地下水污染及防护治理

地下水污染及防护治理（精选5篇）

地下水污染及防护治理 第1篇

关键词：地下水污染,污染治理

1地下水对整个国民经济以及人类生存的重要性

地下水资源不仅容量大, 而且还具有良好的水质、分布广泛、使用方便等优点, 原位提取, 据统计, 中国大约有70%的人口以地下水为主要饮用水源, 在北方地区, 地下水开发利用率比较高, 如河流域地下水的利用率超过90%。在所有的水中, 地下水占50%以上。地下水的利用和保护是关系到中国经济和社会的可持续发展战略。但一旦地下水的开发与保护不当和污染, 不仅其自净能力极弱, 还会造成严重的影响, 人类活动对生态环境的危害, 加强对地下水资源的保护具有十分重要的意义。

2地下水的污染源的分析

排放或排放污染物的来源和地方被称为水污染源。各种水循环过程涉及许多复杂类型的污染源。

2.1 工业“三废”

工业“三废物”的一个主要因素是对地下水的污染。工业废水、轻工业废水、石油化工有机废水处理和排放是从城市下水道, 直接进入河流和湖泊或排水沟, 导致地下水污染。工业气体如二氧化硫, 硫化氢, 一氧化碳, 二氧化碳, 氮氧化物, 燃煤污染, 污染物形成的雨, 地面径流进入水体循环, 对地表水和地下水污染造成。工业废渣的有毒有害物质, 如重金属, 挥发酚, 氰化物在水和土壤。其中的一部分降水直接浸润, 部分下游地表径流迁移和渗透, 从而形成平面和线性地下水污染。

2.2 城市生活污染

城市生活污染源主要是生活污水和垃圾。生活污水主要是固体悬浮物, 生化需氧量, 氨氮, 合成洗涤剂, 磷, 氯, 细菌和其他生活污水, 医院污水含有氨态氮, 磷污染物, 合成洗涤剂, 厌氧细菌, 挥发酚, 汞, 病毒和放射性物质, 多行的一条河流, 沟坑, 地表水和地下水污染。垃圾与阳光和雨水径流冲刷, 可溶性物质会慢慢进入地面, 对地下水的污染。

2.3 农业污染

因为农业活动, 从而导致地下水污染源, 其中主要包括土壤残留农药、化肥、植物和动物遗体分解以及不合理的污水灌溉等因素。农业非点源污染, 导致农业区地下水硝酸盐含量严重超标。农区, 过量使用氮肥, 其中约有12.5%～45%的氮从土壤侵蚀和污染的地下水。当然, 氮素损失的不完全是从施氮。这些是造成大面积的浅层地下水水质恶化的主要原因, 其中最重要的是增加硝态氮和农药以及化肥污染等因素。

3地下水污染治理

3.1 物理法

3.1.1 屏蔽法

屏蔽法在地下建筑使用各种物理屏障, 水污染的陷阱, 防止进一步传播的污染物。常用的方法是使用压力灌浆帷幕注浆在地下, 水污染是周围形成的帷幕, 从而污染水体的陷阱。其他物理阻隔法和泥挡水墙, 振动桩挡水墙, 大规模更换, 电影和合成材料陷阱的方法。适用于地下水污染早期作为一个临时的控制方法。

3.1.2 被动收集法

在地下水流向下游, 挖一个足够深的通道, 收集系统, 漂浮污染物收集, 或被污染地下水的收集处理方法。在处理光污染 (如石油) 更有效。

3.2 水动力控制法

水力控制方法是利用井群系统的泵或注射区域地下水含水层, 水力梯度, 使被污染的水, 干净的水分离。根据不同的制度安排井组, 液压控制规律可分为上游和下游流域的分水岭方法。

3.3 抽出处理法

根据污染物的种类和治疗费用分为物理法, 化学法和生物法。污染的地下水处理, 井群系统是一个关键的系统, 以及控制污染的水流量。治疗地下水方法主要有2个, 一个是直接使用, 另一个是用来充电。后者是主要目的地为补给, 更是造成回灌可以冲淡污染的水, 冲洗的含水层;另一方面, 可以加速地下水流动, 从而缩短维修时间的地下水。

3.4 原位处理法

3.4.1 加药法

通过井群系统污染的水灌注剂, 如灌注中和剂中和酸性或碱性渗滤液, 加入氧化降解有机或无机材料形成沉淀。

3.4.2 渗透性处理床

适用于薄, 浅层, 一般用于无害化处理垃圾渗滤液。在下游挖一条沟, 沟挖到基岩含水层底部或不透水的粘土层, 然后在沟槽可填充有污染物反应渗透介质, 地下水污染的流量和介质战壕后反应, 生成无害的产品或有沉淀去除。

3.4.3 土壤改性法

利用土壤中的粘土层, 通过注射原位植入表面活性剂和有机改性材料, 土壤有机粘土。一种改进形式的有机粘土可有效吸附有机污染物在地下水。

3.4.4 冲洗法

有机烃污染, 可用空气清洁, 空气被注入到受污染的地区, 在底部的空气, 在上升过程中, 挥发性成分和空气污染物在上升过程中, 空气污染物的挥发性成分与溢出, 然后气体系统收集和处理。

4结论

地下水是生态循环系统中不可或缺的一部分, 对于人类生存和社会的可持续发展发挥着重要作用。水污染是一个非常重要的问题, 地下水污染的防治需要所有人的参与, 保护地下水不受污染是我们的责任与义务。做到预防为首, 治理从细, 不断完善地下水的管理体制并不断提高监测精度和监测量。

参考文献

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国外地下水污染治理及修复方法探讨 第2篇

摘要：地下水污染问题在中国乃至全世界都是亟待解决的问题，特别是地下水微量有机污染问题已经成为问题的焦点。本文讨论了近年来国外地下水污染治理及修复的方法。关键词：地下水污染；治理；修复

