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浅析我国地下水污染及防治措施
摘 要
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。随着经济的发展,人口的激增以及城市规模的不断扩展，地下水资源越来越稀少,地下水被污染后，反过来对工业生产造成危害，并严重威胁着人们的健康，保护地下水资源迫在眉睫。我国社会经济的发展进步，很多工业的兴起对水资源造成了不少的浪费和污染，特别是对地下水的污染尤其值得关注，再加上地下水的自净能力有限，严重破坏了地下水资源的使用，导致多个地区发生干旱、缺水。所以，运用先进的地下水污染防治措施，对地下水污染和防治非常必要。
关键字：地下水、污染、污染途径；防治措施
绪论：随着科技的发展，大量的工业废水、城市垃圾及农药化肥等被生产出来。水是生命的源泉，地下水相比地表水而言有水质好、不易被污染、调蓄能力强、供水保证率高等特点，是我国重要的饮用水水源。而地下水是全国近三分之一人口饮用的主要水资源，是城市和工农业的主要用水资源。由于一些管理体制的不完善，以及很多企业没有认真做好排污项目，还有一些市民对于保护地下水资源的意识不够等，我国的地下水资源在逐渐受到污染，这对我国经济社会的可持续发展都是很大的阻碍，对人们正常生活和饮水安全也是很大的威胁。加大对地下水资源的关注程度，采用有效的措施保护地下水资源，防治地下水资源受到污染，为我国的发展提高更为良好的契机。
一、地下水的污染现状
中国水资源总量的1/3是地下水，中国地质调查局的专家在国际地下水论坛的发言中提到，全国90%的地下水遭受了不同程度的污染，其中60%污染严重。据新华网报道，有关部门对118个城市连续监测数据显示，约有64%的城市地下水遭受严重污染，33%的地下水受到轻度污染，基本清洁的城市地下水只有3%。曾获“绿色中国年度人物”的北京公众环境研究中心负责人马军说，饮用水源地所受污染尤其重金属污染、持久性有机物污染很难被传统水处理工艺消灭，饮用水源地的产业转型升级成本，不仅大于水厂升级改造成本，也大于城市管网改造成本。环境保护部、国土资源部、住房和城乡建设部以及水利部联合印发《华北平原地下水污染防治工作方案》，这是我国为解决日益严重的地下水污染问题迈出的重要一步。按照“预防为主、协同控制，分区防治、突出重点，加强监控、循序渐进”的原则，方案提出到2015年底，初步建立华北平原地下水质量和污染源监测网，基本掌握地下水污染状况；加快华北平原地下水重点污染源和重点区域地下水污染防治。到2020年，全面监控华北平原地下水环境质量和污染源状况，科学开展地下水污染修复示范，地下水环境监管能力全面提升，地下水污染风险得到有效防范。
合肥地区主要为丘陵地带，地形岗沟起伏，降水流失，入渗补给少。大部分地区地下水位低，蕴藏深，储量少，地下水资源贫乏。随着城市建设的发展，大多水井已经填埋，所剩井眼十分有限。目前合肥市地下水环境监测点位仅有夏龚岗1个。对照《地下水质量标准》，总大肠菌群数为Ⅴ类，氨氮、氟化物和总硬度为Ⅲ类，其他指标均优于Ⅱ类。
二、地下水污染来源
面对地下水严重的污染现状和特殊的污染特点, 为了人类的生存与可持续发展, 必须采取有效的措施进行预防和治理, 清查污染源是地下水污染防治的前提。
工业废水、废物及生活污水的大量排放, 农业生产中的污水灌溉, 化肥、农药的滥用等是造成地下水污染的主要途径。因此, 地下水污染源可以分为以 下几类: 工业污染、农业污染、生活污染和自然界自身污染。1)工业污染
工业污染源主要是指未经处理的工业“三废” 即废气、废水和废渣。工业废气如二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮等物质会随大气降水落到地面, 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冶炼废水、工业酸洗废水、电镀废水、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;工业废渣如高炉废渣、钢渣、粉煤灰、硫铁矿烧渣、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 放或是地下填埋防渗处理不合格, 经雨水淋滤, 其中的有毒有害物质随滤液直接渗入地下水中, 或随地表径流往下游迁移过程中下渗至地下水中形成污 染。2)农业污染
