地下水污染控制技术研究进展
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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。
矿井水处理技术及研究进展1. 引言1.1 矿井水处理技术的重要性矿井水处理技术的重要性在于保护水资源和环境,确保矿山生产和周边生态的良性循环。
矿井水中含有大量的重金属、有机物和悬浮物质,如果不经过有效处理就直接排放到环境中,会对地下水、地表水和土壤造成严重污染,影响生态平衡和人类健康。
对矿井水进行有效处理是保护水资源、维护生态环境的必然要求。
矿井水处理技术的研究和应用,也可以有效解决矿山生产过程中的困难和问题,提高资源利用率和经济效益。
通过对矿井水进行处理,可以减少水资源的消耗,改善矿山生产环境,降低因水污染而引发的环境风险,提高矿山的社会责任感和可持续发展能力。
矿井水处理技术的重要性不仅在于环境保护,更在于促进矿山产业的健康发展和可持续发展。
1.2 矿井水处理技术的研究意义矿井水处理技术的研究意义在于解决矿井水污染对环境和人类健康造成的威胁。
矿井水中常含有大量的重金属、硫酸盐、溶解性无机盐等有害物质,如果不经过有效处理直接排放到环境中,会对周围的土壤、地下水和生态系统造成严重的破坏。
矿井水中的有害物质也会对工业生产和居民生活带来负面影响,影响社会的可持续发展。
通过研究矿井水处理技术,可以实现对矿井水中有害物质的有效去除和资源化利用,实现矿井水的净化和循环利用,有效降低对环境的污染,保护自然生态环境。
研究新型矿井水处理技术还能促进科技创新,推动矿业领域的可持续发展,提高矿业企业的竞争力和可持续发展能力。
矿井水处理技术的研究意义重大,对保护环境、促进资源循环利用和实现可持续发展具有重要意义。
2. 正文2.1 传统矿井水处理技术传统矿井水处理技术是指在过去长期以来被广泛应用的矿井水处理方法。
传统矿井水处理技术主要包括物理处理、化学处理和生物处理三大类。
物理处理是最基本的矿井水处理方法之一,包括沉淀、过滤、膜分离等技术。
沉淀是通过加入沉淀剂使废水中的悬浮物、浊度较高的固体颗粒等沉降下来,从而实现水质的净化。
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。
地下水污染处理技术方法随着工业生产的高速发展,我国地下水污染的问题日益突出,地下水污染所带来的对环境和经济发展的影响也日趋显露。
因此,加强对地下水污染的治理和相应技术的开发就成为一种迫切的需要。
客观上讲,我国目前在地下水污染调查及地下水污染物迁移转化模式方面做了不少基础性工作,但在具体的地下水污染治理技术方面做的工作却不多,而国外,尤其是欧美国家自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。
1.1物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。
1.2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。
社会科学我国水体污染控制中地下水污染及防治措施探析李淑敏 蓝晶晶 许才琳(皖江工学院,安徽,马鞍山 243031)摘 要:地下水是我国重要的水资源之一,许多城市的生活用水都是从水资源匮乏的地区和城市收集的,而地下水是主要的水资源。
地下水污染防治工作在我国总体水污染控制中占有重要地位。
分析了地下水污染的主要原因和影响,讨论了预防地下水污染的措施。
关键词:水体污染;防治控制;地下水污染地下水与人类的生产和生活有着非常密切的关系。
与其他类型的水资源相比,地下水具有稳定的流量和更少的污染。
它对农业灌溉,工业生产和城市生活使用者有积极影响,特别是在干旱和半地表水短缺方面。
在干旱地区,地下水通常成为供水的主要来源。
随着中国工业生产的增加,地下水的开采量增加,水污染的可能性也在增加,由于地下水被埋在地下,一旦污染发生,修复水体非常困难。
根据这一实际情况,有必要采取适当措施,有效控制和防止地下水污染,为在地下水开发和利用过程中有效利用水资源创造条件。
一、地下水污染的主要因素从宏观上看,中国的地下水总体质量相对较好。
可以直接使用约五分之三的地下水,而经过适当处理后可以使用消耗约五分之一的地下水。
但是,在人口稠密的平原上,用于饮用水的地下水源极为罕见。
可以看出,人类生产和生计活动是造成地下水污染的主要原因。
