第一篇：地下水污染的介紹與防治措施

《地下水污染的介紹與防治措施》

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的激增以及城市規(guī)模的不斷擴(kuò)展，地下水資源越來(lái)越稀少，許多天然的地下水井干涸，迫使依賴地下水生活的人們放棄家園，節(jié)水措施刻不容緩；經(jīng)濟(jì)的發(fā)展伴隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅猛發(fā)展，為了跟上發(fā)展的腳步，付出了以污染環(huán)境為帶價(jià)，最終導(dǎo)致地下水的污染日益嚴(yán)重。地下水被污染后，反過(guò)來(lái)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成危害，并嚴(yán)重威脅著人們的健康，保護(hù)地下水資源迫在眉睫。保護(hù)地下水資源人人有責(zé)。

地下水的重要性：地下水在全球的比重很大，在全球總水量中，咸水的海洋就占了97%以上，偏遠(yuǎn)而難以利用的兩級(jí)冰冒及冰川約占2%，其余不到1%才是人類可取用的水資源，而其中地下水的僅存總量居冠（如下表）。由于地面可用的水源有限，分布又不均，有的地區(qū)水資源豐富，有的地區(qū)貧乏，為了滿足日益增加的生活、工業(yè)用水及自來(lái)水的需求量，除了利用水庫(kù)調(diào)節(jié)之外，地下水就成人類日常用水的重要來(lái)源之一。在許多干旱地區(qū)，地下水是主要或甚至是唯一的水資源[1]。

地下水不同于地表水：一是地下水在地下不聲不響地流動(dòng)，{不會(huì)直接受到大氣降水的影響。由于受地下周圍環(huán)境的限制，地下水的流量較小，流速較慢，水溫較低。俗話說(shuō)“流水不腐”。地下水的這個(gè)特點(diǎn)使它不利于污染物質(zhì)的擴(kuò)散和稀釋，也不利于污染物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化。因此，地下水的自凈能力差，不像地表水那樣可以向周圍環(huán)境迅速擴(kuò)散。二是地下水潛藏在地下，不接觸外界環(huán)境，不接觸陽(yáng)光，因此很難曝氣凈化和生物凈化的過(guò)程。因此，地下水一旦受到污染，要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，才能恢復(fù)到原來(lái)的清潔狀態(tài)。

1.地下水污的染物

1.1地下水污染物的來(lái)源

生活污水，工業(yè)廢水（選礦廠、礦坑水、鋼鐵酸洗廠、煤加工廠、磷肥工業(yè)、電解制、鋁塑料制品、制藥廠、煤氣廠、煉油廠、焦化廠）除了其他污染源，化肥、農(nóng)藥的大量使用污染 了農(nóng)村的地下水源，更由于村民大多是用手壓井直接抽取淺層的地下水，農(nóng)村因此往往成為地下水污，染最直接的受害者。

1.2地下水污染的后果

1.2.1污染程度隨徑流量變化：河流的徑流量和排入河流中的污水、污物量決定了稀釋比。在排污量相同的情況下，如果河流的徑流量大，污染程度就輕，反之就重。河流的徑流量隨時(shí)間而變化，因此河流的污染程度也隨時(shí)間而變化。

1.2.2污染物擴(kuò)散快：河水是流動(dòng)的，上游遭受污染會(huì)很快影響到下游。從污染對(duì)水生生物的生活習(xí)性（如魚的洄游）的影響來(lái)看，一段河流受到污染，可以影響到整個(gè)河道生態(tài)環(huán)境。因此，河流污染影響范圍不限于污染發(fā)生區(qū)及其下游地區(qū)。

1.2.3污染影響大：河流是主要的飲用水源，河水中的污染物可以通過(guò)飲水危害人類；不但如此，河流還可以通過(guò)物鏈和通過(guò)河水灌溉農(nóng)田危害人類。美國(guó)哈得孫河上漂浮著垃圾和死魚。

1.2.3.1 對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響

湖泊（水庫(kù)）污染 湖泊、水庫(kù)是陸地上水交換緩慢的水體，其中非排水湖（如里海）對(duì)入湖物質(zhì)的積累狀況與海洋相同。排水湖也常因流速慢、流量小，某些污染物會(huì)長(zhǎng)期停留湖中，發(fā)生量的積累和質(zhì)的變化，改變水體狀況和造成危害。

湖泊污染的主要現(xiàn)象是水體的富營(yíng)養(yǎng)化。美國(guó)伊利湖是較典型的富營(yíng)養(yǎng)化湖泊。伊利湖面積約為 26000平方公里，周圍有底特律等五大城市,沿岸居民1300萬(wàn),每天排入湖中的污水736萬(wàn)噸,其中含有大量有機(jī)質(zhì)、磷酸鹽、硝酸鹽和鹵化物等，造成湖水富營(yíng)養(yǎng)化，使水中生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化。

1.2.3.2對(duì)人類生活的影響

地表水污染了會(huì)引起地下飲用水污染,因?yàn)?:地表水與地下飲用水通過(guò)土地的毛細(xì)管或者巖石的裂縫相通;2:當(dāng)天氣干旱時(shí),地下水下降,受到污染的地表水就會(huì)下滲到地下,當(dāng)抽取地下水時(shí),地下水下降越多,地表水就下滲越深,由于地表水與地下飲用水通過(guò)土地的毛細(xì)管或者巖石的裂縫相通,抽上的地下水就有受到污染的地表水成分;3,由于地表水與地下飲用水通過(guò)土地的毛細(xì)管或者巖石的裂縫相通,受到污染的地表水就會(huì)與原來(lái)干凈的地下水互相摻和在一起,當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r(shí),冒出的地下水就含有受到污染的地表水的成分.但是,地下水受到污染的程度,與抽取的地下水的深度有關(guān),一般深層地下水受到污染的程度低,或者不會(huì)受到污染.所以一旦地下水污染了，就會(huì)直接影響到人類正常的飲用水，甚至威脅人的生命。

1.2.4地下水污染物的類型：病原微生物污染，好氧有機(jī)物污染，有機(jī)有害物污染，有機(jī)有毒污染，金屬有害物污染，重金屬有毒物污染，易分解有機(jī)毒物污染，難分解有機(jī)毒物等等

2地下水的減少

2.1地下水減少的現(xiàn)狀

與干旱少雨的大西北不同，大西南是我國(guó)降雨量和水資源最豐富的地區(qū)之一，由于巖溶地區(qū)碳酸鹽巖層溶蝕作用強(qiáng)烈，大氣降水、地表水快速滲漏，地表水系高度不發(fā)育，所以冬春常出現(xiàn)干旱，石漠化日益加劇。

據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2008年公布的地質(zhì)環(huán)境調(diào)查成果顯示，西南巖溶地區(qū)滲漏入地的地下水，匯水面積約３０萬(wàn)平方公里，枯水季節(jié)徑流量也高達(dá)４７０億立方米／年。這相當(dāng)于一條黃河的徑流量。占該區(qū)地下水總量的７０％地下河水資源勘探利用，已經(jīng)到了非干不可的地步了。因?yàn)橐灰鉀Q當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活用水，二要治理當(dāng)?shù)厥?，必須依靠地下水資源[2]。

2.1地下水減少的原因

人口大量增長(zhǎng)對(duì)水資源的需求量增大、工農(nóng)業(yè)用水量增大、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重、降水量的減少、開采量的增加、河流斷流影響等等，目前我國(guó)城市用水主要來(lái)自地下水的開采。

2.2地下水減少的危害

地下水超采誘發(fā)危害[3]

(一)平原區(qū)超采地下水導(dǎo)致區(qū)域地下水位下降

(二)城市過(guò)量開采地下水造成供水水源地水量減少

(三)濱海地區(qū)過(guò)量抽汲地下淡水造成海水入侵

(四)深層地下水水位降落漏斗導(dǎo)致地面沉降 地面沉降的危害是多方面的，它會(huì)引起深井井管傾斜，地面開裂，橋下凈空減小影響通航；在城市會(huì)造成降低下水道系統(tǒng)的坡度，乃至破壞輸水系統(tǒng)及影響交通等一系列危害。

3地下水保護(hù)措施

（一）進(jìn)一步完善有關(guān)地下水開發(fā)與保護(hù)的法律法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)地下水保護(hù)與管理的法制觀念

（二）提高對(duì)地下水開發(fā)與保護(hù)的重視程度，加強(qiáng)地下水、地表水的全面規(guī)劃和統(tǒng)一調(diào)度，合理配置水資源

（三）加強(qiáng)地下水的基礎(chǔ)性工作，為做好地下水開發(fā)、保護(hù)與管理提供技術(shù)支撐；加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)工作，為做好地下水開發(fā)、保護(hù)與管理提供可靠依據(jù)

（四）強(qiáng)化對(duì)地下水開發(fā)、保護(hù)與管理的審批、監(jiān)督[4]

結(jié)語(yǔ)：

央視紀(jì)錄片《水問(wèn)》的適時(shí)播出，無(wú)疑大大提高了廣大民眾對(duì)水問(wèn)題的關(guān)注。相信，《水問(wèn)》不僅能夠起到喚醒民眾資源危機(jī)意識(shí)的作用，也能夠?yàn)檎疀Q策、社會(huì)發(fā)展提供相當(dāng)水準(zhǔn)的資料參照。水是寬容的，因?yàn)檫@種寬容才產(chǎn)生了生命，也因?yàn)檫@種寬容，它容納了這個(gè)世界所有骯臟的東西。水生態(tài)環(huán)境的狀況是一面鏡子，能夠清晰的照出一個(gè)人、一個(gè)民族、全人類的道德與良心。地下水問(wèn)題只是眾多水污染中的一個(gè)方面，擺在我們面前的問(wèn)題需要大家都出一份力，所以節(jié)約水資源保護(hù)水資源不僅造福自己也造福下一代[5]。

第二篇：淺析我國(guó)地下水污染及防治措施范文

淺析我國(guó)地下水污染及防治措施

摘 要

地下水是水資源的重要組成部分, 是人類生存、生活和生產(chǎn)活動(dòng)必不可少的寶貴的自然資源。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人口的激增以及城市規(guī)模的不斷擴(kuò)展，地下水資源越來(lái)越稀少,地下水被污染后，反過(guò)來(lái)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成危害，并嚴(yán)重威脅著人們的健康，保護(hù)地下水資源迫在眉睫。我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，很多工業(yè)的興起對(duì)水資源造成了不少的浪費(fèi)和污染，特別是對(duì)地下水的污染尤其值得關(guān)注，再加上地下水的自凈能力有限，嚴(yán)重破壞了地下水資源的使用，導(dǎo)致多個(gè)地區(qū)發(fā)生干旱、缺水。所以，運(yùn)用先進(jìn)的地下水污染防治措施，對(duì)地下水污染和防治非常必要。

關(guān)鍵字：地下水、污染、污染途徑；防治措施

緒論：隨著科技的發(fā)展，大量的工業(yè)廢水、城市垃圾及農(nóng)藥化肥等被生產(chǎn)出來(lái)。水是生命的源泉，地下水相比地表水而言有水質(zhì)好、不易被污染、調(diào)蓄能力強(qiáng)、供水保證率高等特點(diǎn)，是我國(guó)重要的飲用水水源。而地下水是全國(guó)近三分之一人口飲用的主要水資源，是城市和工農(nóng)業(yè)的主要用水資源。由于一些管理體制的不完善，以及很多企業(yè)沒(méi)有認(rèn)真做好排污項(xiàng)目，還有一些市民對(duì)于保護(hù)地下水資源的意識(shí)不夠等，我國(guó)的地下水資源在逐漸受到污染，這對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展都是很大的阻礙，對(duì)人們正常生活和飲水安全也是很大的威脅。加大對(duì)地下水資源的關(guān)注程度，采用有效的措施保護(hù)地下水資源，防治地下水資源受到污染，為我國(guó)的發(fā)展提高更為良好的契機(jī)。

一、地下水的污染現(xiàn)狀

中國(guó)水資源總量的1/3是地下水，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的專家在國(guó)際地下水論壇的發(fā)言中提到，全國(guó)90%的地下水遭受了不同程度的污染，其中60%污染嚴(yán)重。據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，有關(guān)部門對(duì)118個(gè)城市連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，約有64%的城市地下水遭受嚴(yán)重污染，33%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(guó)人物”的北京公眾環(huán)境研究中心負(fù)責(zé)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(jī)物污染很難被傳統(tǒng)水處理工藝消滅，飲用水源地的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)成本，不僅大于水廠升級(jí)改造成本，也大于城市管網(wǎng)改造成本。環(huán)境保護(hù)部、國(guó)土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)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(guó)為解決日益嚴(yán)重的地下水污染問(wèn)題邁出的重要一步。按照“預(yù)防為主、協(xié)同控制，分區(qū)防治、突出重點(diǎn)，加強(qiáng)監(jiān)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(jiān)測(cè)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(qū)域地下水污染防治。到2020年，全面監(jiān)控華北平原地下水環(huán)境質(zhì)量和污染源狀況，科學(xué)開展地下水污染修復(fù)示范，地下水環(huán)境監(jiān)管能力全面提升，地下水污染風(fēng)險(xiǎn)得到有效防范。

合肥地區(qū)主要為丘陵地帶，地形崗溝起伏，降水流失，入滲補(bǔ)給少。大部分地區(qū)地下水位低，蘊(yùn)藏深，儲(chǔ)量少，地下水資源貧乏。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，大多水井已經(jīng)填埋，所剩井眼十分有限。目前合肥市地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位僅有夏龔崗1個(gè)。對(duì)照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，總大腸菌群數(shù)為Ⅴ類，氨氮、氟化物和總硬度為Ⅲ類，其他指標(biāo)均優(yōu)于Ⅱ類。

二、地下水污染來(lái)源

面對(duì)地下水嚴(yán)重的污染現(xiàn)狀和特殊的污染特點(diǎn), 為了人類的生存與可持續(xù)發(fā)展, 必須采取有效的措施進(jìn)行預(yù)防和治理, 清查污染源是地下水污染防治的前提。

工業(yè)廢水、廢物及生活污水的大量排放, 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的污水灌溉, 化肥、農(nóng)藥的濫用等是造成地下水污染的主要途徑。因此, 地下水污染源可以分為以 下幾類: 工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、生活污染和自然界自身污染。1)工業(yè)污染

工業(yè)污染源主要是指未經(jīng)處理的工業(yè)“三廢” 即廢氣、廢水和廢渣。工業(yè)廢氣如二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮等物質(zhì)會(huì)隨大氣降水落到地面, 隨地表徑流下滲對(duì)地下水造成二次污染。未經(jīng)處理的工業(yè)廢水如冶煉廢水、工業(yè)酸洗廢水、電鍍廢水、石油化工有機(jī)廢水等有毒有害廢水直接流入或滲入地下水中, 造成地下水污染;工業(yè)廢渣如高爐廢渣、鋼渣、粉煤灰、硫鐵礦燒渣、電石渣、赤泥、洗煤泥、硅鐵渣、選礦場(chǎng)尾礦及污水處理廠的淤泥等, 由于露天堆 放或是地下填埋防滲處理不合格, 經(jīng)雨水淋濾, 其中的有毒有害物質(zhì)隨濾液直接滲入地下水中, 或隨地表徑流往下游遷移過(guò)程中下滲至地下水中形成污 染。2)農(nóng)業(yè)污染