当前欧、美、日等发达国家的环境保护中所面临的最紧迫的形势是环境中有毒有害化学物质污染。1997年美国EPA筛选出65类129种优先控制的污染物，其中有机化合物114种，占总数的88%。全球八大环境问题之一就是持久性有机污染，预计十年内有望取得一定程度的进展。国际环境法以空前的速度发展，2001年国际社会谈判通过了重大全球环境公约，其中包括《难降解有机污染物公约》（POPS Convention）（2001）。美国现行生活水质标准[4]52项，其中有机物27项，占总数的50%多。欧共体生活水质标准有机物6项。丹麦环保局有一项特别针对危险化学物质的咨询方案和一个有约束力的国际协议，逐渐淘汰了12种持久性有机污染物，并且制定了其它长久残留有机污染物的标准。地下水污染问题在各国工业不断发展的同时，人工合成的有机物越来越多，大致可分为两类：一类是天然有机物；另一类是人工合成有机物。现在已知的有机物种类约700万种之多，其中人工合成的有机物种类达十万种以上，且以每年2000种的速度递增。美国早就认识到水是国家最重要的资源，1972年就实施清洁水法。80年代美国已经将地下水的有毒化学污染问题列为三种重要的环境污染问题中的一种，这是因为：a地下水一旦被污染，将保持污染达数百年或者更久，而且将污染物清除是十分艰难的事情；b农业有一半的灌溉用水是地下水；c地下水是继海洋之后的另一个最大的水的贮藏库。

一、地下水污染治理技术

欧美国家自20世纪70年代以来，在地下水点源污染治理方面取得了很大的进展，且逐渐发展形成较为系统的地下水污染治理技术。地下水污染治理技术归纳起来主要有：物理处理法、水动力控制法、抽出处理法、原位处理法。1 物理处理法

物理法是用物理的手段对受污染地下水进行治理的一种方法，概括起来又可分为：

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。常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆，在受污染水体周围形成一道帷幕，从而将受污染水体圈闭起来。其他的物理屏障法还有泥浆阻水墙、振动桩阻水墙、板桩阻水墙、块状置换、膜和合成材料帷幕圈闭法等，原理都与灰浆帷幕法相似。总的来说，物理屏蔽法只有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法。

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收集起来，或将所有受污染地下水收集起来以便处理的一种方法。被动收集法一般在处理轻质污染物(如油类等)时比较有效，它在美国治理地下水油污染时得到过广泛的应用。2 水动力控制法

水动力控制法是利用井群系统，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，水力控制法又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；同时，在下游布置一排抽水井将受污染水体抽出处理。而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，在下游形成一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。同样，水动力控制法一般也用作一种临时性的控制方法，在地下水污染治理的初期用于防止污染物的扩散蔓延。3 抽出处理法

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，大致可分为三类：①物理法。包括：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。包括：混凝沉淀法、氧化还原法、离子交换法和中和法等。③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。处理后地下水的去向有两个，一是直接使用，另一 个则是用于回灌。用于回 灌多一些的原因是回灌一方面可稀释受污染水体，冲洗含水层；另一方面还可加速地下水的循环流动，从而缩短地下水的修复时间。其运行如图1所示。4 原位处理法

原位处理法是地下水污染治理技术研究的热点，不但处理费用相对节省，而且还可减少地表处理设施，最大程度地减少污染物的暴露，减少对环境的扰动，是一种很有前景的地下水污染治理技术。原位处理技术又包括物理化学处理法及生物处理法。4.1物理化学处理法 ①加药法。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。

②渗透性处理床。渗透性处理床主要适用于较薄、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：a.灰岩，用以中和酸性地下水或去除重金属；b.活性炭，用以去除非极性污染物和CCl4、苯等；c.沸石和合成离子交换树脂，用以去除溶解态重金属等。

③土壤改性法。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。

图1 抽出处理工艺示意图

④冲洗法。对于有机烃类污染，可用空气冲洗，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。在理论上，只要整个受污染区域都被冲洗过，则所有的烃类污染物都会被去除。⑤射频放电加热法。通入电流使污染物降解。原位物化法在运用时需要注意的是堵塞问题，尤其是当地下水中存在重金属时，物化反应易生成沉淀，从而堵塞含水层，影响处理过程的进行。4.2生物处理法

原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程的人工强化。它是通过采取人为措施，包括添加氧和营养物等，刺激原位微生物的生长，从而强化污染物的自然生物降解过程。通常原位生物修复的过程为：先通过试验研究，确定原位微生物降解污染物的能力，然后确定能最大程度促进微生物生长的氧需要量和营养配比，最后再将研究结果应用于实际。现在所使用的各种原位生物修复技术都是围绕各种强化措施来进行的，例如强化供氧技术大致有以下几种：

①生物气冲技术。该技术与原位物化法中的气冲技术相似，都是将空气注入受污染区域底部，所不同的是生物气冲的供气量要小一些，只要能达到刺激微生物生长的供气量即可。②溶汽水供氧技术。这是由维吉尼亚多种工艺研究所的研究人员开发的技术，它能制成一种由2/3气和1/3水组成的溶汽水，汽泡直径可小到55 μm。把这种汽水混合物注入受污染区域，可大大提高氧的传递效率。③过氧化氢供氧技术。该技术是把过氧化氢作为氧源注入受污染地下水中，过氧化氢分解以后产生氧以供给微生物生长。过氧化氢常常要与催化剂一起注入，催化剂用以控制过氧化氢的分解速度，使之与微生物的耗氧速度相一致。强化营养物供应的技术包括有渗透墙技术等。该技术是在污染区域内垂直于地下水流方向建一道渗透墙，先将渗透墙内的水抽出，添加营养物后再回灌入渗透墙。这时，添加了营养物的渗透墙就成了一个营养物扩散源，在渗透墙下游就会形成一个生物活跃区，从而强化了生物降解过程。另外，强化措施还可以从微生物的角度入手。可以先在地表设施中对微生物进行选择性培养，然后再通过注射井注入到受污染区域，或直接引进商品化菌种，都可以起到强化生物降解过程的作用。

美国采用生物处理系统治理地下水污染。美国三谷市拉彭特谷县水管局会同巴尔德温帕克可运行单位管理委员会，正在进行一项试验工程，它将使用生物处理系统来去除圣加布里埃尔地下水中的高氯酸盐和另一种常见的污染物氮以及今年初刚发现的名为亚硝基二甲胺氮（NDMA）的混合物。三谷市水管局总工程师理查德.W.汉森称，治理地下水中的高氯酸盐是一个全国性的问题。无疑，南加州在探索处理技术方面走在了全国前列。该系统构思独特，效果显著。他指出，生物降解法和离子交换法这两种人们一致看好的处理高氯酸盐的方法各有利弊。生物降解法在处理过程中使用微生物来消除高氯酸盐；离子交换法则是先吸附住高氯酸盐后再将其去除掉。离子交换法的不足之处是最终必须将废水中的聚集的高氯酸盐清除掉后才能排放，而生物降解法则不存在这一问题，但必须先弄清处理时化学物质的相互