大多数人类活动造成的地下水污染包括工业废水排放,家庭污水排放,农业肥料和农药,垃圾填埋场淋洗,畜禽粪便污染以及溢出物。
地下水已成为工业废水和集中生活污水的排放源污染,农用化肥和农药的排放也是污染高发原因之一。
现阶段我国已严格管控水资源的污染现状,有效控制水源污染,地下水污染已成为大问题。
地下水污染严重影响饮用水安全。
地下水污染使水中富含有机污染物,病原体和放射性物质。
管理不当或直接食用会增加患病的风险,增加患癌症的风险,缩短寿命,并降低对老年人和儿童的抵抗力,让人们的生活处于风险之中。
科学研究发现,饮用未经处理的地下水会引起许多威胁人类生命的奇怪疾病。
地下水污染场地污染的控制与修复摘要:由于我国面临着严重的环境问题,导致生态环境十分脆弱。
随着我国经济的发展,垃圾的排放越来越多,对土壤和地下水的环境造成了严重的影响。
例如废水排放、工业废渣和垃圾填埋物的渗漏液泄漏、石油化工产品输送管线等都会对土地和水源产生污染,加剧了缺水的问题。
尤其是我国北部地区,由于地下水对我国的用水起着举足轻重的作用,而地下水的环境问题又使我国的缺水问题更加严重,因此对地下水污染控制和修复工作迫在眉睫。
因此本篇文章就对地下水污染场地污染的控制与修复进行深入分析,从而使我国水资源污染得到有效的控制和治理,保护我国水资源。
关键词:地下水;污染场地;控制Control and remediation of groundwater pollution siteZhou KuienJiangsu Tuofu Engineering Design and Research Co., Ltd. Lianyungang, Jiangsu 222,000Abstract: As China is facing serious environmental problems, the ecological environment is very fragile. With the development ofChina's economy, more and more garbage is discharged, which has a serious impact on the soil and groundwater environment. For example, wastewater discharge, leakage of industrial wastes and landfills, and petrochemical product transmission pipelines will pollute land and water sources, exacerbating the problem of water shortage. Especially in the northern part of China, because groundwater plays an important role in water use in China, and the environmental problems of groundwater make the water shortage problem in China more serious, it is urgent to control and repair groundwater pollution. Therefore, thisarticle makes an in-depth analysis on the control and remediation of groundwater pollution sites, so as to effectively control and harness water pollution and protect water resources in China.Key words: groundwater; Contaminated site; control最近几年,由于受到环境问题的影响,对地下水污染场地的治理已成为国内外学者普遍关心的问题,因此,开展有关问题的探讨具有十分重大的现实意义。
摘 要: 关键词: 中图分类号:X523 文献标志码:A DOI:10.16803/ki.issn.1004-6216.2016.05.003Abstract: Keywords: CLC number: X523随着经济社会的发展,我国地下水污染已经成为严重的环境问题,亟须构建地下水污染修复体系,为地下水污染修复实施提供保障。
