地下水污染及防治技术研究进展
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化工园区地下水监测指标地下水污染风险管控和修复技
术适用性
化工园区是化学企业集中的生产区域,大量的有机化合物和无机化合
物等化学物质在生产过程中可能会对地下水造成污染。
因此,对化工园区
地下水的监测、污染风险管控和修复技术的研究与应用非常重要。
地下水污染风险管控是保护地下水资源的重要手段之一、化工园区应
建立合理的污染风险评估体系,通过评估地下水受到的潜在污染风险,制
定相应的污染管控措施。
污染风险评估应考虑化学物质的毒性、生态效应、移动性和累积性等因素,并结合地下水埋深、渗透性、盖层厚度等地质特
征进行综合评估。
根据评估结果,可以采取隔离措施、建立地下水保护区、完善防渗墙、强化污染源控制等方式进行污染风险管控。
地下水污染的修复技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法。
物
理方法包括传统的抽水井圈闭和蒸汽抽提等技术,通过抽取污染地下水进
行处理达到去污目的。
化学方法主要有吸附、氧化还原、中性化、沉淀等
技术,通过加入适当的化学试剂来促进或加速污染物的转化或去除。
生物
方法基于微生物的活性,利用生物降解、生物修复、人工湿地等技术来修
复地下水污染。
不同的修复技术应综合考虑污染物的特征、地下水的地质
特征和污染源的状况,选择合适的修复技术进行处理。
综上所述,化工园区地下水监测、污染风险管控和修复技术的开展对
保护地下水资源、促进可持续发展具有重要意义。
随着技术的进展和经验
的积累,化工园区地下水的管理和治理可以不断完善,减少对地下水的污染,实现化工园区的绿色发展。
原位化学氧化法在土壤和地下水修复中的研究进展摘要:化学氧化技术进入我国以来,国内修复企业尝试将化学氧化技术应用于各类有机污染场地,取得了许多显著的成果。
然而,由于国情和化学氧化技术本身的特点,我国化学氧化技术的发展受到各种客观条件的制约,项目实施周期和资金条件受到限制,因此国内大多数使用化学氧化技术的修复项目仍处于粗放实施阶段。
化学氧化技术的发展需要全行业的努力和探索,更需要建立长期、系统的战略思维。
本文将对原位化学氧化法在土壤和地下水修复进行研究分析。
关键词:原位化学氧化;土壤;地下水;修复1.原位化学氧化的概念(一)原位化学氧化的基本概念化学氧化反应使用一种叫做"氧化剂"的化学物质来帮助减少有害污染物的毒性。
这种方法通常称为原位法,因为反应发生在原始位置,它不需要挖掘土壤或将地下水抽到地下进行处理。
就地化学氧化(ISCO)适用于许多污染物,如燃料、溶剂和农药。
原位化学氧化通常用于修复土壤和地下水污染的源区,即污染物的原渗漏或排放区。
这个水源地区可能含有尚未溶解到地下水中的污染物。
在原位化学氧化后,往往采用萃取处理、自然腐烂监测等其他修复方法来修复随后的少量污染物。
(二)原位化学氧化的实际效用当氧化剂被添加到受污染的土壤和地下水中时,化学反应会破坏污染物并产生无害物质。
在土壤和地下水的原位修复中,氧化剂通常通过井注入地下。
在污染源区设置不同深度的水井,方便尽可能多的接触溶解性和非溶解性污染物。
一旦氧化剂被注入井中,它将扩散到周围的土壤和地下水中,并与其中的污染物发生反应。
为了改善混合,地下水和氧化剂可能需要在井间循环。
这包括向一口井中注入氧化剂,并从另一口井中抽取地下水和氧化剂的混合物。
泵出混合物后,加入更多的氧化剂,然后注入第一口井,进行循环。
这种循环流动可以更快地修复更大的面积。
另一种方法是将氧化剂与机械钻井或挖掘设备注入并混合,这可能特别适用于粘土。
高锰酸盐、过硫酸盐、过氧化氢和臭氧是原位修复的四种主要氧化剂。
地下水资源利用与保护对策研究摘要:地下水是重要的供水水源和生态环境要素,是经济社会发展不可缺少的战略资源,更是经济安全、资源安全、粮食安全,特别是人民群众生命安全和身体健康的坚实保障。
20世纪70年代以来,我国部分地区经济社会高度依赖地下水,导致地下水超采,引发了一系列生态环境地质问题,严重制约了经济社会高质量发展。
本文通过分析当前国内地下水资源的利用情况为基础,指出了其所面临的一些根本问题,并给出了一些具体的合理开发与保护方法,可以为未来的地下水资源管理提供参考。
关键词:地下水资源;利用;保护;对策引言党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央着眼生态文明建设全局,围绕解决我国新老水问题、保障国家水安全,确立了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路。
进入新发展阶段,立足深入贯彻新发展理念、加快构建新发展格局,推动高质量发展,地下水管理工作任务更重、要求更高。
地下水是重要的水资源,地下水赋存的隐蔽性决定了地下水利用与保护工作的复杂性,在过去很长一段时期内,随着人类活动的加强,地下水超采、海水入侵、水质污染等问题日益严重,因此,对当前地下水资源的开采和使用状况进行深入的研究,并对其进行科学理性的治理已刻不容缓。
1地下水资源的主要特性1.1具有系统性地下水是地球含水系统的一个关键部分,而且,地下水本身又是一个不断循环的水体系,在一个地区内,地下水资源发生的改变和被污染现象,将通过水循环过程,对整个地下水体系产生作用,从而对地球含水系统产生相应的影响,因此,局部和全局之间的联系非常紧密,此项内容能够很好的体现出系统性的特性。
1.2可再生性与不可再生性并存因为地下水资源属于地球含水系统的一个重要组成部分,因此,通过水循环的特性,每年都会有大量的水资源可以进行水资源的更新和再生。
通过水资源更新,还可以对地下水资源的消耗与污染进行均衡,从而恢复一定数量的污染水质,这就是地下水资源的可再生性。
然而,因为地下水资源的更新周期最多可以达到1400年,其年更新率大约只有0.6638%,这意味着其相对补充速率非常低。
石油开采对地下水的污染及防治对策石油开采是国民经济发展的重要产业之一,但其开采过程也很容易对地下水造成污染。
地下水是人类最主要的饮用水源之一,因此必须重视石油开采对地下水的污染问题,并采取有效的防治措施。
石油开采过程中的采油、注水、采气等操作,都很容易对地下水造成污染。
其中,注水操作是石油开采中造成地下水污染最为重要的环节。
因为在石油开采中,地下的油层会被强行打开,注入高压水,使油层中的石油涌出,这会导致深层地下水与注水井间的物质交换,如石油、化学药剂等污染物质将会沿注水井壁进入地下水中。
此外,在采油的过程中,也会有少量的油品和其他污染物质进入地下水。
2. 石油开采对地下水的危害地下水是地球表面以下的水资源,一旦受到石油开采的污染,将会影响人民的水源、农业灌溉、工业用水等,造成很大的经济损失。
同时,地下水中被污染物吸附后的毒性也可能对人体健康造成危害,如这些污染物中的有机物可转化为致癌物质,对人体健康产生隐性威胁。
3. 防治对策为保护地下水,必须采取有效的防范和治理措施。
下面,我们将从以下几方面进行措施分析:(1)科学合理地设计和施工注水井和采油井。
在地下水敏感地区开采石油时,要避免采用从浅层注水进入地下水层的方式,同时,在使用有毒物质等化学药剂时,应在严格的控制下进行。
此外,在选址和施工过程中,也要遵守环境保护法规和规范,确保地下水不受污染。
(2)完善污染源监测和预警系统。
