地下水污染（環(huán)境學(xué)術(shù)語(yǔ)）
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地下水污染（環(huán)境學(xué)術(shù)語(yǔ)）是指人類(lèi)活動(dòng)引起地下水化學(xué)成分、物理性質(zhì)和生物學(xué)特性發(fā)生改變而使質(zhì)量下降的現象。地下水污染
本詞條是多義詞，共2個(gè)義項
環(huán)境學(xué)術(shù)語(yǔ)
地下水污染（ground water pollution）主要指人類(lèi)活動(dòng)引起地下水化學(xué)成分、物理性質(zhì)和生物學(xué)特性發(fā)生改變而使質(zhì)量下降的現象。
基本信息
| 外文名 | Ground water pollution |
| 特點(diǎn) | 過(guò)程緩慢、不易發(fā)現、 |
| 方法 | 物理處理法、水動(dòng)力控制法 |
| 危害 | 地下水質(zhì)量下降 |
| 污染對象 | 地下水 |
基本內容
污染原因
地下水污染是由于人為因素造成地下水質(zhì)惡化的現象。地下水污染的原因主要有：工業(yè)廢水向地下直接排放，受污染的地表水侵入到地下含水層中，人畜糞便或因過(guò)量使用農藥而受污染的水滲入地下等。污染的結果是使地下水中的有害成分如酚、鉻、汞、砷、放射性物質(zhì)、細菌、有機物等的含量增高。污染的地下水對人體健康和工農業(yè)生產(chǎn)都有危害。
污染特點(diǎn)
地表以下地層復雜，地下水流動(dòng)極其緩慢，因此，地下水污染具有過(guò)程緩慢、不易發(fā)現和難以治理的特點(diǎn)。地下水一旦受到污染，即使徹底消除其污染源，也得十幾年，甚至幾十年才能使水質(zhì)復原。至于要進(jìn)行人工的地下含水層的更新，問(wèn)題就更復雜了。
地下水污染與地表水污染有一些明顯的不同：由于污染物進(jìn)入含水層，以及在含水層中運動(dòng)都比較緩慢，污染往往是逐漸發(fā)生的，若不進(jìn)行專(zhuān)門(mén)監測，很難及時(shí)發(fā)覺(jué)；發(fā)現地下水污染后，確定污染源也不像地表水那么容易。更重要的是地下水污染不易消除。排除污染源之后，地表水可以在較短時(shí)期內達到凈化；而地下水，即便排除了污染源，已經(jīng)進(jìn)入含水層的污染物仍將長(cháng)期產(chǎn)生不良影響。
污染來(lái)源
進(jìn)入地下水的污染物有來(lái)自人類(lèi)活動(dòng)的，有來(lái)自自然過(guò)程的。
- 工業(yè)廢水和工業(yè)廢物可使地下水中有機和無(wú)機化合物的濃度增加。
- 農業(yè)施用的化肥和糞肥，會(huì )造成大范圍的地下水硝酸鹽含量增高。農藥對地下水的污染較輕，且僅限于淺層。農業(yè)耕作活動(dòng)可促進(jìn)土壤有機物的氧化，如有機氮氧化為無(wú)機氮（主要是硝態(tài)氮），隨滲水進(jìn)入地下水。天然的咸水會(huì )使地下天然淡水受咸水污染等。
污染方式
綜述
地下水污染方式可分為直接污染和間接污染兩種。直接污染的特點(diǎn)是污染物直接進(jìn)入含水層，在污染過(guò)程中，污染物的性質(zhì)不變。這是對地下水污染的主要方式。間接污染的特點(diǎn)是，地下水污染并非由于污染物直接進(jìn)入含水層引起的，而是由于污染物作用于其他物質(zhì)，使這些物質(zhì)中的某些成分進(jìn)入地下水造成的。例如，由于污染引起的地下水硬度的增加、溶解氧的減少等。間接污染過(guò)程復雜，污染原因易被掩蓋，要查清污染來(lái)源和途徑較為困難。