文章概述了国外地下水修复体系研究进展和我国地下水污染修复体系现状及存在的问题,提出了地下水修复技术建议,旨在推进我国地下水环境管理与修复产业化发展。
地下水;修复技术:体系Current Status of Groundwater Remediation Technologies in the Developed Countriesand Enlightenment to ChinaWen Yi, Zhao Dan(Chinese Academy for Environmental Planning, MEP, Beijing 100012, China)With the development of economic society, groundwater pollution in China has become serious environmentalissues. Therefore, it was urgent to construct remediation technology system so as to provide guarantee for implementation of groundwater remediation action. In this paper, foreign progress in the study of groundwater remediation system and the current situation of groundwater pollution remediation system and existing problems in China were reviewed. Then, suggestions of groundwater remediation technology were proposed, aiming at promoting the development of groundwater environmental management and remediation industrialization in China.Groundwater; Remediation Technology; System 第42卷 第5期2016年10月环境保护科学 Environmental Protection ScienceVol.42 No.5Oct.2016,12~14地下水修复技术体系的合理构建及其有效性验,并针对地下水污染修复的复杂性,提出了相分析是修复实施的重要保障。
治理地下水污染的技术方法有哪些地下水污染是非常可怕的事情,不仅给人类带来病痛的折磨,更重要的是现在几乎没有治理的可能。
因为治理污染的代价太大了,尤其是地下与地上还不一样。
根据水质检测结果显示,我国地下水污染严重,治理地下水污染的技术方法有哪些呢?下面金标准小编为你介绍一番:(一)物理法1.屏蔽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、块状置换、膜和合成材料帷幕圈闭法等。
适合在地下水初期用作一种临时性的控制方法。
2.被动收集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收集起来,或将受污染地下水收集起来以便处理的一种方法。
在处理轻质污染物(如油类等)时比较有效。
抽出一处理法抽出一处理法是最早使用、应用最广的经典方法,根据污染物类型和处理费用分为物理法、化学法和生物法三类。
在受污染地下水的处理中,井群系统的建立是关键,井群系统要控制整个受污染水体的流动。
处理地下水的去向主要有两个,一是直接使用,另一个则是多用于回灌。
后者为主要去向,用于回灌多一些的原因是回灌一方面可以稀释受污染水体,冲洗含水层;另一方面可以加速地下水的循环流动,从而缩短地下水的修复时间。
此方法能去除有机污染物中的轻非水相液体,而对重非水相液体的治理效果甚微。
此外,地下水系统的复杂性和污染物在地下的复杂行为常常干扰此方法的有效性。
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,人为地区别地下水的水力梯度,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。
