浅析地下水污染的主要途径、危害及防治.pdf

2 0 1 3年第 6 期 西部探矿工程 l 4 9 浅析地下水污染 的主要途径、危 害及 防治 董 琳，刘 辉(1 _ 昌吉州地质环境监测站，新疆 昌吉 8 3 1 1 0 0；2 新疆地矿局第二、三水文地质工程地质大队，新疆 昌吉 8 3 1 1 0 0)摘要：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、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。介绍 了地 下水的污染主要途 径，分析 了地下水污染带来的危害，探讨了地下水污染的防治。关键词：地下水污染；主要途径；污染治理；预防 中图分类号：X 5 2 3 文献标识码：B 文章编号：1 O 0 4 5 7 1 6(2 0 1 3)0 6 一O 1 4 9 一O 3 地下水污染是一个全球性的问题，污染防治需要全 世界每个人的关心和参与。虽然一些地下蓄水层的破 坏已无法挽回，但大部分地 区的蓄水层 目前相对纯洁。为了挽救地下水质，从根本上来说要对全球经济进行根 本的结构调整，鼓励利用再生资源、城市小型化、人类活 动环保化，减轻地球的负担，如果人人都行动起来，最终 人类则不会因干渴而焦虑了。1 地下水的污染主要途径 在天然状态下，地下水具有一定的自净能力。含水 层本身起着一个过滤器的作用，吸附和离子交换过程有 助于降低水 中的污染物浓度。淋滤 的污染质进 入含水 层，而含水层的水排泄时又把一些污染质带走，从而达 到了某种平衡。人为的活动可能使这种平衡遭到破坏，改变了符合一定标准的地下水水质(包括它 的物理、化 学和生物性质)，使地下水 的污染物 的浓度超过规定的 指标，使它不再适合原来的用途，我们就说地下水遭到 了污染。地下水污染 的主要来源和途径包括 以下几个 方面：1 1 工业方 面 现代化的工业生产产生大量 的含有各种化学物质 的垃圾，堆放在地面和埋藏地下 的工业废物中的各种有 害物质经地表径流及雨水的冲淋而渗入地下，随水 的运 动进入含水层 中；各类工厂排放含有有毒物质的污水直 接渗入地下，或者污染地表水后又通过地表水与地下水 联系而污染地下水体；由于石油及其化工产品使用及管 理上 的漏洞，汽油、柴油、苯系物及其他含苯环的碳水化 合物等造成 了地下蓄水层污染。对地 下水威胁最大 的 是汞、镉、铅、铬等重金属及难分解 的有机物，有时还可 能有放射性物质。1 2 农业方面 现代农业生产使用大量的农药，这些农药大约只有 1 0 左右被作物吸收，还有一部分汽化进入大气 中，其 余全部进入土壤及地表附属物，这部分未被 吸收的农药 会随地表径流渗入地 下蓄水层造成 污染。自 2 0世 纪 五、六十年代，化肥使用量逐年增加，有机氮肥、磷肥、钾 肥的使用量 已增加 了近 1 O倍，而这些化肥 大约 只有 4 0 左右被作物吸收利用，其余的都溶于雨水及灌溉 水，最终慢慢渗入地下蓄水层 中，势必造成大面积的地 下水污染。近几年通过对地下水监测化验发现硝酸盐 含量都有上升的趋势，有的地区直接引用工厂和城市污 水灌溉，对地下水的污染也 十分严重，研究 区域地下水 保护问题时，对农业造成的污染应 当给予特别 的注意。1 3 生 活方面 随着世界人 口的增加，人类生活产生大量的生活垃 圾，而这些被填埋于城市周 围的垃圾，随着 日晒雨淋及 地表径流的冲洗其溶出物会慢慢渗入地下，污染地下蓄 水层。长期 以来，城市的生活污水没有经过任何处理而 直接排放，生活污水下渗是造成地下水污染的另一个重 要原因。生活方面 的污染物质主要包括碳水化合物、氮、合成洗涤剂以及各种微生物。1 4 矿业 方面 矿坑排出的水或矿 山废渣的淋滤水 中可能含有重*收稿 日期：2 0 1 3 0 2 2 2 修回 日期：2 0 1 3 0 2 2 5 第一作者简 介：董琳(1 9 7 5 一)，女(汉族)，河南遂平人，助理工程师，现从事储量管理工作。l 5 O 西部探矿工程 2 0 1 3年第 6期 金属和放射性元素，有 时是盐水或酸性水，这些水也是 地下 的污染源。