主要來(lái)自于土壤中的剩余農(nóng)藥、化肥和污水灌溉等。一些暢銷農(nóng)藥如 DDT, 六六六, 由于它們?cè)谧匀唤绫容^穩(wěn)定, 在一定時(shí)間內(nèi)會(huì)殘留在土壤、水域及生 物體內(nèi), 并隨食物鏈逐漸富集在人體內(nèi)。常用的化肥有氮肥、磷肥、鉀肥等, 土壤中這些剩余的肥料將隨下滲水一起淋濾滲入地下水中引起地下水污染。污水 灌溉雖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種有毒有害物質(zhì), 長(zhǎng)期使用污水灌溉可能引起對(duì)農(nóng)作物、土壤及地下水的污染。3)生活污染

人類生活活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生各種廢棄物和污水, 污染環(huán)境。特別是城市, 由于人口密集, 面積狹小, 相對(duì)來(lái)說(shuō)生活污染比較嚴(yán)重。城市生活垃圾、廢塑料、廢紙、金 屬、煤灰、渣土等, 若直接堆放、掩埋, 將會(huì)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、文教單位實(shí)驗(yàn)室排放的污水、醫(yī)院污水等, 若未經(jīng)處理直接排放, 將直接或間接對(duì)地下水造成污染, 進(jìn)而對(duì)城市下游人們用水產(chǎn)生極大的威脅 4)自然界自身污染

自然界中本身就存在著許許多多種對(duì)人類有毒有害的化學(xué)物質(zhì), 正常情況下它們以一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)存在于大自然中, 對(duì)人類不構(gòu)成威脅, 有些元素 還是人類生存所必須的微量元素。但是由于人類活動(dòng)改變了這些微量元素的穩(wěn)定存在條件, 這些元素及其化合物就會(huì)超量的釋放出來(lái), 污染地下水在有些地區(qū),由于特殊的地質(zhì)環(huán)境, 地下水天然背景不良, 有毒有害成分超標(biāo)。根據(jù)中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院調(diào)查統(tǒng)計(jì), 我國(guó)部分地區(qū)分布有高砷水、高氟水、低碘 水等。全國(guó)約有 1億多人在飲用不符合標(biāo)準(zhǔn)的地下水, 使這些地區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)一直遭受砷中毒(皮膚癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病的困擾。

三、地下水污染的危害

地下水的污染從污染類型來(lái)分可分為有機(jī)污染和無(wú)機(jī)污染。石油及化工產(chǎn)品苯及同系物、苯酚、高分子聚合物等有機(jī)物都是生物難以降解的, 對(duì)人類健康危害極大的, 有許多是致癌物質(zhì), 可以說(shuō)地下水中石化產(chǎn)品的廣泛存在, 是構(gòu)成全球性惡性腫瘤的一個(gè)重要因素。人及動(dòng)物飲用農(nóng)藥污染的地下水會(huì)引起各種怪病, 如怪胎、腫瘤、皮膚及神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。農(nóng)業(yè)灌溉水、農(nóng)村家畜產(chǎn)生的有機(jī)廢水、城鎮(zhèn)居民產(chǎn)生的生活垃圾和生活污水。其中含有纖維素、淀粉、尿素、洗滌劑, 還含有多種微生物, 這些污染物質(zhì)滲入地下水中引起水的理化指標(biāo)變差, COD、BOD升高, 嚴(yán)重者出現(xiàn)水質(zhì)渾濁、惡臭以至于不能引用, 并且由于微生物的作用使含氮的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}和硝酸鹽, 長(zhǎng)期飲用高硝酸鹽濃度的地下水會(huì)引起消化道疾病、嬰兒高鐵血紅蛋白癥, 導(dǎo)致嬰兒窒息或死亡。

地下水中含有超量的汞、鉻、鎘、砷及鉛等金屬元素及其化合物。每一種物質(zhì)的超量存在都會(huì)對(duì)人及動(dòng)物造成嚴(yán)重的危害。這些金屬元素及其化合物 在自然界生物體內(nèi)都有蓄積作用, 即通過(guò)生物鏈的傳遞使污染物的濃度不斷擴(kuò)大, 造成的危害也就越來(lái)越大。它們可以在人體肝、腎、脾以及腦組織、骨 組織等重要部位富集, 長(zhǎng)期飲用汞含量超標(biāo)的地下水可引起肝炎、腎炎、運(yùn)動(dòng)失調(diào)等疾病, 往往導(dǎo)致死亡或遺患終生。鎘在人體中有很強(qiáng)的富集作用, 飲用被鎘污染的水往往引起慢性中毒, 損害人的肝、腎和骨骼等。砷及其化合物都是強(qiáng)毒性的, 攝入超量的砷會(huì)引起慢性中毒, 潛伏期可長(zhǎng)達(dá)幾年甚至幾十年, 最終將造成癌變或畸變。

四、地下水污染防治措施

地下水污染的治理修復(fù)技術(shù)對(duì)于地下水污染的治理有著明顯作用，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了廣泛的研究, 取得了很大的進(jìn)展, 并且逐漸發(fā)展成為較為系統(tǒng)的地下水污染治理技術(shù)地下水污染治理技術(shù)歸納起來(lái)主要有: 物理處理法,穩(wěn)定和固化技術(shù)、抽出處理法以及原位處理法。1)物理處理法

物理法是利用物理手段對(duì)受污染的地下水進(jìn)行治理的一種方法, 主要包括屏蔽法、被動(dòng)收集法和水動(dòng)力控制法等。屏蔽法是在地下建立各種物理屏障, 將受污染的地下水體圈閉起來(lái), 以防止污染物進(jìn)一步擴(kuò)散蔓延。它只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, 在多數(shù)情況下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。被動(dòng)收集法是指在水流的下游挖一條足夠的溝道, 在溝內(nèi)布置收集系統(tǒng), 將水面漂浮的污染物質(zhì),如油類污染物質(zhì)等, 或?qū)⑺惺芪廴镜牡叵滤占饋?lái)以便處理的一種方法。水動(dòng)力控制法是利用井群系統(tǒng), 通過(guò)抽水或是向含水層注水, 人為的改變地下水的水力坡度, 從而將受污染的水體與清潔的水體分隔開來(lái), 以達(dá)到使清潔水體免遭污染的目的。2)穩(wěn)定和固化技術(shù)

穩(wěn)定化是指將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移和毒性比較小的狀態(tài)或者形式。而固化是指將污染物質(zhì)包存起來(lái), 呈小顆粒狀或者大塊形狀, 使污染物質(zhì) 處于穩(wěn)定狀態(tài), 不再影響周圍環(huán)境。穩(wěn)定化和固化技術(shù)通常用于重金屬離子和放射性物質(zhì)的穩(wěn)定化和固化處理。一般的步驟包括:(1)中和過(guò)量的酸度;(2)破壞金屬絡(luò)合物;(3)控制金屬的氧化還原態(tài);(4)轉(zhuǎn)化為不溶性的穩(wěn)定形態(tài);(5)采用固化劑形成穩(wěn)定的固體形態(tài)物質(zhì)。3)抽出處理法

抽出處理法即是將埋藏在地下的受污染的地下水抽到地表進(jìn)行處理的技術(shù)。受污染的地下水抽出后的處理方法與地表水的處理相同, 可以根據(jù)除去污染物的基本原理大致分為以下幾類:(1)物理法,包括吸附法、重力分離法、過(guò)濾法、反滲透法、氣提法、空氣吹脫法和焚燒法;(2)化學(xué)法, 包括混凝沉淀法、氧化還原法、離子交換法和中和法等;(3)生物法, 包括活性污泥法、生物膜法、厭氧消化法和土壤處置法。由于抽出處理法需要將污染的地下水抽出地面, 因此處理成本高, 并且地下水被抽出后, 就會(huì)改變地下水原有的天然流場(chǎng), 可能會(huì)引發(fā)一系列的問(wèn)題, 如地面塌陷等。因此, 這些因素是在選擇該項(xiàng)處理技術(shù)時(shí)必須要加以考慮的。4)原位處理技術(shù)

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(fèi)用相對(duì)節(jié)省, 而且還可減少地表處理設(shè)施, 最大程度的減少污染物的暴露, 減少對(duì)環(huán)境的擾動(dòng), 是一種很有前景的地下水污染處理技術(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?；钚詽B濾墻(或稱活性反應(yīng)滲透格柵)就是一種原位被動(dòng)修復(fù)技術(shù), 一般安裝在地下蓄水層中, 垂直于地下水流方向。當(dāng)?shù)叵滤髟谧陨硭ζ露茸饔孟峦ㄟ^(guò)活性滲濾墻時(shí), 污染物與活性墻體材料發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)而被除去, 從而達(dá)到修復(fù)的目的。生物修復(fù)就是利用原生微生物在污染場(chǎng)地不同區(qū)域的好氧、兼氧、厭氧微生物反應(yīng)降解污染物質(zhì)的污染水體的修復(fù)方法。一般單純的利用原生微生物降解污染物的效率低, 所需時(shí)間長(zhǎng)。因此, 通常是人為的強(qiáng)化原生微生物降解污染物的效率。對(duì)于難降解的污染物, 原生微生物的降解速率并不高, 有必要馴化培養(yǎng)一些具有特定性能、能高速分解難降解化合物并能與原生微生物共存的特異微生物。將這些高效的微生物添加到污染的地下水環(huán)境中來(lái)降解那些難降解的有機(jī)物, 從而使污染的地下水得到凈化。

五、地下水污染的預(yù)防措施

在掌握了一些處理技術(shù)后, 還要加強(qiáng)行政管理、經(jīng)濟(jì)管理和法律管理, 盡量做到預(yù)防為主, 防治結(jié)合, 把污染的危害減小到最低限度 1)完善地下水環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)體系建設(shè): 面對(duì)地下水污染的嚴(yán)峻形勢(shì), 以及地下水環(huán)境管理中存在的諸多問(wèn)題, 應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)地下水污染防治的有關(guān)法律法規(guī)體系建設(shè), 為地下水環(huán)境的保護(hù)提供完備的法律依據(jù)與政策支持。

2)加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè): 國(guó)家應(yīng)加大對(duì)地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施的投入, 建立完備的地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò), 統(tǒng)一地下水監(jiān)測(cè)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范, 不斷完善水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系。對(duì)現(xiàn)有多部門建設(shè)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效集成, 建成國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)公用平臺(tái)。

3)進(jìn)行系統(tǒng)的全國(guó)地下水污染情況調(diào)查: 我國(guó)還從未系統(tǒng)的開展過(guò)全國(guó)地下水污染調(diào)查工作。水質(zhì)總體狀況、污染來(lái)源不清, 難以劃分地下水質(zhì)量區(qū)域、科學(xué)制定水資源保護(hù)與防治規(guī)劃。因此急需開展全國(guó)地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià), 并建立地下水污染區(qū)域的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系, 為地下水污染的防治工作提供基礎(chǔ)資料。4)建立全國(guó)地下水污染預(yù)警與應(yīng)急預(yù)案, 實(shí)現(xiàn)

大區(qū)域范圍內(nèi)的地下水污染信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控, 對(duì)地下水污染嚴(yán)重的地區(qū)及時(shí)預(yù)報(bào), 使我們能夠在第一時(shí)間掌握地下水污染的情況并及時(shí)采取措施控制污染的蔓延。

5)加大宣傳力度, 提高公眾環(huán)保意識(shí)。可通過(guò)廣播、電視、報(bào)紙等信息媒體及培訓(xùn)班等不同宣傳手段提高全社會(huì)對(duì)地下水污染危害的認(rèn)識(shí), 增強(qiáng)全民的環(huán)境意識(shí), 提高公眾環(huán)境保護(hù)的參與意識(shí)。

六、結(jié)束語(yǔ)

地下水是水資源的重要組成部分, 在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中發(fā)揮著重要的作用。然而由于受到人類生產(chǎn)、生活的影響, 地下水污染問(wèn)題日益突出, 嚴(yán)重威脅著人類的生存與發(fā)展。為保障人類的健康和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展, 必須對(duì)地下水污染的治理及預(yù)防措施展開深入的研究。對(duì)于已經(jīng)污染的地下水, 要查明污染源, 切斷污染途徑, 努力開發(fā)研究有效的污染治理技術(shù)。對(duì)于沒(méi)有污染的區(qū)域, 要未雨綢繆, 防范于未然, 積極采取預(yù)防措施, 避免污染的發(fā)生。全面貫徹預(yù)防為主, 防治結(jié)合的方針。

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第三篇：地下水污染與防治報(bào)告

地下水污染與防治的研究進(jìn)展

摘要：地下水是人類寶貴的淡水資源，由于受到人類活動(dòng)的影響，目前卻在遭受著日益嚴(yán)重的污染,地下水污染防治迫在眉睫。本文通過(guò)介紹地下水資源現(xiàn)狀、地下水污染狀況、污染的途徑和污染防治的研究進(jìn)展，提出了幾種治理地下水污染的技術(shù)方法，例如，微生物修復(fù)技術(shù)，原位修復(fù)技術(shù)，地下水原位治理的滲透性反應(yīng)墻技術(shù)。

關(guān)鍵詞：地下水污染；防治；研究進(jìn)展；

Abstract：Groundwater is a kind of precious fresh water resource．However，groundwater is becoming seriously polluted due to human activities so that the measure of preventing groundwater pollution must be taken.Through introducing groundwater resource situation,groundwater pollution situation，pollution ways and progress in pollution prevention to propose several management in technology of groundwater pollution.Such as microbial remediation,situ repair technology and permeable reactive barrier technology of groundwater in situ treatment.Key words：groundwater pollution；prevention；research progress；

第一章 前言

1.1日益嚴(yán)峻的地下水環(huán)境問(wèn)題

地下水是水資源的重要組成部分，已經(jīng)成為城市和工農(nóng)業(yè)用水的主要水源。在干旱、半干旱地區(qū)，地下水則是主要的，甚至是唯一的可用水源。在全國(guó)660多個(gè)城市中，利用地下水作為飲用水的城市有400多個(gè)，全國(guó)有近1/3人口飲用地下水。由于地下水自凈能力較弱，一旦受到污染，將難以更新和恢復(fù)，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，直接對(duì)人類及其活動(dòng)造成危害。大量未經(jīng)處理或未達(dá)到一定排放標(biāo)準(zhǔn)的生活和工業(yè)污水的無(wú)序排放、工業(yè)廢水和城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的泄漏、農(nóng)藥化肥的生產(chǎn)及超量施用、生活和工業(yè)有害固體廢棄物的隨降雨入滲，致使中國(guó)地下水污染的問(wèn)題日益突出。因此，了解地下水的污染現(xiàn)狀，加強(qiáng)對(duì)地下水污染的防治，開發(fā)相應(yīng)的一些高新技術(shù)來(lái)挽救我們?nèi)找鎼夯牡叵滤h(huán)境，是我們當(dāng)前所面臨的一項(xiàng)迫切的任務(wù)。

