污染途径3 地下水水环境修复技术 4 地下水污染的概念 较较常见见的定义义是:凡是在人类类活动动影响下,地下水变变化朝着水质恶质恶 化方向 发发展的现现象,统统称为为/地下水污污染 。 地下水污污染的原因：人类类活动动 自然地质质原因（矿矿化或者异常） 地下水污污染的标标志：水质质不断恶恶化，不是只有超过过水质标质标 准的才算污污染 ，有达到或者超过过的趋势趋势 亦算污污染 如此定义义，是为为了强调调水质恶质恶 化的过过程，便于防治
2、因此地下水污污染是指人类类活动动使地下水的物理、化学和生物性质发质发 生改 变变,从而限制或妨碍地下水在各方面的应应用 。 1 我国地下水污染现状 我国约约有70%的人口以地下水为为主要饮饮用水源,全国95%以上的农农村人口饮饮用 地下水,在我国北方干旱-半干旱地区的许许多城市和乡乡村,地下水成为为唯一饮饮用水源。 全国灌溉溉面积积7亿亿多亩亩,其中使用地下水浇浇灌的占总总灌溉溉面积积的40%。全国有310个 城市开采利用地下水作为为城市供水水源,约约占全国城市总总数的71%1-2。 中国国土资资源公报报 中国地下水污污染图图 1 我国地下水污染现状 1 我国地下水污染现状 1 我国地下水污染
3、现状 地下水污污染主要集分布在城区附近和地表 水污污染严严重的地方 2 地下水污染物 概念 凡是人类类活动导动导 致进进入地下水环环境，会引起水质恶质恶 化溶解物 或悬悬浮物，无论论其浓浓度是否达到使水质恶质恶 化的程度，均称为为 地下水污污染物。 按性质质可分为为： l化学污污染物 无机污污染物 有机污污染物 l生物污污染物 l放射性污污染物 Chemical Pollutant 无机污污染物（Inorganic） 氮类污类污 染物：NO3-、NO2-、NH3 盐类：Cl-、SO42- 、硬度、F- 、TDS 重金属：As、Cr、Hg、Pb、Cd等 毒性污染物：氰化物、砷、汞、镉、铬、铅 其
4、中硬度、TDS、 Cl-、SO42- 、 NO3-、 NH3等无直接毒害作用的无机 污染物，但达到一定浓度后，同样会对其可利用或对环境、甚至对 人类健康造成不同程度的影响或危害 有机污污染物（Organic）：种类多，含量低，毒性大，“三致性” 生物易降解 生物难难降解 生物易降解 l多属碳水化合物、蛋白质、脂肪和油类等自然生成的有机物 l不稳稳定，在微生物作用下，都能转转化为稳为稳 定的无机物，如 有机污污染物 CO2+H2O , 有机污污染物 H2S+CO2+H2O , l主要来源于生活污污水，以动动植物残体为为原料加工生产产的屠宰、肉类类加 工、乳品、制革和食品等工业废业废 水 l无直接
5、毒害作用，在降解过过程中会消耗DO，使DO下降。 好氧厌厌氧 生物难降解 l性质稳定，不易分解，能在各种环境介质中长期存在 l环境内分泌干扰物（环境激素）：烷基酚、邻苯二甲酸酯等 l持久性有机污染物（POPs, Persistent Organic Pollutants ）：在 生物体内积累富集、通过食物链对高营养等级生物造成危害性影响，通 过蒸气可长距离迁移至遥远的偏僻地区和极地地区，在特定环境浓度下 可能对接触该化学物质的生物造成有害或有毒效应 l这类物质大多数具有较强毒性，甚至剧透致癌、致畸、致突变的作用， 对人体健康构成严重威胁 生物难降解 13 常见的常见的几种难降解几种难降解有机有