在地下水受污染的情况下,通过对储层水质、地下水药等指标的监控,以及建立地理信息系统和监测传感器等技术手段,可以及时掌握地下水污染情况,成立专门的污染源预警中心,快速反应并及时处置地下水污染事故。
(3)强化环保检查和执法。
加强地下水污染预警和处置前期的检查和评估,同时增强环保执法的力度,法律制裁不合规或违法行为。
(4)开展环保宣传和科普教育。
提高公众对地下水保护的认识,普及环保知识,推广绿色发展理念,落实石油开采的责任,共同守护好地球的水资源。
第34卷㊀第8期2021年8月环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究ResearchofEnvironmentalSciencesVol.34ꎬNo.8Augustꎬ2021收稿日期:2020 ̄10 ̄13㊀㊀㊀修订日期:2021 ̄03 ̄22作者简介:王会霞(1996 ̄)ꎬ女ꎬ山东临沂人ꎬhuixiawang1996@163.com.∗责任作者ꎬ贾永锋(1988 ̄)ꎬ男ꎬ安徽舒城人ꎬ副研究员ꎬ博士ꎬ主要从事地下水环境效应研究ꎬjia_yongfeng@163.com基金项目:国家重点研发计划项目(No.2018YFC1800203ꎬ2019YFC1806204)ꎻ国家自然科学基金项目(No.41907178)SupportedbyNationalKeyResearchandDevelopmentProgramofChina(No.2018YFC1800203ꎬ2019YFC1806204)ꎻNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.41907178)地下水污染识别与溯源指示因子研究进展王会霞1ꎬ2ꎬ3ꎬ史浙明2ꎬ姜永海1ꎬ3ꎬ廉新颖1ꎬ3ꎬ杨㊀昱1ꎬ3ꎬ冯㊀帆1ꎬ3ꎬ贾永锋1ꎬ3∗1.中国环境科学研究院ꎬ环境基准与风险评估国家重点实验室ꎬ北京㊀1000122.中国地质大学(北京)水资源与环境学院ꎬ北京㊀1000833.中国环境科学研究院ꎬ国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室ꎬ北京㊀100012摘要:地下水污染识别与溯源是开展地下水环境保护的重要基础.由于地下水系统的隐蔽性㊁复杂性以及污染物的多样性和多源性ꎬ使得地下水污染识别与溯源研究面临挑战.如何快速判断地下水是否受到污染以及准确识别污染来源是地下水污染识别与溯源研究的关键.通过调研国内外相关研究ꎬ梳理地下水污染识别与溯源指示因子ꎬ探讨了这些指示因子的研究现状及适用条件ꎬ发现稳定同位素是污染溯源中最常用的工具ꎬ卤化物作为常规水化学指标的代表ꎬ适用于污水影响等部分特定场景ꎬ新污染物㊁人为来源稀土元素等的检出是地下水受到人为污染的直接证据.由于地下水污染来源的复杂性ꎬ多指示因子与多技术手段联合使用对于准确识别污染过程与来源尤为重要ꎬ是未来研究的重点.关键词:地下水污染ꎻ污染识别ꎻ污染溯源ꎻ指示因子ꎻ稳定同位素ꎻ新污染物中图分类号:X523㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1001 ̄6929(2021)08 ̄1886 ̄13文献标志码:ADOI:10 13198∕j issn 1001 ̄6929 2021 03 10ResearchProgressonIndicatorofGroundwaterPollutionIdentificationandTraceabilityWANGHuixia1ꎬ2ꎬ3ꎬSHIZheming2ꎬJIANGYonghai1ꎬ3ꎬLIANXinying1ꎬ3ꎬYANGYu1ꎬ3ꎬFENGFan1ꎬ3ꎬJIAYongfeng1ꎬ3∗1.StateKeyLaboratoryofEnvironmentalCriteriaandRiskAssessmentꎬChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciencesꎬBeijing100012ꎬChina2.SchoolofWaterResourcesandEnvironmentꎬChinaUniversityofGeosciences(Beijing)ꎬBeijing100083ꎬChina3.StateEnvironmentalProtectionKeyLaboratoryofSimulationandControlofGroundwaterPollutionꎬChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciencesꎬBeijing100012ꎬChinaAbstract:Studyonthetraceabilityofgroundwaterpollutionisthefoundationofgroundwaterenvironmentalprotection.Becauseoftheinvisibilityandcomplexityofgroundwatersystemsandthediversityandmultiplesourcesofpollutantsꎬtheresearchofgroundwaterpollutiontraceabilityfaceschallenges.Howtoquicklyidentifywhethergroundwaterispollutedandaccuratelytracethesourceofgroundwaterpollutionisthekeytostudyinggroundwaterpollutionidentificationandtraceability.Theindicatorsusedforgroundwaterpollutionidentificationandtraceabilityaswellastheirresearchprogressandsuitabilityarediscussedbasedondomesticandinternationalresearch.Itisfoundthatstableisotopesarethemostcommonlyusedtoolinpollutiontraceability.Asarepresentativeofconventionalhydrogeochemicalindexesꎬhalidescanbeusedinsomescenariossuchassewagepollution.Thedetectionofemergingpollutantsandrareearthelementsfromanthropogenicsourcesdirectlyindicatesgroundwaterpollution.Duetothecomplexityofgroundwaterpollutionsourcesꎬthecombineduseofdifferenttraceabilityindicatorsandidentificationmethodswillhelptobetteridentifypollutionprocessandsourceꎬandwillbetheresearchfocusinthefuture.Keywords:groundwaterpollutionꎻpollutionidentificationꎻpollutiontraceabilityꎻindicativefactorsꎻstableisotopesꎻemergingcontaminants第8期王会霞等:地下水污染识别与溯源指示因子研究进展㊀㊀㊀㊀㊀地下水作为重要的饮用水源ꎬ其水质问题一直受到人们高度关注[1].