途徑
地下水污染途徑是多種多樣的，
大致可歸為四類(lèi)：①間歇入滲型。大氣降水或其他灌溉水使污染物隨水通過(guò)非飽水帶，周期地滲入含水層，主要是污染潛水。淋濾固體廢物堆引起的污染，即屬此類(lèi)。②連續入滲型。污染物隨水不斷地滲入含水層，主要也是污染潛水。廢水聚集地段（如廢水渠、廢水池、廢水滲井等）和受污染的地表水體連續滲漏造成地下水污染，即屬此類(lèi)。③越流型。污染物是通過(guò)越流的方式從已受污染的含水層（或天然咸水層）轉移到未受污染的含水層（或天然淡水層）。污染物或者是通過(guò)整個(gè)層間，或者是通過(guò)地層尖滅的天窗，或者是通過(guò)破損的井管，污染潛水和承壓水。地下水的開(kāi)采改變了越流方向，使已受污染的潛水進(jìn)入未受污染的承壓水，即屬此類(lèi)。④徑流型。污染物通過(guò)地下徑流進(jìn)入含水層，污染潛水或承壓水。污染物通過(guò)地下巖溶孔道進(jìn)入含水層，即屬此類(lèi)。
類(lèi)型
我國地下水污染劃分為以下四個(gè)類(lèi)型；一是地下淡水的過(guò)量開(kāi)采導致沿海地區的海（咸）水入侵；二是地表污（廢）水排放和農耕污染造成的硝酸鹽污染；三是石油和石油化工產(chǎn)品的污染；四是垃圾填埋場(chǎng)滲漏污染。其中，農耕污染具有量大面廣的特征，未經(jīng)利用的氮肥在經(jīng)過(guò)地層時(shí)通過(guò)生物或化學(xué)轉化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，長(cháng)期飲用這種污染的地下水將可能導致氰紫癥、食道癌等疾病的發(fā)生。
有害物體
硝酸鹽
硝酸鹽是地下水的主要污染物質(zhì)，其來(lái)源有二。
一是地表污廢水排
放，通過(guò)河道滲漏污染地下水；城市化糞池、污水管的泄漏以及垃圾堆的雨水淋溶等。這一類(lèi)污染源具有點(diǎn)污染的特征。
二是農業(yè)面源污染，農耕區過(guò)多施用氮肥，其中約有12.5%～45%的氮從土壤中流失，造成農耕區地下水硝酸鹽的含量嚴重超標。隨著(zhù)化肥的廣泛使用，硝酸鹽污染將成為一個(gè)世界性的問(wèn)題，在美國對10多萬(wàn)口水井的調查發(fā)現，有6%的水井硝酸鹽含量超過(guò)標準，20%的水井氨氮含量超標。中國進(jìn)行調查的57座城市中，地下水氮超標的有46座。硝酸鹽污染可以導致高鐵血紅蛋白癥，嬰兒畸形及癌癥等疾病。
石油產(chǎn)品
石油和石油化工產(chǎn)品，經(jīng)常以非水相液體（NAPL）的形式污染土壤、含水層和地下水。當NAPL的密度大于水的密度時(shí)，污染物將穿過(guò)地表土壤及含水層到達隔水底板，即潛沒(méi)在地下水中，并沿隔水底板橫向擴展；當NAPL密度小于水的密度時(shí)，污染物的垂向運移受阻于地下水面，只能沿地下水面（主要在水的非飽和帶）橫向廣泛擴展。NAPL可被孔隙介質(zhì)長(cháng)期束縛，其可溶性成分還會(huì )逐漸擴散至地下水中，成為一種持久性的污染源。這類(lèi)污染通常因地下油罐泄漏造成。20世紀90年代初，北京某地發(fā)生一起惡性柴油泄漏事件，78t柴油在一周內全部滲入包氣帶和潛水含水層，致使附近的水源并遭受?chē)乐匚廴?，水廠(chǎng)被迫停產(chǎn)，影響供水范圍波及36k㎡。有機合成化學(xué)物質(zhì)則主要來(lái)源于危險廢物處置場(chǎng)所的淋溶和滲漏。中國科學(xué)院對京津唐地區地下水有機污染物的初步調查表明，該地區地下水中有機物種類(lèi)達133種。有機污染物在地下水中含量甚微，但許多有機物毒性很大，足以引起各種健康問(wèn)題。有機污染物進(jìn)入包氣帶和含水層后，不僅其殘留物可以維持數十乃至上百年，長(cháng)期污染環(huán)境，而且其降解中間產(chǎn)物亦會(huì )污染環(huán)境，某些中間產(chǎn)物甚至具有更大的毒性。
