地下水污染狀況以及地下水的預(yù)防措施和治理技術(shù)
【www.fvqao.cn南京純水設(shè)備】近年來，地下水污染治理技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。通過介紹我國目前地下水開采引發(fā)的地下水污染狀況以及地下水的預(yù)防措施和治理技術(shù)，希望提高全民對(duì)地下水污染的認(rèn)知。同時(shí)，綜合多種因素，根據(jù)不同的污染成分采用合理的修復(fù)技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行分層處理，將不同水質(zhì)的水供給不同的用水對(duì)象，提高用水效率，既可以節(jié)約資金又可以達(dá)到預(yù)期的治理目的。
較之湖泊、河流中的淡水資源，廣泛埋藏在地面以下各種狀態(tài)的水資源更為豐富，對(duì)人類的生活和生產(chǎn)也有著重大意義。近年來，大量開發(fā)與利用地下水來滿足人類生存發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，但卻改變和破壞了自然環(huán)境，引發(fā)負(fù)環(huán)境效應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國地下水超采量已由20世紀(jì)80年代的每年100億m3增加到每年228億m3，地下水超采面積由5.6萬km2擴(kuò)展到18.0萬km2。根據(jù)1984年的調(diào)查資料，以開采量與可開采資源量的比值（開采程度）分析指出，即使水資源豐富，開發(fā)潛力較大的地區(qū)大量開采地下水也會(huì)引起十分突出的地下水水位下降。地下水位的過度下降也會(huì)引起海水或咸水入侵，惡化水質(zhì)。
同時(shí)，隨著人口增長，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，大量生活、工業(yè)廢水排放，由于管理不嚴(yán)、治理不當(dāng)而導(dǎo)致地下水不同程度的污染。南京工業(yè)純水處理設(shè)備通過中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫查找“地下水污染”統(tǒng)計(jì)1973—2017年與此相關(guān)的國內(nèi)論文數(shù)量分布，可以得出地下水污染受到越來越多的研究人員及相關(guān)工作人員的關(guān)注，也表明國內(nèi)地下水污染問題亟待解決。
1、地下水污染簡介
1.1 地下水污染定義
關(guān)于地下水污染的定義，目前國內(nèi)外還沒有比較統(tǒng)一的說法。有學(xué)者主張凡是在人類活動(dòng)影響下，地下水變化朝著水質(zhì)惡化方向發(fā)展的現(xiàn)象，統(tǒng)稱為“地下水污染”。不管此種現(xiàn)象是否使水質(zhì)惡化達(dá)到影響使用的程度，只要這種現(xiàn)象一發(fā)生，就應(yīng)該視為污染。就污染而言，主要指水的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)的改變。因此地下水污染的定義應(yīng)該是，人類活動(dòng)使地下水的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)發(fā)生改變，從而限制或妨礙地下水在各方面的應(yīng)用。
在此基礎(chǔ)上提出，處在特殊的地質(zhì)背景中，在水巖長期的相互作用下，天然地下水中某些組分濃度相對(duì)富集或是貧化而超過或低于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，不應(yīng)稱為地下水污染，而應(yīng)稱為“天然異常”，或者說屬于一種原生態(tài)的污染。基于國內(nèi)外學(xué)者研究基礎(chǔ)上定義地下水污染是，在人類活動(dòng)的影響之下，地下水中所含的污染物質(zhì)超過地下水本身的自我凈化能力，使地下水的組成及其性質(zhì)發(fā)生變化，從而使地下水環(huán)境惡化的現(xiàn)象。只要地下水直接或間接地對(duì)人類健康產(chǎn)生危害或水質(zhì)不能滿足人類的需要就屬于“地下水污染”。
1.2 污染現(xiàn)狀
