我国地下水污染现状及控制技术研究进展文档格式.docx

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随着地下水污染的加剧，地下水污染的控制技术也越来越得到人们的重视。

本文对我国地下水污染现状及主要的控制技术做了综述。

关键词地下水污染、抽取-处理技术、渗透性反应墙技术、土壤气相抽提技术、空气注入修复技术

AbstractAsoneofthemostimportantpartsofthewatersource,groundwaterplayakeyrollinthedevelopmentofthenationaleconomy.Withthedevelopmentofthesocietyandeconomy,peoplebecomeincreasinglydependentongroundwater.Becauseofimpropertreatmentoftheformedsolid,gasandliquidrubbishbyhumanbeing,thegroundwaterenvironmenthasbeenpollutedmoreandmoreseriously,someresultinagreatthreateningfornaturalsurvivalofthehuman.Withtheintensificationofgroundwaterpollution,theprevention-controltechnologyisalsoincreasinglygainedattention.Thisarticlesummarizestheconditionofourcountry’sgroundwaterpollutionandthemainprevention-controltechnologies.

Keywordsgroundwaterpollution;

Pump-Treattechnology;

PermeableReactiveBarriertechnology;

SoilVaporExtractiontechnology;

AirSpargingtechnology;

1前言

地下水资源既是水资源的重要组成部分，又是构成生态环境的重要因素，在经济社会可持续发展中具有重要的地位。

全世界超过15亿的人口主要依靠地下水作为饮用水，我国水资源总量的1/3和全国总供水量的近20%来自地下水（薛禹群，张幼宽，2009）。

但随着人口的增长和社会经济的快速发展，对水资源的需求量也大幅度增长。

近30年来，我国地下水的开采量以每年25亿立方米的速度递增，全国有400个城市开采地下水，40%的耕地部分或全部依靠地下水进行灌溉，地下水的供给量已经占到了全国总供水量的20%，北方缺水地区占到了52%，在华北和西北城市供水中占到了72%和66%（罗兰，2008）。

根据中国地质环境检测院公布的信息,目前,我国地下水污染呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势,污染程度日益严重。

全国195个城市监测结果表明,97%的城市地下水受到不同程度污染，40%的城市地下水污染趋势加重；

北方17个省会城市中16个污染趋势加重,南方14个省会城市中3个污染趋势加重（熊玲和鄢贵权，2009）。

因此，了解地下水的污染现状及污染途径，加强对地下水的污染治理，开发相应的一些高新技术来挽救我们日益恶化的地下水环境，是我们当前所面临的一项迫切的任务。

2地下水污染类型及污染来源

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。

淋滤的污染物质进入含水层，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（杨强等，2007）。

2.1地下水污染的类型

造成地下水水质恶化的各种物质，都称为地下水污染物。

地下水污染的种类㈠按理化性质可分为：

物理污染物、化学污染物、生物污染物、综合污染物；

㈡按形态可分为：

离子态污染物、分子态污染物、简单有机污染物、复杂有机污染物、颗粒状污染物；

㈢按污染物对地下水的影响特征可分为：

感官污染物、卫生污染物、毒理学污染物、综合污染物（吕书君，2009）。

2.2地下水污染的来源

按引起地下水污染的自然属性可划分为：

天然污染源（如地表污水体、地下高矿化度水或其它劣质水体、含水层或包气带所含的某些矿物等）和人为污染源。

人为污染源又根据产生各种污染的部门和活动划分为：

工业污染源、农业污染源、生活污染源、矿业污染源。

按污染的几何形状特征可划分为：

点污染源（如城市污染和工矿企业污水排放口等）、线污染源（如被污染的河流），面污染源（如用污水灌溉等），按污染物的运动特性划分为：

固定源、移动源。

从我国地下水现状污染情况看，地下水污染主要来自人类活动的影响。

2.2.1工业污染源

工业污染源主要指未经处理的工业“三废”，即废气、废水和废渣。

工业废气如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物质会对大气产生严重的一次污染，而这些污染物又会随降雨落到地面，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电镀工业废水、工业酸洗污水、冶炼工业废水、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；

工业废渣如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、硫铁渣、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，由于露天堆放或地下填埋隔水处理不合格，经风吹、雨水淋滤，其中的有毒有害物质随降水直接渗入地下水，或随地表径流往下游迁移过程下渗至地下水中，形成地下水污染（罗兰，2008）。

2.2.2农业污染源

农业污染源主要来源于土壤中的剩余农药、化肥和废污水灌溉等。

一些常效农药如DDT、六六六等，由于它们在自然界比较稳定，在一定的时间内，会残留在土壤、水域及生物体内，并随着食物链逐步在人体内，引起一些不良后果（王慎等，2010）。

