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【摘要】随着我国经济的发展,随之带来的是环境问题,其中突出的是地下水污染。由于地下水污染的隐蔽性以及难以逆转性,为地下水污染的治理带来了很大困难。凡是在人类活动影响下,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。我们应该在治理的同时更应该加强地下水资源的保护,以预防为主,治理为辅。加强人们的环保意识,从而从根源控制地下水的污染。
【关键词】地下水污染有机污染重金属
一、地下水污染概述
凡是在人类活动影响下,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。
地下水污染因其特殊水体的特殊存在位置有以下特征:
(1)隐蔽性
即使地下水已受到某些组分严重污染,却从表观上很难识别,一般仍然表现为无色、无味,即使人类饮用了受有害或有毒组分污染的地下水,对人体的影响也只是慢性的长期效应,不易察觉。
(2)难以逆转性
地下水一旦受到污染,就很难得到恢复。一方面,由于地下水流速缓慢,若依靠天然地下径流将污染物带走,则需要相当长的时间;另一方面,作为孔隙介质的砂土对很多污染物都具有吸附作用,而且在清除污染源之后很长时间,污染溶液入渗所经过的包气带、越流通道及含水层还能起二次污染源的作用,从而使污染物的清除更加复杂困难,使地下水长时间难以完全净化。一般靠含水层本身的自然净化,少则需十年、几十年,多则甚至需要上百年的时间。
我国地下水有城市地区污染严重 ;地下水硬度升高 ;三氮污染普遍 ;表现出有机物污染特征 ;重金属污染日益严重等特点。
典型的地下水污染有氮污染、有机污染、重金属污染、盐污染、生物污染、海水入侵等。下面对其中几种作简要介绍:
有机污染
分生物易降解有机污染物—耗氧有机污染物和生物难降解有机污染物—持久性有机污染物两种。其中持久性有机污染物是目前国际研究的热点。持久性有机污染物一般具有较强的毒性,包括致癌、致畸、致突变、神经毒性、生殖毒性、内分泌干扰特性、致免疫功能减退特征,严重危害生物体的健康与安全。
重金属污染
近年来,随着微量金属在人体健康生态学上的研究逐渐深入,地下水中微量金属污染及其污染机理问题,已引起人们极大的关注。目前已列入饮用水标准中的微量金属有汞(Hg)、铬(Cr)、镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)和银(Ag)
海水入侵
海水入侵是由于滨海地区地下水动力条件变化,引起海水或高矿化咸水向陆地淡水含水层运移而发生的水体侵入的过程和现象。海水入侵的危害有如下几点:(1)水质恶化,灌溉用水源地减少。海水入侵使地下淡水资源更加缺乏,沿海地区居民和牲畜饮用水受到严重影响。(2)土壤生态系统失衡,耕地资源退化。滨海地区土壤生态系统因受气候及地下水含量变化的影响,土壤中的水分及营养元素很不稳定。海水入侵后使地下咸水沿土壤毛细管上升进入耕作层,导致土壤发生盐渍化。 (3)自然生态环境恶化。沿海地带生态环境脆弱,其生态系统在自我调节和抗干扰的缓冲性方面都比较弱。海水入侵的结果使土壤含盐量增加,盐生植物群落如碱蓬、黄须莱等日益增多,在大范围内其覆盖度可达90%以上,从而使植物群落由陆生栽培作物为主的生态环境转化为耐盐碱的野生植被环境。(4)影响工农业生产。海水入侵使可用于灌溉的水和饮用水减少,使工农业也减产。为了应对海水入侵对地下水造成的危害,人们制定了相应的防治对策,具体如下:(1)限制淡水开采量;(2)人工回灌 ;(3)抽水槽;(4)隔水墙。
二、国内外地下水污染治理技术
1物理处理方法
物理处理方法是物理得手段对污染地下水进行的一种方法,分为屏蔽法和被动收集法.
(1)屏蔽法
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,以防污染物进一步扩散蔓延.常用得是灰浆帷幕法,用压力向地下灌注灰浆,在受污染的水体周围形成一道帷幕,从而经受污染的水圈闭起来.
物理屏蔽法只有在处理小范围的剧毒,难降接污染物时才考虑作为永久性的封闭方法.多数情况下只是在地下水污染治理的初期,被作为一种临时性的控制方法.
(2)被动收集法
被动收集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(如油类)等收集起来,或所有的受污染的地下水收集起来以便处理的一种法.
被动收集法一般在处理轻质污染物(如油类)时较有效,该方法在美国治理地下油污染时得到过广泛得应用.
2水动力控制方法
水动力控制方法是利用静群系统,通过抽水或含水层注水,人为的改变地下水的水力梯度,从而将受污染的水体与清洁水分割开来.