細菌病毒
此外，用灌注并孔的辦法人工補給地下水時(shí)，如果回灌水含有細菌或毒物，將造成嚴重后果；利用污水灌溉農田而又處理不當時(shí)，也會(huì )使大范圍的潛水受到影響。由于礦體、礦化地層及其他自然因素引起地下水某些組分富集或貧化的形象，稱(chēng)為“礦化”或“異?！?，不應視為污染。
重要案例
城市地下水過(guò)半遭嚴重污染
中國水資源總量的1/3是地下水，中國地質(zhì)調查局的專(zhuān)家在國際地下水論壇的發(fā)言中提到，全國90%的地下水遭受了不同程度的污染，其中60%污染嚴重。據新華網(wǎng)報道，有關(guān)部門(mén)對118個(gè)城市連續監測數據顯示，約有64%的城市地下水遭受?chē)乐匚廴荆?3%的地下水受到輕度污染，基本清潔的城市地下水只有3%。
曾獲“綠色中國年度人物”的北京公眾環(huán)境研究中心負責人馬軍說(shuō)，飲用水源地所受污染尤其重金屬污染、持久性有機物污染很難被傳統水處理工藝消滅，飲用水源地的產(chǎn)業(yè)轉型升級成本，不僅大于水廠(chǎng)升級改造成本，也大于城市管網(wǎng)改造成本。
環(huán)境保護部、國土資源部、住房和城鄉建設部以及水利部聯(lián)合印發(fā)《華北平原地下水污染防治工作方案》，這是我國為解決日益嚴重的地下水污染問(wèn)題邁出的重要一步。按照“預防為主、協(xié)同控制，分區防治、突出重點(diǎn)，加強監控、循序漸進(jìn)”的原則，方案提出到2015年底，初步建立華北平原地下水質(zhì)量和污染源監測網(wǎng)，基本掌握地下水污染狀況；加快華北平原地下水重點(diǎn)污染源和重點(diǎn)區域地下水污染防治。到2020年，全面監控華北平原地下水環(huán)境質(zhì)量和污染源狀況，科學(xué)開(kāi)展地下水污染修復示范，地下水環(huán)境監管能力全面提升，地下水污染風(fēng)險得到有效防范。
預防保護
隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，我國地下水污染的問(wèn)題日益突出，地下水污染所帶來(lái)的對環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展的影響也日趨顯露。為此，必須進(jìn)行必要的監測，一旦發(fā)現地下水遭受污染，就應及時(shí)采取措施，防微杜漸。最好是盡量減少污染物進(jìn)入地下含水層的機會(huì )和數量，諸如污水聚積地段的防滲，選擇具有最優(yōu)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的地點(diǎn)排放廢物等。因此，加強對地下水污染的治理和相應技術(shù)的開(kāi)發(fā)就成為一種迫切的需要。地下水污染治理技術(shù)歸納起來(lái)主要有：物理處理法、水動(dòng)力控制法、抽出處理法、原位處理法。
物理處理法
物理法是用物理的手段對受污染地下水進(jìn)行治理的一種方法，概括起來(lái)又可分為：
①屏蔽法