含水层赋存于地下ꎬ一旦被污染ꎬ其修复治理难度大㊁成本高ꎬ源头防控是地下水污注:①硝化作用(人为输入的氨氮和有机氮转化成地下水中NO3-ꎬ造成NO3-浓度升高ꎬδ15N ̄NO3-值升高)ꎻ②硼的吸附作用(人为输入的硼在迁移过程中被黏土吸附ꎬ剩余的δ11B升高)ꎻ③新污染物的吸附㊁降解与迁移(易降解的污染物在迁移过程中被吸附降解ꎻ持久性污染物在地下水中逐渐积累)ꎻ④硫酸盐还原作用(在还原环境中ꎬ发生细菌的硫酸盐还原作用ꎬ导致地下水中SO42-浓度减少ꎬδ34S ̄SO42-和δ18O ̄SO42-值升高)ꎻ⑤异养反硝化作用(多数情况下ꎬ有机碳参与的反硝化作用ꎬ使地下水中NO3-浓度降低ꎬδ15N ̄SO42-和δ18O ̄SO42-值升高)ꎻ⑥自养反硝化作用(以黄铁矿为例ꎬ还原性黄铁矿参与到反硝化过程中ꎬ造成NO3-浓度降低ꎬδ15N ̄NO3-和δ18O ̄NO3-值升高ꎬ而SO42-浓度升高ꎬ其δ34S ̄SO42-值不变ꎬδ18O ̄SO42-值取决于参与此过程的氧源)ꎻ⑦铬的还原作用 Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)ꎬ使得水体中剩余Cr(Ⅵ)的δ53Cr升高 ꎻ⑧硫化物的氧化作用(氧化环境中ꎬ还原性硫化物转化成SO42-ꎬ其δ34S ̄SO42-值保持稳定).图1㊀地下水典型污染物迁移转化过程中同位素含量变化特征示意Fig.1Schematicdiagramofisotopevaluechangeduringthemobilizationandtransformationoftypicalpollutantsingroundwater染修复治理的关键[2]ꎬ因此查明污染来源对于制定含水层保护策略至关重要[3].地下水污染识别采用的技术手段主要包括地球化学足迹法[4]㊁数理统计法和模型优化法[5].数理统计法利用一定的地质统计方法寻求源汇之间数值上的联系[6]ꎬ通常需要足够的数据量ꎬ统计结果有时并不能代表实际情况[7]ꎻ模型优化法考虑实际场地水文地质条件ꎬ主要通过溶质运移模型反演污染的来源ꎬ是点状污染源造成的污染场地溯源的有力手段ꎬ如石化场地㊁垃圾填埋场等ꎻ地球化学足迹法是利用地球化学指纹或者同位素指纹获取污染源信息的溯源方法[8]ꎬ相比于统计分析和模型优化对数据量和场地资料的要求ꎬ它主要关注具有源特异性的指标ꎬ分析潜在污染源与地下水之间的关系ꎬ实现快速识别与准确溯源的目的.因此ꎬ该文总结归纳了目前常用于地下水污染溯源的污染指示因子ꎬ重点分析其在不同场景下单独及联合应用的情况ꎬ并对其发展前景进行展望ꎬ以期为地下水污染溯源工作提供参考依据.1㊀稳定同位素指示因子稳定同位素是识别地下水污染物来源最常用的工具[4].通常利用稳定同位素作为溯源的指示因子有以下两方面要求[9]:①潜在各污染源之间存在可识别的同位素值差异ꎻ②同位素特征在环境中保守ꎬ即几乎不发生分馏作用ꎬ或者其分馏作用可以被识别.因此ꎬ在筛选利用同位素指示因子溯源的同时ꎬ物理㊁化学及生物过程会产生同位素分馏的物理㊁化学分馏(见图1)ꎬ因此应尽可能地区分这些过程带来的影响.1 1㊀硝酸盐同位素硝酸盐污染是浅层地下水中最常见的污染[10]ꎬ主要来源于合成化肥㊁粪肥㊁污水㊁大气沉降㊁土壤氮㊁化粪池及垃圾填埋场[11 ̄14].不同来源的硝酸盐ꎬ其硝酸盐氮同位素(15N ̄NO3-)比值存在差异[15]ꎬ可以根7881㊀㊀㊀环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究第34卷据不同来源的同位素特征值识别污染来源较为单一的地下水污染.但是15N ̄NO3-本身存在2个问题:①不同来源的15N ̄NO3-之间存在着重叠[16 ̄17]ꎬ大气氮与硝酸盐化肥㊁氨肥和降水㊁土壤氮以及部分粪肥和污水的15N ̄NO3-存在重叠ꎻ②硝酸盐在地下水环境中受到硝化㊁反硝化作用的影响ꎬ其15N ̄NO3-发生改变[18 ̄19].这些问题都可能造成对污染来源的误判.因此ꎬ当地下水中可能存在多种污染来源时ꎬ单纯利用15N ̄NO3-并不能作为硝酸盐来源的准确依据[16ꎬ20 ̄22].硝酸盐氧同位素(18O ̄NO3-)的加入可以为污染来源提供更多的证据[23].大气氮㊁硝酸盐化肥与其他污染源的18O ̄NO3-典型值范围存在明显差异[24 ̄25]ꎬ其受控于硝酸盐形成过程中利用的氧同位素特征值.硝酸盐肥料在其合成过程中利用大气中的氧气(δ18O ̄O2约为23 5ɢ)和氮气产生硝酸盐ꎬ且生产过程中几乎不发生同位素分馏ꎬ因此其氧同位素比值接近大气氧气的同位素特征值[23].而其他氮源(氨肥或有机氮)通过硝化作用产生硝酸盐ꎬ其氧同位素组成主要受该过程中涉及的氧源同位素组成控制.硝化过程仅从溶解的大气氧气(δ18O ̄O2为23 5ɢ)中吸收了一个氧原子ꎬ而从水(δ18O ̄H2O为-25ɢ~4ɢ)中吸收了另外2个氧原子[9ꎬ26 ̄29]ꎬ因此ꎬ相比于硝酸盐合成肥料ꎬ硝化产生的硝酸盐的18O ̄NO3-值更低.另一个影响同位素溯源的因素是反硝化过程.在厌氧环境下微生物介导的反硝化过程中ꎬ随着硝酸盐浓度的减少ꎬδ15N ̄NO3-㊁δ18O ̄NO3-值增加且二者之间存在线性关系[28]ꎬ比率大致介于1 3~2 1之间[30 ̄31]ꎬ由此可作为反硝化过程的证据.图2列举了2个案例中地下水中的同位素比值ꎬ其中圆点表示非洲喀拉哈里地区[32]地下水中的硝酸盐同位素的特征值ꎬ三角形代表韩国济州岛地区[33]2个含水层中硝酸盐同位素的特征.其中Ghanzi和Gobabis地区的地下水受到动物粪便与化粪池的影响ꎬSerowe地区同位素值在土壤氮的范围内ꎬ表明主要受到天然来源的硝酸盐影响[32].韩国济州岛地区不透水层上㊁下某含水层中的同位素特征表明ꎬ地下水中升高的硝酸盐主要来源于合成肥料ꎬ另外ꎬ浅层含水层中溶解氧含量表明部分地点处于厌氧环境ꎬ同位素特征表明可能存在反硝化作用[33].硝酸盐同位素难以区分粪肥与污水来源[16 ̄17]ꎬ在实际应用中需借助其他溯源手段.1 2㊀硫酸盐同位素硫酸盐是地下水中常见的无机污染组分ꎬ其天然的来源途径包括含水层中蒸发岩的溶解和硫化物的氧化ꎬ而含硫酸的工业废水排放㊁酸性矿井排水㊁化肥图2㊀各种硝酸盐来源的δ15N ̄NO3-和δ18O ̄NO3-的典型值Fig.2Typical15Nand18Ovaluesofvariousnitratesources的施用以及城市生活污水排放等是主要的人为污染源[34].在地球化学循环过程中ꎬ除硫酸盐的微生物还原作用外ꎬ其他物理化学过程几乎不会产生显著的硫同位素分馏作用[35 ̄37].硫酸盐还原作用只会在厌氧且氧化还原电位(Eh)为显著负值的情况下发生[38].氧同位素比值(δ18O ̄SO42-)具有与其成因相关的同位素特征ꎬ即取决于形成硫酸盐的氧源同位素特征[17]ꎬ可以辅助识别由此产生的影响.在此过程中ꎬ随着硫酸盐浓度的降低ꎬδ34S ̄SO42-值增加ꎬδ18O ̄SO42-值也随之增加[39 ̄40]ꎬ且δ34S ̄SO42-与δ18O ̄SO42-具有良好的线性相关性ꎬ其比值接近1ʒ1 4[39].