有些地区在勘探和采矿过程 中引起含 水层之间的沟通，使不同质的水发生混合，也能造成地 下水水质的改变。1 5 咸水入侵 在滨海含水层中大量地抽取淡水可能造成咸水 的 入侵，使井水变成。另外相邻含水层之间的水力联系，结果使相邻层的咸水直接侵入 或越流侵入，使 水质变 劣。1 6 来自自然界 自身的污染 自然界中存在着许许多多种对人类有毒有害的化 学物质，正常情况下它们 以一种相对稳定的状态存在于 大 自然 中，对人类不构成威胁，有些元素还是人类生存 所必须的微量元素，但是 由于人类的活动改变了这些元 素稳定存在的条件，这些元素及其化合物就会超量地释 放出来污染地下水。例如：金属元素砷其化合 物有剧 毒，它在 自然界中是 以微量元素存在的，近年来科学家 们发现地下水中砷含量提高了，原因可能是地下水污染 后其中的污染物与砷矿发生作用而使 砷从沉积物 中脱 离出来。1 7 人 工 回灌 用劣质水或未经处理的废水回灌，这些水与地下水 混合后，由于地下水的运动而污染含水层。以上这些污染来源要想完全除掉是很难的。地下 水本身是一个“封 闭”的系统，在它运动和交替的过程 中，不可避免地要接触外界 的环境并受人为的干扰，我 们正应当利用这一点来对地下水水质进行控制，使它不 至达到危害用户的程度。为此必须对地下水水质进行 监控并预判它的发展趋势，以便提前采取相应的对策。2 地下水污染带来的危害 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，严重制约经济和社会的可持 续发展。2 1 危害人体健康 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。疾病给广大居 民身心带来极大损害，同时也增加了巨额医疗费用，与 不洁的水接触会染上如皮肤病、沙眼、血吸虫、钩虫病等 疾病。地下水污染严重 区甚至可导致雌激素增加，影响 人类的繁殖能力，造成 自然流产或是先天残疾。2 2降低农作物的产量和质量 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，这些有害氮索能降低农作物(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。2 3 加速生态环境的退化和破坏 地下水污染造成 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 的硝酸盐进人河、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。2 4 造成经济损失 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 2 0 0 6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 1 4 6 3次，污染面积约 9 4 X 1 0 h m，造成直接经济损失约 2 4 3亿元。3 地下水污染防治 地下水处理方法主要有抽水处理法、生物处理法、渗透性屏障处理法、循环井处理法等。3 1 抽水处理法 抽水处理法 的原 理是 将 污染 的地 下水 抽 出，在 现场或其他地方对抽 出来的受污染 的地下水 进行处 理。某市一运输 粗 苯 的车辆侧 翻，造 成粗 苯泄 漏 污 染 了附近 2口灌溉井，现场采取 了抽水 处理法，井 内 水污染很快 得到 控制，并 在短 时 问 内水 质恢 复 到受 污染前的水平。3 2生 物处理 法 其原理是利用微生物弱化污染物 的毒性或把污染 物转变成无毒性物质 的处理方法。微生物消解有机化 合物，提供 自身所需养分和能量，将污染物分解为二氧 化碳和水，随着微生物数量增长，污染物被消解并逐渐 减少，微生物也因食物短缺逐渐减少进而消失。此种方 法在美 国曾对四氯乙烯、三氯乙烯等污染物处理做过现 场试验。在荷兰，也 曾用此方法处理含油污、苯、甲苯、含氯溶剂等污染物。3 3 渗透性屏障处理法(下转第 1 5 3页)2 0 1 3年第 6 期 西部探矿工程 1 5 3 地热 田的优质地热资源，是有关主管部门需要认真考虑 的问题。