作用是否会把新的污染物引入水中。这种新型处理系统由杀菌和过滤等流程组成。

二、地下水污染修复

生物修复描述了在地下水和土壤中进行的微生物自然降解过程，该过程是在厌氧（缺氧）条件下进行的。既需要电子给予者（如氧），也需要电子接收者（如氢）。多数情况下由于这些基本要素的需要（氧或氢），土壤很快会变得贫乏。氧或氢会以最快的速度阻止自然微生物污染的扩散并达到降解目的。通过固有细菌和自然土壤过程（固有衰减）使土壤和地下水污染物衰减的很大优势是避免了昂贵的泵吸系统、相关工作、维修和加工处理成本。缺点是固有衰减的速度很慢，除有限环境中所有条件都适宜外，固有衰减不是一个很好地去除污染物的“方法”。

加利福尼亚洲的一个名为Regenesis的基础公司研制出一系列从地下水中快速降解和分离污染物的产品，其降解速度远大于固有衰减。其中最有名的产品是氧释放化合物（ORC）和氢释放化合物（HRC），它们能有效地促进燃料、溶剂和许多其它类型地下水污染物的固有衰减。在世界范围内已有9000多个项目正在使用这两种产品。Regenesis公司的另一目标是处理带有溶解金属的地下水污染物，包括：从填土地渗透滤液；阴沟污泥的土地应用；从尾矿和其它废矿淋滤液；从工业废水渗漏和从工业金属加工厂渗漏（如金属加工车间，电镀车间等）。在含水层中溶解金属受到一系列地球化学因素的影响，包括pH、Eh、络合作用、吸附作用和离子交换。通过沉淀、氧化、吸附和络合作用处理和控制这些因素的能力可直接影响地下水中溶解金属的物理状态、流动性和存在形式。Regenesis公司于2003年研制出一种慢释放、无毒的金属修复化合物（MRC），这种化合物通过原位固定作用从地下水中分解出溶解金属，为溶解氢提供了一种发酵性基质来保证氯化物的生物降解作用。对金属污染物修复的主要设计方案在复合金属和溶解羽处理方面很适宜，能快速、有效地从地下水中分解出金属物质且费用很低。向受污染土壤注入MRC化合物后，MRC化合物在还原条件下从地下水中分解出溶解金属。它的活性成分是一种有益健康、环保安全的有机硫化合物。当MRC化合物变为氢氧化物时，在微生物生物降解作用下将缓慢释放有机硫化合物，与金属离子接触时单向与其发生反应产生一种金属—有机硫混合物（络合物）。随后这种金属—有机硫混合物稳固的吸附于土壤并保持稳定状态，有效地实现了地下水净化。络合物生物降解的有机部分脱离硫和金属残留物，独特地渗入土壤基质从而形成硫化物固体。有机部分与其它金属硫化矿物一样主要取决于标准土壤地化学作用，所以固定金属在低氧还原条件下将保持稳定，在氧化条件下可以保持稳定。MRC化合物可有效地沉淀溶解砷、铬、铜、镉、汞、铅和其它溶解金属。在地下水中，通常氧是喜氧微生物的主要限速因素。没有充足的氧仍可继续进行污染物降解作用，但厌氧降解速度很慢且由于局部降解生成物或残留物可形成堆积物质。

Regenesis公司早在1995年就对氧释放化合物（ORC）作过介绍，它是过氧化镁的主要组成部分，在地下水中依靠水化作用可缓慢释放氧分子。通过向过氧化镁组织中添入磷酸盐，ORC化合物能提供一个稳定、可靠的溶解氧释放。无需起泡、鼓泡或其它不可控制的氧消耗，ORC化合物可提供一种线性的长达6到9个月的氧释放。氧释放结束后加速降解作用仍可持续相当长的时间。在此期间喜氧微生物很活跃，加速了汽油和柴油机燃料（BTEX和MTBE）、添加剂、煤油，喷射燃料、凝析油、燃料油、润滑剂、船用油、PAHs、杀虫剂和工业溶剂（乙

醇和酮）的固有衰减并沉淀一些非金属（如砷）。ORC化合物在水井应用中具有良好的护壁作用，或者在地下水应用中可把它用作注入泥浆。更好的应用方法是使用手提式泵直接泵入和直接注入探测。

Regenesis公司研制的氢释放化合物（HRC）是一种特殊配制的能在地下水中缓慢释放氢的环保安全多乳酸脂。可把这种粘性液体直接注入受污染地下水和饱和土壤。这种化合物与水接触后可缓慢释放乳酸。由微生物产生溶解氢使乳酸发酵，在一个被称为还原脱氯的自然过程中通过能够降解氯化物的土壤细菌，把发酵乳酸当作一种高能量（食物）源。能用HRC化合物降解一系列氯化物，包括：脱脂剂（PCE，TCE，TCA及它们的压裂产物）、四氯化铁、三氯甲烷、亚甲氯化物、杀虫剂、高氯化物、硝酸盐、硝芳香爆炸物与染料和氟氯烷碳，并能沉淀特殊金属和放射性核素。在还原脱氯中氯化物是在厌氧条件下被生物降解。在氯化污染物分子中用氢（H）代替氯（cl）实现氯化物脱氯。在一般含水层中（能量贫乏）进行的还原脱氯速度很慢，对大多数修复目的来说是不适宜的。HRC化合物通过多种数量级来增加脱氯的速度，在逐渐脱氯过程中快速去除污染物并最终形成无毒化合物，如乙烯和乙烷。在HRC化合物的影响下这种加速的降解过程可持续18个月，或者HRC化合物的另一种配制产品（延长释放HRC－X）可持续3到5年。也可用HRC－X化合物降解同类污染物（HRC降解），但HRC－X化合物处理残留非水相液体（DNAPLs）时费用非常昂贵。残留DNAPLs可引起一个残留、有害的地下水污染源，并增加了额外的去除污染物成本。HRC－X是一种经过检验的用于解决这一复杂问题的溶液。HRC化合物也被廉价地应用到野外工作中，HRC化合物进入地面后促进了污染物的生物降解并可持续相当长的时间，这就消除了多次注入的需要。低费用应用化合物、持续延长的释放范围、更多工作和保养费用的消除、局部断裂的最小化和依靠外部电源的消除，所有这些使HRC在处理污染物上具有更大的优势。所以，可控释放提供了另一个优点，即在低渗透体系中可使污染物均匀地受到HRC化合物的影响，例如粉土、粘土和多孔岩石体系。实用性实例研究