隨著人口的增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)水資源的需求量也大幅度增長(zhǎng)。近30年來(lái)，我國(guó)地下水的開采量以每年25億立方米的速度遞增，全國(guó)有400個(gè)城市開采地下水，40%的耕地部分或全部依靠地下水進(jìn)行灌溉，地下水的供給量已經(jīng)占到了全國(guó)總供水量的20%，北方缺水地區(qū)占到了52%，在華北和西北城市供水中占到了72%和66%，有些城市基本上是依靠地下水來(lái)滿足對(duì)水資源的需求。而在廣大的農(nóng)村，地下水更成為主要的飲用水源。對(duì)地下水資源的過(guò)度開發(fā)利用，導(dǎo)致地下水位下降，水源枯竭，有些地區(qū)還形成了嚴(yán)重的地下水漏斗。根據(jù)國(guó)土資源部發(fā)布的《我國(guó)主要城市和地區(qū)地下水水情通報(bào)(2005)》，2005年在具備系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的171個(gè)地下水漏斗中，漏斗面積擴(kuò)大的就有65個(gè)，占到了統(tǒng)計(jì)數(shù)的38%，面積擴(kuò)大了6 736平方公里，僅河北滄州第Ⅲ承壓含水層漏斗面積就擴(kuò)大了2 089平方公里，最大水位埋深達(dá)到101米。由此導(dǎo)致了濕地消失、植被死亡和土地沙漠化等嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難，以及地面沉降、巖溶塌陷、海水入侵等自然災(zāi)害的頻頻發(fā)生。地表環(huán)境污染加劇引發(fā)地下水污染，構(gòu)成對(duì)人體健康和生命財(cái)產(chǎn)安全的嚴(yán)重威脅。根據(jù)中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院公布的信息，目前，我國(guó)地下水污染呈現(xiàn)由點(diǎn)到面、由淺到深、由城市到農(nóng)村的擴(kuò)展趨勢(shì)，污染程度日益嚴(yán)重。全國(guó)195個(gè)城市監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，97%的城市地下水受到不同程度污染，40%的城市地下水污染趨勢(shì)加重；北方17個(gè)省會(huì)城市中16個(gè)污染趨勢(shì)加重，南方14個(gè)省會(huì)城市中3個(gè)污染趨勢(shì)加重。在一些地區(qū)，地下水污染已經(jīng)造成了嚴(yán)重危害，危及到供水安全。遼寧省海城市污水排放造成大面積地下水污染，附近一個(gè)村因長(zhǎng)期飲用受污染的地下水，多數(shù)人患上當(dāng)?shù)匚丛羞^(guò)的特殊病癥，造成160人因飲用受污染的地下水而亡；淮河安徽段近5 000平方公里范圍內(nèi)，符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的淺層地下水面積僅占11%；由于地下水的嚴(yán)重污染，淄博日供水量51萬(wàn)立方米的大型水源地面臨報(bào)廢，國(guó)家大型重點(diǎn)工程—齊魯石化公司水源告急，在首都北京，淺層地下水中也普遍檢測(cè)出了具有巨大潛在危害的DDT、六六六等有機(jī)農(nóng)藥殘留和尚沒(méi)有列入我國(guó)飲用水標(biāo)準(zhǔn)的單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴等“三致”(致癌、致畸、致突變)有機(jī)物。這些“三致”有機(jī)物在我國(guó)東部其他城市和地區(qū)很可能同樣存在。

地下水超采與污染互相影響，形成惡性循環(huán)。水污染造成的水質(zhì)性缺水，進(jìn)一步加劇了對(duì)地下水的超采，使地下水漏斗面積不斷擴(kuò)大，地下水水位大幅度下降；地下水位的下降又改變了原有的地下水動(dòng)力條件，引起地面污水向地下水的倒灌，淺層污水不斷向深層流動(dòng)，地下水水污染向更深層發(fā)展，地下水污染的程度不斷加重。日益嚴(yán)峻的地下水環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約因素。

1.2地下水污染源成因分析

按照污染物產(chǎn)生的行業(yè)類型，可以將地下水污染源分為工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、生活污染源和自然污染源。(1)工業(yè)污染源

工業(yè)污染源主要指未經(jīng)處理的工業(yè)“三廢”，即廢氣、廢水和廢渣。工業(yè)廢氣如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物質(zhì)會(huì)對(duì)大氣產(chǎn)生嚴(yán)重的一次污染，而這些污染物又會(huì)隨降雨落到地面，隨地表徑流下滲對(duì)地下水造成二次污染，未經(jīng)處理的工業(yè)廢水如電鍍工業(yè)廢水、工業(yè)酸洗污水、冶煉工業(yè)廢水、石油化工有機(jī)廢水等有毒有害廢水直接流入或滲入地下水中，造成地下水污染；工業(yè)廢渣如高爐礦渣、鋼渣、粉煤灰、硫鐵渣、電石渣、赤泥、洗煤泥、硅鐵渣、選礦場(chǎng)尾礦及污水處理廠的淤泥等，由于露天堆放或地下填埋隔水處理不合格，經(jīng)風(fēng)吹、雨水淋濾，其中的有毒有害物質(zhì)隨降水直接滲入地下水，或隨地表徑流往下游遷移過(guò)程下滲至地下水中，形成地下水污染。(2)農(nóng)業(yè)污染源

農(nóng)業(yè)用水占全部用水量的70%以上，污染的影響面廣泛。一是過(guò)量施用農(nóng)藥、化肥，殘留在土壤中的農(nóng)藥、化肥隨雨水淋濾滲入地下，引起地下水污染；二是由于地表水污染嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)灌溉使用被污染的地表水，造成污水中的有毒有害物質(zhì)侵蝕土壤，并下滲到地下水中，造成污染。(3)生活污染源

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化步伐的加快，生活垃圾與生活污水量激增，由于無(wú)害化處理率低，造成對(duì)陸地生態(tài)環(huán)境和水生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重污染。我國(guó)每年累計(jì)產(chǎn)生垃圾達(dá)720億噸，占地約5.4億平方米，并以每年占地約3000萬(wàn)平方米的速度發(fā)展，全國(guó)已有200多個(gè)城市陷入垃圾重圍之中。

1.3地下水資源現(xiàn)狀

全國(guó)地下淡水的天然補(bǔ)給資源約為每年8840億m3，占水資源總量的三分之一，其中山區(qū)6 560億m3，平原區(qū)2 280億m3；地下淡水可開采資源為每年3 530億m3，其中山區(qū)為1 970億m3，平原區(qū)為1 560億m3。按賦存介質(zhì)劃分，地下水主要有孔隙水、巖溶水和裂隙水三種類型，孔隙水天然淡水資源量每年2 500億m3，可開采資源量每年l 686億m3，巖溶水天然淡水資源量每年2 080億m3，可開采資源量每年870億m3，裂隙水天然淡水資源量每私260億m3，可開采資源量每年971億m3?？傮w上，中國(guó)地下水資源地域分布差異明顯，南方地下水資源豐富，北方相對(duì)缺乏，南、北方地下淡水天然資源分別約占全國(guó)地下淡水總量的70%和30%。北方地區(qū)70%生活用水、60%工業(yè)用水和45%農(nóng)業(yè)灌溉用水來(lái)自地下水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)181個(gè)大中城市，有61個(gè)城市主要以地下水作為供水水源，40個(gè)城市以地表水、地下水共同作為供水水源，全國(guó)城市總供水量中，地下水的供水量占30%。

1.4地下水污染狀況

中國(guó)90%城市地下水不同程度遭受有機(jī)和無(wú)機(jī)有毒有害污染物的污染，已呈現(xiàn)由點(diǎn)向面、由淺到深、由城市到農(nóng)村不斷擴(kuò)展和污染程度日益嚴(yán)重的趨勢(shì)。由中國(guó)118個(gè)大中城市近年來(lái)的地下水監(jiān)測(cè)結(jié)果得出，較重污染的城市占64%，較輕污染的城市占33%。在區(qū)域上，中國(guó)地下水“三氮”污染突出，主要分布在華北、東北、西北和西南地區(qū)，淮河以北10多個(gè)省份約有3000萬(wàn)人飲用高硝酸鹽水，海河流域受污染的地下水資源量占地下水總資源量的62%，農(nóng)村約有3.6億人喝不上符合標(biāo)準(zhǔn)的飲用水。

1.5地下水污染的途徑

1.5.1間歇入滲型

污染物通過(guò)大氣降水或灌溉水的淋濾，使固體廢物、表層土壤或地層中的有害或有毒組分，周期性地從污染源通過(guò)包氣帶深入含水層。這種滲入多半是呈非飽和狀態(tài)的淋雨?duì)顫B流形式，或者呈短時(shí)間的飽水狀態(tài)連續(xù)滲流形式．此種污染，無(wú)論在其范圍或濃度上，均可能有季節(jié)性的變化。主要污染對(duì)象是潛水。1.5.2連續(xù)入滲型

污染物隨污水或污水溶液連續(xù)不斷地滲入含水層。最常見(jiàn)的是污水聚積地段(污水池、污水滲坑、污水快速滲濾場(chǎng)、污水管道等)的滲漏，以及被污染地表水體和污水渠的滲漏。其主要污染對(duì)象也多半是潛水。1.5.3越流型

污染物通過(guò)層間弱透水層以越流的形式轉(zhuǎn)移到其他含水層。這種轉(zhuǎn)移或者是通過(guò)天然途徑(水文地質(zhì)天窗)，或者通過(guò)人為途徑(結(jié)構(gòu)不合理的井管、破損的老井管等)，或者人為開采引起的地下水動(dòng)力條件的變化而改變了水流方向，是污染水流通過(guò)大面積的弱透水層越流轉(zhuǎn)移到其他含水層。其污染來(lái)源可能是地下水環(huán)境本身的，也可能是外來(lái)的，它可能污染承壓水也可能污染潛水。研究這一類型污染的困難之處是難于查清越流具體地點(diǎn)及地質(zhì)部位。1.5.4徑流型

污染物通過(guò)地下徑流的形式進(jìn)入含水層，即通過(guò)廢水處理井，或者通過(guò)巖溶發(fā)育的巨大巖溶通道，或者通過(guò)廢液地下儲(chǔ)存層的隔離層的破裂進(jìn)入其他含水層。海水入侵是海岸地區(qū)地下淡水超量開采而造成海水向陸地流動(dòng)的地下徑流。此種形式的污染。其污染物可能是人為來(lái)源也可能是天然來(lái)源，可能污染潛水也可能污染承壓水。其污染范圍可能不很大，但其污染程度往往由于缺乏自然凈化作用而顯得十分嚴(yán)重。

1.6地下水污染防治的研究進(jìn)展

國(guó)外，尤其是歐美，自20世紀(jì)70年代以來(lái)在地下水污染點(diǎn)源污染治理方面取得了較大的進(jìn)展，涌現(xiàn)出了許多地下水污染的預(yù)防及治理方法。中國(guó)在地下水污染調(diào)查及地下水污染物遷移轉(zhuǎn)化模式方面已做了一些基礎(chǔ)性工作，但地下水污染治理技術(shù)剛剛起步，工程應(yīng)用實(shí)例不多。1980年初首先由山東省地質(zhì)局等單位在濟(jì)寧市郊區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究工作，并建立了中國(guó)第一個(gè)為預(yù)測(cè)地下水污染發(fā)展趨勢(shì)的地下水水質(zhì)模型。1982年武漢水利電力學(xué)院應(yīng)用伽遼金有限元法求解了在滲流區(qū)有抽水井條件下的二維溶質(zhì)遷移及在自由表面上有人滲補(bǔ)給時(shí)二維滲流中的溶質(zhì)遷移問(wèn)題。此后，許多學(xué)者開始進(jìn)行這方面的理論和工程應(yīng)用研究。其中對(duì)流彌散模型是使用最多的數(shù)學(xué)模型，許多研究者將該模型加以修正以使模型適用于不同的工程情況。國(guó)家環(huán)保局與清華大學(xué)于1991年-1995年以山東淄博大武水源地石油類污染為研究對(duì)象，深人開展了一系列室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，在lOkm2范圍內(nèi)布置了213口抽水井和觀測(cè)井。監(jiān)測(cè)資料表明，該地區(qū)地下水中石油類污染物濃度平均達(dá)到1.0mg/L,最高達(dá)到30mg/L。

2004年3月，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局編制《中國(guó)首輪地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)》立項(xiàng)建議書。2004年4月，國(guó)家自然基金委地學(xué)部主持召開“地下水污染控制與修復(fù)戰(zhàn)略研討會(huì)”。2004年開始，國(guó)家環(huán)保局與國(guó)土資源部等決定編制《中國(guó)地下水污染防治規(guī)劃》，并在修改《水污染防治法》時(shí)補(bǔ)充了大量有關(guān)地下水污染內(nèi)容。2005年2月25日，國(guó)家發(fā)改委在重慶主持召開了“城市飲用水有機(jī)污染問(wèn)題調(diào)研座談會(huì)”，擬編制《主要城市飲用水有機(jī)污染深度處理規(guī)劃>。2005年6月1日，《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》>正式實(shí)施，與現(xiàn)行的國(guó)標(biāo)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(1985年頒布)相比，檢測(cè)指標(biāo)由35項(xiàng)增加至93項(xiàng)，包括一些分量檢測(cè)，總項(xiàng)目達(dá)101項(xiàng)，其中常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目42項(xiàng)，非常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目59項(xiàng)。

胡國(guó)臣、張清敏等口1采用室內(nèi)土柱實(shí)驗(yàn)法．研究了向土壤中摻入活性炭纖維對(duì)地下水硝酸鹽氮污染的防治效果。結(jié)果表明，將活性炭纖維摻人土壤中，可以強(qiáng)化土壤反硝化作用，防止硝酸鹽氮對(duì)地下水的污染。這種防治技術(shù)簡(jiǎn)單、有效，并且能增加土壤的肥力和保墑能力。環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益皆佳。呂春玲、李燁等通過(guò)對(duì)烏魯木齊市地下水污染現(xiàn)狀、污染源及污染途徑分析，認(rèn)為工業(yè)廢水、生活污水、固體廢棄物、農(nóng)藥和化肥等是造成地下水污染的主要原因，并針對(duì)烏魯木齊市具體情況提出了相應(yīng)的水環(huán)境污染防治、水資源保護(hù)利用對(duì)策。姬亞?wèn)|、張黎等通過(guò)對(duì)銀川地區(qū)1991年-2000年的地下水水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)地下水氮污染嚴(yán)重，其中尤以氨氮污染最為嚴(yán)重，對(duì)氮污染的成因作進(jìn)一步分析得出：引起潛水氮污染的主要因子是農(nóng)田大量施用化肥和地面污水下滲。引起承壓水氮污染的主要因子是大量開采承壓水造成的潛水對(duì)其越流補(bǔ)給，最后提出了相應(yīng)的防治措施。馬榮欣、張玉珍等根據(jù)福建省東山縣地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，結(jié)合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GBl4818—93)中的地下水質(zhì)量分類指標(biāo)，確定東山縣地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，在單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)東山縣的地下水水源地的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)分級(jí)，針對(duì)污染現(xiàn)狀，提出科學(xué)合理的污染防治措施。張力、宗巖等以黑龍江省地下水為研究對(duì)象，揭示了地下水環(huán)境存在的天然水質(zhì)不良、土壤鹽漬化導(dǎo)致的原生鹽漬化水環(huán)境問(wèn)題及地下水污染、區(qū)域性地下水位持續(xù)下降等導(dǎo)致的次生地下水環(huán)境問(wèn)題，并分別從開發(fā)和推廣節(jié)約用水的新技術(shù)及新工藝、對(duì)企業(yè)進(jìn)行清潔生產(chǎn)評(píng)估和技術(shù)改造，減少工業(yè)污染排放、建立地下水水源保護(hù)工程及預(yù)警監(jiān)測(cè)工程、完善地下水開采法律及法規(guī)等方面，提出了地下水保護(hù)的主要對(duì)策。梁靖、鄭王瓊采用了單要素污染指數(shù)法和多要素綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)了湛江馮村垃圾場(chǎng)對(duì)周邊淺層地下水的污染，提出了設(shè)立地下水污染防治分區(qū)，建立地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立地下水管理模型的防治對(duì)策，貫徹以防為主、防治結(jié)合的原則。陳詠芳、周小龍等通過(guò)分析天水市麥積區(qū)老虎溝垃圾填埋處理場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境，結(jié)合揮發(fā)酚彌散試驗(yàn)資料，對(duì)垃圾處理場(chǎng)滲濾液中揮發(fā)酚的運(yùn)移特征、污染地下水機(jī)理進(jìn)行了探討，為垃圾填埋處理場(chǎng)有效防滲提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。畢桂超、孫紅繼通過(guò)對(duì)錦州地區(qū)地下水飲用水源水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，評(píng)價(jià)地下水飲用水源水質(zhì)現(xiàn)狀。針對(duì)部分水源水質(zhì)超標(biāo)現(xiàn)象，分析其成因，并在實(shí)地考察的基礎(chǔ)上從工礦企業(yè)污染源、生活污染源、養(yǎng)殖業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和不合理開采等幾方面進(jìn)一步闡述水源地潛在污染因素，在此基礎(chǔ)上從預(yù)防、治理、生態(tài)修復(fù)及加強(qiáng)監(jiān)管等方面提出地下水飲用水源污染防治對(duì)策。