該法是在地下建立各種物理屏障，將受污染水體圈閉起來(lái)，以防止污染物進(jìn)一步擴散蔓延。常用的灰漿帷幕法是用壓力向地下灌注灰漿，在受污染水體周?chē)纬梢坏泪∧?，從而將受污染水體圈閉起來(lái)。其他的物理屏障法還有泥漿阻水墻、振動(dòng)樁阻水墻、板樁阻水墻、塊狀置換、膜和合成材料帷幕圈閉法等，原理都與灰漿帷幕法相似?？偟膩?lái)說(shuō)，物理屏蔽法只有在處理小范圍的劇毒、難降解污染物時(shí)才可考慮作為一種永久性的封閉方法，多數情況下，它只是在地下水污染治理的初期，被用作一種臨時(shí)性的控制方法。
②被動(dòng)收集法
該法是在地下水流的下游挖一條足夠深的溝道，在溝內布置收集系統，將水面漂浮的污染物質(zhì)如油類(lèi)污染物等收集起來(lái)，或將所有受污染地下水收集起來(lái)以便處理的一種方法。被動(dòng)收集法一般在處理輕質(zhì)污染物(如油類(lèi)等)時(shí)比較有效，它在美國治理地下水油污染時(shí)得到過(guò)廣泛的應用。
水動(dòng)力控制法
水動(dòng)力控制法是利用井群系統，通過(guò)抽水或向含水層注水，人為地改變地下水的水力梯度，從而將受污染水體與清潔水體分隔開(kāi)來(lái)。根據井群系統布置方式的不同，水力控制法又可分為上游分水嶺法和下游分水嶺法。上游分水嶺法是在受污染水體的上游布置一排注水井，通過(guò)注水井向含水層注入清水，使得在該注水井處形成一地下分水嶺，從而阻止上游清潔水體向下補給已被污染水體；同時(shí)，在下游布置一排抽水井將受污染水體抽出處理。而下游分水嶺法則是在受污染水體下游布置一排注水井注水，在下游形成一分水嶺以阻止污染羽流向下游擴散，同時(shí)在上游布置一排抽水井，抽出清潔水并送到下游注入。同樣，水動(dòng)力控制法一般也用作一種臨時(shí)性的控制方法，在地下水污染治理的初期用于防止污染物的擴散蔓延。
抽出處理法
抽取和處理系統的目的包括對污染物羽流的水力控制以及從地下水中去除污染物。抽出處理法是當前應用很普遍的一種方法，可根據污染物類(lèi)型和處理費用來(lái)選用，大致可分為三類(lèi)：
原位處理法
原位處理法是地下水污染治理技術(shù)研究的熱點(diǎn)，不但處理費用相對節省，而且還可減少地表處理設施，最大程度地減少污染物的暴露，減少對環(huán)境的擾動(dòng)，是一種很有前景的地下水污染治理技術(shù)。原位處理技術(shù)又包括物理化學(xué)處理法及生物處理法。
1、物理化學(xué)處理法
②滲透性處理床。滲透性處理床主要適用于較薄、較淺含水層，一般用于填埋滲濾液的無(wú)害化處理。具體做法是在污染羽流的下游挖一條溝，該溝挖至含水層底部基巖層或不透水粘土層，然后在溝內填充能與污染物反應的透水性介質(zhì)，受污染地下水流入溝內后與該介質(zhì)發(fā)生反應，生成無(wú)害化產(chǎn)物或沉淀物而被去除。常用的填充介質(zhì)有：a.灰巖，用以中和酸性地下水或去除重金屬；b.活性炭，用以去除非極性污染物和CCl4、苯等；c.沸石和合成離子交換樹(shù)脂，用以去除溶解態(tài)重金屬等。
③土壤改性法。利用土壤中的粘土層，通過(guò)注射井在原位注入表面活性劑及有機改性物質(zhì)，使土壤中的粘土轉變?yōu)橛袡C粘土。經(jīng)改性后形成的有機粘土能有效地吸附地下水中的有機污染物。
④沖洗法。對于有機烴類(lèi)污染，可用空氣沖洗，即將空氣注入到受污染區域底部，空氣在上升過(guò)程中，污染物中的揮發(fā)性組分會(huì )隨空氣一起溢出，再用集氣系統將氣體進(jìn)行收集處理；也可采用蒸汽沖洗，蒸汽不僅可以使揮發(fā)性組分溢出，還可以使有機物熱解；另外，用酒精沖洗亦可。理論上，只要整個(gè)受污染區域都被沖洗過(guò)，則所有的烴類(lèi)污染物都會(huì )被去除。