如图3所示ꎬ分别选取了A㊁B㊁C㊁D㊁E5个区域的地下水ꎬ其中A区和B区[41]为西班牙南部某一流域的地下水ꎬA区地下水主要受合成化肥和污水的影响ꎬ而B区主要受到含水层内石膏溶解的影响ꎻC区与D区[42]选自城市地区的地下水ꎬC区地下水主要受化粪池的影响ꎬD区受该区内农业施用化肥及污水中清洁剂的影响ꎻE区[43]地下水中硫酸盐主要源于硫化物的氧化.众多的研究证明了硫酸盐同位素对不同污染源具有较好的指示作用ꎬ对研究区各潜在硫酸盐来源的同位素情况掌握有助于提高指示精度.1 3㊀硼同位素硼在地下水中的存在形式主要为含氧化合物(硼酸与硼酸根离子)ꎬ无价态变化且不参加氧化还原化学反应[44].天然地下水中硼的含量一般较低ꎬ但是受到卤水㊁海水入侵以及硼酸盐矿物溶解的影响ꎬ地下水中硼的含量会升高ꎬ特别是硼化合物在8881第8期王会霞等:地下水污染识别与溯源指示因子研究进展㊀㊀㊀图3㊀各种硫酸盐来源的δ34S ̄SO42-和δ18O ̄SO42-的典型值Fig.3Typical34S ̄SO42-and18O ̄SO42-valuesfromvarioussulfatesources人类生活中的广泛应用(常用于清洁用品中)ꎬ使得来自污水㊁垃圾渗滤液㊁农业径流等的硼可能污染地下水[45 ̄46].硼的2种稳定同位素10B和11B之间存在较大的相对质量差ꎬ导致易产生同位素分馏[47].硼同位素分馏主要由同位素平衡交换反应产生ꎬ动力学分馏效应较小[47].人为来源的硼在生产过程中几乎不发生同位素分馏[4ꎬ48]ꎬ并且污水常用的生物法处理中既不能去除硼也不改变硼同位素的组成[47].有研究[49]表明ꎬ黏土矿物的吸附作用可使硼同位素产生20ɢ的变化(见图4).在图4中ꎬ非海相钠硼酸盐㊁钙硼酸盐和污水的硼同位素特征值范围跨度较小.海水入侵和污水影响造成的硼同位素值存在显著差异[44].如果污染源与地下水的硼同位素值存在显著差异(如5%以上)ꎬ则可识别污染物的低混合程度影响[44].硼同位素对于各污染源较小比例的混合作用具有较强的敏感性.相对于硼浓度受稀释作用的影响ꎬ硼同位素在地下水中表现更为保守ꎬ通常可以保留数十年[50]ꎬ但低硼含量淡水中ꎬδ11B值的测量精度可能限制其在污染溯源中的应用.1 4㊀其他稳定同位素金属稳定同位素是目前非传统稳定同位素的发展前沿.随着测量技术的进步ꎬ铅同位素㊁铬同位素逐渐应用到环境污染识别中ꎬ成为识别特定重金属污染来源的有力工具[51].环境中有4种稳定的铅同位注:参考Vengosh等[49]ꎬ有改动.图4㊀未受污染地下水与污染源之间δ11B ̄B混合曲线Fig.4Theδ11B ̄Bmixinglinesbetweenuncontaminatedboroningroundwaterandotherpollutionsources素ꎬ即204Pb㊁206Pb㊁207Pb和208Pbꎬ一般用207Pb∕206Pb㊁208Pb∕206Pb同位素比值的形式表示.铅同位素质量大ꎬ同位素之间的相对质量差较小ꎬ在环境地球物理化学过程中难以发生明显的同位素分馏ꎬ并且已被证明在工业生产过程中也不会产生明显的同位素分馏[51]ꎬ因此铅同位素可以较完好地保存其物源和成因的同位素特征.这种特性使铅同位素在环境示踪中得到广泛应用.Grezzi等[52]利用铅同位素特征结合浓度数据ꎬ追踪土壤和地下水污染的来源和程度ꎬ结果表明城市化地区表面的土壤中铅同位素组成主要受机动车等人为影响.与铅同位素类似ꎬ铬同位素间原子质量相对差别很小ꎬ生产活动中的铬同位素组成难以因外界条件发生改变[4].进入环境之后ꎬ铬同位素的分馏机制与硫同位素一样ꎬ主要是含氧阴离子的还原作用[53].在还原条件下ꎬ地下水中的Cr(Ⅵ)转化成Cr(Ⅲ)ꎬ使得水体中剩余Cr(Ⅵ)的δ53Cr相对于污染源逐渐偏正.例如ꎬKanagaraj等[53]利用铬同位素比值有效区分出地下水中铬污染的原因ꎬ发现相比于地质成因的地下水ꎬ制革厂污水及其附近的地下水中δ53Cr明显偏高.同时ꎬ利用铬同位素对水体氧化还原条件较强的敏感性ꎬ可以根据Cr(Ⅵ)同位素组成指示其在水环境中的衰减程度.另外ꎬ随着高分辨率色谱 ̄同位素比值质谱技术的不断发展ꎬ有机单体同位素分析技术(CSIA)日趋成熟ꎬ为有机污染物的来源判识和污染过程示踪提供了有力工具[54].该技术目前可应用于有机物中碳㊁氢㊁氮㊁氧㊁氯㊁溴稳9881㊀㊀㊀环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究第34卷定同位素测试[55]ꎬ可有效地识别地下水中有机污染物的衰减程度.2㊀地球化学指示因子某些具有源特异性的地球化学指标可以作为特定污染来源的示踪剂.其中ꎬ合成有机污染物是地下水污染识别的重要指标ꎬ且能提供特定污染源的信息ꎬ具有广阔的利用前景.图5㊀Cl浓度与Cl∕Br关系揭示的地下水污染来源Fig.5ThegroundwaterpollutionsourcesinducedbyrelationshipbetweenCl∕BrratioandClconcentrations2 1㊀卤化物地下水中Cl-㊁Br-㊁I-属于保守的阴离子[56 ̄57]ꎬ在地下水迁移的过程中与环境介质的相互作用非常小[56]ꎬ天然条件下ꎬ地下水中发生的物理过程(稀释㊁蒸发㊁混合等)可以改变它们的绝对浓度ꎬ但不会显著改变地下水的Cl∕Br[58].各种污染来源的Cl∕Br与Cl浓度的关系如图5所示.图5中各端元之间的连线表示端元之间的混合作用ꎬ通过地下水中Cl∕Br与Cl浓度的分布关系ꎬ可以大致判断其污染来源.以以色列Dan地区为例ꎬ受污染的地下水受到生活污水和加勒比海水的影响ꎬ其Cl浓度升高ꎬCl∕Br满足二者混合的结果[58].除Cl∕Br外ꎬI∕Na与Br浓度的关系也可用于地下水中硝酸盐与盐度的溯源中.Panno等[59]描述了7种Na和Cl的自然和人为来源(包括农药㊁化粪池污水㊁动物粪便㊁垃圾填埋场渗滤液㊁海水㊁盆地深层盐水和道路除冰剂)ꎬ并且发现在I∕Na与Br浓度的关系中ꎬ碘化物的富集在降水中最大ꎬ其次是未污染的土壤水㊁地下水及垃圾渗滤液ꎬ进而为追踪地下水中可能的Na+和Cl-输入来源提供证据.2 2㊀稀土元素随着稀土元素消耗量的增长ꎬ环境中稀土元素数量呈现增加的趋势.天然条件下ꎬ不同地下水中稀土元素的含量可能有所不同ꎬ但其分配模式基本一致ꎬ即标准化后的分配线近乎是一条平直的线.受到污染的地下水ꎬ由于外在物源的输入ꎬ会影响其稀土元素的含量及分配模式[60].稀土元素钆(Gd)为磁共振成像中造影剂的主要成分.Gd∕Gd∗(Gd∗为Gd的天然背景值)是衡量钆异常的指标ꎬ其值大于1ꎬ定义为正异常ꎬ表明环境中钆输入ꎬ研究发现这种正异常通常是人为输入造成的ꎬ如污水排放㊁垃圾填埋场渗滤等.近年来ꎬ土壤㊁地表水㊁地下水环境中钆的正异常行为越来越显著.钆异常被用于人为污染进入地下水环境中的有效示踪[61].钆络合物在人体内不经代谢直接排出体外[62]ꎬ并且无法被污水处理厂处理ꎬ说明钆络合物既不吸附ꎬ又不共沉淀ꎬ也不与有机或无机颗粒状污水进行离子交换[63 ̄64].进入环境中的钆络合物主要存在溶液中[65]ꎬ并且在环境中的保守性较好ꎬ因此钆在水体中相对于其他稀土元素异常富集ꎬ表现出稀土元素分配模式与浓度的异常.此外ꎬ据Kulaksiz等[66]报道ꎬ稀土元素镧(La)和钐(Sm)也被发现可用于识别莱茵河水是否受到工业污染.