根据井群系统布置方式的不同,水动力控制方法可分为上游分水岭法和下游分水岭法.
(1)上游分水岭法
上游分水岭法是在受污染的水体的上游布置一排注水井,通过注水井向含水层主入清水,使得在该注水井形成一地下分水岭,目的在阻止上游清洁水下补给以被污染的水体,同时,在下游布置一排抽水井,将受污染的水体抽出.
(2)下游分水岭法
下游分水岭法是在受污染水体下游布置一排注水井注水,在形成一地下分水岭,一阻止污染羽流 向下游扩散,同时,在上游布置一排抽水井,抽出清洁的水送到下游注入.
3抽出处理法
抽出处理法是当前应用相当普遍的方法,处理方法与地表水处理方法相同.大致可分为三类,物理法,化学法和生物法.具体采用那种方法,要根据污染物的类型和处理费用来选择.
(1)物理法
物理法包含吸附法,重力分离法,过滤法,反渗透法,气吹法和焚烧法等.
(2)化学法
化学法包含混凝沉降法,氧化还原法,离子交换法和中和法等
(3)生物法
生物法包含活性污泥法,生物膜法,厌氧消化法和土壤处理法等.
4原位处理方法
原位处理法即可渗透反应格栅是目前在欧美等发达国家新兴起来的在原位去除水中污染组分的方法
(1)原位物理化学处理法
包括:加药法、渗透处理床、土壤改性法、冲洗法以及射频放电加热法
(2)原位生物处理方法
原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程得人工强化.它通过采用人为措施,包含添加氧和营养物质等,刺激原位微生物生长,从而强化污染物的自然生物将解过程.
通常,原位生物修复要与井群系统配合进行,即通过抽水井与注水井的配合,一加速地下水的流动及氧和营养物的扩散,从而缩短处理的时间.
参考文献
[1]张志红 赵长刚 李涛 污染物在土壤,地下水即粘土层中迁移转化规律研究[J].水土,保持学报,2005,19(1):176-180.
[2]尹国勋,李东艳等。焦作市地下水污染趋势,污染机理及预警和治理措施[河南省环保局科技计划项目]。河南:焦作市环境保护局,河南理工大学,2004.
[3]潭利敏。焦作市污水灌溉对浅层地下水水质处理[D].河南:河南理工大学资环系,2004.
[4]裴建国,陶友良。焦作地区天然水环境同位素组成及其在岩溶水文中的影响。环境科学研究,2002,15(4):31-34,53.
[5]高志法。环境同位素在西北地区地下水资源评价中的应用。甘肃地质学报,1995,4(1):62-72.
【关键词】地下水污染有机污染重金属
一、地下水污染概述
凡是在人类活动影响下,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。
地下水污染因其特殊水体的特殊存在位置有以下特征:
(1)隐蔽性
即使地下水已受到某些组分严重污染,却从表观上很难识别,一般仍然表现为无色、无味,即使人类饮用了受有害或有毒组分污染的地下水,对人体的影响也只是慢性的长期效应,不易察觉。
(2)难以逆转性
地下水一旦受到污染,就很难得到恢复。一方面,由于地下水流速缓慢,若依靠天然地下径流将污染物带走,则需要相当长的时间;另一方面,作为孔隙介质的砂土对很多污染物都具有吸附作用,而且在清除污染源之后很长时间,污染溶液入渗所经过的包气带、越流通道及含水层还能起二次污染源的作用,从而使污染物的清除更加复杂困难,使地下水长时间难以完全净化。一般靠含水层本身的自然净化,少则需十年、几十年,多则甚至需要上百年的时间。
我国地下水有城市地区污染严重 ;地下水硬度升高 ;三氮污染普遍 ;表现出有机物污染特征 ;重金属污染日益严重等特点。
典型的地下水污染有氮污染、有机污染、重金属污染、盐污染、生物污染、海水入侵等。下面对其中几种作简要介绍:
有机污染
分生物易降解有机污染物—耗氧有机污染物和生物难降解有机污染物—持久性有机污染物两种。其中持久性有机污染物是目前国际研究的热点。持久性有机污染物一般具有较强的毒性,包括致癌、致畸、致突变、神经毒性、生殖毒性、内分泌干扰特性、致免疫功能减退特征,严重危害生物体的健康与安全。
重金属污染
近年来,随着微量金属在人体健康生态学上的研究逐渐深入,地下水中微量金属污染及其污染机理问题,已引起人们极大的关注。目前已列入饮用水标准中的微量金属有汞(Hg)、铬(Cr)、镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)和银(Ag)
海水入侵
海水入侵是由于滨海地区地下水动力条件变化,引起海水或高矿化咸水向陆地淡水含水层运移而发生的水体侵入的过程和现象。海水入侵的危害有如下几点:(1)水质恶化,灌溉用水源地减少。海水入侵使地下淡水资源更加缺乏,沿海地区居民和牲畜饮用水受到严重影响。(2)土壤生态系统失衡,耕地资源退化。滨海地区土壤生态系统因受气候及地下水含量变化的影响,土壤中的水分及营养元素很不稳定。海水入侵后使地下咸水沿土壤毛细管上升进入耕作层,导致土壤发生盐渍化。 (3)自然生态环境恶化。沿海地带生态环境脆弱,其生态系统在自我调节和抗干扰的缓冲性方面都比较弱。海水入侵的结果使土壤含盐量增加,盐生植物群落如碱蓬、黄须莱等日益增多,在大范围内其覆盖度可达90%以上,从而使植物群落由陆生栽培作物为主的生态环境转化为耐盐碱的野生植被环境。(4)影响工农业生产。海水入侵使可用于灌溉的水和饮用水减少,使工农业也减产。为了应对海水入侵对地下水造成的危害,人们制定了相应的防治对策,具体如下:(1)限制淡水开采量;(2)人工回灌 ;(3)抽水槽;(4)隔水墙。
二、国内外地下水污染治理技术
1物理处理方法
物理处理方法是物理得手段对污染地下水进行的一种方法,分为屏蔽法和被动收集法.