水动力法不能保证从地下环境中完全、永久地去除污染物,被用作一种临时性的控制方法,一般在地下水污染治理的初期用于防止污染物的蔓延。
赤泥堆场污染物对地下水环境污染的研究摘要:本研究旨在探究赤泥堆场污染物对地下水环境的污染影响,并分析其潜在的生态风险。
通过采集赤泥堆场周边地下水的样品,利用化学分析和水质监测方法,对其中的污染物进行定量分析和评估。
研究结果表明,赤泥堆场污染物对地下水环境造成了一定程度的污染,其中重金属含量超过了相关标准限值。
此外,还对赤泥堆场污染物的迁移和转化过程进行了初步探讨,并提出了相应的防治措施,以保护地下水环境的安全和稳定性。
关键词:赤泥堆场,污染物,地下水环境,生态风险,防治措施赤泥是一种产生于铝冶炼工业过程中的固体废弃物,其中含有大量的重金属和有机物等污染物。
赤泥堆场的建设和运营过程中,这些污染物可能会渗漏到地下水中,引发地下水环境的污染问题。
地下水作为重要的水资源之一,对人类生活和生态系统具有重要的影响。
因此,研究赤泥堆场污染物对地下水环境的污染影响,对于保护地下水资源的安全和可持续利用具有重要的意义。
1赤泥堆场污染物对地下水环境的污染影响1.1 赤泥堆场污染物的特征分析赤泥堆场中的污染物具有特定的特征,其分析对于评估地下水环境的污染程度至关重要。
赤泥堆场污染物主要包括重金属、有机物和其他化学物质。
重金属是赤泥中最常见的污染物之一,如铝、铁、铜、镉等。
这些重金属具有较高的毒性和潜在的生态风险,可能对地下水环境造成严重的污染影响。
有机物方面,赤泥堆场中可能存在有机溶剂、挥发性有机物和多环芳烃等。
这些有机物具有较强的毒性和持久性,在渗漏到地下水中后,可能对水质产生长期的影响。
此外,赤泥堆场中还可能存在其他化学物质,如酸性物质、碱性物质和悬浮颗粒物等。
1.2 地下水环境的污染评估方法评估赤泥堆场污染物对地下水环境的污染程度需要借助适当的评估方法。
常用的方法包括水质监测、地下水模拟和数值模型等。
水质监测是最直接的评估方法,通过采集地下水样品并进行化学分析,可以确定污染物的浓度和分布情况。
地下水模拟方法基于地下水流动和污染物传输的原理,通过建立模型模拟污染物在地下水中的迁移和转化过程,预测污染的扩散范围和影响程度。
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是指利用数学模型和计算机技术对地下水系统进行模拟和预测的方法。
它可以模拟地下水的流动、溶质迁移、热传导等过程,为地下水资源管理、地下水污染控制、地下工程设计等提供科学依据。
本文将对地下水数值模拟的研究与应用进展进行综述。
地下水数值模拟的研究始于20世纪60年代。
当时,由于计算机技术的发展和对地下水资源的需求日益增加,人们开始将数学模型应用于地下水系统。
最早的地下水模型是基于二维的Darcy定律和扩散方程,模拟了地下水的流动和溶质迁移过程。
随着计算机技术的提高和数学模型的完善,地下水数值模拟逐渐发展成为一个成熟的学科领域。
在地下水数值模拟中,常用的数学模型包括流体流动模型、溶质迁移模型和热传导模型。
流体流动模型描述了地下水的流动过程,可以用于预测地下水的流向和流速。
溶质迁移模型描述了地下水中溶质(如污染物)的迁移过程,可以用于预测地下水的污染扩散。
热传导模型描述了地下水中热的传导过程,可以用于预测地下水的温度变化。
地下水数值模拟的应用非常广泛。
在地下水资源管理方面,地下水数值模拟可以用于评估地下水资源的可持续利用性,预测地下水位和地下水补给量,指导地下水的开发和利用。
在地下水污染控制方面,地下水数值模拟可以用于评估地下水污染的危害程度,分析污染源的扩散规律,指导地下水污染的治理和修复。
在地下工程设计方面,地下水数值模拟可以用于评估地下水对工程的影响,指导地下工程的布置和施工。
随着计算机技术的不断进步,地下水数值模拟的精度和效率也在不断提高。
传统的二维模型正在逐渐向三维模型发展,三维模型能更准确地模拟地下水流动和溶质迁移过程。
地下水数值模拟还与其他学科相结合,如地质学、水文学和生态学等,形成了多学科交叉研究的新趋势。
地下水数值模拟可以与地质信息系统(GIS)相结合,实现地下水资源管理的空间分析和决策支持。
地下水数值模拟是一门重要的科学研究领域,它在地下水资源管理、地下水污染控制、地下工程设计等方面具有重要的应用价值。
摘要:随着国家对环保问题关注力度的增强,地下水污染受到了环保部门的高度重视,相关部门也把如何改善土壤和地下水污染状况作为主要课题来抓。