主要来自于土壤中的剩余农药、化肥和污水灌溉等。一些畅销农药如 DDT, 六六六, 由于它们在自然界比较稳定, 在一定时间内会残留在土壤、水域及生 物体内, 并随食物链逐渐富集在人体内。常用的化肥有氮肥、磷肥、钾肥等, 土壤中这些剩余的肥料将随下渗水一起淋滤渗入地下水中引起地下水污染。污水 灌溉虽然在一定程度上可以使土壤肥力增加, 但另一方面因污水含有各种有毒有害物质, 长期使用污水灌溉可能引起对农作物、土壤及地下水的污染。3)生活污染
人类生活活动会产生各种废弃物和污水, 污染环境。特别是城市, 由于人口密集, 面积狭小, 相对来说生活污染比较严重。城市生活垃圾、废塑料、废纸、金 属、煤灰、渣土等, 若直接堆放、掩埋, 将会造成地下水的污染。城市生活污水包括城市居民生活污水、科研、文教单位实验室排放的污水、医院污水等, 若未经处理直接排放, 将直接或间接对地下水造成污染, 进而对城市下游人们用水产生极大的威胁 4)自然界自身污染
自然界中本身就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。但是由于人类活动改变了这些微量元素的稳定存在条件, 这些元素及其化合物就会超量的释放出来, 污染地下水在有些地区,由于特殊的地质环境, 地下水天然背景不良, 有毒有害成分超标。根据中国地质环境监测院调查统计, 我国部分地区分布有高砷水、高氟水、低碘 水等。全国约有 1亿多人在饮用不符合标准的地下水, 使这些地区长期以来一直遭受砷中毒(皮肤癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病的困扰。
三、地下水污染的危害
地下水的污染从污染类型来分可分为有机污染和无机污染。石油及化工产品苯及同系物、苯酚、高分子聚合物等有机物都是生物难以降解的, 对人类健康危害极大的, 有许多是致癌物质, 可以说地下水中石化产品的广泛存在, 是构成全球性恶性肿瘤的一个重要因素。人及动物饮用农药污染的地下水会引起各种怪病, 如怪胎、肿瘤、皮肤及神经系统疾病等。农业灌溉水、农村家畜产生的有机废水、城镇居民产生的生活垃圾和生活污水。其中含有纤维素、淀粉、尿素、洗涤剂, 还含有多种微生物, 这些污染物质渗入地下水中引起水的理化指标变差, COD、BOD升高, 严重者出现水质浑浊、恶臭以至于不能引用, 并且由于微生物的作用使含氮的有机物转变为亚硝酸盐和硝酸盐, 长期饮用高硝酸盐浓度的地下水会引起消化道疾病、婴儿高铁血红蛋白症, 导致婴儿窒息或死亡。
地下水中含有超量的汞、铬、镉、砷及铅等金属元素及其化合物。每一种物质的超量存在都会对人及动物造成严重的危害。这些金属元素及其化合物 在自然界生物体内都有蓄积作用, 即通过生物链的传递使污染物的浓度不断扩大, 造成的危害也就越来越大。它们可以在人体肝、肾、脾以及脑组织、骨 组织等重要部位富集, 长期饮用汞含量超标的地下水可引起肝炎、肾炎、运动失调等疾病, 往往导致死亡或遗患终生。镉在人体中有很强的富集作用, 饮用被镉污染的水往往引起慢性中毒, 损害人的肝、肾和骨骼等。砷及其化合物都是强毒性的, 摄入超量的砷会引起慢性中毒, 潜伏期可长达几年甚至几十年, 最终将造成癌变或畸变。
四、地下水污染防治措施
地下水污染的治理修复技术对于地下水污染的治理有着明显作用，国内外学者进行了广泛的研究, 取得了很大的进展, 并且逐渐发展成为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,稳定和固化技术、抽出处理法以及原位处理法。1)物理处理法
物理法是利用物理手段对受污染的地下水进行治理的一种方法, 主要包括屏蔽法、被动收集法和水动力控制法等。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, 在多数情况下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。被动收集法是指在水流的下游挖一条足够的沟道, 在沟内布置收集系统, 将水面漂浮的污染物质,如油类污染物质等, 或将所有受污染的地下水收集起来以便处理的一种方法。水动力控制法是利用井群系统, 通过抽水或是向含水层注水, 人为的改变地下水的水力坡度, 从而将受污染的水体与清洁的水体分隔开来, 以达到使清洁水体免遭污染的目的。2)稳定和固化技术