钻井者认为Regenesis公司产品的优势在于，通过使用工业标准钻机和设备可进行场地修复。可通过使用不同的技术进行场地修复，如直接－推进注入和钻孔回填。其它方法包括坑道和过滤保护套应用，最普遍的使用方法是直接注入。这种应用过程包括用中空钻杆把液态ORC和HRC化合物直接泵入处理区。该方法简单、快捷、有应用价值并可在多个位置使用。使用直接注入法可把ORC和HRC化合物应用于更难达到的位置，包括一些裂隙基岩或邻近大型建筑物的地下污染区。在这些位置常需要特殊的设备，如定向钻进钻机和在有效位置使用双层封隔器。实际上，在水平/定向钻进应用中也可把ORC化合物用作钻探泥浆。

在过滤/滤筒保护套结构中，把ORC保护套下入专用水井中并安装在隔水层位置，使污染物流过氧化区实现降解。通过替换用过的保护套来补充ORC化合物继续生物降解。

在美国华盛顿第四平原服务站，由于其地下石油储蓄罐泄漏而产生了大量BTEX化学物质，包括易挥发的单芳香碳氢化合物、甲苯、苯乙烷和二甲苯，通常在汽油和其它石油产品中可发现这些化学物质。地下含水层主要由沙子和砾石组成，这表明在这些污染物中进行的自然生物降解速度会很慢，通过提供额外的氧可加速自然生物降解过程。最高管理者决定使用ORC化合物来增强生物降解速度，因为ORC化合物在6个月内预期的降解了含水层中超过

50％的污染物。在此修复过程中通过15个土壤钻孔用ORC化合物对污染羽进行降解。每个钻孔被回填60磅的ORC浆液，150天后整个BTEX污染羽被降解58％。使用ORC化合物的成本为4万美元，而使用常规的泵抽－处理系统需要约25万美元。

在美国加利福尼亚洲Hollister的一个军工厂，其地下含水层受到多种化合物的污染。其中主要污染物为高氯酸盐－火箭推进剂的主要成分，从健康角度来看它能损坏甲状腺功能；六价铬(铬－6)，它是一种人们公认的致癌物；冷却剂1,1,2—三氯—1,2,2—三氯甲烷，它是一种能损耗大气臭氧层的环境污染物。其含水层主要由粉砂组成，地下水以每天约0.07英尺的速度向西北方向流动。在探索研究中通过25个注入点把600磅的HRC化合物注入污染区。取样网覆盖面积约为1200平方英尺。对其监测79天后发现高氯化物浓度被减弱88％，而六价铬几乎被完全降解。

机井引起的地下水污染及治理方法 第3篇

1 地下水资源保护的重要性

当今世界水资源供需矛盾越来越突出, 特别是在干旱和半干旱地区形势非常严峻, 人们一直在寻找有效的水资源供给方式, 以解决水的供需矛盾。地下水资源由于其水质优良、供给可靠、不易遭受污染等特点, 其保护和开发利用越来越受到人们的普遍重视, 目前并已成为全球研究的首要环境问题之一[4]。由于水资源的过量开采利用和废、污水的任意排放, 导致产生一系列相关用水、供水问题, 特别是有关地下水量减少和水质下降的问题, 不仅污染了环境, 而且破坏了水资源的可持续发展与利用。对地下水资源的保护就显得尤为重要。

2 机井地下水污染的特点

地下水污染具有隐蔽性、难以逆转性的特性, 特别是工业化地区污染严重, 污染元素多且超标率高, 淡水资源不足, 其特性决定了在治理上必须以预防和保护为主。当地下水的组分受到污染时, 由于大部分无色、无味, 因而不易鉴别水质变化状况[5]。在监测地下水水质变化的过程中, 受观测井孔或民用井孔分布的限制, 只有当污染物到达井孔时污染才有可能被发现, 而此时地下水污染可能已经持续很长时间, 污染范围已扩大, 其长期效应才逐渐显示出来。在全国各地污染严重地区, 很多污染水正在通过同样的方式污染深层地下淡水, 而这些深层淡水的循环周期是20~1 400年, 即使立即停止污染, 待水质完全恢复也至少需要20~30年[6]。因此, 深入研究深层地下水污染的机理并制订一套完善的保护措施迫在眉睫[7]。

机井为地表水匮乏地区补充水源提供了帮助, 同时也使宝贵的地下水资源面临各种污染的威胁。在地表水或表层水严重污染地区, 污染水经常会通过机井井孔进入并污染深层地下水;而在临海或内陆盐碱地区, 盐碱水和苦卤水会经过很多报废机井渗入下层甜水层, 给当地宝贵的甜水资源带来几乎不可逆转的污染, 通常把这种现象称做串井。在广大临海地区由于海水入侵, 地下5~80 m深度都是咸水。为了取用饮用水, 必须打350~450 m的深水铁壁井。深度在80 m左右是甜咸水分界处, 由于甜、咸水与分界土层中各种物质组成原电池的作用, 该段铁壁管会很快腐蚀穿透, 从而导致咸水入井[8]。由于海水密度大, 侵入井内的咸水会下沉, 从该井的水眼扩散到淡水层。相邻水井的抽水会加快这种扩散, 从而逐渐导致整个淡水层被入侵、破坏[8]。这时该区域的所有水井只能抽出被咸水污染的卤水。

同样, 在陕西、甘肃等地的盐碱地区, 盐碱水和苦卤水也在污染深层地下水。目前, 针对该种污染的治理主要在临海和内陆的盐碱化地区。由于盐碱水容易造成井壁锈蚀破裂而串井, 而且这些地区的地下淡水资源尤其珍贵, 所以消除串井污染极其重要。