农用土壤污染具有隐蔽性特点,地下水污染又直接影响着工农业生产和人们的身体健康。
工农业及生活污染物不仅随地表径流直接进入河流、湖泊或近海,污染地表水体,而且渗入士壤或岩石,污染地下水。
而被污染的地下水最终亦流入河流、湖泊或近海污染地表水体。
因此,地下水污染防治在当前我国的水体污染控制与治理中具有双重意义:一方面,为了保护作为主要饮用水源之一的地下水、需要进行地下水污染防治;另一方面,为了有效地治理地表水体的污染,也需要进行地下水污染防治。
迄今为止,我国在地下水污染防治方面所做的工作大都以保护地下水作为饮用水源为目的,而缺少或未重视被污染的地下水对地表水体污染的机理和贡献的研究。
关键词:水体污染控制;地下水污染防治;防治措施;污染治理引言:近年来,随着我国人口的不断增长和社会经济的快速发展,各种环境问题日趋严重,其中尤以水污染的形势最为严峻。
十多年来,在国家和各级政府的高度重视和全国人民的共同努力下,我国的水污染治理取得了巨大成效,各大流域的水环境都有了很大改善。
但目前我国的水污染依然相当严重,多个河流和湖泊的水质与规划目标还有较大的差距。
水污染问题不仅影响、制约着我国经济的发展。
而且危及人们的身体健康乃至社会的稳定。
因此,国家和各级政府对水污染问题十分重视,采取了一系列措施,设立了多个重大工程和科研项目,期望在未来的15年内明显改善我国各主要流域的水环境。
保护作为主要饮用水源之一的地下水,需要开展地下水污染防治工作;另一方面,为了有效地控制和治理地表水体的污染,也需要开展地下水污染防治工作。
近年来,我国在地下水污染防治方面做了大量的工作,如国土资源部开展的全国地下水污染调查和环保部制定的地下水污染防治规划。
作为水循环系统中的重要组成部分,地下水在工业、农业、生活等各方面发挥了重要作用,而我国作为一个发展中国家,在经济的发展和社会建设的重要时期,应把可持续发展放在首位。
地下水除砷技术现状与发展摘要:本文介绍了砷对人体的危害以及地下水砷的来源,介绍了目前国内外对除砷常用的技术及其机理,现状,最后还展望了除砷技术今后的发展趋势。
关键词:地下水;砷;环境修复1引言砷是地壳的微量组分,其化合物广泛用于工农业生产和医药。
微量的砷可促进人体新陈代谢,生血润肤。
然而,砷是一种有毒的非金属元素,长期饮用高砷水,会造成砷中毒,主要以皮肤改变为特征,可导致皮肤色素脱失、着色、角化,严重的会诱发皮肤癌,同时还会对心脑血管系统、消化系统、神经系统产生损害。
砷暴露还会阻碍儿童的智力发育,孩童时砷暴露的人群在成年后患肺癌的机会更大。
地下水砷污染是全球饮用水的主要威胁之一,据2010年Fendorf在Science上发表的文章称,目前全世界有超过一亿人存在着饮用砷污染地下水问题,其中受高砷地下水影响的国家主要有美国、德国、中国、印度、孟加拉、墨西哥等,而南亚包括印度、孟加拉、柬埔寨和越南等国家是地下水砷污染最严重的地区•上世纪90年代,孟加拉国因饮用砷污染地下水而爆发大规模的地下水砷中毒,被认为是人类历史上最大的中毒事件。
2地下水中砷的来源2. 1 自然来源由于自然环境条件的变化,使得含砷矿物中的砷释放,以及固定在岩石上的砷解吸而进入地下水中。
砷是一种常见元素,广泛分布于自然界中,在地壳丰度为5 X 10- 6。
它可以与金属或非金属物质结合生成无机或有机砷化物。
目前,已知的含砷矿物有320余种。
最常见的含砷矿物有毒砂(FeAsS)、砷铁矿(FeAs2 )、雄黄矿(As2 S3 )、臭葱石(FeAsO4 • 2H2O等。
在自然条件下,含砷化合物可以通过风化、氧化、还原和溶解等反应,将砷释放到环境中。
从当前对地下水砷污染的研究结果看,地下水中砷污染区域的含水层富含砷化物,是砷污染区域的普遍特点。
含砷化合物中的砷进入地下水是导致地下水中砷浓度升高的主要因素。
大量研究结果表明,地下水普遍处于还原态,砷主要来源于铁的氢氧化物和含砷矿物还原溶解而释放出的。
国内外地下水修复技术应用现状及发展趋势地下水修复技术应用于地下水恢复,这种技术包括地下水污染物的迁
移控制,污染的吸附剂及自然固定用于低质量地下水的改良和地下水的循
环利用,其中一些技术也能用于高质量地下水的保护,因此地下水修复技
术被称为“生态技术”。
目前,国内外关于地下水修复技术的研究还处于起步阶段,主要集中
于污染物的迁移控制,对其他技术的研究相对薄弱。
在迁移控制技术方面,主要研究内容包括数值模型模拟,长期变化趋势分析,双层模型和再生技
术等。
而新型地下水修复技术的研究侧重于吸附剂、植物修复、纳米材料
和微生物地下技术的研究。