第二章 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)技術(shù)是20世紀(jì)80年代以來(lái)出現(xiàn)和發(fā)展的治理環(huán)境污染的微生物工程技術(shù)。它以微生物的代謝活動(dòng)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)有毒有害物質(zhì)進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化，修復(fù)受破壞的生態(tài)平衡以達(dá)到治理環(huán)境的目的。微生物修復(fù)的關(guān)鍵是能針對(duì)處理體系中的污染物找到相應(yīng)的高效降解菌株。在水污染治理中，高效菌株既可以從長(zhǎng)期污染的水體或廢水生物裝置中篩選、分離、富集培養(yǎng)得到，也可以通過(guò)誘變、原生質(zhì)體融合、基因工程等技術(shù)來(lái)構(gòu)建。因其可以施行原位治理，并以其技術(shù)可行和成本相對(duì)低廉而己被人們普遍接受強(qiáng)，具有廣泛的發(fā)展前景。

2.1微生物修復(fù)技術(shù)治理污染問(wèn)題的特點(diǎn)

科技的發(fā)展也充分證明微生物修復(fù)技術(shù)是環(huán)境保護(hù)的理想武器，這一技術(shù)在解決環(huán)境問(wèn)題過(guò)程中所顯示的獨(dú)特功能和顯著優(yōu)越性充分體現(xiàn)在它是一個(gè)純生態(tài)過(guò)程。微生物修技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和等顯著優(yōu)點(diǎn)。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)的深入，人們已越來(lái)越意識(shí)到，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，為從根本上解決環(huán)境問(wèn)題提供了無(wú)限的希望。目前微生物修復(fù)技術(shù)已是環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用最廣的、最為重要的單項(xiàng)技術(shù)，其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔可再生能源的開發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染環(huán)境的修復(fù)和污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)等環(huán)境保護(hù)的各個(gè)方面，發(fā)揮著極為重要的作用。應(yīng)用微生物技術(shù)處理污染物時(shí)，最終產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害的、穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水和氮?dú)?。利用微生物方法處理污染物避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移，因此它是一種消除污染安全而徹底的方法。特別是現(xiàn)代微生物技術(shù)的發(fā)展，使微生物處理具有更高的效率，更低的成本和更好的專一性，為微生物修復(fù)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用展示了更為廣闊的前景。

2.2微生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)可分為原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)兩種。原位生物修復(fù)是指對(duì)受污染的介質(zhì)(土壤、水體)不作搬運(yùn)或輸送，在原位污染地進(jìn)行的生物修復(fù)處理，修復(fù)過(guò)程主要依賴于被污染地自身微生物的自然降解能力和人為創(chuàng)造的合適降解條件；異位生物修復(fù)是指將被污染介質(zhì)(土壤、水體)搬動(dòng)和輸送到它處進(jìn)行生物修復(fù)處理。但這里的搬動(dòng)和輸送是低限度的，而且更強(qiáng)調(diào)人為調(diào)控和創(chuàng)造更加優(yōu)化的降解環(huán)境。我們主要介紹原位生物修復(fù)技術(shù)。(1)生物通氣法

這是一種強(qiáng)迫氧化生物降解法，用于修復(fù)地下水上部受揮發(fā)性有機(jī)物污染的透氣層土壤。它是在污染的土壤上打至少兩口井，安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī)，將空氣強(qiáng)排入土壤中，然后抽出，土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物也隨之去除。這種處理系統(tǒng)要求污染土壤具有多孔結(jié)構(gòu)以利于微生物的快速生長(zhǎng)。另外，污染物是揮發(fā)性的，這才適于通過(guò)真空抽提加以去除。(2)生物注射法

將空氣加壓后注射到污染地下水的下部，氣流加速地下水和土壤中有機(jī)物的揮發(fā)和降解，它和生物通氣法都是在廣泛應(yīng)用的土壤氣提法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

(3)生物培養(yǎng)法

定期地向污染環(huán)境中投加H202和營(yíng)養(yǎng)，以滿足污染環(huán)境中已經(jīng)存在的降解菌的需要，使微生物把污染環(huán)境中的污染物徹底礦化成C02和H2O。(4)投菌法

直接向污染的環(huán)境中接入外源的污染降解菌，同時(shí)提供這些細(xì)菌生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)。(5)農(nóng)耕法

對(duì)污染土壤進(jìn)行耕耙處理，在處理進(jìn)程中施入肥料，進(jìn)行灌溉，加入石灰，使其有充足的營(yíng)養(yǎng)、水分和適宜的PH值，從而盡可能地為微生物降解提供一個(gè)良好的環(huán)境，保證污染物降解在土壤的各個(gè)層次上都能發(fā)生歸。

2.3生物修復(fù)技術(shù)在污染治理中的應(yīng)用

近年來(lái)研究人員把煤的物理選煤技術(shù)之一的浮選法和微生物處理相結(jié)合，即把煤粉碎成微粒與水混合，并將微生物加入溶液中，讓微生物附著在黃鐵礦表面，使其表面變成親水性，能溶于水。在浮選中其難以附著在氣泡上，下沉至底部，從而把煤和黃鐵礦分開。由于它僅處理黃鐵礦的表面，因此脫硫時(shí)間只需數(shù)分鐘即可，從而大幅度縮短了處理時(shí)間，可脫除無(wú)機(jī)硫約70%。另外，該法在把煤中的黃鐵礦脫硫時(shí)，灰分也可同時(shí)沉底，所以也具有脫去灰分的優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)造紙行業(yè)年排放廢水量達(dá)40億噸，其中有機(jī)污染物(以BOD計(jì))達(dá)170萬(wàn)噸，約占全國(guó)工業(yè)廢水中有機(jī)污染物總量的1/4。在用植物材料進(jìn)行化學(xué)制漿與化學(xué)漂白過(guò)程中，含有大量木質(zhì)素、半纖維素和有害物質(zhì)的廢液被傾倒入江河湖泊中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。造紙工業(yè)中的制漿和漂白工序是污染物產(chǎn)生的主要工序。磨木漿的能量消耗很大，而且成品紙的強(qiáng)度等質(zhì)量性能不如硫酸鹽漿，因而限制了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。利用微生物與微生物酶類進(jìn)行微生物制漿與微生物漂白具有很大的優(yōu)勢(shì)和潛力，因?yàn)槲⑸飿O易生長(zhǎng)繁殖，酶催化反應(yīng)具有高度專一性，反應(yīng)條件溫和，并且高效無(wú)污染。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(zhǎng)。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，從而縮短處理時(shí)間。最近，臺(tái)灣學(xué)者C.11.Kao和S.E.Lei又提出了一種叫泥炭生物屏障的原位生物修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)能有效地降解地下水污染物中廣泛存在的氯化污染物如三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)等。其原理是利用微生物的共代謝作用。因?yàn)門CE和PCE均不能作為微生物的生長(zhǎng)基質(zhì)，所以需要為微生物提供另外的碳源，微生物利用提供的碳源生長(zhǎng)，然后去降解TCE和PCE等污染物。

第三章 地下水污染原位修復(fù)技術(shù)的研究

地下水污染修復(fù)技術(shù)包括異位修復(fù)、原位修復(fù)和監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)。異位修復(fù)技術(shù)是將受污染的地下水抽出至地表再進(jìn)行處理的技術(shù)。該技術(shù)在短期內(nèi)處理量大、處理效率較高，但長(zhǎng)期應(yīng)用普遍存在著拖尾、反彈等現(xiàn)象，最終降低了處理效率，增加處理成本。監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)是充分依靠自然凈化能力的修復(fù)技術(shù)，需要的修復(fù)時(shí)間很長(zhǎng)。加之地下水中污染物的種類日益增多，除有機(jī)物外，還包括重金屬、無(wú)機(jī)鹽和放射性元素等，于是地下水污染原位修復(fù)技術(shù)便以其修復(fù)徹底、處理污染物種類多、時(shí)間相對(duì)較短、成本相對(duì)低廉等優(yōu)勢(shì)在地下水污染修復(fù)領(lǐng)域嶄露頭角，到今天得到了廣泛應(yīng)用。

3.1地下水污染原位修復(fù)技術(shù)

地下水污染原位修復(fù)技術(shù)是在人為干預(yù)的條件下省去抽出過(guò)程在原位將受污染地下水修復(fù)的技術(shù)。根據(jù)修復(fù)機(jī)理不同，可分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)和可滲透反應(yīng)格柵修復(fù)技術(shù)。3.1.1物理修復(fù)技術(shù)

常用的物理修復(fù)技術(shù)有地下水曝氣技術(shù)和電動(dòng)修復(fù)技術(shù)。（1）地下水曝氣技術(shù)

地下水曝氣技術(shù)(Air sparging,AS)是從土壤抽氣技術(shù)(Soil vapor extraction，SVE)發(fā)展而來(lái)的。SVE技術(shù)是利用真空泵產(chǎn)生負(fù)壓使空氣流過(guò)受污染的土壤層進(jìn)入空氣井，揮發(fā)性有機(jī)污染物會(huì)隨著流動(dòng)的空氣被抽提出來(lái)嗍。AS技術(shù)正是在此基礎(chǔ)上，將空氣井深入含水層飽水帶中把負(fù)壓抽氣改為正壓曝氣，使空氣擾動(dòng)水體而促進(jìn)有機(jī)物的揮發(fā)嘲。AS是去除土壤和地下水中揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物的最有效方法之一。（2）電動(dòng)修復(fù)技術(shù)

電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是利用電動(dòng)效應(yīng)將污染物從土壤和地下水中去除的原位修復(fù)技術(shù)。電動(dòng)效應(yīng)包括電滲析、電遷移和電泳。電滲析是在外加電場(chǎng)作用下土壤孔隙水的運(yùn)動(dòng)，主要去除非離子態(tài)污染物；電遷移是離子或絡(luò)合離子向相反電極的移動(dòng)，主要去除地F水中的帶電離子；電泳是帶電粒子或膠體在直流電場(chǎng)作用下的遷移，主要去除吸附在可移動(dòng)顆粒上的污染物。時(shí)文歆等利用電動(dòng)修復(fù)技術(shù)修復(fù)重金屬污染的土壤和地下水，試驗(yàn)證明，該技術(shù)對(duì)低滲透性含水層中砷、鎘、鉻、汞和鉛等重金屬的去除率高達(dá)85%～95%，而對(duì)多孔、高滲透性的含水層中重金屬的去除率低于65%。尹晉等通過(guò)電動(dòng)修復(fù)不同形態(tài)鉻污染含水層時(shí)發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)修復(fù)技術(shù)對(duì)六價(jià)鉻的去除效率明顯高于三價(jià)鉻。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中常出現(xiàn)活化極化、電阻極化和濃差極化等現(xiàn)象從而導(dǎo)致處理效率降低。后來(lái)，為了增強(qiáng)該技術(shù)的修復(fù)能力，有許多學(xué)者又開始尋找一些化學(xué)強(qiáng)化劑。Pazos等對(duì)RB5染料污染的高嶺土進(jìn)行電動(dòng)修復(fù)試驗(yàn)研究，以電解質(zhì)K2S04來(lái)提高修復(fù)體的導(dǎo)電性和促進(jìn)染料的解吸，用H2SO4。和NaOH作為pH調(diào)節(jié)劑，試驗(yàn)結(jié)果表明，RB5染料的去除率高達(dá)94%。

3.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要是利用氧化還原試劑與土壤及地下水中污染物發(fā)生反應(yīng)從而達(dá)到凈化效果的一種地F水污染原位修復(fù)技術(shù)。常見(jiàn)的有原位化學(xué)氧化技術(shù)。原位化學(xué)氧化是將化學(xué)氧化劑引入到地下，通過(guò)氧化還原來(lái)去除土壤和地下水中的污染物。ISCO技術(shù)所采用的氧化和種類很多，如過(guò)氧化氫、Featon試劑、高錳酸鉀和臭氧等

（1）過(guò)氧化氫和fenton試劑

通過(guò)研究表明，由于過(guò)氧化氫的氧化能力還不夠強(qiáng)，所以處理效果常不明顯。為了提高過(guò)氧化氫的氧化能力，人們加入亞鐵離子，形成fenton試劑，使其在酸性條件下反應(yīng)生成HO.自由基：

Fe+H2O2═Fe+HO.+HO

2+3+-HO.自由基是一種很強(qiáng)的氧化劑，具有很高的電負(fù)性或親電子性，可通過(guò)脫氫反應(yīng)、不飽和烴加成反應(yīng)、芳香環(huán)加成反應(yīng)及與雜原子氮磷硫的反應(yīng)等方式與烷烴、烯烴和芳香烴等有機(jī)物進(jìn)行氧化反應(yīng)。其結(jié)果是自由基無(wú)選擇性地分裂和氧化有機(jī)物形成小鏈碳?xì)浠衔铮纬傻闹虚g產(chǎn)物可以是一個(gè)或兩個(gè)羧基酸。這些物質(zhì)隨后又可容易地被氧化成C02。（2）高錳酸鉀氧

高錳酸鉀是一種固體氧化劑，具有較大的水溶性，可通過(guò)水溶液的形式導(dǎo)入受污染的土壤和地下水中。高錳酸鉀適用的pH范圍較廣，它不僅對(duì)三氯乙烯、四氯乙烯等含氯溶劑有很好的氧化效果，且對(duì)烯烴、酚類、硫化物和MTBE等其他污染物也很有效。（3）臭氧氧化