6、机污染物污染物 多环芳烃：PAH 多氯联苯：PCBs 非水相流体：NAPLs（ DNAPLs &LNAPLs） 挥发性有机化合物：VOCs 半挥发性有机化合物：SVOCs 亚硝基二甲胺：NDMA 持久性有机污染物：POPs 苯并a芘：BaP 多氯代二苯并二噁英：PCDDs 六氯代苯：HCB 六六六：BHC 三氯乙烯：TCE 四氯乙烯 ：PCE 二氯乙烯 ： DCE 苯系物： BTEX 甲基叔丁基醚 ：MTBE Biological PollutantBiological Pollutant 细细菌(Bacteria) l 地下水中曾发现发现 并引起水媒病传传染的致病菌有：霍 乱弧菌（霍乱病）、
7、伤伤寒沙门门氏菌（伤伤寒病）、志贺贺 氏菌等 病毒(Virus) l比细细菌小得多，存活时间长时间长 ，比细细菌更易进进入含水层层 ，地下水中曾发现发现 的病毒主要是肠肠道病毒，如脊髓灰 质质病毒、胃肠肠病毒、呼吸道肠肠道病毒等，且每种病毒 又有多种类类型，对对人体危害很大 寄生虫(Protozoa ) l原生动动物、蠕虫及真菌 Radioactive PollutantRadioactive Pollutant 六种放射性核素 l氚氚、碘、锶锶、铯铯、钚钚、镭镭 实实例 l1986年4月26日前苏联苏联 的切尔诺贝诺贝 利核电电站 核爆炸事故 l二战战期间间日本广岛岛和长长崎的原子弹弹 概念
8、及分类 oo 按物质的形成原因按物质的形成原因 n n 自然污染源，如海水等自然污染源，如海水等 n n 人为污染源，如废水、废渣等人为污染源，如废水、废渣等 oo 按行业或部门活动按行业或部门活动 n n 工业污染源工业污染源 n n 农业污染源农业污染源 n n 生活污染源生活污染源 n n 区域性水体污染源区域性水体污染源 oo 按时间动态按时间动态 n n 连续性污染源连续性污染源 n n 间断性污染源间断性污染源 n n 瞬时性污染源瞬时性污染源 污染源：引起地下 水污染的各种物质 的来源，如各种组 分、热、沙尘等 3 污染途径污染源 工业污染源 工业三废：废水、废渣、废气 储存装置
9、和输运管道的渗漏 工业物的事故性泄漏 农业污染源 农药：杀虫剂、杀菌剂和除草剂 化肥：氮肥、磷肥和钾肥 动物废物：大量的氮、细菌和病毒 植物残余物：需氧特性 污水灌溉：多种有毒有害物质，尤其是重金属与POPs 生活污染源 人体的排泄物 肥皂、洗涤剂、腐烂的食物等 科研文教单位排出的废水成分 医疗卫生部门的污水：细菌和病毒 生活垃圾：挥发性脂肪酸、烃类化合物，卤代烃、邻苯二甲酸酯类、酚类 按行业和部门划分 3 污染途径污染源 概念与分类类 概念 l污染物从污染源进入到地下水中所经过的路径 l有助于制定正确的防治地下水污染的措施 分类 l依据水力学特点，分为4种 1、间歇入渗型 2、连续入渗型 3
10、、越流型 4、径流型 3 污染途径 间间歇入渗型 特点 l有毒或有害物质质周期 性渗入含水层层 l受污污染的对对象主要是 浅层层地下水 l常与大气降雨或灌溉溉 对应对应 l污污染源一般呈固态态， 淋滤滤固体废废物堆引起 的污污染 2006-09-19 连续连续 渗入型 特点 l污污染方式由上而下 l污污染物经经包气带连续带连续 渗入 l污污染源一般呈液态态，如废废 水渠、废废水池和受污污染的 地表水体连续连续 渗漏造成地 下水污污染 22 越流型 特点 l污污染物通过过越流形式 l人类类活动动引发发越流方向改变变 l难难于查查清越流具体的地点及地质质部位 23 径流型 特点 l污污染物通过过径