发展趋势来看,地下水修复技术近些年以问题导向来研究,更多的研
究重点放在污染物的治理和控制上,特别是双层模型对地下水体系的污染
尤为重要,是未来地下水污染治理的重要手段。
此外,微生物地下技术和
纳米技术也是未来地下水修复技术发展的重点,这些技术具有高效、低成本、易实施和无需耦合等优点,在污染治理中具有越来越重要的作用。
控制系统地下水监测控制技术地下水是指地球表面以下的土层中存在的水,是人们重要的生活和生产用水之一。
而随着城市化的进程加速以及人口规模的不断扩大,地下水的消耗也越来越严重。
如何有效地保护地下水资源,成为当今亟待解决的问题。
而控制系统地下水监测控制技术,则成为解决方案中的关键技术之一。
一、控制系统地下水监测控制技术的概念控制系统地下水监测控制技术,是基于现代信息技术应用于地下水监测和控制,通过传感器、自动控制器、通讯网络等装置,实现对地下水的在线监测、数据采集、数据传输、控制预警等,从而保证地下水资源的合理利用。
二、控制系统地下水监测控制技术的意义控制系统地下水监测控制技术在地下水资源利用中具有重要的意义。
它可以实现地下水数据的全面、准确、实时地监测,为科学合理地利用地下水资源提供数据支持,并可通过控制器实现对地下水资源的精细化管理。
在地下水污染治理中,也能够通过地下水监测获得污染信息,及时采取措施,减少污染物对地下水环境的影响。
三、控制系统地下水监测控制技术的应用(一)地下水水位监测地下水水位监测是控制系统地下水监测控制技术最基本的应用之一,通过传感器实时监测地下水水位数据,并利用通讯网络,将数据传输到监测终端,同时可以进行水位控制和调节。
此技术可广泛应用于城市建设、农业灌溉、水文地质勘查等领域。
(二)地下水水质监测地下水水质监测主要是通过水质传感器,监测地下水水质数据,并将数据传输至后台管理系统进行分析和处理。
将监控数据分析后,及时发现地下水污染,并及时采取措施,避免水环境受到进一步的污染。
(三)地下水井深度监测地下水井深度监测是采用传感器对井深及钻孔进程进行实时监测,并可实现对水位落差的预警和水位自动控制,提高采水质量的一种技术。
此技术也可用于较大建筑的地下室排水,避免地下室内水位过高,导致建筑损坏。
四、控制系统地下水监测控制技术的局限性(一)技术成本过高目前控制系统地下水监测控制技术的设备采购成本过高,难以推广应用到整个地下水资源利用领域。
1 地下水污染控制技术研究进展 摘要:地下水作为主要饮用水和农田灌溉水,在我国的经济发展中具有重要地位,然而近年来地下水的污染不断加剧,石油泄漏、农药化肥流失和工业废弃物的处置不当,无时无刻不在加重地下水的污染趋势。其中硝基芳香烃作为一种单环芳香族化合物更难降解且毒性更强,而纳米材料具有粒径小、比表面积大、反应活性高的特点,对于多种环境污染物都有良好的去除能力,利用合适材料改性后的纳米颗粒克服了自身容易团聚的不足,使颗粒比表面积和反应能力大大提高,因而获得了更大的应用价值,对硝基芳香烃有更好的降解作用。使用蔗糖改性的纳米铁粉还原硝基苯对污染的土壤进行治理具有良好的效果。 关键字:地下水污染原位反应带纳米铁改性
1 引言 自20世纪中期以来,地下水污染问题引起了国内外研究者的广泛关注和重视,其研究方向主要包括地下水污染风险预测评价,地下水污染调查监测与分析,地下水污染控制修复,地下水污染防控管理决策等方面。其中,地下水污染控制与修复技术作为治理地下水污染保护地下水资源和生态环境安全的直接有效手段,一直是国内外研究的重点。 本领域发文数量最多的是纳米技术,其次为生物修复技术、自然衰减技术、原位氧化技术和渗透反应格栅技术。从文献发表数量的变化趋势来看,自然衰减技术、原位氧化技术和渗透反应格栅技术近年来发文数量基本保持稳定,说明该类技术的理论研究已较为成熟,而纳米技术的发文数量自2006年起呈快速增长的趋势,说明该技术为本领域现阶段研究的重点。根据美国超级基金修复项目报告的统计结果[1],原位修复技术( 包括生物修复、化学修复、空气扰动等)监测自然衰减和抽出处理为美国目前应用数量最多的技术类型,其中,抽出处理及监测自然衰减的使用量在近年来逐渐下降,而原位修复技术( 以生物修复、化学修复、纳米技术等为代表)的使用数量稳步增长,表明原位修复技术为今后研究和应用的重点。 3 地下水有机污染常用修复技术 ○1异位修复方法 2