3 串井污染的治理技术

3.1 直接填井法

该法较简单, 在内地无咸水分布地区广泛使用。但在咸水分布区, 黏土层长期被涌入漏洞的咸水冲刷, 失去阻隔咸、淡水的密封性, 导致咸水贴井壁下渗, 破坏淡水层。

3.2 外围填充物填堵法

部分地区曾尝试沿井壁钻多个孔到漏洞位置, 然后在孔中塞入大片塑料等物, 压到孔底。以堵住漏洞。但是这种设想太理想化, 如填堵物位置无法确定、填堵效果不可预料等, 试验成功率几乎为零。

3.3 四周边壁注泥法

咸水层是一层沙层, 水在沙层中流动。如果将井壁四周钻探掏空填入膨润土, 将膨润土与咸水层中的泥沙固结在一起具有较高的强度, 可以阻止咸水从漏洞进入井孔。研究证明, 对于个别漏洞较小的井利用这种方法特别简便、经济。但是对于绝大多数井而言, 这种方法的作用较小, 有的甚至没有发挥任何作用。

3.4 四周边壁注水泥法

考虑到边壁注泥强度不高, 对于漏洞较大的井维修作用不大, 有人提出了边壁注水泥的方法。但由于水泥密度太大, 所以不能像膨润土那样悬浮凝结, 而是立即沿破口流入井孔。这种方法不但不能堵住漏洞, 水泥还会在井孔内壁凝结, 堵塞井孔。由于水泥凝结强度极高, 经过处理的机井孔内无法放入维修机械, 因此无法再做其他任何处理, 只能任咸水下渗, 危害极大。

3.5 拔管封井法

工程队将井中的井管全部拔出, 然后以富含胶体物质的膨润土结实的填堵井孔, 这种方法可以比较严格地防止上下水层发生交换。

3.6 套管封堵法

近几年来, 有些工程队采用套管封井的方法。这种方法可以精确地封堵污染水层, 处理过的机井可以继续使用。

参考文献

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地下水污染及防护治理 第4篇

环境工程实验班 黄朋

学号：3130206216

摘要：地下水是人类宝贵的淡水资源，由于受到人类活动的影响，目前却在遭受着日益严重的污染,地下水污染防治迫在眉睫。

本文通过介绍地下水资源现状、地下水污染状况、污染的途径和污染防治的研究进展，提出了几种治理地下水污染的技术方法，例如，微生物修复技术，原位修复技术，地下水原位治理的渗透性反应墙技术。

关键词：地下水污染；防治；研究进展；

Abstract：Groundwater is a kind of precious fresh water resource．However，groundwater is becoming seriously polluted due to human

activities so that the measure of preventing groundwater pollution must be taken.Through introducing groundwater resource situation,groundwater

pollution situation，pollution ways and progress in pollution prevention to propose several management in technology of groundwater pollution.Such as microbial remediation,situ repair technology and

permeable reactive barrier technology of groundwater in situ treatment.Key words：groundwater pollution；prevention；research progress；

前言

地下水是水资源的重要组成部分，已经成为城市和工农业用水的主要水源。在干旱、半干旱地区，地下水则是主要的，甚至是唯一的可用水源。在全国660多个城市中，利用地下水作为饮用水的城市有400多个，全国有近1/3人口饮用地下水。由于地下水自净能力较弱，一旦受到污染，将难以更新和恢复，会对生态环境造成严重影响，直接对人类及其活动造成危害。大量未经处理或未达到一定排放标准的生活和工业污水的无序排放、工业废水和城市垃圾填埋场渗滤液的泄漏、农药化肥的生产及超量施用、生活和工业有害固体废弃物的随降雨入渗，使中国地下水污染的问题日益突出。因此，了解地下水的污染现状，加强对地下水污染的防治，开发相应的一些高新技术来挽救我们日益恶化的地下水环境，是我们当前所面临的一项迫切的任务。随着人口的增长和社会经济的快速发展，对水资源的需求量也大幅度增长。近30年来，我国地下水的开采量以每年25亿立方米的速度递增，全国有400个城市开采地下水，40%的耕地部分或全部依靠地下水进行灌溉，地下水的供给量已经占到了全国总供水量的20%，北方缺水地区占到了52%，在华北和西北城市供水中占到了72%和66%，有些城市基本上是依靠地下水来满足对水资源的需求。而在广大的农村，地下水更成为主要的饮用水源。对地下水资源的过度开发利用，导致地下水位下降，水源枯竭，有些地区还形成了严重的地下水漏斗。根据国土资源部发布的《我国主要城市和地区地下水水情通报(2005)》，2005年在具备系统统计数据的171个地下水漏斗中，漏斗面积扩大的就有65个，占到了统计数的38%，面积扩大了6 736平方公里，仅河北沧州第Ⅲ承压含水层面积就扩大了2 089平方公里，最大水位埋深达到101米。由此导致了湿地消失、植被死亡和土地沙漠化等严重的生态灾难，以及地面沉降、岩溶塌陷、海水入侵等自然灾害的频频发生。地表环境污染加剧引发地下水污染，构成对人体健康和生命财产安全的严重威胁。根据中国地质境监测院公布的信息，目前，我国地下水污染呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势，污染程度日益严重。全国195个城市监测结果表明，97%的城市地下水受到不同程度污染，40%的城市地下水污 染趋势加重；北方17个省会城市中16个污染趋势加重，南方14个省会城市中3个污染趋势加重。在一些地区，地下水污染已经造成了严重危害，危及到供水安全。地下水超采与污染互相影响，形成恶性循环。水污染造成的水质性缺水，进一步加剧了对地下水的超采，使地下水漏斗面积不断扩大，地下水水位大幅度下降；地下水位的下降又改变了原有的地下水动力条件，引起地面污水向地下水的倒灌，浅层污水不断向深层流动，地下水水污染向更深层发展，地下水污染的程度不断加重。日益严峻的地下水环境问题已经成为自然、社会、经济可持续发展的制约因素。