对于地下水中更为精准的污染来源识别ꎬ有待进一步开展对稀土元素在环境中性质的研究.2 3㊀新污染物随着分析方法与技术的不断提高ꎬ环境中众多微量(浓度在ng∕L~μg∕L之间)且潜在危害难以估量的新污染物检出愈加频繁[67 ̄69].这些新污染物主要为药品及个人护理品(PPCPs)㊁人造甜味剂㊁农药㊁消毒副产品等[70].与自然中大量存在的㊁非人为的背景指标(如主要离子)相比ꎬ地下水中一旦发现此类污染物ꎬ表明存在外来的人为输入ꎬ因此具有更显著地识别地下水污染的灵敏度[71].理想的溯源指示因子要求满足保守性及低检出限[72 ̄73].保守性意味着新污染物是持久的ꎬ即具有抵抗生物降解㊁吸附及转化的能力[74]ꎬ地下水中污染物含量基本不会损失ꎬ表现为持久地存在于地下水环境中[73].目前ꎬ应用最多的新污染物主要是药品及个人护理品和人造甜味剂ꎬ常见新污染物的环境检测浓度㊁用途和持久性特点如表1所示.2 3 1㊀药品及个人护理品药品及个人护理品应用于地下水污染来源示踪前景广阔[89 ̄90].地下水环境中检测出的持久性药品及0981第8期王会霞等:地下水污染识别与溯源指示因子研究进展㊀㊀㊀㊀㊀㊀表1㊀新污染物溯源适用性Table1Thesuitabilityofemergingpollutantsforpollutiontraceability新污染物名称用途环境中检测浓度∕(ng∕L)污水处理厂出水地下水地表水持久性药品及个人护理品人造甜味剂卡马西平情绪稳定剂50~2000[75]2325[76]2280[76]在环境中表现出持久性ꎬ补给过程中未去除克罗米通止痒药ND~4 5[77]1000[78]504[79]在环境中通常表现出持久性ꎬ稍次于卡马西平普利米酮抗惊厥药125~226[80]ND~2160[76]ɤ522[76]补给过程中未去除阿替洛尔激素受体阻滞药1~3[81]4 8[81]560[81]经常与卡马西平和乙酰磺胺醚一起检测ꎬ与大肠杆菌数量的相关性较好磺胺甲恶唑抗生素80~2600[82]458[73]3 21[83]在地下水中可以运输数千米㊁数十年ꎬ对衰减有一定的抵抗性咖啡因添加剂30~9500[84]5070[85]14420[85]在污水处理厂中几乎完全被去除ꎬ在环境中可生物降解乙磺胺∕安赛蜜甜味剂2ˑ104~250ˑ104[86]2850[87]2010[87]在污水处理厂中不能去除ꎬ在地表水环境中表现出持久性ꎬ极少被生物降解及光分解[88]三氯蔗糖甜味剂4600[87]50[87]50[87]污水处理厂不能去除ꎬ在环境中表现出持久性和热稳定性甜蜜素甜味剂16600[87]1200[87]245[87]在污水处理厂中几乎完全被去除ꎬ在环境中可生物降解糖精甜味剂55100[87]10[87]10[87]在污水处理厂中几乎完全被去除ꎬ在环境中可生物降解㊀㊀注:ND表示未检出.个人护理品主要有卡马西平[91 ̄92]㊁克罗米通[93 ̄94]㊁普利米酮[73]㊁阿替洛尔[95].卡马西平是世界范围内使用量较大的药品及个人护理品的典型代表[93ꎬ96].并且在污水处理厂的各种物理化学过程中性质稳定ꎬ在污水处理厂二级处理的去除率极低(约为52%ʃ3%)[95].进入环境中ꎬ由于其亲水性较强(lgKOW为2 45)ꎬ不易被土壤介质吸附[93ꎬ96 ̄97]ꎬ且其他生物地球化学过程对其在环境中的影响较小ꎬ因此在地下水环境中相对其他PPCPs检出率和浓度较高.与卡马西平类似ꎬ克罗米通也表现出环境持久性ꎬ其二级去除率为22%ʃ20%[95]ꎬ亲水性强(lgKOW为2 73)ꎬ不易被吸附ꎬ因此可以作为污水中持久的指示因子.另外ꎬ抗生素如磺胺甲恶唑也能在数千米的距离和数十年的时间尺度上持续存在[88]ꎬ并已被用作地下水中的协同示踪剂[73].药品及个人护理品类中某些易降解的污染物也被发现存在于区域性地下水环境中ꎬ如污水管网不发达或者不完善的化粪池分布多的地区ꎬ污染物通过污水泄漏和溢流等方式进入地下水中[98 ̄99].这类污染物主要有咖啡因㊁布洛芬及对乙酰基酚.咖啡因最早用来识别未处理污水的污染影响[84ꎬ100 ̄102]ꎬ其在污水处理厂的处理过程中去除率高达99%[100]ꎬ对乙酰基酚在污水中浓度可达数百ppb[103]ꎬ但经污水处理厂后迅速降至低于检出水平[89].因此如果在地下水中发现此类易降解的新污染物ꎬ表明地下水在近期受到了未经处理的污水影响.易降解的污染物并不会单独存在于地下水中ꎬ将易降解的新污染物与同源的保守性指示因子相结合ꎬ考虑易降解污染物的衰减常数ꎬ可以估算污染发生的时间尺度.2 3 2㊀人造甜味剂某些人造甜味剂被证明在地下水环境中具有持久性ꎬ并且与大多数新污染物相比ꎬ它们的生物及化学活性差[98 ̄99].乙磺胺和三氯蔗糖是2种人造甜味剂ꎬ最常用于食品和饮料的生产中.乙磺胺和三氯蔗糖在常规废水处理过程中化学稳定性好ꎬ去除率低[102ꎬ104 ̄105]ꎬ二者同时表现出相对较低的土壤吸附能力(lgKOW分别为-1 33和-1 0)ꎬ并且在地下水环境中具有显著的持久性[103]ꎬ浓度最高可达分别为33和24μg∕L[23].在自然pH条件下为亲水性离子化合物ꎬ具有极强的流动性.在有机质丰富的有氧环境中ꎬ污染羽边缘位置存在三氯蔗糖的缓慢衰减[104].Robertson等[105]发现在众多地下水环境中ꎬ三氯蔗糖1981㊀㊀㊀环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究第34卷可持续存在几个月到几年时间ꎬ可用于追踪受到病原体威胁的近期污染[105].人造甜味剂甜蜜素和糖精经过污水处理厂处理之后ꎬ几乎全部被去除.据Van ̄Stempvoort等[32]的研究ꎬ甜蜜素和糖精也经常在水环境中被检出ꎬ二者的浓度分别高达0 98和10 3μg∕L.Roy等[106]发现ꎬ垃圾渗滤液影响的地下水中糖精的检测浓度相比污水处理厂出水影响的地下水低ꎬ这为区分这2种污染源提供了可能.3㊀指示因子的应用理想的地下水污染溯源是仅利用一种或尽可能少的指示因子解决污染来源问题ꎬ但由于地下水受不同污染源的影响(见图1)ꎬ导致污染物种类繁多㊁污染途径难辨.各指示因子均存在自身局限性(见表2)ꎬ多种指示因子联合使用显得尤为必要.3 1㊀指示因子在不同场景下的溯源应用表2㊀地下水污染溯源关键指示因子Table2Keyindicatorsofgroundwaterpollutiontraceability项目指示因子主要来源优点局限性稳定同位素新污染物其他δ15N ̄NO3-和δ18O ̄NO3-合成化肥㊁粪肥及化粪池㊁污水㊁垃圾填埋场渗滤液及大气沉降研究成熟ꎬ应用广泛分馏机制复杂ꎬ存在同位素比值重叠δ34S ̄SO42-和δ18O ̄SO42-合成化肥㊁污水㊁矿山排水㊁工业排放㊁大气沉降以及含水层矿物溶解与氧化分馏机制简单ꎬ应用广泛存在同位素比值重叠δ11B粪肥㊁污水㊁垃圾填埋场动力学分馏小浓度受检测精度限制207Pb∕206Pb和208Pb∕206Pb采矿㊁冶炼㊁工业废物㊁垃圾焚烧㊁燃煤㊁含铅油漆㊁含铅汽油㊁含铅农药以及地层中的自然来源不产生同位素分馏发展较晚ꎬ目前应用受限δ53Cr工业 三废 以及含水层矿物溶解对氧化还原环境极为敏感发展较晚ꎬ目前应用受限持久性污染物经处理污水抗降解㊁难吸附㊁易迁移受浓度限制易降解污染物未经处理污水具有污染时效性受浓度限制Gd∕Gd∗污水㊁下水道㊁化粪池人为来源浓度高地下水中未检出并不代表未受到污染Cl∕Br城市污水和农业Cl-和Br-在地下水环境中保守一般不具备结论性的指示意义㊀㊀注:Gd∗表示Gd的天然背景值.