抽取处理技术是去除有机物污染应用最为广泛的一种修复方法,该技术是利用地面抽出系统将污染地下水抽出,然后选择合适的物理、化学和生物方法对抽出液进行处理,处理后的地下水可回灌或直接排放。抽取处理技术虽应用广泛,但由于含水层中污染物的反向扩散,会使修复过程出现浓度拖尾,导致修复周期较长,采用这种方法修复地下水有机污染至其达到健康标准,可能需要几十年甚至数百年[2]。异位修复方法需要开挖土体或抽取地下水,因而修复成本较高,且该过程受污染场地水文地质条件和污染范围的限制,对复杂含水层无法进行有效的修复。 ○2原位修复方法 (1)原位氧化技术 原位氧化技术(In Situ Oxidation,ISCO)是将芬顿试剂、过氧化氢、高锰酸盐等强氧化剂注入到地下环境,与污染物发生氧化反应,将其氧化为无害物质或危害性较小的稳定性化合物。该技术通常用于污染源的修复,具有反应速度快、操作简单、修复成本低等优点,2005~2008 年间,美国有近 40 个超级基金限。 (2)原位冲洗技术 原位冲洗技术(In situ flushing)是根据污染物种类性质,选择合适的冲洗液注入污染区域,污染物在水流的作用下进入到冲洗液中,或直接与冲洗液发生化学反应,从而达到去除污染物的目的,在污染区域下游,将含有污染物与冲洗液的地下水抽出后进行地表处理或者再利用。常用的冲洗液类别包括水、酸性溶液、还原剂、螯合剂和表面活性剂等。该技术多用于污染源污染物的去除,而对于溶解性和挥发性污染羽的修复效果不理想。 (3)原位热处理技术 原位热处理技术(Thermal treatment in situ)是采用直接或间接的加热方式对污染土壤或地下水进行加热,使有机污染物被破坏或挥发的处理过程,转化为气相的污染物质通过收集井抽出后进行废气处理。原位热处理技术多用于非水相液体(NAPLs)污染物的去除,加热方式通常采用电阻加热、射频加热、热传导和注入热水、水蒸气等。相对于异位处理技术,原位热处理可大大节省工程成本,但是修复时间相对较长,且受地下土壤及含水层性质影响较大,修复效果3
具有不均匀性。 (4)原位空气扰动技术 原位空气扰动技术(Air sparging)是通过将新鲜空气注入到饱和地层中,污染物挥发进入气相,并在空气的携带下逐步上升进入包气带,再利用抽提井对气相污染物进行收集,从而达到修复目的。该技术具有高效、易操作、对周围环境干扰小的特点,因而被认为是去除饱和污染地下水和土壤中挥发性有机污染物的最有效方法。但该技术不能在承压含水层中使用,且修复效果受非均质介质影响明显,大量空气的注入也存在导致污染羽范围增大的风险。 (5)土壤气相抽提技术 土壤气相抽提(Soil Vapor Extraction,SVE)也称“土壤通风”或“真空抽提”,是针对地下包气带中挥发性有机污染物修复的一种原位修复技术。一般是利用真空设备对包气带中气体进行抽提,空气在负压作用下流经污染土壤,并携带污染物质向上运动,经抽取装置抽出后进行地面处置。 (6)可渗透反应墙技术 可渗透反应墙技术(Permeable Reaction Barrier,PRB)兴起于 20 世纪 90年代,是在地下水污染的下游设置一个充填反应材料的原位处理墙,污染地下水在流经反应墙的过程中,污染物质被反应材料降解或固定,从而达到去除或降低污染物浓度的目的。该技术具有处理污染物范围广、不需要持续能量供给、修复费用低的特点,但在实际应用中,反应材料选择不当和反应过程生成的沉淀会引起填充介质的堵塞,导致墙体很难长期有效运行。 (7)植物修复技术 植物修复技术(Phytoremediation)是利用植物及其根系微生物群落的吸收富集能力,实现土壤或浅层地下水中污染物的去除。近年来,该技术多用于土壤重金属污染的修复,并已在铅、镍、锌和镉的修复上取得了显著成果[46-50]。 (8)地下水循环井技术 地下水循环井技术(Groundwater Circulation Well,GCW)是基于有机污染物的挥发性,将修复工艺系统集成在井内,通过曝气、抽提和吹脱过程实现对污染组分的去除。循环井的技术优势在于修复范围广,适用于地下饱和区和非饱和区的修复;无地表排放和处理过程,节约成本;可以和多种修复技术联合使用。4