⑤射頻放電加熱法。通入電流使污染物降解。原位物化法在運用時(shí)需要注意的是堵塞問(wèn)題，尤其是當地下水中存在重金屬時(shí)，物化反應易生成沉淀，從而堵塞含水層，影響處理過(guò)程的進(jìn)行。
2、生物處理法
原位生物修復的原理實(shí)際上是自然生物降解過(guò)程的人工強化。它是通過(guò)采取人為措施，包括添加氧和營(yíng)養物等，刺激原位微生物的生長(cháng)，從而強化污染物的自然生物降解過(guò)程。通常原位生物修復的過(guò)程為：先通過(guò)試驗研究，確定原位微生物降解污染物的能力，然后確定能最大程度促進(jìn)微生物生長(cháng)的氧需要量和營(yíng)養配比，最后再將研究結果應用于實(shí)際。如今所使用的各種原位生物修復技術(shù)都是圍繞各種強化措施來(lái)進(jìn)行的，例如強化供氧技術(shù)大致有以下幾種：
①生物氣沖技術(shù)。該技術(shù)與原位物化法中的氣沖技術(shù)相似，都是將空氣注入受污染區域底部，所不同的是生物氣沖的供氣量要小一些，只要能達到刺激微生物生長(cháng)的供氣量即可。
②溶氣水供氧技術(shù)。這是由維吉尼亞多種工藝研究所(Virginia PolytechnicInstitute)的研究人員開(kāi)發(fā)的技術(shù)，它能制成一種由2/3氣和1/3水組成的溶氣水，氣泡直徑可小到55 μm。把這種氣水混合物注入受污染區域，可大大提高氧的傳遞效率。
③過(guò)氧化氫供氧技術(shù)。該技術(shù)是把過(guò)氧化氫作為氧源注入到受污染地下水中，過(guò)氧化氫分解以后產(chǎn)生氧以供給微生物生長(cháng)。過(guò)氧化氫常常要與催化劑一起注入，催化劑用以控制過(guò)氧化氫的分解速度，使之與微生物的耗氧速度相一致。
強化營(yíng)養物供應的技術(shù)有滲透墻技術(shù)等。該技術(shù)是在污染區域內垂直于地下水流方向建一道滲透墻，先將滲透墻內的水抽出，添加營(yíng)養物后再回灌入滲透墻。這時(shí)，添加了營(yíng)養物的滲透墻就成了一個(gè)營(yíng)養物擴散源，在滲透墻下游就會(huì )形成一個(gè)生物活躍區，從而強化了生物降解過(guò)程。
另外，強化措施還可以從微生物的角度入手?？梢韵仍诘乇碓O施中對微生物進(jìn)行選擇性培養，然后再通過(guò)注射井注入到受污染區域，或直接引進(jìn)商品化菌種，都可以起到強化生物降解過(guò)程的作用?？偟膩?lái)說(shuō)，原位生物修復技術(shù)具體的工藝形式很多，但其原理無(wú)非都是自然生物降解過(guò)程的人工強化。一般情況下，原位生物修復要與井群系統配合運行，即通過(guò)抽水井與注水井的配合，以加速地下水的流動(dòng)及氧和營(yíng)養物的擴散，從而縮短處理時(shí)間。
控制方法
2 在無(wú)良好隔滲地層，禁止企業(yè)事業(yè)單位使用無(wú)防止滲漏措施的溝渠、坑塘等輸送或者存貯含有毒污染物的廢水、含病原體的污水和其他廢棄物。
4 興建地下工程設施或者地下勘探、采礦等活動(dòng)，應當采取保護性措施，防止地下水污染。
5 人工回灌補給地下水，不得惡化地下水質(zhì)。
6.通過(guò)物理方法來(lái)改變廢棄物所在的位置，通常是將其運送到危險廢物填埋場(chǎng)。
7.對廢棄物進(jìn)行處理以降低其毒性和移動(dòng)性，或減少污染物從場(chǎng)址進(jìn)一步釋放的可能性。
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