我國地下水污染有以下 3 個(gè)特征：在我國有400多個(gè)城市開采地下水，大、中城市中，約有50%的市區(qū)地下水污染嚴(yán)重，所以區(qū)域性地下水污染問題突出；部分重點(diǎn)地區(qū)如經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的工業(yè)基地和沿海地區(qū)地下水污染嚴(yán)重；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的化肥、農(nóng)藥，城市垃圾填埋，工業(yè)污水等一些有典型污染源的場(chǎng)地地下水污染嚴(yán)重。2014年全國202個(gè)地級(jí)市開展了地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)。依據(jù) GB/T14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)良水質(zhì)占10.8%，良好水質(zhì)占25.9%，較好水質(zhì)占1.8%，較差水質(zhì)占45.4%，極差水質(zhì)占16.1%。主要超標(biāo)的物質(zhì)為鐵、錳、“三氮”、氟化物、硫酸鹽等，個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)存在砷、鉛、六價(jià)鉻、鎘等重金屬超標(biāo)現(xiàn)象。
2016年水利部1月《地下水動(dòng)態(tài)月報(bào)》公布了對(duì)全 國主要平原的淺層地下水的水質(zhì)調(diào)查結(jié)果：無Ⅰ類水，Ⅱ~Ⅲ類水占總數(shù)的19.9%，Ⅳ類水32.9%，Ⅴ類水占47.3%。“三氮”污染情況較重，部分地區(qū)存在一定程度的重金屬和有毒有機(jī)物污染。
1.3 污染源
國內(nèi)外城市地下水污染的主要影響因素：水文地質(zhì)條件、地下水埋深、植被覆蓋、氣候條件、城市建設(shè)以及工農(nóng)業(yè)等，這些或污染地下水，或加劇地下水污染。南京實(shí)驗(yàn)室純水處理設(shè)備地下水位的下降所引發(fā)的海水倒灌以及淺層咸水對(duì)深層淡水的污染。采礦活動(dòng)對(duì)地下水的污染是極其嚴(yán)重的，采礦的同時(shí)伴隨著無目的的地下水開采，造成地下水超采，以及突發(fā)性的環(huán)境災(zāi)難所引起的環(huán)境污染不可忽視。
2、地下水污染的常見治理方法
地下水埋藏在地表以下，一經(jīng)污染便難以清除。所以地下水的防治要堅(jiān)持“以防為主，防治結(jié)合”的原則。預(yù)防措施主要包括：加強(qiáng)相關(guān)法律法規(guī)的建設(shè)，加大宣傳力度；加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)是地下水合理利用的重要基礎(chǔ)；統(tǒng)籌規(guī)劃，合理開發(fā)地下水。對(duì)于地下水污染的治理主要分為治理污染源和修復(fù)污染的地下水2類。治理污染源則需要依靠采取相關(guān)預(yù)防措 施來避免或減少地下水污染。在治理污染的地下水過程中 不可避免地涉及對(duì)已污染的地下水進(jìn)行處理，因此水體修 復(fù)技術(shù)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，發(fā)展至今也形成了較為系統(tǒng)的技術(shù)體系。目前比較典型的地下水污染修復(fù)技術(shù)有十幾種，根據(jù)技術(shù)原理分類，即物理法修復(fù)技術(shù)、化學(xué)法修復(fù)技術(shù)、生物法修復(fù)技術(shù)和復(fù)合修復(fù)技術(shù)（復(fù)合修復(fù)技術(shù)是兼有以上2種或多種技術(shù)屬性的污染處理技術(shù)）。根據(jù)修復(fù)處理的方式分類，即原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)。
地下水開發(fā)引發(fā)的負(fù)環(huán)境效應(yīng)很大程度是因?yàn)槿藗內(nèi)狈?duì)地下水污染程度的正確認(rèn)知從而無法對(duì)地下水進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，管理應(yīng)用。將不能利用的水變?yōu)榭? 利用的水并根據(jù)不同水質(zhì)的水供給不同的用水對(duì)象。污染物在地下水中通過對(duì)流、彌散、擴(kuò)散及延遲作用形成特有的溶質(zhì)分布。數(shù)據(jù)顯示，城市地下水中污染物質(zhì)檢出普遍，多種污染物質(zhì)的檢出率大于25%。南京反滲透純水處理設(shè)備據(jù)于此可以將地下水污染治理按照不同污染成分進(jìn)行分層處理。
