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1、 地下水与地下水污染 我国区域地下水污染基本情况 地下水污染的类型 地下水污染源 地下水污染的危害 地下水污染的防治 地下水污染控制技术 治理办法 结论 地下水定义 地下水是地表水经由含水层的补给源进入地层并储存于其 中形成的 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 生态价值主要体现在它具有良好的涮蓄功能 可以平衡 丰枯年水资源的利用 经济价值体现在闪其具有水质优良和便于开采的特点 可以战为满足特定需求的独立水源 也可以作为一种 正规的补充水源地 就水质而言 地下水是自然界提供给人类的最好的饮用 水水源 地下水作为重要的供水水源 在保证居民生活 用水
2、社会经济发展和生态环境平衡等方面起到不可替 代的作用 关于地下水污染的定义 目前国内外学者仍无比较统一 的说法 似乎有点众说纷纭 但正确的定义是 凡是人类活动影响下 地下水水质变 化朝着水质恶化方向发展的现象 统称为 地下水污染 不管此种现象是否使水质恶化达到影响使用的程度 只要这种现象一发生 就应视为污染 至于天然地下水 存在某些组分浓度相对富集和贫化而超过水质标准的现 象 不应称为地下水污染 而应称为 天然异常 由于人类活动的影响 特别是城市生活污水及垃圾 堆放 工业 三废 等的排放 农业大量使用化肥农 药等 导致地下水污染问题曰益突出 污染严重区 主要分布在大城市的中心地带 城镇周围区
3、排污 河道两侧 地表污染水体分布区及引污水灌溉农田 地区 据统计 我国大 中城市浅层地下水不同程度地遭 受污染 其中约一半的城市市区地下水污染较严重 全国多数城市地下水水质呈下降趋势 部分城市 浅层地下水已不能直接饮用 由此造成的缺水城市 和地区日益增多 污染组分主要有三氮 NO3 NO2 NH4 酚 氰 重金属总硬度及 COD等 地下水污染 不仅检出组分越来越多 越来越复杂 而且污染程度和深度也在不断增加 有些地区深 层水中已有污染物检出 地下水污染正由点污染 条带状污染向面上扩散 由浅层向深层渗透 从城 市向周围蔓延 应引起高度重视 鉴于地下水有机污染的普遍性多样性 危害性及其复杂 性 国
4、土资源部从1999年以来 先后在京津冀 长江 三角洲 珠江三角洲等地区开展了地下水有机污染调 查 研究地下水污染调查 监测工作初步显示 主要 城市及近郊地区地下水中普遍检测出有毒微量有机污染 物 且不同地区由于地质水文地质条件的差异 有机污 染物在地下水中的分布也存在明显不同 从目前初步调 查结果看 地下水中检出的有机污染物含量普遍较低 在有限定值的指标中 邻苯二甲酸二正丁酯最大检出值 超过我国生活饮用水卫生标准1 4倍 邻苯二甲酸 2 一乙基 己基 酯最大检出值超过我国生活饮用水卫生标 准 0 1 25倍 1999 2002年在京津冀典型地区开展地下水有机污染调 查 检测有机组分43项 实际
5、检出36项 分别为单环芳 烃1 2项 卤代烃 多环芳烃 1 6项和有机农药 8项调查 表明 氯代烃中的三氯甲烷 四氯化碳 三氯乙烯 四 氯乙烯是调查区主要检出的有机污染物 2003年以来 在长江三角洲典型地区开展了浅层地下水 有机污染调查研究 120 J E水井进行了卤代烃 单环 芳烃和农药等有机污染组分的取样测试 挥发性有机物 和农药均有不同程度检出 但有机污染物含量还未发现 超标 2005年开始 在珠江三角洲地下水调查中发现 挥 发性有机污染物和半挥发性有机污染物均有明显检 出 珠江三角洲中心区地下水污染已呈现一定的区 域分布特征 调查区中大多数地下水源地水质良好 地表水污染比地下水污染严
6、重 丘陵区地下水污 染轻微 地下水有机污染样品检出的污染物种类包 括卤代烃类 单环芳烃类 多环芳烃类 酞酸酯类 酚类 酮类共六大类 均主要为化学工业品污染 地下水污染的类型有很多 较常见的有病原微生物 及耗氧有机物污染 无机有害和有毒物污染 金属 有害和有毒物污染 有机毒物污染 石油污染 放 射性污染 受我国水资源及人口分布 经济发达程度 开采条 件等诸多因素的影响 地下水的污染源也各不相同 根据我国地下水污染源的分布特征可分为点污染 源 面污染源 扩散污染源 点污染源在技术上的定义为 任何会释放或可能释 放污染物的独立载体 这些载体必须是可以辨别的 而且有一定的范同 点污染源包括垃圾填埋场
7、易泄漏的石油储存罐 易泄漏的化粪池和意外溢U 面污染源是与点污染源相对应的 面污染源主要 指农村灌溉水形成的径流 农村巾无组织排放的 废水 地表径流及其他废水污水 农村废水一般 含有有机物 病原体 悬浮物 化肥 农药等污 染物 畜禽养殖业排放的废水也含有很高浓度的 有机物 它们在自然界比较稳定 在一定的时间 内 会残留在土壤 水域及生物体内 并随着食 物链逐步积聚在人体内 引起一些不量后果 扩散污染源是大气扩散的污染物通过沉降或降 水等途径进入水体 主要指放射性沉降物和酸 雨等 地下水污染不仅会导致传染性疾病等社会公害的发 生 还会因其失去作为水资源的经济和生态价值而 加剧水资源短缺的紧张局面
8、 严重制约经济和社会 的可持续发展 地下水污染直接影响饮用水源的水质 当饮用水 源受到合成有机物污染时 会导致如腹水 腹泻 肠道线虫 肝炎 胃癌 肝癌等很多疾病的产 生 特别是人们饮用被硝酸盐污染的地下水后可 以导致癌症 还可能引起高铁 变性 血红蛋白症 导致患者死亡 地下水被制漆厂污染地下水被制漆厂污染 水龙头流出水龙头流出 蓝墨水蓝墨水 很多地区的农民有喜欢用污水浇灌农作物的习惯 当农 作物吸收污水废水和化学肥料中过量的氮素 硝酸盐 亚硝酸盐和氨氮 时 这些有害氮素能降低农作物 如土 豆等 对机械损伤的抵抗力 降低水果和蔬菜的质量 减 少香味和冬季的耐藏力 还能降低某些农作物的养分 地下水