臭氧以氣體的形式通過(guò)注射井進(jìn)入污染區(qū)。臭氧的強(qiáng)氧化性不僅可以氧化大分子及多環(huán)類有機(jī)污染物，也可氧化分解柴油、汽油、含氯溶劑等。臭氧在水中的溶解度是氧氣的12倍，因此它可迅速溶于水并與污染物反應(yīng)。臭氧自身分解產(chǎn)生的氧氣可被土壤中的微生物利用。

3．3生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)是一種通過(guò)微生物的吸收、吸附、降解等作用凈化土壤及地下水中污染物的原位修復(fù)技術(shù)。常用的技術(shù)有原位生物處理技術(shù)。地下水原位生物處理技術(shù)是一種在飽水帶利用土著或人工馴化的微生物降解污染物的原位修復(fù)方法。該方法實(shí)際上是監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)的拓展與改進(jìn)，它增加了許多人為干預(yù)手段，如將空氣、營(yíng)養(yǎng)、能量物質(zhì)注入水層中促進(jìn)微生物的降解等。早在1984年，美國(guó)就應(yīng)用原位生物處理技術(shù)修復(fù)了密蘇里州西部的石油泄漏場(chǎng)地。該技術(shù)在應(yīng)用初期主要是進(jìn)行有機(jī)污染修復(fù)，后來(lái)隨著反硝化菌的發(fā)現(xiàn)，又逐漸被應(yīng)用于地下水硝態(tài)氮污染的修復(fù)中。

3.4 可滲透反應(yīng)格櫥修復(fù)技術(shù)

可滲透反應(yīng)格柵(Permeable reactive barriers，PRB)是一個(gè)填充有活性反應(yīng)介質(zhì)的被動(dòng)反應(yīng)區(qū)，污染物通過(guò)與反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生吸附、沉淀、過(guò)濾、降解等作用而從地下水中去除。其中填充的活性反應(yīng)介質(zhì)可根據(jù)污染物的種類進(jìn)行調(diào)整，但都應(yīng)具有抗腐蝕性好、活性持續(xù)久、粒徑均勻等特點(diǎn)。該技術(shù)綜合有物理、化學(xué)、生物3種修復(fù)機(jī)理。目前對(duì)PRB系統(tǒng)的研究與應(yīng)用已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮。

3.5地下水污染原位修復(fù)技術(shù)的性能比較及適用性分析

綜上所述，本文介紹了5種地下水污染原位修復(fù)技術(shù)，它們的特點(diǎn)各不相同。表l為地下水污染原位修復(fù)技術(shù)性能比較表，從處理對(duì)象、處理時(shí)間、是否破壞生態(tài)環(huán)境、安裝操作過(guò)程、能耗和處理成本6個(gè)方面進(jìn)行了比較。從表1中分析得出，地下水曝氣技術(shù)適合處理?yè)]發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物污染的土壤及地下水，且其處理時(shí)間短、安裝操作簡(jiǎn)便，但能耗較高；電動(dòng)修復(fù)技術(shù)最常應(yīng)用于土壤及地下水的重金屬污染修復(fù)，其具有不破壞生態(tài)環(huán)境、處理成本較低等特點(diǎn)；針對(duì)難生物降解的有機(jī)物污染，應(yīng)優(yōu)先考慮原位化學(xué)氧化技術(shù)，其不僅處理時(shí)間短，且安裝操作簡(jiǎn)便、能耗低，但在應(yīng)用時(shí)要注意控制化學(xué)藥劑的使用量，以免過(guò)量投加而導(dǎo)致破壞生態(tài)環(huán)境、增加處理成本；針對(duì)可生物降解的有機(jī)物污染，應(yīng)優(yōu)先考慮原位生物處理技術(shù)，其能耗低、處理成本低，但需較長(zhǎng)的處理時(shí)間：可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，由于所填充的活性介質(zhì)種類多樣，則可用于修復(fù)多種污染物污染的地下水，該技術(shù)具有處理時(shí)間短、不破壞生態(tài)環(huán)境、安裝操作簡(jiǎn)便、能耗低、處理成本低等特點(diǎn)。

表1.地下水污染原位修復(fù)技術(shù)性能比較

修復(fù)技術(shù) 地下水曝氣技術(shù) 電動(dòng)修復(fù)技術(shù) 原位化學(xué)氧化技術(shù) 原位生物處理技術(shù) 可滲透反應(yīng)格柵技術(shù) 處理對(duì)象 揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)

物 重金屬、有機(jī)物 難生物降解的有機(jī)物

處理時(shí)間 較短 較短 短

是否破壞安裝操作生態(tài)環(huán)境 過(guò)程 否 否 可能 否

較簡(jiǎn)便 較簡(jiǎn)便 較簡(jiǎn)便 較簡(jiǎn)便

能耗 較高 較低 較低 低

處理

成本 較低 較低 高 低 可生物降解的有機(jī)物、硝

較長(zhǎng)

態(tài)氮

有機(jī)物、重金屬、硝態(tài)氮、氟化物、砷、放射性元素較短

等

否 較簡(jiǎn)便 低 低

3.6地下水污染原位修復(fù)技術(shù)前景展望

目前，地下水污染問(wèn)題在一定程度上得到了緩解，但離最終的解決還存在著較遠(yuǎn)的差距。再加之，地下水資源日益短缺且社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源需求量不斷擴(kuò)大，修復(fù)被污染的地下水使其成為可用資源則成了當(dāng)前最重要的課題之一。地下水污染原位修復(fù)技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)從上個(gè)世紀(jì)末迅猛發(fā)展至今，對(duì)其未來(lái)的發(fā)展方向可以總結(jié)為以下3個(gè)方面：

(1)針對(duì)每項(xiàng)技術(shù)自身的改進(jìn)和完善。如可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，雖然現(xiàn)有的研究成果和應(yīng)用實(shí)例很多，但一些反應(yīng)機(jī)理至今尚不清晰，而且PRB的應(yīng)用受水文地質(zhì)條件的限制較大，在修復(fù)裂隙水污染中仍存在較大的難度。

(2)多項(xiàng)地下水污染原位修復(fù)技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用研究。地下水污染原位修復(fù)的每項(xiàng)技術(shù)都具有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，應(yīng)結(jié)合污染現(xiàn)場(chǎng)情況，取長(zhǎng)補(bǔ)短、綜合利用，選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)組合形式。如原位化學(xué)氧化技術(shù)，為了避免應(yīng)用過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境可能造成的二次污染，可以組合原位生物處理技術(shù)或PRB技術(shù)協(xié)同應(yīng)用。(3)地下水污染原位修復(fù)技術(shù)與異位修復(fù)和監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用研究。地下水污染異位修復(fù)和監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)成為了一類相對(duì)成熟的技術(shù)類型，但其在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的一些缺陷至今沒(méi)得到很好的完善，原位修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)恰好彌補(bǔ)了這一點(diǎn)。如果能夠合理組合不同技術(shù)類型進(jìn)行應(yīng)用，必將事半功倍?？傊?，地下水污染原位修復(fù)技術(shù)是一種有效可行的地下水污染修復(fù)技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。

第四章 地下水原位治理的滲透性反應(yīng)墻技術(shù)

滲透性反應(yīng)墻(permeable reactive barrier)是20世紀(jì)90年代在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家新興起來(lái)的用于原位去除污染水中污染組分的方法?。它是一種被動(dòng)處理系統(tǒng)，具有時(shí)效長(zhǎng)，運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，主要用于地下水污染的治理。其主要機(jī)理是把合適的反應(yīng)材料填充于墻內(nèi)，然后把墻體設(shè)置在垂直污染水的流向上。當(dāng)污染水流經(jīng)反應(yīng)墻時(shí)，水中的污染組分與墻內(nèi)的填充物發(fā)生反應(yīng)，或被降解，或被去除，以此達(dá)到治理污染的目的。

4.1 滲透性反應(yīng)墻的結(jié)構(gòu)、類型與反應(yīng)介質(zhì)

4.1.1滲透性反應(yīng)墻的結(jié)構(gòu)

滲透性反應(yīng)墻由反應(yīng)單元和隔水漏斗兩部分組成，其中反應(yīng)單元用來(lái)放置反應(yīng)介質(zhì)(如鐵屑)，當(dāng)污染的地下水流經(jīng)反應(yīng)單元時(shí)，有機(jī)氯化物與反應(yīng)介質(zhì)接觸，被降解為無(wú)毒的去鹵化有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)氯化物(見(jiàn)圖1)。最簡(jiǎn)單滲透反應(yīng)墻就是一個(gè)放置在有機(jī)污染物羽狀體運(yùn)移路徑上的反應(yīng)材料帶(如鐵屑)。研究和實(shí)際應(yīng)用表明，該方法的最大優(yōu)點(diǎn)在于不需要用泵抽到地上處理，反應(yīng)墻在安裝后自動(dòng)運(yùn)行，不需要安裝地面以上的處理設(shè)施，因此只要運(yùn)行得當(dāng)，便可以取得很好的處理效果，同時(shí)，由于反應(yīng)介質(zhì)消耗得很慢，故滲透反應(yīng)墻對(duì)于羽狀體的處理可持續(xù)幾年，甚至幾十年，除了定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和反應(yīng)介質(zhì)更換外，每年幾乎不需要任何的運(yùn)行費(fèi)用。

圖1.滲透性反應(yīng)墻剖面圖

4.1.2滲透性反應(yīng)墻的類型 滲透性反應(yīng)墻主要有連續(xù)墻式反應(yīng)墻系統(tǒng)、隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)和多沉箱隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)。其中，連續(xù)墻式反應(yīng)墻系統(tǒng)由含有滲透性反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)單元組成(見(jiàn)圖2a)；隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)有一個(gè)不透水部分(或隔水漏斗)將截獲的地下水導(dǎo)向滲透部分(或?qū)T)(見(jiàn)圖2b)這種結(jié)構(gòu)有時(shí)能更好地控制反應(yīng)單元的安裝和羽狀體的截獲。當(dāng)?shù)叵滤鬟^(guò)的場(chǎng)地是菲均質(zhì)時(shí)，隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)允許反應(yīng)單元被安置在含水層中滲透性較好的地方。在污染物分布不均的條件下，隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)能更好地將進(jìn)人反應(yīng)單元的污染物濃度均勻化。在有較寬的羽狀體和較大地下水流速的地方(尤其是當(dāng)每個(gè)反應(yīng)單元或?qū)T尺寸的安裝受到限制時(shí))，采有多沉箱隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)能夠保證有足夠的停留時(shí)間(見(jiàn)圖2c)。

圖2 幾種實(shí)用有效的隔水漏斗-導(dǎo)水門結(jié)構(gòu)

4.1.3反應(yīng)介質(zhì)

反應(yīng)介質(zhì)是滲透性反應(yīng)墻最主要的構(gòu)成要素。反應(yīng)介質(zhì)的種類很多，主要包括零價(jià)鐵、雙金屬和新型反應(yīng)介質(zhì)(如陶瓷狀鐵泡沫、膠狀鐵等)。在研究地區(qū)的背景資料基礎(chǔ)上，包括地下水滲流特征、地下水中有機(jī)物的組成與濃度、含水層類型、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等，選擇合適的反應(yīng)介質(zhì)，同時(shí)受下列因素控制：①反應(yīng)性最好選擇使污染物反應(yīng)速率快的介質(zhì)，以在經(jīng)濟(jì)可行的滲流厚度(停留時(shí)間)內(nèi)還原污染物；②穩(wěn)定性反應(yīng)介質(zhì)或混合介質(zhì)所能保持反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短是需要考慮的一個(gè)重要因素，可保證在場(chǎng)地特有的地球化學(xué)條件下，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)(幾年或幾十年)維持其反應(yīng)性；③介質(zhì)存在和價(jià)格較便宜的與較貴的介質(zhì)相比，當(dāng)兩者的性能差別不大時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮較便宜的介質(zhì)，因此要求反應(yīng)介質(zhì)價(jià)格合理，容易獲得；④水力性能反應(yīng)介質(zhì)的粒徑應(yīng)該確保反應(yīng)墻有足夠的能力截獲污染羽狀體，且在特定的地球化學(xué)條件下，通過(guò)限制沉淀的生成，能夠長(zhǎng)時(shí)間的維持其孔隙度(滲透性)水平；⑤環(huán)境兼容性反應(yīng)產(chǎn)物(如Fe2+、Fe3+、氧化物、氫氧化物和碳酸鹽)要與環(huán)境兼容，不能向下游環(huán)境產(chǎn)生有害的副產(chǎn)物；在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)綜合考慮這些因素，并綜合特定場(chǎng)地各種特定因素來(lái)確定反應(yīng)介質(zhì)的類型。

4.2滲透性反應(yīng)墻的反應(yīng)機(jī)理

滲透性反應(yīng)墻去除污染物的機(jī)理分為生物的和非生物的兩種，主要包括吸附、沉淀、氧化一還原和生物降解，但人們對(duì)去除水中有機(jī)物最感興趣的還是還原性脫氯，即應(yīng)用氧化一還原反應(yīng)使有機(jī)物降解為無(wú)毒害的物質(zhì)。目前，零價(jià)的顆粒金屬(特別是鐵)是在實(shí)驗(yàn)室批量試驗(yàn)、中試和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最廣泛的反應(yīng)介質(zhì)，最常用的是零價(jià)鐵屑。零價(jià)鐵發(fā)生氧化一還原反應(yīng)，產(chǎn)生電子活性將氯化物轉(zhuǎn)化為潛在的無(wú)毒物質(zhì)。雖然其它的反應(yīng)介質(zhì)也能產(chǎn)生類似的反應(yīng)，但是反應(yīng)速率不同，以下以鐵為例介紹其反應(yīng)的機(jī)理。4.2.1化學(xué)反應(yīng)

Sweey等研究表明，盡管存在其它降解機(jī)理，但主要是鹵素原子被氫原子取代:

Fe+H2O+RCL→RH+Fe+OH+CL(1)

鹵素原子被氫氧基取代：

2+--Fe+2H2O+2RCL→2ROH+Fe+H2+2CL(2)

鐵被水消耗，這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行很慢：

2+-

Fe+2H2O→2OH+Fe+H2(3)

如果地下水進(jìn)入反應(yīng)單元過(guò)程中有氧存在，鐵會(huì)被氧化并產(chǎn)生氫氧根離子式，即：

-2+

Fe+O2+2H2O→2Fe+4OH(4)

鐵會(huì)以Fe(OH)：或Fe(OH)，形式沉淀，阻礙反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。因此，在地下水進(jìn)入反應(yīng)單元之前，應(yīng)采取措施降低或消除水中的溶解氧。一旦去掉溶解氧，像TCE這樣的有機(jī)氯化物由于鹵素的存在而處于氧化狀態(tài)，鐵可以通過(guò)電子轉(zhuǎn)移與有機(jī)氯化物反應(yīng)，主要產(chǎn)物是乙烯和氯化物，如下式所示：

2+-

3Fe→3Fe+6e

+

2+-C2HCL3+3H+6e→C2H4+3CL

+

(5)3Fe+C2HCL3+3H→C2H4+3CL+3Fe

2+

上述幾個(gè)反應(yīng)都產(chǎn)生OH-，所以會(huì)使反應(yīng)單元中水的pH值升高，pH值升高會(huì)導(dǎo)致TCE降解速率的降低。其間接影響是易形成氫氧化物沉淀而將鐵的表面包圍起來(lái)，從而降低了鐵的活性和反應(yīng)單元的導(dǎo)水性。在天然地下水中，溶解的碳酸及重碳酸鹽起了緩沖體系的作用，限制了pH值的升高和沉淀的生成。在堿性條件下，大量CO32-形成FeCO3，沉淀，反應(yīng)到一定程度時(shí)，CO32達(dá)到平衡，則不能限制pH值的升高。