(1)屏蔽法
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,以防污染物进一步扩散蔓延.常用得是灰浆帷幕法,用压力向地下灌注灰浆,在受污染的水体周围形成一道帷幕,从而经受污染的水圈闭起来.
物理屏蔽法只有在处理小范围的剧毒,难降接污染物时才考虑作为永久性的封闭方法.多数情况下只是在地下水污染治理的初期,被作为一种临时性的控制方法.
(2)被动收集法
被动收集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(如油类)等收集起来,或所有的受污染的地下水收集起来以便处理的一种法.
被动收集法一般在处理轻质污染物(如油类)时较有效,该方法在美国治理地下油污染时得到过广泛得应用.
2水动力控制方法
水动力控制方法是利用静群系统,通过抽水或含水层注水,人为的改变地下水的水力梯度,从而将受污染的水体与清洁水分割开来.
根据井群系统布置方式的不同,水动力控制方法可分为上游分水岭法和下游分水岭法.
(1)上游分水岭法
上游分水岭法是在受污染的水体的上游布置一排注水井,通过注水井向含水层主入清水,使得在该注水井形成一地下分水岭,目的在阻止上游清洁水下补给以被污染的水体,同时,在下游布置一排抽水井,将受污染的水体抽出.
(2)下游分水岭法
下游分水岭法是在受污染水体下游布置一排注水井注水,在形成一地下分水岭,一阻止污染羽流 向下游扩散,同时,在上游布置一排抽水井,抽出清洁的水送到下游注入.
3抽出处理法
抽出处理法是当前应用相当普遍的方法,处理方法与地表水处理方法相同.大致可分为三类,物理法,化学法和生物法.具体采用那种方法,要根据污染物的类型和处理费用来选择.
(1)物理法
物理法包含吸附法,重力分离法,过滤法,反渗透法,气吹法和焚烧法等.
(2)化学法
化学法包含混凝沉降法,氧化还原法,离子交换法和中和法等
(3)生物法
生物法包含活性污泥法,生物膜法,厌氧消化法和土壤处理法等.
4原位处理方法
原位处理法即可渗透反应格栅是目前在欧美等发达国家新兴起来的在原位去除水中污染组分的方法
(1)原位物理化学处理法
包括:加药法、渗透处理床、土壤改性法、冲洗法以及射频放电加热法
(2)原位生物处理方法
原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程得人工强化.它通过采用人为措施,包含添加氧和营养物质等,刺激原位微生物生长,从而强化污染物的自然生物将解过程.
通常,原位生物修复要与井群系统配合进行,即通过抽水井与注水井的配合,一加速地下水的流动及氧和营养物的扩散,从而缩短处理的时间.
参考文献
[1]张志红 赵长刚 李涛 污染物在土壤,地下水即粘土层中迁移转化规律研究[J].水土,保持学报,2005,19(1):176-180.
[2]尹国勋,李东艳等。焦作市地下水污染趋势,污染机理及预警和治理措施[河南省环保局科技计划项目]。河南:焦作市环境保护局,河南理工大学,2004.
[3]潭利敏。焦作市污水灌溉对浅层地下水水质处理[D].河南:河南理工大学资环系,2004.
[4]裴建国,陶友良。焦作地区天然水环境同位素组成及其在岩溶水文中的影响。环境科学研究,2002,15(4):31-34,53.
[5]高志法。环境同位素在西北地区地下水资源评价中的应用。甘肃地质学报,1995,4(1):62-72.