㊀㊀硝酸盐与硫酸盐污染是地下水中常见的无机污染ꎬ特别在受农业面源影响的区域.稳定同位素指示因子是示踪此类污染来源最常用的手段.通过查明潜在污染来源的同位素特征ꎬ对比分析同位素特征以判断污染来源ꎬ甚至可以借助混合模型定量污染源的贡献率[107].环境同位素(如δ87Sr㊁δD ̄δ18O等)与描述地下水年龄的指标(如3H㊁14C㊁4He㊁CFC)常用于辅助识别地下水中污染的来源[24ꎬ107 ̄108].此外ꎬ研究[109]表明ꎬ通过将硝酸盐和硫酸盐同位素耦合ꎬ还可以证明反硝化作用与黄铁矿氧化之间的联系.地下水中硝酸盐的反硝化过程主要由两类细菌主导[110]ꎬ一类是由异氧细菌利用有机化合物能量发生的反硝化作用ꎻ另一类是自养细菌从无机化合物的氧化(如硫化物的矿化)中获取能量从而产生反硝化过程.对于可能存在第二类反硝化作用的地下水中ꎬ往往涉及硝酸盐与硫酸盐的连锁反应ꎬ这类反硝化过程通常由黄铁矿氧化引起ꎬ导致SO42-浓度增加和NO3-浓度减少ꎬ同时ꎬδ15N ̄NO3-和δ18O ̄NO3-值增加ꎬδ34S ̄SO42-和δ18O ̄SO42-与硫酸盐形成的物源一致ꎬ即基本不变.利用这种关系ꎬOtero等[109]证明了硝酸盐污染的地下水中反硝化过程的发生与含水层中黄铁矿的氧化有关.硼同位素在示踪海水入侵㊁生活污水入渗以及填埋垃圾渗滤液影响等方面都取得了成功应用.Bassett等[111]研究表明ꎬ利用硼与硼同位素能够有效地区分得克萨斯州伊帕索地区处理过的污水与作为灌溉水的天然盐水对地下水的影响.Nigro等[46]利用硼同位素与氚对城市垃圾填埋场的地下水进行表征ꎬ结果显示未受污染的地下水中硼同位素比值为19 31ɢꎬ而受到污染的地下水中为4 37ɢ~9 41ɢ.污水和粪肥来源的硝酸盐同位素比值存在重叠ꎬ导致硝酸盐同位素难以区分这两类污染来源ꎬ而硼同位素是硝酸盐的共同迁移体且在硝酸盐的转化过程(硝化㊁反硝化作用)中几乎不发生同位素分馏[112].污水和化肥中的δ11B值相对较低ꎬ通常为-6ɢ~13ɢ[112 ̄114]ꎻ粪肥中的δ11B值相对较高ꎬ其范围为7ɢ~42ɢ[47ꎬ114 ̄115].因此ꎬ对于可能存在污水与粪肥污染的地下水ꎬ硼同位2981。
石油开采对地下水的污染及防治对策一、石油开采对地下水的污染原因石油开采对地下水的污染主要有以下几个方面:1. 石油开采过程中,石油地面溢漏:石油开采作业中可能因设备故障或操作不当导致石油地面溢漏,从而直接污染周围的地下水;2. 水力压裂技术:水力压裂是一种常用的石油开采技术,通过注入高压水来打裂岩石从而释放石油。
水力压裂过程中可能会导致地下水层受到污染,因为注入的水中可能含有化学添加剂和石油残留物;3. 地下水位降低:石油开采过程中,可能会导致地下水位降低,从而使得地下水层中的石油和化学物质向地表移动,造成地下水污染;4. 地下水污染物渗漏:在石油开采过程中产生的废水和污水可能会渗漏到地下水中,从而污染地下水。
二、石油开采对地下水的影响石油开采对地下水的污染会对环境和人类健康造成严重影响:1. 地下水资源减少:石油开采过程中,地下水位降低、地下水污染等因素都会导致地下水资源的减少,从而影响农业灌溉、工业生产和居民生活用水等方面;2. 地下水污染:由于石油开采的相关工程和污水处理设施存在缺陷,可能导致石油和化学物质渗漏到地下水中,造成地下水的污染;3. 生态环境破坏:地下水污染会导致土壤和地表水的污染,进而影响周围的植被生长和野生动物的栖息地,破坏生态环境的平衡;4. 人类健康风险:污染的地下水可能会被用于农业灌溉或者直接被居民使用,进而对农产品和居民健康构成威胁。
三、石油开采对地下水的污染防治对策为了减少石油开采对地下水的污染,需要采取有效的防治对策:1. 加强监管和法律法规的制定:政府应当加强对石油开采行业的监管,制定相关法律法规对于石油开采过程中的环境保护和污染治理进行规范和监督;2. 提高石油开采技术:石油开采企业应当加强科研力量,研发环保、高效的石油开采技术,降低对地下水的污染风险;3. 建立污染应急预案:石油开采企业应当建立健全污染应急预案,一旦发生地下水污染,能够第一时间做出反应,并采取有效措施进行清理和修复;4. 加强污水处理设施建设和运行管理:石油开采企业应当加强对于废水和污水的处理设施建设和运行管理,确保废水和污水排放符合环境保护的要求;5. 加大环境修复与保护投入:石油开采企业在石油开采结束后,应当积极进行环境修复与保护工作,减少对地下水的污染。
石油开采对地下水的污染及防治对策石油开采是世界各国经济发展的重要基础,然而在石油开采过程中可能会对地下水造成污染,对环境和人类健康造成严重影响。
研究石油开采对地下水的污染及防治对策具有重要意义。
石油开采对地下水的污染主要来自于两个方面,一是地下水受到石油和其它有害物质的直接污染,二是由于地下水位下降引起的地下水结构和地下水流动形势的变化而使原地下水的污染得到传播。
石油及其附带的气体和化学品往往是地下水污染的主要因素。
在石油开采现场,石油或石油产品可能会被排放到地表和地下水中,引起地下水的直接污染。
在石油开采中使用的化学品、助剂和清洁解剖液等也会对地下水造成污染。
这些物质含有各种化学成分,可能对地下水产生危害。
地下水位下降引起地下水结构和地下水流动形势的变化. 在石油开采过程中,需要大量的水来进行开采、注水等作业。
这些大量的水的抽取可能会导致地下水位下降,从而使得地下水的结构和地下水的流动形势发生变化。
地下水位下降还可能导致地下水中的有害物质向地表水和土壤中迁移,引发更为严重的环境问题。
石油开采对地下水的污染已经引起了人们的高度重视。
目前,研究人员已经提出了许多防治地下水污染的对策。
需要建立健全的地下水监测网。
通过对地下水的监测,可以及时发现地下水的污染情况,从而采取有效的措施进行治理。
应加强对石油开采企业的管理和监督。
石油开采企业需要严格遵守相关的环境法律法规,注重环保措施的落实,减少对地下水的污染。
加强科技研究和推广应用也是很重要的。
科技的不断进步可以为石油开采的环保工作提供更多的手段和方法。
高效的环保技术可以降低石油开采对地下水的污染风险,为地下水的保护提供更多的可能性。
对于地下水的保护和治理还需要全社会的参与。
社会各界需要共同努力,关注地下水污染的风险和严重性,提倡环保意识,保护地下水资源。
石油开采对地下水的污染是一个复杂而严重的问题,需要政府、企业和社会各界的共同努力。
只有加强地下水的监测和管理,加强石油开采企业的环保意识,加强科技研究和推广应用,全社会的参与,地下水的污染才能得到有效的控制,从而确保地下水资源的可持续利用。
第1篇一、前言地下水作为我国重要的水资源之一,对农业生产、人民生活和工业发展等方面具有重要作用。
然而,近年来,随着工业化和城市化进程的加快,地下水污染问题日益严重,严重威胁着人民群众的身体健康和生态环境。
为切实加强地下水污染治理,我国政府高度重视,出台了一系列政策措施,各地也积极开展地下水整治工作。
本总结旨在总结地下水整治工作的经验,为今后地下水治理提供借鉴。
二、地下水整治工作背景1.地下水污染现状近年来,我国地下水污染问题日益突出,主要表现在以下几个方面:(1)污染范围不断扩大,从工业集中区向农村地区蔓延;(2)污染类型多样化,有机污染物、重金属、放射性物质等均有涉及;(3)污染程度加剧,部分地下水污染严重,已无法满足人类生产和生活需求。