H2CO3 +2OH→CO3+2H2O(6)HCO3 +OH→CO3+H2O(7)

4.2.2生物反應(yīng)

Gillham和0'Iannesin分別用加入和不加入生物殺蟲劑對(duì)受TCE污染的水進(jìn)行土柱實(shí)驗(yàn)。在這兩種情況下，得到了相近的降解速率，這說(shuō)明TCE的降解是非生物的過(guò)程，能夠在沒(méi)有生物參與的情況下進(jìn)行。在加利福尼亞Sunnyvale一個(gè)工廠里進(jìn)行的一個(gè)中試研究中，對(duì)地下水進(jìn)行了微生物分析，結(jié)果表明在含水層

--2-

-2-的反應(yīng)介質(zhì)中并不存在微生物。但是，在一定的條件下，反應(yīng)單元中有可能發(fā)生生物反應(yīng)。到目前為止，在實(shí)地裝置中的反應(yīng)單元中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的生物活動(dòng)。

4.3 滲透性反應(yīng)墻的安裝

4.3.1反應(yīng)單元的安裝

反應(yīng)單元就是污染羽狀體流過(guò)的、裝填有反應(yīng)介質(zhì)的部分含水層，其常用安裝技術(shù)有：傳統(tǒng)溝槽式開挖(Conventional trench excavation)、沉箱式安裝、芯軸式安裝(mandrel-based emplacement)、連續(xù)挖掘填埋(confinous trenching)。這4種安裝技術(shù)都曾用于現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)單元的安裝，其中溝槽式安裝應(yīng)用最廣。盡管不同場(chǎng)地有所不同，但考慮到地下水位波動(dòng)和反應(yīng)介質(zhì)的固結(jié)，反應(yīng)單元應(yīng)的上緣一般位于地下水位以上60cm左右，而下部要嵌人隔水層至少30cm。在隔水漏斗一滲透門系統(tǒng)中，漏斗壁部分一般要嵌入隔水層1．5 m。如果隔水層是不連續(xù)的，土工織物和水泥板需要鋪設(shè)在建反應(yīng)單元底部，防止任何污染物通過(guò)地下流繞過(guò)反應(yīng)單元。在單元建設(shè)期間，監(jiān)測(cè)井群可以安裝在反應(yīng)介質(zhì)中或者上游和下游的細(xì)礫石中。

(1)傳統(tǒng)溝槽開挖(Conventional trench excava—don)根據(jù)滲透性反應(yīng)墻的設(shè)計(jì)，安裝反應(yīng)單元需要挖一條裝填反應(yīng)介質(zhì)的溝槽。傳統(tǒng)開挖溝中最常用的設(shè)備是反鏟挖土機(jī)(深度小于24 m)和蚌殼式挖泥機(jī)(深度大于24 m)。開挖前先沿著擬建反應(yīng)單元的周圍打入臨時(shí)性的鋼板樁，并用支撐加固。板樁也可以用于暫時(shí)隔離細(xì)礫石部分和反應(yīng)介質(zhì)。如果高水位使板樁不能阻止地下水進(jìn)入反應(yīng)單元，將需要對(duì)溝排水。為保持反應(yīng)單元安裝期間溝壁的整體性，要在生物高聚物泥漿壓力下進(jìn)行開挖，這種生物高聚物泥漿由粉末狀瓜耳木膠構(gòu)成。反應(yīng)墻安裝完之后，大部分瓜耳木膠將降解成為水，對(duì)傳統(tǒng)溝槽式反應(yīng)墻的滲透性影響很小。(2)沉箱式安裝

沉箱是一種空的、承受荷載的圍欄，其形狀和大小可根據(jù)需要而變化。為了安裝反應(yīng)單元，一個(gè)預(yù)制開口的鋼制沉箱可用于暫時(shí)幫助開挖。通常，直徑為2.4 m或更小的沉箱可以推入或夯入地下，其直徑越小，越易驅(qū)入，并且能保持豎直狀態(tài)。直徑大于2.4 m對(duì)反應(yīng)單元的安裝來(lái)說(shuō)是不經(jīng)濟(jì)的，這對(duì)反應(yīng)單元內(nèi)滲透厚度和停留時(shí)間都將受到限制，所以在污染羽狀體較寬、濃度較高、水流速度較大的地方，用多沉箱的隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)提供適當(dāng)?shù)耐Ａ魰r(shí)間。(3)芯軸式安裝

該方法是用一個(gè)中空鋼軸或芯軸來(lái)開辟一個(gè)垂直的空間，然后將反應(yīng)介質(zhì)填進(jìn)去。在被打入地下以前，芯軸的下部放上一個(gè)有利于驅(qū)動(dòng)的金屬套頭。一旦空間形成，使用一個(gè)漏斗管直接將介質(zhì)倒入孔中，到達(dá)要求的深度后．把芯軸取出來(lái)，留下反應(yīng)介質(zhì)和金屬套頭。其缺點(diǎn)是，反應(yīng)單元的尺寸受到芯軸尺寸的限制，芯軸一般是5cm×13 cm，因此安裝一個(gè)反應(yīng)單元不可能一次成功；在用振動(dòng)錘向下安裝芯軸時(shí)，可能由于地下的障礙物芯軸偏離方向，而且土壤被壓實(shí)后滲透性將降低。優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用低，不產(chǎn)生泥和石頭，減小了有害廢物的暴露和處置，而且可安放直到粒徑2.5 cm的反應(yīng)材料。(4)連續(xù)式開挖安裝

該方法受開挖深度限制，不如其它挖土機(jī)使用那樣普遍，但連續(xù)式開挖機(jī)對(duì)深度為10 m-12 m的墻是一個(gè)很好的選擇。它能連續(xù)開挖一個(gè)40 cm-60 cm的窄槽，同時(shí)立即用反應(yīng)介質(zhì)回填或放人防滲的高密度聚氯乙烯(HDPE)連續(xù)隔膜。這種挖掘機(jī)開挖時(shí)，不需要對(duì)含水的溝槽排水，也不需要安裝鋼板樁暫時(shí)支護(hù)溝槽墻壁。因?yàn)殚_挖時(shí)吊桿幾乎是垂直而沒(méi)有坡度，可以最大限度地減小開挖時(shí)產(chǎn)生的泥土和巖石，而且開挖的效率也很高。4.3.2隔水墻的安裝

反應(yīng)單元的設(shè)計(jì)也包括引導(dǎo)或匯聚地下水向滲流門的側(cè)面隔水墻，最常用的是鋼板樁隔水墻和泥漿隔水墻，一般都將其嵌人隔水層中防止地下水向下游遷移，有時(shí)用懸掛式隔水墻的來(lái)阻止懸浮的污染物。如果含水層缺乏連續(xù)性或部分缺失，灌漿防滲底板可達(dá)到36m深。(1)鋼板樁

鋼板樁在巖土工程建設(shè)中是一種常用的地下工程。它通常在開挖過(guò)程中用做固定墻來(lái)防止溝槽的崩塌和阻止地下水的流入。它以其強(qiáng)度和完整性而聞名，并且可以防止水力壓裂。根據(jù)土壤中的氧含量和污染物的腐蝕性，鋼板墻的有效使用期在7到40年之間。一般板樁的長(zhǎng)度為12 m，但如果需要更大的深度可將其焊接在一塊。在放入地下之前，將他們?cè)谶吘壍那哆B處連接起來(lái)。雖然在過(guò)去曾放到過(guò)24 m的深度，可在18m左右就偏離了垂直方向。在多巖石的土壤中安裝時(shí)可能被損壞或放不下去，且板樁嵌連處會(huì)發(fā)生滲漏，使應(yīng)用受到限制。滑鐵盧大學(xué)開發(fā)了一種滲透性低、安裝速度決、擾動(dòng)小的無(wú)縫板樁，并已經(jīng)在幾個(gè)污染區(qū)用作隔離墻。像一般的鋼板樁一樣，為了保證板樁的完整性，新型板樁的安裝深度也應(yīng)該限制在18 m以內(nèi)，而由于多巖石的土壤或高度固結(jié)的沉積物在安裝過(guò)程中會(huì)損壞板樁，所以施工受到地質(zhì)條件的限制。同時(shí)，受密封性、形狀和使用要求影響。沉箱式隔水漏斗一滲透門系統(tǒng)很難應(yīng)用板樁。目前。這種無(wú)縫板樁只在加拿大的一個(gè)地區(qū)生產(chǎn)．其推廣和使用也受到限制。(2)泥漿墻 泥漿墻是改變污染水流方向最常用的地下墻。首先在膨潤(rùn)土和水混合的泥漿壓力下開挖一道壕溝，通過(guò)在溝壁上形成泥餅來(lái)保持溝的穩(wěn)定性。壕溝被開挖后，迅速用選擇的回填材料與膨潤(rùn)土混合物回填。最常見(jiàn)的泥漿墻是土壤一膨潤(rùn)土泥漿墻、水泥一膨潤(rùn)土泥漿墻、塑料一膨潤(rùn)土泥漿墻和復(fù)合泥漿墻。由于泥漿墻和反應(yīng)單元的密封容易解決，因此特別適合于沉箱式隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)。其中，土壤一膨潤(rùn)土泥漿墻應(yīng)用最普遍。它安裝費(fèi)用較少，滲透性很低，能承受各種溶解性的污染物的化學(xué)侵蝕，墻的建造也非常簡(jiǎn)單。開挖一開始就引入膨潤(rùn)土泥漿。挖出的土壤可與水和膨潤(rùn)土混合，當(dāng)溝槽達(dá)到需要的深度和一定的長(zhǎng)度時(shí)，混合的充填物就可進(jìn)行回填。水泥一膨潤(rùn)土泥漿墻主要應(yīng)用于沒(méi)有足夠空地混合回填物的情況，在水、膨潤(rùn)土和水泥組成的泥漿壓力下挖一條溝槽，不回填土壤，泥漿慢慢凝固，和土壤一起形成粘土墻。填溝時(shí)需要大量的水泥，故其造價(jià)高，同時(shí)，因挖出的土壤不回填，需要額外的處置費(fèi)用；墻體中大部分都是水，而固體少，故滲透性較高，易被污染物滲透，因此，水泥一膨潤(rùn)土泥漿墻在環(huán)境中的應(yīng)用受到限制。其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度大、可在特殊地形條件下進(jìn)行安裝。塑料混凝土泥漿墻是由水、膨潤(rùn)土、水泥和聚集體的混合物組成，具有很大的剪切強(qiáng)度和韌性。塑料混凝土泥漿墻是在膨潤(rùn)土泥漿的壓力下分段建造的，當(dāng)一端挖好后，就用導(dǎo)管灌入水泥漿替換膨潤(rùn)土泥漿，然后留下凝固。塑料混凝土泥漿墻用在需要對(duì)強(qiáng)度和變形有要求的地方。它有相對(duì)低的滲透性，能抵抗污染物的滲透。復(fù)合泥漿墻由三層組成，每一層都增加對(duì)化學(xué)侵蝕的抵抗力，降低滲透性。最外一層是厚度為3cm的膨潤(rùn)土過(guò)濾層，中間層是30 cm-60 cm厚的土壤一膨潤(rùn)土、水泥一膨潤(rùn)土或塑料一混凝土填充物，最里面是10cm的高密度聚氯乙烯膜(HDPE)。HDPE的滲透性為l×10-12 cm/s。復(fù)合泥漿墻的安裝需要在膨潤(rùn)土或水泥漿的壓力下開挖溝槽，可挖至30 m深。但很難將HDPE襯墊放到這么深，并且安裝費(fèi)用很高使得HDPE的利用限制在15 m以上。當(dāng)放好HDPE后，就可在膜的兩側(cè)回填。在膜的里面放入排水系統(tǒng)，并設(shè)取樣點(diǎn)來(lái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)是滲透系數(shù)非常小，不用除去地質(zhì)膜就可以密封和修理墻體部分。

4.4展望

(1)滲透性反應(yīng)墻在處理污染方面的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較少，目前仍處于技術(shù)開發(fā)及其推廣階段；

(2)滲透性反應(yīng)墻降解機(jī)理還有待于進(jìn)一步深入和完善；

(3)實(shí)際應(yīng)用和數(shù)值模擬的結(jié)果都表明，滲透性反應(yīng)墻具有很好的綜合去除污染物的作用；(4)滲透性反應(yīng)墻的安裝對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件和開挖技術(shù)的要求很高，應(yīng)加大研究力度；

(5)滲透性反應(yīng)墻具備良好的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的特性，在高效去除污染物的同時(shí)能節(jié)約運(yùn)行成本，是一項(xiàng)值得推廣的污染物治理與控制技術(shù)。

第五章 地下水污染預(yù)防及措施

地下水污染與地表水污染、空氣污染、固體廢物污染等各種環(huán)境污染都有密切關(guān)系，交織在一起，因此，地下水污染和防護(hù)除其特殊性外，應(yīng)與各種污染防治相聯(lián)系，綜合考慮。然而，由于地下水污染的復(fù)雜性表現(xiàn)在污染物種類繁多、污染途徑隱蔽、污染機(jī)理復(fù)雜、污染防治系統(tǒng)龐大、地下水流緩慢等，一旦污染很難治理，即使花費(fèi)很大的代價(jià)，耗時(shí)較長(zhǎng)，也難奏效，故應(yīng)以預(yù)防為主，應(yīng)充分考慮地下水污染特征、污染源、污染途徑、污染機(jī)理及地下水污染引起的主要 問(wèn)題，用多種手段，采用系統(tǒng)分析的方法，全面控制地下水的污染。

5.1 預(yù)防措施

5.1.1加大宣傳力度，提高公眾環(huán)境意識(shí)

要努力貫徹有關(guān)法規(guī)政策，堅(jiān)決貫徹執(zhí)行《中華人民共和國(guó)水法》、《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》和《水污染防治法》。完善地方法規(guī)，實(shí)行誰(shuí)污染誰(shuí)治理，誰(shuí)開發(fā)誰(shuí)保護(hù)的原則。有步驟、有重點(diǎn)地解決水環(huán)境污染問(wèn)題。小而散、多的污水廠建設(shè)不僅給國(guó)家和企業(yè)造成巨大的投資浪費(fèi)。還由于企業(yè)負(fù)擔(dān)過(guò)重、管理水平較低等原因，使預(yù)想的環(huán)境治理目標(biāo)大打折扣。為此，筆者認(rèn)為集中建設(shè)規(guī)?；鬯畯S，變“誰(shuí)污染誰(shuí)治理”為“誰(shuí)污染誰(shuí)掏錢”的政策時(shí)機(jī)已成熟。加快建設(shè)污水處理廠，處理工業(yè)廢水及生活污水，是保護(hù)水環(huán)境的一個(gè)重要途徑。在經(jīng)濟(jì)技術(shù)許可的情況下，在污染較為嚴(yán)重的城市，如榆次、介休、靈石、和順，有計(jì)劃地興建一些污水處理廠，加快建設(shè)速度、提高處理能力加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