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的含氮量增加，土壤肥力大大增加，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，甚至造成农作物的减产（吕书君，2009）。

2.2.3生活污染源

随着我国城镇化步伐的加快，生活垃圾与生活污水量激增，由于无害化处理率低，造成对陆地生态环境和水生态环境的严重污染。

我国每年累计产生垃圾达720亿吨，占地约5.4亿平方米，并以每年占地约3000万平方米的速度发展，全国已有200多个城市陷入垃圾重围之中（赵章元，2006）。

由于填埋技术的落后和选址不当，这些废物在生物降解和雨水淋滤的作用下，产生CL-、SO42-、NH4+、生化需氧量，总有机碳和悬浮固体含量高的淋滤液，并产生CO2和CH4，这些垃圾的随意堆放，最终以污水形式补给并污染地下水，特别我国地下水埋深较浅的广大地区（吕书君，2009；

杨强等，2007）。

2.2.4采矿活动污染

由于采矿活动破坏了原有地质结构，使氧化环境加强，经过一系列反应，使水呈酸性会形成PH值低于6的酸性矿井水，酸性矿井水会下渗污染下伏含水系统，或者经排水污染地表水水源。

同时由于矿坑排水降低了地下水，使原来处于饱和带的矿体岩转化为包气带，有些难溶矿物可转变为易溶矿物，经过风化、雨水渗入淋滤，或由于暂时停止抽水，水位回升时的溶解，是矿区地下水中增加某些成分，造成地下水水质恶化。

此外矿区大量积存露天堆放的含硫化物等有害成分的煤矸石和废渣，经同化、淋溶、水蚀作用，形成酸性水流流入河道，渗入地下，使河川径流和浅层地下水遭受污染（王柱强，2010）。

2.2.5自然污染

•有些地区，由于特殊的自然环境与地质环境，地下水天然背景不良，有毒有害成分超标。

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、克山病等地方病困扰（罗兰，2008）。

2.2.6地下水超采引起的污染

地下水超量开采引起地下水位持续下降，形成大面积的降落漏斗，改变了动力条件，引起水质不佳的浅层水越流补给深层水；

同时含水层漏斗部分的氧化还原条件增强，促使土体中有机物分解，使二氧化碳分压增大，加之生活污染物进入土体，污染物中有机物质的分解也使二氧化碳分压增大的复合作用，促进土体中难溶的方解石、白云石的溶解,钙、镁离子转入地下水中，这是漏斗区总硬度升高的重要原因（倪深海等，2003）。

3地下水污染的控制修复技术

鉴于地下水有机污染的严重性，国外学者广泛开展地下水有机污染控制及就地恢复技术的研究。

所谓“污染控制”是指采用各种防护策略和工程措施控制污染源，使其进入地下水系统的污染物减少到最低限度；

或者是把已污染的地下水控制在一定范围内防止其扩散到未污染区（杨强，李金轩等，2007）。

自开展地下水污染治理至今，地下水修复技术在大量的实践应用中得以不断改进和创新。

目前，较典型的地下水污染修复技术主要有以下2种（张文静等，2006）：

抽出-处理技术（异位处理技术）和原位处理技术。

3.1抽出处理技术

抽出处理（Pump-Treat）技术,简称P&

T技术，P&

T技术是最早出现的地下水污染修复技术，也是地下水异位修复的代表性技术。

自20世纪80年代开展地下水污染修复至今，地下水污染治理仍以P&

T技术为主。

传统的P&

T技术是把污染的地下水抽出来，然后在地面上进行处理。

近年来，随着污染治理研究的不断深入，该技术已有了更广泛的含义，只要在地下水污染治理过程中对地下水实施了抽取或注入的，都归类为P&

T技术（张文静等，2006）。

P&

T技术概念模型见图1。

图1　P&

T技术概念模型

T技术的修复过程一般可分为两大部分：

地下水动力控制过程和地上污染物处理过程。

该技术根据地下水污染范围，在污染场地布设一定数量的抽水井，通过水泵和水井将污染了的地下水抽取上来，然后利用地面净化设备进行地下水污染治理。

在抽取过程中，水井水位下降，在水井周围形成地下水降落漏斗，使周围地下水不断流向水井，减少了污染扩散。

最后根据污染场地的实际情况，对处理过的地下水进行排放，可以排入地表径流、回灌到地下或用于当地供水等（魏艳民，2009）。

T技术适用范围广，对于污染范围大、污染晕埋藏深的污染场地也适用。

但其自身也存在一些局限性：

①当非水相溶液出现时，