稳定化是指将污染物转化为不易溶解、迁移和毒性比较小的状态或者形式。而固化是指将污染物质包存起来, 呈小颗粒状或者大块形状, 使污染物质 处于稳定状态, 不再影响周围环境。稳定化和固化技术通常用于重金属离子和放射性物质的稳定化和固化处理。一般的步骤包括:(1)中和过量的酸度;(2)破坏金属络合物;(3)控制金属的氧化还原态;(4)转化为不溶性的稳定形态;(5)采用固化剂形成稳定的固体形态物质。3)抽出处理法
抽出处理法即是将埋藏在地下的受污染的地下水抽到地表进行处理的技术。受污染的地下水抽出后的处理方法与地表水的处理相同, 可以根据除去污染物的基本原理大致分为以下几类:(1)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;(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。由于抽出处理法需要将污染的地下水抽出地面, 因此处理成本高, 并且地下水被抽出后, 就会改变地下水原有的天然流场, 可能会引发一系列的问题, 如地面塌陷等。因此, 这些因素是在选择该项处理技术时必须要加以考虑的。4)原位处理技术
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, 最大程度的减少污染物的暴露, 减少对环境的扰动, 是一种很有前景的地下水污染处理技术。原位处理技术又包括物理化学处理法及生物处理法。活性渗滤墙(或称活性反应渗透格栅)就是一种原位被动修复技术, 一般安装在地下蓄水层中, 垂直于地下水流方向。当地下水流在自身水力坡度作用下通过活性渗滤墙时, 污染物与活性墙体材料发生物理化学反应而被除去, 从而达到修复的目的。生物修复就是利用原生微生物在污染场地不同区域的好氧、兼氧、厌氧微生物反应降解污染物质的污染水体的修复方法。一般单纯的利用原生微生物降解污染物的效率低, 所需时间长。因此, 通常是人为的强化原生微生物降解污染物的效率。对于难降解的污染物, 原生微生物的降解速率并不高, 有必要驯化培养一些具有特定性能、能高速分解难降解化合物并能与原生微生物共存的特异微生物。将这些高效的微生物添加到污染的地下水环境中来降解那些难降解的有机物, 从而使污染的地下水得到净化。
五、地下水污染的预防措施
在掌握了一些处理技术后, 还要加强行政管理、经济管理和法律管理, 尽量做到预防为主, 防治结合, 把污染的危害减小到最低限度 1)完善地下水环境保护的法律法规体系建设: 面对地下水污染的严峻形势, 以及地下水环境管理中存在的诸多问题, 应进一步加强地下水污染防治的有关法律法规体系建设, 为地下水环境的保护提供完备的法律依据与政策支持。
2)加强地下水监测网络建设: 国家应加大对地下水环境监测基础设施的投入, 建立完备的地下水监测网络, 统一地下水监测的有关技术规范, 不断完善水环境监测体系。对现有多部门建设的监测网络进行有效集成, 建成国家地下水监测数据公用平台。
3)进行系统的全国地下水污染情况调查: 我国还从未系统的开展过全国地下水污染调查工作。水质总体状况、污染来源不清, 难以划分地下水质量区域、科学制定水资源保护与防治规划。因此急需开展全国地下水污染调查评价, 并建立地下水污染区域的评价指标体系, 为地下水污染的防治工作提供基础资料。4)建立全国地下水污染预警与应急预案, 实现
大区域范围内的地下水污染信息进行实时监控, 对地下水污染严重的地区及时预报, 使我们能够在第一时间掌握地下水污染的情况并及时采取措施控制污染的蔓延。
5)加大宣传力度, 提高公众环保意识。可通过广播、电视、报纸等信息媒体及培训班等不同宣传手段提高全社会对地下水污染危害的认识, 增强全民的环境意识, 提高公众环境保护的参与意识。
六、结束语
地下水是水资源的重要组成部分, 在经济发展和社会进步中发挥着重要的作用。然而由于受到人类生产、生活的影响, 地下水污染问题日益突出, 严重威胁着人类的生存与发展。为保障人类的健康和经济社会的可持续发展, 必须对地下水污染的治理及预防措施展开深入的研究。对于已经污染的地下水, 要查明污染源, 切断污染途径, 努力开发研究有效的污染治理技术。对于没有污染的区域, 要未雨绸缪, 防范于未然, 积极采取预防措施, 避免污染的发生。全面贯彻预防为主, 防治结合的方针。
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