第一章地下水污染源

(1)工业污染源

工业污染源主要指未经处理的工业“三废”，即废气、废水和废渣。工业废气如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物质会对大气产生严重的一次污染，而这些污染物又会随降雨落到地面，随地表径流下渗对地下水造成二次污染，未经处理的工业废水如电镀工业废水、工业酸洗污水、冶炼工业废水、石油化工有机废水等有毒有害废水直接流入或渗入地下水中，造成地下水污染；工业废渣如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、硫铁渣、电石渣、赤泥、洗煤泥、硅铁渣、选矿场尾矿及污水处理厂的淤泥等，由于露天堆放或地下填埋隔水处理不合格，经风吹、雨水淋滤，其中的有毒有害物质随降水直接渗入地下水，或随地表径流往下游移过程下渗至地下水中，形成地下水污染。(2)农业污染源

农业用水占全部用水量的70%以上，污染的影响面广泛。一是过量施用农药、化肥，残留在土壤中的农药、化肥随雨水淋滤渗入地下，引起地下水污染二是由于地表水污染严重，农业灌溉使用被污染的地表水，造成污水中的有毒有害物质侵蚀土壤，并下渗到地下水中，造成污染。(3)生活污染源

随着我国城镇化步伐的加快，生活垃圾与生活污水量激增，由于无害化处理率低，造成对陆地生态环境和水生态环境的严重污染。我国每年累计产生垃圾达720亿吨，占地约5.4亿平方米，并以每年占地约

3000万平方米的速度发展，全国已有200多个城市陷入垃圾重围之中。

第二章 污染方式、途径、类型

地下水污染主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。地表以下底层复杂，地下水流动极其缓慢，因此，地下水污染具有缓慢过程，不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染，即使彻底消除污染源也得十几年，甚至几十年才能使水质恢复。至于要进行人工的地下含水层的更新，问题就更复杂了

地下水污染的主要原因主要有：工业废水向地下直接排放，受污染的地下水浸入到地下含水层，人类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有害成分如酚，铬，汞，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。

一、污染方式 直接污染

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

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。

二、污染途径  间歇入渗型

污染物通过大气降水或灌溉水的淋滤，使固体废物、表层土壤或地层中的有害或有毒组分，周期性地从污染源通过包气带深入含水层。

这种渗入多半是呈非饱和状态的淋雨状渗流形式，或者呈短时间的饱水状态连续渗流形式．此种污染，无论在其范围或浓度上，均可能有季节性的变化。主要污染对象是潜水。 连续入渗型

污染物随污水或污水溶液连续不断地渗入含水层。最常见的是污水聚积地段(污水池、污水渗坑、污水快速渗滤场、污水管道等)的渗漏，以及被污染地表水 体和污水渠的渗漏。其主要污染对象也多半是潜水。 越流型

污染物通过层间弱透水层以越流的形式转移到其他含水层。这种转移或者是通过天然途径(水文地质天窗)，或者通过人为途径(结构不合理的井管、破损的老井管等)，或者人为开采引起的地下水动力条件的变化而改变了水流方向，是污染水流通过大面积的弱透水层越流转移到其他含水层。其污染来源可能是地下水环境本身的，也可能是外来的，它可能污染承压水也可能污染潜水。研究这一类型污染的困难之处是难于查清越流具体地点及地质部位。 径流型

污染物通过地下径流的形式进入含水层，即通过废水处理井，或者通过岩溶发育的巨大岩溶通道，或者通过废液地下储存层的隔离层的破裂进入其他含水层。海水入侵是海岸地区地下淡水超量开采而造成海水向陆地流动的地下径流。此种形式的污染。其污染物可能是人为来源也可能是天然来源，可能污染潜水也可能污染承压水。其污染范围可能不很大，但其污染程度往往由于缺乏自然净化作用而显得十分严重。

三、污染类型

① 地下淡水的过量开采导致沿海地区海（碱）水入侵 ② 地表污（废）水排放和农田污染造成的硝酸盐污染 ③ 石油和石油化工产品的污染 ④ 垃圾填埋场渗滤污染

第三章 污染与保护

时采取措施，防微杜渐。最好是尽量减少污染物进入地下含水层的机会和数量，诸如污水聚集地段的防渗，选择具有最优的地质、水文地质条件的地点排放污染物等。治理技术  物理处理法 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。常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆，在受污染水体周围形成一道帷幕，从而将受污染水体圈闭起来。其他的物理屏障法还有泥浆阻水墙、振动桩阻水墙、板桩阻水墙、块状置换、膜和合成材料帷幕圈闭法等，原理都与灰浆帷幕法相似。总的来说，物理屏蔽法只有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法。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收集起来，或将所有受污染地下水收集起来以便处理的一种方法。被动收集法一般在处理轻质污染物(如油类等)时比较有效，它在美国治理地下水油污染时得到过广泛的应用。 水动力控制法

水动力控制法是利用井群系统，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，水力控制法又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；同时，在下游布置一排抽水井将受污染水体抽出处理。而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，在下游形成一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。同样，水动力控制法一般也用作一种临时性的控制方法，在地下水污染治理的初期用于防止污染物的扩散蔓延。 抽出处理法

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，大致可分为三类：

物理法：包括：吸附法、重力分离法、过滤法、反渗透法、气吹法和焚烧法等。化学法：包括：混凝沉淀法、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。 原位处理法

原位处理法是地下水污染治理技术研究的热点，不但处理费用相对节省，而且还可减少地表处理设施，最大程度地减少污染物的暴露，减少对环境的扰动，是一种很有前景的地下水污染治理技术。原位处理技术又包括物理化学处理法及生物处理法。物理化学处理法 ①加药法。

通过井群系统向受污染水体灌注化学药剂，通过井群系统向受污染水体灌注化学药剂，c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。②渗透性处理床。

渗透性处理床主要适用于较薄、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：

a.灰岩，用以中和酸性地下水或去除重金属；

b.活性炭，用以去除非极性污染物和CCl4、苯等；

c.沸石和合成离子交换树脂，用以去除溶解态重金属等。③土壤改性法。

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。生物处理法

原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程的人工强化。它是通过采取人为措施，包括添加氧和营养物等，刺激原位微生物的生长，从而强化污染物的自然生物降解过程。通常原位生物修复的过程为：先通过试验研究，确定原位微生物降解污染物的能力，然后确定能最大程度促进微生物生长的氧需要量和营养配比，最后再将研究结果应用于实际。现在所使用的各种原位生物修复技术都是围绕各种强化措施来进行的，例如强化供氧技术大致有以下几种：