2.地下水污染原因(1)工业废水排放:工业生产过程中产生的废水,未经处理或处理不达标直接排放,导致地下水污染;(2)农业面源污染:农药、化肥等农业投入品的不合理使用,导致地下水污染;(3)生活污水排放:生活污水未经处理或处理不达标直接排放,污染地下水;(4)垃圾填埋场、矿山开采等人类活动对地下水的影响。
三、地下水整治工作措施1.加强立法和政策支持(1)完善地下水污染防治法律法规体系,明确地下水污染防治责任主体;(2)制定地下水污染防治规划,明确地下水污染防治目标、任务和措施;(3)加大政策支持力度,对地下水污染治理项目给予财政补贴和税收优惠。
2.强化污染源治理(1)工业废水排放:严格企业废水排放标准,督促企业进行清洁生产,提高废水处理水平;(2)农业面源污染:推广生态农业技术,减少农药、化肥使用量,提高农业生产效率;(3)生活污水排放:加强城镇污水处理设施建设,提高污水处理率,确保污水处理达标排放。
3.加强地下水监测与修复(1)建立地下水监测网络,对地下水污染情况进行实时监测;(2)开展地下水污染修复技术研究,推广修复技术,提高修复效果;(3)加强地下水污染修复工程实施,确保地下水质量逐步改善。
地下水污染的监测与评估方法研究与探讨在我们的日常生活中,地下水扮演着至关重要的角色。
它不仅是我们饮用水的重要来源之一,还在农业灌溉、工业生产等方面发挥着不可或缺的作用。
然而,随着工业化和城市化进程的加速,地下水污染问题日益严重,对人类的健康和生态环境构成了巨大威胁。
因此,研究和探讨地下水污染的监测与评估方法具有极其重要的意义。
一、地下水污染的来源与危害地下水污染的来源多种多样,主要包括工业废水排放、农业化肥和农药的使用、垃圾填埋场的渗滤液、石油和天然气开采过程中的泄漏以及城市污水的排放等。
这些污染物通过各种途径进入地下含水层,如渗透、裂缝和孔洞等,从而对地下水造成污染。
地下水污染带来的危害是多方面的。
首先,受污染的地下水会直接影响人们的饮用水安全,导致各种疾病的发生,如癌症、神经系统疾病和心血管疾病等。
其次,它会对农业生产造成负面影响,降低农作物的产量和质量。
此外,地下水污染还会破坏生态平衡,影响水生生物的生存和繁衍。
二、地下水污染的监测方法(一)物理监测方法物理监测方法主要包括水位监测、水温监测和电导率监测等。
水位监测可以帮助我们了解地下含水层的动态变化,判断是否存在异常的水位波动。
水温监测能够反映地下水的热状况,对于发现地下热水污染具有一定的指示作用。
电导率监测则可以反映地下水中溶解性物质的含量,从而判断是否存在污染。
(二)化学监测方法化学监测方法是地下水污染监测中最常用的方法之一,包括对各种污染物的定性和定量分析。
例如,通过采集地下水样,分析其中的重金属、有机物、氮、磷等污染物的浓度。
常见的化学分析方法有原子吸收光谱法、气相色谱法、液相色谱法等。
(三)生物监测方法生物监测方法是利用生物对污染物的敏感性来监测地下水污染。
例如,某些微生物在受到污染时会发生群落结构和数量的变化,通过对微生物的监测可以间接反映地下水的污染状况。
此外,一些水生生物如鱼类、贝类等也可以作为生物监测的指标。
(四)地球物理监测方法地球物理监测方法主要包括电阻率法、自然电位法和电磁法等。
地下水污染及防治措施摘要:水资源是影响人类生存和发展的必要资源,对人类的生活有着决定性的影响作用。
随着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,笔者在研究我国地下水污染现状的基础上,联系先进的地下水污染防治措施,对地下水污染和防治进行论述。
关键词:地下水;概念;特点;污染途径;防治措施中图分类号:tu991.11+2文献标识码: a 文章编号: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。
而地下水是全国近 1/3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,使得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挑战,对公民的正常生活和饮水安全也是很大的威胁。
所以,笔者认为应该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。
通过了解地下水污染定义及特点,分析污染途径,从而提出污染防治措施,望能给相关者提供一些帮助。
一、地下水污染的定义及特点1 地下水污染的定义所谓的地下水污染是指,基于地下水受到人类活动的影响后,超过背景值的基础上,地下水的可利用范围与原来的水质可利用范围相比受到了一定的限制。
可见,地下水的污染跟人类的活动有很大的关系,在受到人类活动的影响之后,地下水资源的水质比之前有所改变,而且是向着负面方向的改变。
2 地下水污染的特点区别于地表水污染,地下水污染有着自身特殊的一面,主要表现在以下几点:(1)隐蔽性。
与地表水污染不同,地下水污染有着很好的隐蔽性,很难被人们发现。
通常情况下,地表水被污染之后都可以通过一些水的气味或者颜色有所发现,或者是通过观察水生物的状况来判断,但是地下水污染就不同,很难发现其是否受到污染,以及受污染的程度。
地下水水质分析及地下水污染治理措施发布时间:2022-06-14T08:35:01.410Z 来源:《新型城镇化》2022年12期作者:李楠[导读] 水是一项十分宝贵的资源,虽然地球上的含水量十分丰富,但是人类可饮用的淡水却十分稀少,淡水是更为宝贵的自然资源。
在国内,地下水是主要的供水水源,因此地下水的水质以及污染治理至关重要,一旦地下水受到污染,那么我国的供水系统就会受到很大影响,所以对地下水水质的分析以及地下水污染治理的研究是十分重要的,它直接影响到我国的供水系统能否正常运转。
地下水在我国水资源中占有十分重要的地位,是我国重点保护和研究的对象,但是现阶段地下水污染现象频发,为了保证地下水的安全使用,我们应当加大对地下水的水质分析与污染后的有效处理。
本文将针对现阶段我国存在的地下水污染现象进行分析,并探寻相对应的治理措施。
李楠天津市环鉴环境检测有限公司天津市 300392摘要:水是一项十分宝贵的资源,虽然地球上的含水量十分丰富,但是人类可饮用的淡水却十分稀少,淡水是更为宝贵的自然资源。
在国内,地下水是主要的供水水源,因此地下水的水质以及污染治理至关重要,一旦地下水受到污染,那么我国的供水系统就会受到很大影响,所以对地下水水质的分析以及地下水污染治理的研究是十分重要的,它直接影响到我国的供水系统能否正常运转。
地下水在我国水资源中占有十分重要的地位,是我国重点保护和研究的对象,但是现阶段地下水污染现象频发,为了保证地下水的安全使用,我们应当加大对地下水的水质分析与污染后的有效处理。
本文将针对现阶段我国存在的地下水污染现象进行分析,并探寻相对应的治理措施。
关键词:地下水;水质分析;污染治理;防范措施1我国地下水污染现状 1.1污染的成因复杂且难于治理我国地下水污染受多种因素影响,不同地区地下水污染的成因差异较大,甚至同一地区都可能出现不同成因的地下水污染,因此,在我国开展地下水污染防治工作十分困难。
地下水污染特征及防治措施[摘要]人们对地下水污染防治的重视程度日益提高,本文简单介绍了地下水污染源及污染特征,并阐述了目前地下水常用的防治措施,旨在为今后地下水的治理提供借鉴。