以美國印第安納州的超級(jí)基金場(chǎng)的地下水污染為例，在其場(chǎng)地修復(fù)計(jì)劃中采用了按不同污染成分進(jìn)行分層處理的方法：首先以氯 代物為基礎(chǔ)修建污染羽控制井，防止污染擴(kuò)散；然后促進(jìn) 包氣帶中有機(jī)化合物的生物降解；最后建立水平土壤蒸汽 分離系統(tǒng)，清除易揮發(fā)的有機(jī)物。 地下水的污染可分為 3 大類，即金屬污染、非金屬污 染（主要是“三氮”超標(biāo)）和有機(jī)物污染。
2.1 金屬污染修復(fù)
重金屬因其含有劇毒而且難降解而難以處理，尤其是礦坑的排水含有大量重金屬。臺(tái)灣學(xué)者提出的泥炭生物屏 障修復(fù)技術(shù)能有效去除溶解性重金屬，如銅、鉛等；電 動(dòng)修復(fù)技術(shù)能使金屬離子在電場(chǎng)作用下發(fā)生定向遷移；植物處理法也可處理多種金屬離子。
2.2 非金屬污染修復(fù)（三氮）
近年來，為滿足農(nóng)業(yè)增產(chǎn)需要，我國地下水中“三氮” （氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽）居高不下。注氣 —土壤氣相抽提技術(shù)（SEV）可用于揮發(fā)性農(nóng)藥污染物，更廣泛地講，適用于處理揮發(fā)性有機(jī)物的修復(fù)技術(shù)也適用于處理“三氮”污染物。
2.3 有機(jī)物污染修復(fù)
有機(jī)物的污染是地下水污染中普遍也嚴(yán)重的污染問題，因此有機(jī)物污染修復(fù)技術(shù)一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。目前的污水修復(fù)技術(shù)大多適用于有機(jī)物污染的處理。原位曝氣技術(shù)（AS）是去除地下水揮發(fā)性有機(jī)物有效的方法。有機(jī)黏土法和電化學(xué)法對(duì)吸附性較強(qiáng)的有機(jī)物的處理效果比較好。被動(dòng)收集法和抽出處理法都是比較 有效的處理密度較輕有機(jī)物污染（如油污）的方法。流線控制法則適用于密度比水大的大批量有機(jī)物污染處理。空氣沖洗可有效處理烴類污染物。生物修復(fù)技術(shù)（BS）是處 理地下水及包氣帶土層有機(jī)污染的有效也有前途的方 法。原位化學(xué)修復(fù)氧化技術(shù)（ISCO）就是用氧化劑（常用 的氧化劑包括高錳酸鹽、Fenton 試劑、O3 和過硫酸鹽等）氧化大多數(shù)有機(jī)物，以二氧化氯為主的混合氣（大部分二氧化氯和少量氣、臭氧、過氧化氫的混 合氣）也是一種經(jīng)濟(jì)有效的氧化劑，它不但成本相對(duì)低，而且能有效降低石油及苯系類污染物。南京EDI純水處理設(shè)備滲透性反應(yīng)屏修復(fù)技術(shù)雖然可以根據(jù)污染物的種類和污染物的濃度等選擇合適的反應(yīng)裝置，是一種典型的分層治理技術(shù)，但需定期清理，檢查更換，而且更換裝置麻煩，更換過程中會(huì)產(chǎn)生二次污染。
因此，根據(jù)污染物類型來 采取相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)對(duì)污染的地下水進(jìn)行治理，目的性強(qiáng)，層次分明，資源能得到合理配置。同時(shí)，污染的地下水不需要得到徹底凈化，就可以根據(jù)不同的要求供水對(duì)象進(jìn)行供給，如利用微咸水進(jìn)行灌溉等。然而，水體修復(fù)技術(shù)終究治標(biāo)不治本，唯有統(tǒng)籌規(guī)劃，合理利用地下水資源，恢復(fù)地下水自我修復(fù)能力，再輔以人工治理方法，才能實(shí)現(xiàn)地下水可持續(xù)開發(fā)利用。
地下水污染是一個(gè)全球性問題，不是單獨(dú)一個(gè)國家或個(gè)人就能解決的。在我國，20世紀(jì)60年代以來，地下水污染引發(fā)相關(guān)部門和科研單位的極大關(guān)注，并進(jìn)行大量研究工作，在治理污水過程中也取得了較好的結(jié)果。所以，對(duì)地下水污染防治經(jīng)驗(yàn)的整理和總結(jié)是十分有必要的，普及防治地下水污染的教育，提高全民對(duì)地下水污染的認(rèn)知，調(diào)動(dòng)全民力量保護(hù)地下水資源。
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