根据本区的实际情况，认为从 以下几个方面着 手：2 1 制定 武陟地热田地热资源合理开发利用保护规 划 目前，武陟地热田的开发正处于初级阶段，有关行 政主管部门可依据本区近期、远期社会的发展规划，组 织有关单位制定武陟地热统一的地热资源勘查、开发利 用保护规划，坚持合理开发，综合利用，注重效益和开发 与环境保护并重的原则，对地热资源进行有计划的勘查 开发，避免地热 资源 的开发利用 陷入一种混乱无 序状 态，从而导致各种环境地质问题 的产生。2 2 综合开发利用，提高资源的利用率，减少环境污染 从现阶段地热资源的开发利用情况看，有不少地区 仍处于一种单一、低效利用 的状态，多数 的地热水仅仅 被利用于洗浴、游泳等，而后把 尚有大量余 热的“废水”排放掉，不仅达不到地热能的充分利用，同时也给周边 环境带来热污染和化学污染。本区地热资源属优质地 热资源，在 6 0 0 1 0 0 0 m深度的热储层，不仅有较高的 水温(4 6 5 2)，而且水质好；在 3 0 0 6 0 0 m深度的 热储层，水温较低(3 0 3 7)，但水质好。可根据不 同的深度不 同热储层 的特性 和功能，分层 分段进行 开 采，实行工业、生活及其他行业联合供水，优质优用，坚 持高科技用水优先，特殊用途用水优先，以满足饮用、生 物医药、化工等有特殊水质用水 的要求，利用取暖后的 尾水用于洗浴、水上娱乐、养殖、土壤加温、农灌、环境绿 化等，以达到一水多用，最大限度发挥优质地热水 的经 济、社会、环境效益。要特别指 出的是，在 武陟县区内，高氟水分布广泛，部分村庄浅层地下水的氟离子含量超 标，达 1 5 5 4 mg L，致使当地群众氟 中毒，患有氟骨 症与氟斑牙病，其 中，氟斑牙发病率高达 8 O ，已经 引 起有关部门对氟改水工作的高度重视。有计划合理开 发利用 3 0 0,-6 0 0 m深度热储层 中的优质矿泉水作为饮 用供水，即可满足当地氟改水 的要求。2 3 提高节水意识，实行计划用水，严格控制开采量 加大宣传力度，提高节水意识，特别是对服务行业、生活小区等使用地热水 的部 门，要单独下达用水指标，严格控制开采量和用水量。取缔大流量取水设备，单井 取水量控制在 3 0 m3 h以下，单井最大开采量不得超过 2 0 0 m。d。2 4 建立区域地热资源监测系统 建立区域地热资源监测系统在于研究、分析地热资 源开发过程 中出现的各种问题，适时调整地热资源开发 利用计划，对地热资源开发利用过程中出现的环境地质 问题及时作出对策，确保地热资源的可持续开发利用。参考文献：E 1 3 河南省地矿厅第一水文地质工程地质队 河南省武陟县 区 域水文地质调查报告 R 1 9 8 9 E 2 3 河南省第一水文地质工程地质队 豫北平原地热资源调查 报告 R 2 0 0 4 E 3 3 河南省水文地质工程地质勘察院 武陟县南贾水资源地供 水水文地质详细报告E R 3 2 0 0 3 (上接第 1 5 0页)其原理是将渗透性处理屏障埋设到地底下。首先 在污染现场挖壕沟贯穿受污染范 围的地下水，然后注入 对污染物有处理作用 的材料。当地下水流过渗透性屏 障时，污染物将被挡住或反应变为无害物质。在德 国、美 国曾使用此方法对含氯及不含氯溶剂 的污染物进行 处 理。3 4 循 环 井处 理法 其原理是将空气注入受污染的地下水，强迫一些具 有挥发性的有机污染物随着气泡溢出水面，然后再用土 内水气抽取法，抽取这些挥发性和半挥发性 的有机污染 化合物。3 5 水力破裂处理法 其原理是将高压水注入不易渗透的土层，增加土壤 的渗透性，土壤孔隙增加将有利于生物处理和提高抽取 效率。在实际应用 中，水力破裂处理法常与土内水气抽 取法、现场生物处理法、抽水处理法混合使用来提高处 理效率。参 考文献：E 1 3 吴立进，赵坤奇 加强地下水保护教育提高公众保护地下 水意识I J 科技情报开发与经济，2 0 0 7(1 9)-2 3 江剑，董殿伟，杨冠宁，王立发 北京市海淀区地下水污染 风险性评价 J 城市地质，2 0 1 0(2)E 3 3 王国庆，王岚，吴晓龙 佳木斯市地下水开发利用引发的主 要环境地质问题及保护战略 J 黑龙江环境通报，2 0 1 0 (2)