[关键词]地下水;污染源;污染特征;防控措施;治理技术作为很多城市居民生活用水及饮用水的水源,地下水是我们宝贵的淡水资源,而当前我国地下水污染时有发生,地下水水质恶化会造成诸如氟中毒、克山病等多种疾病。
当今,人们对地下水污染防治的重视程度日益提高,也开始探索地下水污染治理技术。
本文对地下水污染特征及防治措施介绍如下:一、地下水污染源城镇地下水主要承受来自工业、农业两大领域的污染。
工业污染主要体现为:固体废物填埋场、垃圾堆场、加油站、工业园区、化学品生产企业以及矿区等重点防控区域防腐防渗措施不到位引起危害物质进入到地下水体中;工业生产废水的违规排放、偷排漏排以及环境污染事故的发生;污水管网的渗漏、收集与输送设施的损坏导致受污染的地表水在流动过程中下渗等【1】【2】。
而农业污染方面:污水灌溉,化肥、农药的过量使用,畜禽粪便的任意堆放等也都会造成地下水污染。
加之对城市地下水的长期过量开采【3】,致使地下水位大幅降低,水体的自净能力也大幅减弱。
二、地下水污染的特点由于地下水水源埋深较深、水流速度较慢且流动范围较广,地下水在污染初期不易被发觉【4】,污染物逐步累积的过程会使污染程度越来越严重且污染范围越来越大,从而导致地下水大面积受到污染且危害程度较为严重,增大治理难度。
故地下水污染具有隐蔽性、滞后性、毒性范围较大以及难以逆转性等特点,治理难度大、成本高、耗时长【5】。
三、地下水污染的防控由于地下水污染治理难度大、成本高、耗时长,必须要从源头上进行有效防控,从而遏制污染物的不断增加【6】。
主要防控措施包括以下几方面:1、增强地下水体的自净能力:强化生产用水循环利用措施的推广及技术手段的提升,有力控制地下水开采。
2、控制农业污染:加强节约农业用水的宣传,优化改进灌溉方式,推广喷灌、微灌、渗灌、滴灌、暗渠等先进灌溉技术。
地下水污染及防治技术研究进展
摘要本文综述了地下水资源污染类型与方式,比较了地下水与地表水污染的不同,介绍了地下水资源的防治方法,最后提出地下水污染及防治的关键性问题。
关键词地下水;污染;危害;防治
中图分类号x5 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2012)78-0056-02
水是万物之源,没有水万物将会失去生命,动物、植物、微生物的生长离不开水,我们的衣、食、住、行同样离不开水,可见水对于地球上的生物是多么的重要。
但是,随着社会的发展,人口压力逐年增加,人们一直认为“取之不尽,用之不竭”的水资源也面临着沉重的压力。
许多年前,环保人士就已经开始呼吁人们要节约用水,珍惜水资源。
近些年来,水资源污染加剧,由最初的地表水污染,开始转向地下水污染。
我国治理地下水污染方面起步比较晚,还缺乏相应的经验,正处于未成熟阶段。
1造成地下水污染的原因及危害
1.1地下水污染类型
对地下水造成污染的原因非常多,主要有人为原因和自然原因两大类。
随着我国经济的快速发展,人们对淡水的需求正在不断增加,人类在开采地下水的过程中造成了地下水污染,同时由于工业的发展,一些污染物渗漏到地下,造成地下水污染。
总体来说共分
为四个类型:一是海水倒灌造成的地下水污染;二是地表水造成的污染;三是工业污水的污染;四是垃圾填埋造成的污染。
除此之外还有一些地区采取了淡水回灌来补给地下水,但是在回灌的过程中会出现一些被细菌感染的水直接回灌,这将给地下水带来极大的破坏,造成严重的后果,这种污染在一些地下水超采地方比较常见,并且对地下水的污染比较严重。
1.2地下水污染途径
对地下水的污染根据污染的途径不同可以分为四类:即:间歇入渗型,连续入渗型,越流型,径流型。
连续入渗和间接性入渗污染地下水的主要是污水潜水。
对含水层污染的主要是越流型污染,它对地下水的影响非常大。
1)连续入渗型主要是污染随着地下水直接渗入到地下,主要是污染潜水,例如废水池、废水废井;
2)间歇入渗型主要是自然降水或者其他形式的灌溉水通过非饱和水带,周期性地渗到地下,在日常生活中垃圾堆被雨淋后就会把污染的雨水渗透到地下;
3)径流型污染物主要通过地下径流直接渗入到含水层,在地下溶洞中进入含水层就是此类污染;
4)越流型主要是把受污染的地下水越流到未被污染的地下水,污染的水主要通过整个层间或者通过破损的地下管道直接渗透到地下水层。
地下水的过度开采改变了越流方向,使已受污染的潜水
进入未受污染的承压水,即属此类。
1.3地下水污染的危害
地下水污染较地表水污染影响深远且不易治理,地下水污染的危害也远比地表水污染程度更严重。
城市与工业“三废”不合理或不达标排放量的迅速增加,农牧区农药、化肥的大量使用,导致我国地下水污染日益严重,呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势。
对我国190多个城市进行地下水监测,结果令人不满意,近全部城市都受到不同程度的污染,近4成的城市地下水污染趋势加重,无论是南方城市还是北方城市,北方相对污染范围要比较广,南方相对来说比较轻,地下水的过度开采导致污染比较严重,无论是海水倒灌还是地表污染都加剧了地下水的污染。
2 地下水资源污染的防治方法
地下水的污染很难引起注意,这主要是它不易被发现,地下水的污染不像其他地表水一样可以通过颜色、气味等进行判断,地下水受到污染被发现时已经是被污染很长时间,并且范围也会扩大。
地下水受污染后比起地表水治理起来要困难的多,并且费用也非常大,因此要对地下水采取以预防为主。
1)评价地下水现状
通过对地下水污染程度的评价,为管理层及其相关人员提供比较全面的资料,这样能够更好地对我国地下水采取应对之策,指导工程的选址,能够更好地为农业工业生产提供合理的产业布局,同
时能够对地下水的保护起到积极的作用。
2)科技的进步
通过提高工业的生产工艺,这样能够更好地减少污染物的产生,在重点水源保护地区,要对排放的污染进行严格控制,对已存在的污染源能够搬迁的尽量搬迁,不能搬迁的要对其进行严格的排污控制,让其达到符合标准。
3)严禁采用渗井、渗坑排放污水
在水源地要禁止采取永久性的污水排放池,对固体污染物也要采取管制,防止污染物随着雨水渗入到地下,对地下水造成污染。
4)合理使用肥料
在农业生产中,很多地区在施用肥料时出现不当的现象,出现氮肥过量,这种流失对地表造成污染,对地下水带来污染,这就需要我们在农业生产中要正确使用氮肥。
5)合理规划城市垃圾填埋场
在一些城市垃圾采取掩埋的办法进行解决,这样虽然成本比较低,但是后期污染比较严重,一些工业废料在掩埋的过程中出现对土壤的污染,这就是通过地下水渗透到地下水中去,严重污染了地下水。
6)加强水资源保护,严格执法和管理,增强环保意识,自觉保护水资源。
3结论
当前我国经济快速发展过程中对地下水的防治工作重视程度不够,无论是在法律制度方面,还是在管理方面都出现了空白,同时我国在地下水监测方面还是处于空白状态,缺乏有效的预警机制。
我国应该在完善地下水环境保护法律体系,将地下水和地表水的防治进行统一的规划和管理,能够更好地防治地下水污染。
参考文献
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[3]孙雪涛,等.加强地下水管理的思路与对策[j].中国水利,2007(15).
[4]唐克旺,吴玉成,侯杰.中国地下水资源质量评价(ii)——地下水水质现状和污染分析[j].水资源保护,2006(3).。