9、污染造成的水质恶化对生态环境的影响也是巨大 的 污染物排人河流 湖泊后除了对水体中天然鱼类和 水生物造成危害外 对水体周围生态环境的影响也是一 个重要方面 过量的硝酸盐进入河 湖后 使河 湖 水酸化并有腐蚀性 影响水中生物的正常生长 甚至能 导致某些水中生物 的灭绝 地下水污染对人体健康 农业生产 生态环境的负面 影响 都会表现为经济损失 据农业部和环保总局联 合发布的2006年度 中国渔业生态环境状况公报 显 示 全国共发生渔业水域污染事故 1463次 污染面 积约 9 4万 hm2 造成直接经济损失约2 43亿元 地下水污染带来的危害是触目惊心的 地下水污染一般 不容易发觉 具有污染途径隐
10、蔽 污染机理与污染防治 系统庞大 地下水流慢等特点 一旦污染很难治理 即 使花很大的代价 耗时较长 也难奏效 因此 在地 下水环境保护工作上要坚持以防为主的方针 宁肯在预 防上投入足够的人力 物力 而不要在污染发生后付出 更大代价去治理 坚持 预防为主 防治结合 分类管 理 综合治理 原则 既要积极治理现存的污染 保护 地下水的出入口 防止水质的进一步恶化 又要采取有 力的措施防止新的污染产生 以全面保护地下水资源 1 合理开发和利用地下水资源 2 提高公众环境意识并加强地下保护宣传力度 3 建立水质监测网并重点做好水质监测工作 4 开展地下水环境脆弱性调查评价及编制评价图册 地下水污染一般不
11、易被发现 不像地表水可以从水体的 颜色 嗅味等物理性状来判断是否受到污染 当发现时 污染已持续 很长时间 污染范围已经扩大 地下水污染 治理涉及受污染的土壤及含水层的治理和恢复 比地表 水污染治理难度要大 费用要高 因此 对地下水污染 要采取以防为主的方针 1 开展地下水环境脆弱性评价 为决策 管理人员和规划设 计 人员提供有关地区的地下水环境条件 指导工程的选址 选线 合理布局工农业生产 合理调整产业布局 进行环境功能 分区 划 分重点水源保护区 2 改进工业生产工艺 采取无污染或少污染的新工艺 减少污 染物的排放量 3 严禁采用渗井 渗坑排放污水 4 合理适当使用氮肥 使所使用的氮肥既满足
12、作物生长的需要 又不要过量 提高作物对氮的利用率 实施节水灌溉 减少氮 的流失 5 严禁垃圾乱堆乱放 建设城市垃圾卫生填埋 6 加强水资源保护 严格执法和管理 增强环保意识 自觉保 护水资源 地下水污染控制技术归纳起来主要有 物理处理 法 水力法 抽出处理法 化学法 生物修复法 物理法是用物理的手段对受污染的地下水进行治理的一 种方法 概括起来又可分为 7 1 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 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 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
13、法 7 1 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 或将所有受 污染地下水收集起来以便处理的一种方法 7 1 3 抽提法 该法是在污染区施工一对或数对钻孔 向一个孔中注入清洁的水 从另一个孔中抽出含污染物的水到地表进行处理 去除污染物 或使其失效 在有些情况下处理过的水又重新注入地下 然后再 抽出 一直持续到抽出的液体不含污染物为止 这种处理方式对 抽取出来的水中污染物进行高效去除 但不能保证全部地下水尤 其是岩层中的污染物得到有效去除 水力法是利用井群系统 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
14、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 法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 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 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 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 法和焚烧法等 化学法 包括 混凝
15、沉淀法 氧化还原法 离子交换法和中和法等 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 受污染的地下水抽 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 处理后的地下水的去向 有两个 一是直接使用 另一个则是用于回灌 因此环境学 者和水文地质学者转向原位处理方法的研究 化学修复是通过氧化 还原 吸附 沉淀 有机金属 络合等化学反应使重金属或有机物在原地转化为无毒 或毒性小的形式 或形成沉淀而去除 显然 反应 药剂的研究与开发是关键 它们应具有很高的活性 本身无毒 不造成地下水的二次污染
16、且成本低廉 具体有 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 渗滤墙技术主要适用于较薄 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 灰 岩 用以中和酸性地下水或去除重金属 活性炭 用 以去除非极性污染物和CC1 苯等 沸石和合成离 子交换树脂 用以去除溶解态重金属等 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 对于有机烃类污染 可用空气吹脱 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 理论上 只要整个受污染区域