2012 年,白静[3]对循环井修复 NAPL 污染效果进行了研究,结果表明,硝基苯和萘的去除率分别达到 71.2%和 64.9%,苯的浓度低于检测限,这说明循环井技术对于强挥发、中等挥发性和半挥发性有机物均能进行有效的治理修复。 (9)原位微生物修复技术 原位微生物修复(In situ bio-remediation)是指向污染的地下环境中注入微生物,通过土著微生物和外源微生物的降解作用处理污染的土壤及地下水。生物修复过程是污染物自然衰减过程的强化,因此终产物对环境具有无害性。1985年,纽约利用微生物技术修复某汽油泄漏污染场地,在为期 21 个月的修复过程中,生物作用去除的污染物占总去除量的 72%,修复后,场地汽油含量低于检测 (10)原位反应带技术 原位反应带技术(IRZ,Suthersan, S.S)是指通过向地下注入化学试剂或微生物来创建一个或多个反应区域,用来截留、固定或者降解地下水中的污染组分。该技术在实际场地的工程应用过程为:在污染源地下水下游方向设置注入井(井排),通过重力流入或压力注入的方式使反应试剂进入到地下环境,并在注入井(井排)周围形成反应带,当污染物随地下水流过反应带时与反应试剂发生作用,从而达到去除污染组分、修复污染地下水的目的。原位反应带能否成功创建主要取决于两点:一是注入的反应试剂对污染物的处理能力,无论是对污染物质进行截留、永久固定还是彻底降解,都需要根据目标污染组分的种类和性质选择合适的反应试剂,反应试剂的正确选择是反应带对污染物发挥作用的基础条件;二是反应试剂在地下环境中的生物地球化学作用对反应带污染物修复的影响,根据修复反应的需要,优化反应试剂的生物地球化学过程可以大大提高修复效果。 5
原位反应带技术在地下水污染修复中的主要优势有: 1)主要成本支出为注入井的建造,不需要抽取和处理系统,省去了昂贵的设施费用; 2)注入的反应试剂浓度较低,反应带运行过程中,只需定时取样对地下水污染物浓度进行监测,因此技术的运行费用相对较低; 3)修复范围不受污染羽深度限制,对于深层地下水污染,可以通过设置集群注入井使反应带到达更深的位置。 4)设施简单,其运行对周围环境干扰较小。
3 用蔗糖改性的纳米铁原位反应带技术处理硝基苯污染地下水 硝基苯是有机合成中间体和苯胺的重要基础原料,主要用于染料、炸药、医药、农业等行业,每年生产量庞大,据统计[4],1994 年全球硝基苯生产总量达到 200 万吨,且各国生产量呈逐年上升态势。 硝基苯生产过程中产生的废水是地下水中硝基苯的主要来源,其中,洗涤废水是最大的硝基苯污染源,其中硝基苯含量可高达 2000mg/L,由于其中含有苯、硝酸盐、硫酸盐等多种成分,使其6
具有更大的污染风险。除此之外,硝基苯在贮存、加工和输送过程中产生的泄漏也会造成地下水的严重污染,全球每年排入环境的硝基苯超过 10000 吨,硝基苯属于持久性有机污染污染物,其在环境中的不断积累对饮用水安全和人类健康均构成巨大威胁。 硝基苯是硝基芳香族化合物的一种,为淡黄色油状液体,具有苦杏仁气味,它不溶于水,易溶于乙醚、乙醇和苯等有机溶剂中。硝基苯化学结构相对稳定,不容易分解,属难生物降解化合物,但在一定反应条件下,可被还原为重氮盐、偶氮苯和苯胺等。硝基苯常由发烟硝酸和浓硫酸的混合液与苯反应制取硝基苯具有“三致”(致癌、致畸和致突变)性,人体可通过空气、地表水、地下水和生物累积等途径暴露于硝基苯危害中,环境中的硝基苯可通过皮肤接触与吸入等途径进入生物体内,其体内总滞留率达到 80%。国内外大量动物实验表明硝基苯进入生物体内严重影响肝脾等脏器功能,并对神经系统造成损伤,其临床表现主要为头晕乏力、恶心、口唇紫绀,重者出现抽搐、昏迷、肝功能衰竭等症状。 硝基苯毒性作用机理为: 形成高铁血红蛋白,降低血液携氧能力,从而导致机体缺氧;脑组织缺氧会造成脑干和小脑的破坏,造成神经系统损伤; 通过氧化还原等代谢途径,产生大量致癌性自由基及中间体; 使红细胞中的珠蛋白变性,红细胞渗透性和脆性增加,在脾内甚至血管内溶血,损害肝脾脏器。 我国国家标准《急性毒性实验》中将硝基苯划分为低毒污染物,然而由于其对环境及人体的巨大潜在危险性,许多国家和组织已将硝基苯列为优先控制污染物,并对其环境安全标准浓度进行严格限定:我国《地下水环境质量标准》规定在生活饮用水源地特性区域内,硝基苯环境水质标准为≤17μg/L;俄罗斯饮用水水质标准中硝基苯浓度限值为 20μg/L[5];美国国家环保局将硝基苯的安全标准定为 17μg/L, 而各州水质标准较国家标准则更为严格[5]。 目前,国内外对硝基化合物污染地下水的修复技术,常用的主要有泥浆阻截墙技术、活性炭吸附法、化学氧化法、可渗透反应墙技术(PRB)和微生物法等,这些方法常因施工量大、修复成本高、修复周期长等原因限制了技术在实际场地中的应用。以可渗透反应墙技术为例,将铁屑作为 PRB 的填充材料修复地下水硝基苯污染是经济高效的方法,然而,铁屑本身粒径较大,加上装置长期运行会产生大量铁氧化物,这些都会影响墙体渗透性,使 PRB 很难长期高效运行,