5.1.2統(tǒng)籌規(guī)劃，合理開發(fā)地下水資源

增強(qiáng)全民環(huán)保意識(shí)，強(qiáng)化節(jié)約用水，推廣節(jié)水新技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)用戶尤其是大戶的用水量控制，扶持企業(yè)搞環(huán)保，推廣潔凈新能源外，應(yīng)把能源基地作為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)予以全面規(guī)劃。把單個(gè)污染源的孤立治理，變以水系或地區(qū)為單位進(jìn)行防治，以全面改善生態(tài)環(huán)境。此外，還要加強(qiáng)環(huán)境地質(zhì)科學(xué)研究，盡快摸清各地區(qū)的水環(huán)境容量，并以其指導(dǎo)規(guī)劃和建設(shè)。如工業(yè)布局要考慮環(huán)境承載能力，在水環(huán)境容量超負(fù)荷地區(qū)，要嚴(yán)格控制高耗能、重污染工業(yè)的發(fā)展。限制重污染工業(yè)發(fā)展，對(duì)縣屬中小企業(yè)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)要嚴(yán)格管理，不能只考慮地方利益而棄環(huán)保于不顧。建立排污許可證制度，同時(shí)提高排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，新、擴(kuò)建企業(yè)，必須執(zhí)行“三同時(shí)”，使環(huán)保與建設(shè)同步或超前進(jìn)行，對(duì)污染嚴(yán)重而又不能治理的企業(yè)，要限期轉(zhuǎn)產(chǎn)或搬遷。

5.1.3建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決

建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，逐步建立和完善水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，對(duì)重點(diǎn)污染地區(qū)(段)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)掌握城市(區(qū)域)地表水、地下水水質(zhì)的污染發(fā)展變化及動(dòng)態(tài)特征，為保護(hù)水環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

5.2 治理措施

治理已污染的地下水是比較困難的。水污染后的治理措施，要根據(jù)污染狀況、范圍、性質(zhì)、水文地質(zhì)條件和使用要求，通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定。發(fā)現(xiàn)地下水污染后，首先應(yīng)當(dāng)切斷污染源，然后立即采取防止污染物進(jìn)一步擴(kuò)散的補(bǔ)救措施。治理措施大致有以下幾種。

（1)人工補(bǔ)給被污染的地下水，使其稀釋和凈化發(fā)現(xiàn)地下水有污染物質(zhì)后，采取強(qiáng)排方法，使已被污染的水直接排出，促進(jìn)凈化。改變地下水徑流條件，加速水的交替循環(huán)，以達(dá)到改善水質(zhì)之目的。對(duì)污染的地下水應(yīng)采用防滲墻或防滲帷幕進(jìn)行堵塞或截流，通常應(yīng)穿透含水層直達(dá)隔水層。

（2）防止工業(yè)“三廢”對(duì)地下水污染要切實(shí)貫徹執(zhí)行“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的方針，采用先進(jìn)技術(shù)、改進(jìn)生產(chǎn)工藝、采取閉路循環(huán)、把工業(yè)“三廢”的污染消化在生產(chǎn)過(guò)程中。防止地下水污染的繼續(xù)擴(kuò)大。工業(yè)“三廢”達(dá)標(biāo)排放、合理布局，強(qiáng)化水資源的保護(hù)和管理，嚴(yán)禁滲坑滲井排放，所有排污溝、渠應(yīng)全部硬化和密封，嚴(yán)禁下滲污染。特別應(yīng)注重對(duì)化工、造紙、制革、制藥等用水量較大企業(yè)的排污治理，實(shí)行達(dá)標(biāo)排放。對(duì)缺乏有效治理措施的，視其情況予以關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)、遷。尤其是在新建和改建城市中，應(yīng)按“先地下、后地上，先基礎(chǔ)、后主體”的原則；通過(guò)規(guī)劃布局調(diào)整結(jié)構(gòu)來(lái)控制污染，和對(duì)控制新污染源的產(chǎn)生有重要的作用。

（3）對(duì)污染的地下水進(jìn)行水處理，采用物理、化學(xué)和生物方法進(jìn)行處理。建立“閉路循環(huán)”式的生產(chǎn)和消費(fèi)系統(tǒng)，可以大大減少工廠和城市送進(jìn)垃圾填埋場(chǎng)、下水道和垃圾站的廢物，從而保護(hù)地下蓄水層免受滲漏的污染物的危害。一家企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水和固體廢棄物，也許正是另一家企業(yè)生產(chǎn)所需要的原料，這樣既可以“變廢為寶”，又大大減少污染物質(zhì)的排放。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，廢物的分類、收集、回收、再利用已形成一個(gè)專門行業(yè)。而我國(guó)在這方面雖然也做了一些工作，但在廢物的交換種類、規(guī)模及市場(chǎng)容量等方面還有待于迸一步完善。綜上所述，地下水污染是一個(gè)全球性的問(wèn)題，污染防治需要全世界每個(gè)人的關(guān)心和參與。雖然一些地下蓄水層的破壞已無(wú)法挽回，但大部分地區(qū)的蓄水層目前相對(duì)純潔。為了挽救地下水質(zhì)，從根本上來(lái)說(shuō)要對(duì)全球經(jīng)濟(jì)進(jìn)行根本的結(jié)構(gòu)調(diào)整，鼓勵(lì)利用再生資源，城市小型化，人類活動(dòng)環(huán)?；瑴p輕地球的負(fù)擔(dān)。如果人人都行動(dòng)起來(lái)，則最終人類不會(huì)因干渴而焦慮了。

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第四篇：地下水污染與防治-研究生論文

PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

摘要：地下水是人類寶貴的淡水資源，然而隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展和人類活動(dòng)的急劇增加，污染程度也不斷加重，這將對(duì)人類健康和社會(huì)發(fā)展造成極大危害，因此必須要研究出行之有效的治理方法，以達(dá)到最佳的地下水污染修復(fù)。該文在大量搜集國(guó)內(nèi)外地下水重金屬污染狀況與修復(fù)技術(shù)研究資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)了重金屬污染的分類與危害，針對(duì)性的對(duì)可滲透反應(yīng)墻(PRB)技術(shù)的概念、原理、活性材料的選取、結(jié)構(gòu)類型、常見(jiàn)類型總結(jié)，并以湖南省鎘污染場(chǎng)地為例進(jìn)行了修復(fù)效果的研究，得出結(jié)論選用石灰石（80-100目）與礫石（10-20目）作為PRB 的介質(zhì)材料，最優(yōu)配比為0.45時(shí)，能最經(jīng)濟(jì)有效去除地下水污染中的Zn、Cd，最后提出了目前PRB 技術(shù)存在的問(wèn)題及前景展望。

關(guān)鍵詞：PRB；重金屬污染；地下水；污染修復(fù)

目錄

1緒論.............................................................................................................1

1.1重金屬污染的分類與危害..............................................................1 1.2重金屬污染地下水修復(fù)技術(shù)..........................................................4 2 PRB技術(shù)....................................................................................................9

2.1概念..................................................................................................9 2.2 PRB技術(shù)的原理.............................................................................9 2.3 PRB的結(jié)構(gòu)類型...........................................................................10 2.4 PRB設(shè)計(jì)的主要參數(shù)選擇...........................................................11 2.5幾種常見(jiàn)的PRB類型..................................................................12 3 PRB對(duì)湖南省鎘污染場(chǎng)地的修復(fù)分析..................................................14

3.1湖南省硫酸鋅行業(yè)分布................................................................14 3.2 PRB結(jié)構(gòu)的選擇...........................................................................15 3.3 PRB介質(zhì)的選擇...........................................................................16 3.4試驗(yàn)結(jié)果分析................................................................................16 4結(jié)語(yǔ)...........................................................................................................17 參考文獻(xiàn)......................................................................................................19

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

1緒論

重金屬污染土壤和地下水成因復(fù)雜，土壤結(jié)構(gòu)混雜和地下水污染相對(duì)隱蔽，人們對(duì)其嚴(yán)重性及治理難度遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到應(yīng)有的關(guān)注。土壤和地下水一旦遭受到重金屬的污染，對(duì)人民的生產(chǎn)生活都是災(zāi)難。地下水雖說(shuō)屬于可再生資源，但是其更新和自凈非常緩慢，一旦遭受到重金屬的污染，往往相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間難以修復(fù)。土壤遭受到重金屬污染時(shí)，不僅會(huì)污染地下水，而且會(huì)造成地上植物和土壤中生物的污染，這些重金屬污染物會(huì)通過(guò)食物鏈的富集作用威脅人類的健康。近年來(lái)，重金屬污染土壤和地下水的治理引起很多國(guó)家高度重視，已經(jīng)成為環(huán)保領(lǐng)域急需解決的任務(wù)。

1.1重金屬污染的分類與危害

在化學(xué)領(lǐng)域中，重金屬通常指的是密度大于 5．0g·cm-3的一類金屬元素[1]。在環(huán)境污染方面所指的重金屬主要是指鉛(Pb)、汞（Hg）、鎘(Cd)、鉻(Cr)和類金屬砷(As)等生物毒性較為顯著的元素，同時(shí)還包括具有毒性的重金屬鋅(Zn)、銅(Cu)、鎳(Ni)等污染物。眾所周知，砷和硒都是非金屬，但是它們的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似，所以環(huán)境方面通常將砷和硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)。隨著全球經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，各行業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中產(chǎn)生含有大量的重金屬污染物，而這些含有大量重金屬的污染物會(huì)以各種化學(xué)形態(tài)通過(guò)多種途徑擴(kuò)散遷移到深層土壤或地下水，從而造成土壤和地下水環(huán)境中的重金屬污染。目前污染土壤和地下水的重金屬種類較多，現(xiàn)介紹一些毒性較強(qiáng)且對(duì)人類生活和健康構(gòu)成很大威脅的重金屬。

（1）鉛污染，鉛是可以在人體和動(dòng)物組織中積蓄的重金屬，它的毒性較強(qiáng)。如果鉛在人體中蓄積達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)對(duì)人體造成貧血、腎損傷和神經(jīng)機(jī)能失調(diào)等癥狀，其中兒童、老人和免疫低下人群是最易受害的人群。目前，冶煉、五金、機(jī)械、油漆、涂料、蓄電池、電鍍、化妝品、燃煤、餐具、膨化食品、染發(fā)劑、自來(lái)水管等是環(huán)境中鉛的主要來(lái)源[2,3]。這些排放到環(huán)境中的鉛會(huì)通過(guò)人體消化道、呼吸道和皮膚等途徑進(jìn)入人體內(nèi)，從而造成人體多種器官的損傷。有關(guān)資料表明，鉛對(duì)水生生物的安全濃度為 0.16mg/L，當(dāng)用含鉛 0.1～4.4mg/L的水來(lái)灌溉水稻和小麥等農(nóng)作物時(shí)，會(huì)使農(nóng)作物中鉛含量明顯升高，通過(guò)食物鏈的富集作用，這些富集在農(nóng)作物中的鉛會(huì)遷移并富集到人體中，對(duì)人類的健康造成很 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

大危害。人體內(nèi)正常的鉛含量應(yīng)該在 0.1 毫克/升，如果體內(nèi)鉛含量超標(biāo)，將會(huì)損傷大腦中樞及周圍神經(jīng)系統(tǒng)，引起兒童多動(dòng)、注意力不集中、學(xué)習(xí)困難、任性沖動(dòng)、脾氣急躁；破壞造血系統(tǒng)，阻礙血紅素的合成,導(dǎo)致貧血；影響消化系統(tǒng)功能，導(dǎo)致孩子厭食、異食癖、味覺(jué)喪失或錯(cuò)亂等；抑制生長(zhǎng)激素的合成與釋放，使孩子發(fā)育遲緩；抑制免疫系統(tǒng)功能，使孩子體質(zhì)差，感染機(jī)率增加；影響身體對(duì)其他金屬元素的吸收、代謝，導(dǎo)致進(jìn)補(bǔ)鐵、鋅、鈣等無(wú)效或吸收少；對(duì)生殖器官，尤其是對(duì)腎臟損害極大，引起腎功能障礙[3-6]。

（2）汞污染，汞在常溫下為銀白色的液體，通常稱之為水銀，其熔點(diǎn)為 38.87℃，它是室溫下唯一的液態(tài)金屬，具有流動(dòng)性[7]。汞在自然界中以很多種形式存在如金屬汞、無(wú)機(jī)汞和有機(jī)汞化合物。汞極易蒸發(fā)，汞和汞蒸氣及其化合物都有很強(qiáng)的毒性，并且可以在人體內(nèi)蓄積。汞主要來(lái)源于貴重金屬冶煉、化妝品、照明用燈、齒科材料儀表廠、食鹽電解、燃煤、水生生物等[8,9,10]。環(huán)境中的汞會(huì)通過(guò)各種途徑進(jìn)入到人體血液中，當(dāng)金屬汞通過(guò)血液進(jìn)入腦組織后，會(huì)在腦組織中蓄積，當(dāng)汞的含量達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)對(duì)腦組織及周圍神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，進(jìn)入到血液中的游離態(tài)汞離子會(huì)通過(guò)血液循環(huán)作用轉(zhuǎn)移到人體的腎臟等器官，從而對(duì)人體內(nèi)臟器官造成損害。水體中的無(wú)機(jī)態(tài)汞離子在水體環(huán)境作用下發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘愿蟮挠袡C(jī)態(tài)汞，這些有機(jī)汞通過(guò)會(huì)食物鏈進(jìn)入人體，從而引發(fā)人體中毒[11-16]；容易受汞危害的人群主要有女性，孕婦、嗜好海鮮人士；因?yàn)樘烊凰泻繕O少，一般都不會(huì)超過(guò) 0.1μg/L。正常人血液中汞的含量均小于 5-10μg/L，尿液中汞的濃度小于 20μg/L。如果人體發(fā)生急性汞中毒，將會(huì)誘發(fā)肝炎和血尿的病癥。

（3）鉻污染，鉻是人體內(nèi)微量元素之一，其主要來(lái)源于劣質(zhì)化妝品原料、皮革制劑、金屬部件鍍鉻部分，工業(yè)顏料以及鞣革、橡膠和陶瓷原料等。鉻在水中通常以六價(jià)和三價(jià)存在，其中六價(jià)鉻的毒性相對(duì)較高[17,18]，因此作為環(huán)境污染物通常所指的是六價(jià)鉻，當(dāng)人體大量攝入六價(jià)鉻引起人體急性中毒，長(zhǎng)期少量攝入也可能會(huì)引起人體慢性中毒；例如誤食飲用含鉻食物，會(huì)致腹部不適及腹瀉等中毒癥狀，鉻化合物對(duì)皮膚有刺激和致敏作用，皮膚會(huì)出現(xiàn)濕疹和過(guò)敏性皮炎等癥狀，含鉻的煙霧和粉塵會(huì)對(duì)人體呼吸系統(tǒng)造成損害，可引起咽炎、支氣管炎等。受鉻污染嚴(yán)重地區(qū)的居民，由于經(jīng)常接觸或過(guò)量飲用受鉻污染水，造成該地區(qū)居 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