①生物气冲技术。该技术与原位物化法中的气冲技术相似，都是将空气注入受污染区域底部，所不同的是生物气冲的供气量要小一些，只要能达到刺激微生物生长的供气量即可。

②溶气水供氧技术。这是由维吉尼亚多种工艺研究所

(VirginiaPolytechnicInstitute)的研究人员开发的技术，它能制成一种由2/3气和1/3水组成的溶气水，气泡直径可小到55μm。把这种气水混合物注入受污染区域，可大大提高氧的传递效率。

该技术是把过氧化氢作为氧源注入到受污染地下水中，过氧化氢分解以后产生氧以供给微生物生长。过氧化氢常常要与催化剂一起注入，催化剂用以控制过氧化氢的分解速度，使之与微生物的耗氧速度相一致。

第四章 我国现状

全国地下淡水的天然补给资源约为每年8840亿m3，占水资源总量的三分之一，其中山区6 560亿m3，平原区2 280亿m3；地下淡水可开采资源为每年3 530亿m3，其中山区为1 970亿m3，平原区为1 560亿m3。按赋存介质划分，地下水主要有孔隙水、岩溶水和裂隙水三种类型，孔隙水天然淡水资源量每年2 500亿m3，可采资源量每年l 686亿m3，岩溶水天然淡水资源量每年2 080亿m3，可开采资源量每年870亿m3，裂隙水天然淡水资源量每私260亿m3，可开采资源量每年971亿m3。总体上，中国地下水资源地域分布差异明显，南方地下水资源丰富，北方相对缺乏，南、北方地下淡水天然资源分别约占全国地下淡水总量的70%和30%。北方地区70%生活用水、60%工业用水和45%农业灌溉用水来自地下水。据统计，全国181个大中城市，有61个城市主要以地下水作为供水水源，40个城市以地表水、地下水共同作为供水水源，全国城市总供水量中，地下水的供水量占30%。根据《全国环境质量报告书》（1993），在中国，只有不到11%的人能喝到符合我国卫生标准得水。再饮用只来水的2亿人中，1.1亿人饮用的是高硬度水，7000万人喝的是高氟水3000万人则喝的是高硝酸盐水。因为大部分作为水源的江河湖海都受到工业及城市排污的污染。2011年发布的《全国地下水污染防治规划(2011—2020年)》(下称地下水污染防治规划)，初步判断我国地下水污染正在由点状、条带状向面上扩散，由浅层向深层渗透，由城市向周边蔓延。

清澈的小河，透亮的井水，已成为记忆。赵亮2012年7月在对海河流域调查时，发现村民大都被迫放弃了饮用井水。

2000年-2002年国土资源部进行了全国地下水资源评价，按照《地下水质量标准》，37%已是不能饮用的Ⅳ类、Ⅴ类水。

2011年，全国共200个城市开展了地下水质监测，其中“较差—极差”水质监测点比例为55%。与2010年相比，15.2%的监测点水质在变差。

根据《地下水污染防治规划》，2009年中国地下水开采总量1098亿立方米，占总供水量的18%。在全国655个城市中，400多个以地下水为饮用水源，约占城市总数的61%。在传出有工厂将污水通过高压井排到1000多米地下的消息后，潍坊市称未排查到相关问题，并悬赏10万元征集线索。

2月21日，潍坊对媒体称尚未发现有价值的举报线索。而事件仍进一步发酵。网络上关于地下排污线索也不断涌现。媒体日前又曝出，潍坊下辖的寿光市存在打井排污现象，当地一个工业园区普遍存在地下排污。环保机构“公众环境研究中心”主任马军22日接受记者采访认为，有关部门不必纠缠“1000米”的字眼，民众对地下水污染的焦虑，折射的是地下水严重污染的现状。

美国地下水污染事

1947年至1952年，美国当地一家名为“福卡”的化学公司把二噁英和笨等82种致癌物质的21800吨工业废料排入运河，运河被填埋后，这一带变成一片广阔的土地，开发商盖起了大量的住宅和一所学校。从1977年开始，这里的居民不断发生各种怪病，孕妇流产、儿童夭折、婴儿畸形、癫痫、直肠出血等也频频发生。后来，多种有毒物质的黑色液体从地下渗出地面。1974年至1978年之间这里出生的孩子56%有生育缺陷，自从搬到拉夫运河，妇女流产率增加300%，泌尿系统疾病增加300%。

目前在美国，除了完备的立法外，技术革新也为地下水污染修复带来了曙光，可渗反应墙（简称“PPR技术”）是目前欧美许多发达国家新兴的用于原位去除地下水及土壤中污染的方法。

可渗反应墙是由一面活性铝、活性木炭及沸石等活性物质组成的埋在地下的“墙。”当污染物通过反应墙时，通过离子交换、表面络合、表面沉淀、生物降解等作用除去污染物。这项技术已在北美和欧洲地区成熟应用，在治理点污染上收效良好。相关规定

1）禁止企业利用渗坑、渗井、裂隙和溶洞倾倒含有毒物质的废水，含病原菌废水和其他废弃物；

2）禁止企业在无良好隔渗地层，使用无防渗措施的沟渠，坑塘输送或存贮含有毒废水、含病原体废水；

3）对已受污染的潜水和承压水不得混合开采地下水； 4）地下工程应采取防护性措施，防止地下水污染； 5）人工回灌补给地下水，不得恶化地下水质。

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地下水污染及防护治理 第5篇

在进行作为饮用水水源的地下水中硝酸盐的去除时, 还可以直接在被污染的地下水水体中进行处理, 称为原位反硝化或地下反硝化, 其运行费用低、操作简便。无论是在工业发达国家还是发展中国家, 由于农村地区大量氮化肥的施用, 生活污水和含氮工业废水的未达标排放及其渗漏, 固体废物的淋滤下渗, 污水的不合理回灌, 以及地下水的超量开采等原因, 导致地下水中的硝酸盐浓度上升, 成为一个十分重要的环境问题[1]。