11、流形式 l污污染范围围可能不很大 l污污染程度往往由于缺乏自然净净化作用 而显显得十分严严重 地下水污染的特点 隐隐蔽性 即使地下水已受某些组组分严严重污污染，但它往往还还是无 色、无味，不易从颜颜色、气味、鱼类鱼类 死亡等鉴别鉴别 ， 即使人类类引用了受有毒或有害组组分污污染的地下水，对对 人体的影响也只是慢性的长长期效应应，不易察觉觉。 难难以逆转转型 地下水受污污染后，很难难治理和恢复。原因是其流速 缓缓慢，切断污污染源后仅仅靠含水层层本身的自然净净化， 所需时间长时间长 达数十年、甚至上百年。 4 地下水水环境修复技术 目前，较为较为 典型的地下水修复技术术主要有以下三种 ： 1、抽出
12、处处理技术术，简简称PT技术术； 2、监测监测 天然衰减技术术，简简称MNA技术术； 3、渗透性反渗透性反应墙应墙应墙应墙 （PRBPRB） 4、空气注入修复技术术（AS） 5、生物修复技术术 26 ) oo 抽出抽出- -处处处处理法是最早使用、理法是最早使用、应应应应用最广的用最广的经经经经典方法典方法 oo 从从污污污污染染场场场场地抽出被地抽出被污污污污染的水，并用染的水，并用洁净洁净洁净洁净 的水置的水置换换换换之；之；对对对对抽出的抽出的 水加以水加以处处处处理，理，污污污污染物最染物最终终终终可以被去除可以被去除 oo 必必须须须须把把对对对对抽出抽出- -处处处处理系理系统统统
13、统的的监测监测监测监测 作作为为为为修复措施整体必不可少的修复措施整体必不可少的 组组组组成部分，成部分，监测监测监测监测 系系统统统统的运行状的运行状态态态态 oo 处处处处理后地下水理后地下水 n n 直接使用直接使用 n n 回灌回灌 oo稀稀释释释释受受污污污污染水体，冲洗含水染水体，冲洗含水层层层层 oo加速地下水的循加速地下水的循环环环环流流动动动动 抽出-处理法(Pump And Treatment PT技术术 优优点 l 在地面进进行污污水处处理，操作简简便 l运用较较早，完善程度较较高 缺点 l费费用高 l对对非水溶性的污污染物处处理效果极差，几乎没有效果 l对对抽水泵泵位置
14、要求高 l不封闭污闭污 染源，停止抽水时时，溶解的污污染区又会形 成甚至扩扩大 监测监测 天然衰减技术术（MNA) 美国EPA的定义义 l依赖赖自然衰减作用，在同其他更有效的方法所 用时间时间 相比属合理的时间时间 限定内，使特定地点 达到修复目的 l包括污污染物的生物降解、扩扩散、稀释释、吸附、 挥发挥发 、及化学或生物固定、转转化或破坏等 l这这些作用在无人为为干扰扰的可行条件下，能够够降 低土壤和地下水中的污污染物的数量、毒性、迁 移性、体积积或浓浓度 空气注入修复技术术 处处理 抽提 修复原理：将加压后的空气注射到污染地下水的 下部，气流加速地下水和土壤中有机物的挥发和 降解，并以供氧
15、为手段，促进地下污染的生物降 解。 优点 设备简单，安装方便，已操作 原位修复，干扰小 缺点 对非挥发性污染物不适用，不适合在低渗透率低或 高粘土含量的地区使用 生物修复法：植物&微生物 处处理 抽提 植物修复法的机制 降解 转移 固定（可容性） 32 污污染物的降解 植物通过过呼吸作用提供了更多的氧气进进入土壤，加快了 土壤中细细菌的活性，同时时，通过过他们们的根系来为为土壤 的细细菌提供营营养，使细细菌更有效的降解污污染物 。 在植物生长过长过 程中产产生酶，污污染物在酶的作用下能被分 解成单单分子的物质质（如H2O、CO2、乙醇及其它），这这 些物质够进质够进 入到植的机体内，甚至能促进进植物的生 长长。 33 污污染物的转转移与可容性 把污污染区的污污染物质质通过过植物的作用转转移到别别的地方，使 该该区的污污染不再那么严严重 有些植物可吸收土壤或地下水中单单分子污污染物，污污染物质质 被保存在植物的体内，随着污污染物质质的富集，便会引起植 物的中毒现现象。此时时，可通过过收获这获这 些植物，通过过燃烧烧或 别别的方法来从