1 地下水硝酸盐污染的成因分析

1.1 氮素化肥的施用

氮素化肥的施用, 虽然大大地提高了土地的生产力, 在农业生产中发挥了重要的作用, 但由于施用的不当, 也带来了一系列的环境问题。据报道, 由于农田氮肥施用量的增加, 世界范围内的地表水和地下水中氮化合物含量都在不同程度上呈现出上升趋势。大量的化肥进入农田后不能被农作物完全吸收, 除一小部分可通过挥发或脱氮返回大气圈外, 绝大部分残留在土壤或经降水溶解进入地下, 使地下水受到氮素的污染, 导致地下水中硝酸盐氮的提高。据研究表明, 施用于土壤的肥料有30%~50%经土壤淋滤于地下水环境中, 地下水NOF-N污染与氮肥施用量成线性关系。李文庆等对大棚土壤硝酸盐状况进行了研究, 结果表明, 棚区地下水中较非棚区含有更多的硝酸盐, 而且在大棚种植时间较长的地区硝酸盐的增加更加明显, 这说明农业活动氮素化肥的施用对地下水中硝酸盐含量的增加起到了较大的作用。

1.2 污水灌溉

由于水资源的日益紧张短缺, 出现了污水灌溉。近年来, 不但污灌面积大幅度增加, 而且污水水质发生明显变化, 水中污染物浓度增高, 有毒有害成分增加。利用污水灌溉虽然在一定程度上可以缓解农业用水和水资源短缺的矛盾, 在利用污水中大量有机物作为肥料的同时, 污水也得到了一定的净化。但是, 如果灌溉不合理, 不仅污染了农田环境, 对土壤和农作物形成直接危害, 甚至污染地下水, 导致地下水中硝酸盐的增加。污水灌溉已成为我国农村水环境恶化的主要原因之一。

1.3 固体废物的淋滤下渗

固体废物通过降雨的淋溶渗漏使污染物随水渗入地下含水层, 对地下水形成污染。城市生活垃圾含氮量很高, 据对某水源井区垃圾堆放场附近水源井的监测表明, 垃圾堆放的淋溶下渗对地下水有明显污染, 井群周围地下水硝酸盐平均每年以2.6mg/L的速度提高。而由于畜牧业、养殖业的迅速发展所造成的其周围畜禽粪便的大量堆积, 引起区域性地下水水质污染更加严重[2]。

2 地下水硝酸盐污染的评价

根据水文地质特征和水体功能, 结合地区人口分布及经济发展特点, 以地区平原部分为研究对象, 依据地表水与地下水补给关系, 本着既突出重点又兼顾全面的原则, 地下水从居民家中直接取样。

氮的转化明显地受环境因素及地质因素的影响。例如, 土壤与地质特征, 它包括土壤的质地与地层岩性、孔隙度、结构、组成、剖面的深度和渗透率;气候特征, 它包括降水量、降水频率、降水持续时间、降水时间、蒸发率和温度;生物特征, 包括植被覆盖率、根系带深度、农作物氮的利用特征、植物生长期、有机物水平以及微生物和动物数量;农业活动特征, 包括土地利用和土壤管理;氮的特征, 主要指化肥施用的种类和数量等。这些因素对氮的迁移和转化的影响是相互作用复合影响[3]。

地下饮用水中硝酸盐浓度的提高会对人体的健康造成严重的危害。高铁血红蛋白症是与饮用水中的硝酸盐密切相关的健康问题。血液中含有一种铁基化合物, 称为血红蛋白, 是用来传送氧气的, 硝酸盐本身对人体并没有危害, 但在人体内经硝酸盐还原菌作用生成亚硝酸盐, 亚硝酸盐会与血液中的血红蛋白反应形成高铁血红蛋白, 它是不能输送氧气的, 从而影响血液中氧的传输能力。在成年人的血液中, 酶可以将高铁血红蛋白再转换回血红蛋白, 使得高铁血红蛋白的含量不超过1%;新生儿体内这种酶含量较低, 因此他们的高铁血红蛋白的含量通常在1%~2%, 任何高于该含量的血液病均被称为是高铁血红蛋白症。少数有明显症状发生在高铁血红蛋白的含量在1%~10%之间, 在含量较高时, 通常会有紫绀出现。在这种情况下, 婴儿会出现黏膜变蓝以及消化和呼吸系统疾病。

3 地下水硝酸盐污染的治理方法

当饮用水中硝酸盐氮浓度高于10mg/L时, 婴儿饮用后可能患变性血色蛋白症, 严重时可导致缺氧死亡。在硝酸盐转化过程中形成的亚硝酸胺等具有致癌、致畸和致突变作用。过多的硝酸盐对农作物的生长也有一定的影响。世界卫生组织规定饮用水中硝酸盐单浓度不超过10mg N/L, 推荐标准为5mg N/L。

(1) 原位生物处理方法对于去除浅层地下水中硝酸盐来说, 费用较低、方法简单, 但随着深度的增加, 费用将显著增加, 而且所加基质很难均匀地分布于地下蓄水层中, 控制地下水的水流方向困难, 效果难以控制;再加上由于大量脱氮菌的产生和反应产生的氮气, 会引起土壤的堵塞, 土壤堵塞非常不利于进行硝酸盐氮的去除, 也有发生亚硝酸盐氮蓄积的情况;并且原位修复时所投加的有机碳可能对地下水产生二次污染。所以, 在实际应用中应采取相应的防范措施, 一般原位处理法只限于某些地质条件较好的、地下水污染面积不是很大的地区[4]。

(2) 自养型生物脱氮法。脱氮菌中也有能用氢气、还原态硫化物和二氧化碳等无机物作为氢供体的自养型细菌, 一般情况下自养型细菌增长率低、增长速度慢、菌的增长量少, 所以具有剩余污泥的产生量低的优点。另外, 因不需要添加有机物, 所以不需要处理残留的有机物, 在以饮用水为前提的情况下, 该方法较为合适。自养型生物脱氮法目前主要有硫—石灰石白养反硝化脱氮工艺和生物供氢自养反硝化脱氮工艺。

4 结论

通过对地下水硝酸盐污染的成因进行调查分析, 能够有效地处理地下水硝酸盐产生的影响, 为居民的饮用水安全提供有效的保障。

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