民容易得鼻炎、結(jié)核病、腹瀉、支氣管炎、皮炎等[19,20]。

（4）鎘污染，鎘是人體非必要元素，在自然界中通常以化合物狀態(tài)存在。鎘的毒性很大，鎘可以再生物體內(nèi)富集，通過(guò)食物鏈作用進(jìn)入人體并蓄積在腎臟，造成人體慢性中毒；環(huán)境中的鎘主要來(lái)源于冶煉、燃料、電池、電鍍、采礦和化學(xué)工業(yè)等三廢排放[21-25]；廢舊電池中鎘的含量也比較高、受污染的水果和蔬菜中會(huì)富集大量的鎘，尤其是蘑菇和一些谷物對(duì)鎘有一定的富集作用。當(dāng)人體內(nèi)鎘含量超標(biāo)時(shí)，會(huì)引起人體中毒，如使骨骼嚴(yán)重軟化，骨頭寸斷，另外鎘也會(huì)引起胃臟功能失調(diào)，影響人體和生物體內(nèi)鋅的酶系統(tǒng)，導(dǎo)致人體血壓升高。礦業(yè)工作者、免疫力低下者最易受鎘危害。水體中鎘含量為 0.1mg/L 時(shí)，會(huì)輕度抑制地面水的自凈作用[26,27]，在用含鎘 0.04Mg/L 的水進(jìn)行灌溉時(shí)，土壤和農(nóng)作物會(huì)受到明顯污染，農(nóng)灌水中含鎘 0.007mg/L 時(shí)，即可造成污染[28-32]。正常人血液中的鎘濃度應(yīng)小于 5 微克/升，尿液中鎘的濃度應(yīng)小于 1 微克/升。當(dāng)人體血壓和尿液中含量超過(guò)此范圍時(shí)，會(huì)通過(guò)血液循環(huán)等作用危害人體健康，如引起骨質(zhì)疏松，軟化變形等癥狀，在日本曾發(fā)生的痛痛病就是慢性鎘中毒最典型的例子。

（5）砷污染，砷是人體的非必需元素，環(huán)境中的砷主要來(lái)源于采礦、冶金、化化學(xué)制藥、玻璃工業(yè)中的脫色劑、各種殺蟲劑、殺鼠劑、砷酸鹽藥物、化肥、硬質(zhì)合金、皮革、農(nóng)藥等[33,34,35]；元素砷的毒性極低，但是由砷元素組成的化合物均有劇毒，其中三價(jià)砷化合物在所有砷化合物中毒性是最強(qiáng)的。受砷危害的人群有農(nóng)民、家庭主婦、特殊職業(yè)工人群體。砷通過(guò)呼吸道、消化道和皮膚接觸進(jìn)入人體，如攝入量超過(guò)排泄量，砷就會(huì)在人體的肝、腎、肺、子宮、胎盤、骨骼、肌肉等部位蓄積，與細(xì)胞中的酶系統(tǒng)結(jié)合，使酶的生物作用受到抑制失去活性，特別是在毛發(fā)、指甲中蓄積，從而引起慢性砷中毒，潛伏期可達(dá)幾年甚至幾十年，慢性中毒有消化系統(tǒng)癥狀、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和皮膚病變等[36-39]。砷還有致癌作用，能引起皮膚癌，在一般情況下，土壤、水、空氣、植物和人體都含有微量的砷，對(duì)人體不會(huì)構(gòu)成危害。地面水中含砷量因水源和地理?xiàng)l件不同而有很大差異，淡水為 0.2～230μm/L，平均為 0.5μm/L，海水為 3.7μm/L[40]。如果 24 小時(shí)內(nèi)尿液中的砷含量大于 100 微克/升就使中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生紊亂，并有致癌的可能。而且如果孕婦體內(nèi)砷超標(biāo)還會(huì)誘發(fā)畸胎。作用而進(jìn)入人體，當(dāng)銅在人體內(nèi)含量達(dá)到到一定程度后就會(huì)對(duì)人類的健康產(chǎn)生很大危害。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

（6）銅污染，受污染環(huán)境中銅主要來(lái)自于選礦、礦山開采、金屬加工、冶煉、有機(jī)合成、機(jī)器制造和其他工業(yè)的廢水等行業(yè)的排放[41,42,43]，金屬加工、電鍍工廠在這些行業(yè)中向環(huán)境排放的銅含量是最高的，排放的每升廢水中銅的含量可達(dá)幾十毫克甚至幾百毫克。由于這些行業(yè)對(duì)廢水處理的不當(dāng)，因此造成環(huán)境中水體和土壤的污染，從而影響人類健康。有關(guān)研究表明當(dāng)水體中銅的含量達(dá)到 0.01 毫克/升時(shí)，這將會(huì)對(duì)對(duì)水體自我修復(fù)能力有明顯的抑制作用；當(dāng)含量超過(guò) 3.0 毫克/升時(shí),受污染水體會(huì)產(chǎn)生難聞氣味;污染空氣環(huán)境，含量超過(guò)15 毫克/升時(shí)候，受污染的水就無(wú)法被人類使用[44,45]。這些含銅廢水若處理不當(dāng)會(huì)污染土壤環(huán)境，尤其是對(duì)農(nóng)業(yè)用地的危害非常之大，農(nóng)業(yè)灌溉水中銅對(duì)水稻危害的臨界濃度為 0.6 毫克/升，當(dāng)超過(guò)這些濃度時(shí)，會(huì)造成造成水稻生長(zhǎng)狀況不佳，并通過(guò)食物鏈的作用威脅人類健康。另外，銅對(duì)水生生物的毒性也很大[46]，其中銅對(duì)魚類危害臨界濃度為 0.002 毫克/升,但一般認(rèn)為水體中含銅量達(dá)到 0.01 毫克/升時(shí)對(duì)魚類的生命活動(dòng)影響不大[47]。在一些小河中，曾發(fā)生銅污染引起水生生物的急性中毒事件；在沿海地區(qū)，曾發(fā)生銅污染水體事件，水體中的銅對(duì)水中生物產(chǎn)生很大影響并導(dǎo)致海水中牡蠣肉變綠。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)對(duì)土壤和地下水環(huán)境造成銅污染，例如農(nóng)田灌溉、化學(xué)試劑的使用等等通過(guò)各種途徑進(jìn)入到土壤和水體環(huán)境中。銅在植物體中各部分的累積情況也大不相同[48-52]，大多數(shù)植物中銅分布的情況是根>莖和葉>果實(shí)，只有少數(shù)植物體內(nèi)銅的分布與之相反，例如叢樺葉果實(shí)部分銅元素的含量在所有部分中是最高的。除此之外，水生生物銅也有很好的富集作用，環(huán)境中的銅會(huì)通過(guò)食物鏈的富集作用而進(jìn)入人體，當(dāng)銅在人體內(nèi)含量達(dá)到到一定程度后就會(huì)對(duì)人類的健康產(chǎn)生很大危害。

1.2重金屬污染地下水修復(fù)技術(shù)

全球化經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快給人類的生活帶來(lái)了翻天覆地的變化，然而人類生活得到改善的同時(shí)卻讓我們生存的環(huán)境付出了很大的代價(jià)。各行業(yè)在生產(chǎn)、運(yùn)輸及三廢排放等過(guò)程中向環(huán)境排放了大量的重金屬，由于這些重金屬在環(huán)境中難以修復(fù)，對(duì)土壤和地下水造成了嚴(yán)重的污染[53]，重金屬污染地下水修復(fù)技術(shù)的研究已經(jīng)成為環(huán)保領(lǐng)域十分迫切的任務(wù)。

目前已有很多國(guó)家采取了相應(yīng)的重金屬地下水的防護(hù)措施,并且投入大量資金和精力開展了有關(guān)重金屬污染地下水修復(fù)研究。當(dāng)前的重金屬污染地下水修復(fù) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

技術(shù)主要可分為異位修復(fù)技術(shù)和原位修復(fù)技術(shù)兩類。其中異位修復(fù)技術(shù)主要是抽出處理法[54]，原位修復(fù)技術(shù)則包括地下帷幕阻隔與水力控制技術(shù)、滲透反應(yīng)墻和電動(dòng)處理技術(shù)。

1.2.1 異位修復(fù)技術(shù)

在重金屬污染地下水治理過(guò)程中，應(yīng)用最多的是異位修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)主要原理是將受重金屬污染的地下水抽出至地表，然后通過(guò)各種方法再進(jìn)行處理。該處理技術(shù)在對(duì)重金屬污染地下水修復(fù)在短期內(nèi)具有很高的處理效果，但是在長(zhǎng)期的工程應(yīng)用上，可能會(huì)出現(xiàn)拖尾反彈等現(xiàn)象，從而使得處理效率降低，增加處理成本。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外普遍采用一種異位處理技術(shù)即泵—處理技術(shù)[55]來(lái)修復(fù)重金屬污染地下水，該技術(shù)在很多國(guó)家都有廣泛的應(yīng)用，且成熟度較高。該技術(shù)的主要方法是在重金屬污染地下水流經(jīng)方向開設(shè)多個(gè)抽水井，從抽水井中抽取被重金屬污染的地下水，然后將抽出來(lái)的地下水運(yùn)送到附近污水處理廠或者其他地上處理設(shè)施進(jìn)行處理，從而達(dá)到凈化地下水的目的。在治理的過(guò)程中為了不對(duì)地下水的補(bǔ)給和地下水抽出后可能造成地面沉降等問(wèn)題的影響，通常會(huì)另打幾口注水井，把處理過(guò)的地下水回灌到地下當(dāng)中。井群系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是該項(xiàng)技術(shù)能夠很好應(yīng)用的關(guān)鍵，對(duì)于井口位置的設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足流經(jīng)井群的地下水包含整個(gè)受污染的地下水，以便把受污染的地下水全部抽出來(lái)進(jìn)行異位處理。地下水修復(fù)技術(shù)最早使用的方法就是抽出處理技術(shù)，根據(jù)美國(guó)環(huán)保局的統(tǒng)計(jì)[56]，在 1982－2002 的 20 年間，在工程應(yīng)用上該項(xiàng)技術(shù)的使用比例高達(dá) 68%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它修復(fù)技術(shù)。抽出處理技術(shù)對(duì)于突發(fā)性或高強(qiáng)度的地下水污染具有快速處理和效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是處理過(guò)程較為繁瑣且抽取和處理所需費(fèi)用高,并且需要對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和維護(hù),同時(shí)該技術(shù)對(duì)重非水溶相液體(DNAPL s)的去除效果甚微[57]。

1.2.2 原位修復(fù)技術(shù)

由于異位修復(fù)技術(shù)需要長(zhǎng)期監(jiān)控和維護(hù)并且成本較高，因此對(duì)于重金屬污染地下水原位修復(fù)技術(shù)得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，原位修復(fù)技術(shù)是指人為控制在不影響地下水水力條件的的情況下，在原位將受重金屬污染地下水修復(fù)的一種技術(shù)。該技術(shù)主要可分為滲透反應(yīng)墻技術(shù)、地下帷幕阻隔技術(shù)及電動(dòng)處理技術(shù)。

（1）滲透反應(yīng)墻技術(shù)滲透反應(yīng)墻(PRB)技術(shù)修復(fù)地下水的主要原理是在垂直于重金屬污染的地下水流經(jīng)方向設(shè)置由活性反應(yīng)介質(zhì)組成的可滲透反應(yīng)墻，在 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

重金屬污染物隨著水體流動(dòng)經(jīng)過(guò)反應(yīng)墻時(shí)可與活性反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生吸附、沉淀、降解等作用，從而將重金屬污染物從地下水中去除，凈化地下水體環(huán)境。PRB活性材料可根據(jù)污染物的種類進(jìn)行選擇，活性材料的選擇是處理重金屬污染地下水的關(guān)鍵，選擇的依據(jù)主要是活性材料具有持久性強(qiáng)，抗腐蝕性好、粒徑均勻并且無(wú)二次污染等特點(diǎn)。該技術(shù)對(duì)重金屬污染地下水主要有物理、化學(xué)、生物三種修復(fù)機(jī)理?？蓾B透反應(yīng)墻技術(shù)最早是在 1982 年由美國(guó)環(huán)保局提出的,在20 世紀(jì) 90 年代初期得到了深入研究。滲透反應(yīng)墻的安裝同樣相當(dāng)重要，通常將其安裝在地下蓄水層并垂直于地下水流方向。在水力梯度作用下，當(dāng)重金屬污染的地下水流經(jīng)滲透反應(yīng)墻時(shí),地下水中的重金屬污染物會(huì)與滲透反應(yīng)墻活性材料發(fā)生反應(yīng)，從而將其從地下水中去除[58-60]。滲透反應(yīng)墻技術(shù)不同于異位修復(fù)技術(shù)，它不需要將污染的地下水抽出地面進(jìn)行處理，這個(gè)過(guò)程同樣可以省去地面處理系統(tǒng)，從而降低了處理成本,通常所選的活性介質(zhì)都是些價(jià)格低廉或者一些行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的廢棄物，這使得該技術(shù)在材料成本上又優(yōu)于抽出處理技術(shù)。反應(yīng)墻的活性材料一般消耗的很慢,有的幾年甚至十幾年對(duì)重金屬污染地下水還有很強(qiáng)的處理能力，重金屬污染物在隨著地下水流經(jīng)反應(yīng)墻時(shí)，經(jīng)過(guò)反應(yīng)墻活性材料的吸附、降解等作用而被去除，不需要人為為其提供動(dòng)力條件。滲透反應(yīng)墻安裝完成后，一般情況下幾乎不需要其他運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。與傳統(tǒng)的異位修復(fù)技術(shù)相比, 該技術(shù)在操作費(fèi)用至少可以節(jié)省 30 %以上[61]。滲透反應(yīng)墻技術(shù)對(duì)地下水生態(tài)環(huán)境的影響較小,是一項(xiàng)最具發(fā)展?jié)摿Φ闹亟饘傥廴镜叵滤迯?fù)方法。可滲透反應(yīng)墻通?？煞譃檫B續(xù)墻型和煙囪—門型兩種。連續(xù)墻指的是在蓄水層安裝連續(xù)的可滲透反應(yīng)墻，確保遭受重金屬污染所有區(qū)域內(nèi)的地下水都能得到滲透反應(yīng)墻的處理。這種反應(yīng)墻的使用并不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)樵撎幚矸椒ㄊ歉鶕?jù)土壤蓄水層厚度來(lái)確定安裝的連續(xù)墻所需面積，蓄水層厚度越大，或者說(shuō)地下水污染區(qū)域越大,則安裝的反應(yīng)墻的面積就越大，因此該處理技術(shù)的造價(jià)就會(huì)越高。然而煙囪-門型滲透反應(yīng)墻相對(duì)于連續(xù)墻來(lái)說(shuō)在造價(jià)費(fèi)用上要低很多，該方法是在地下水流動(dòng)區(qū)域內(nèi)填充造價(jià)較低的阻隔墻,將受重金屬污染的地下水匯集在一起，然后設(shè)置活性滲透墻，將這些匯集起來(lái)的地下水流經(jīng)活性滲透墻，從而達(dá)到集中處理的目的，該方法不僅造價(jià)成本較低，而且不會(huì)降低滲透反應(yīng)墻的處理效果。該方法中使用的活性滲透墻與障隔墻的組合被稱為煙囪-門型滲透反應(yīng)墻。該方法具有反應(yīng)區(qū)域較小, 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

造價(jià)成本低，易于清除和更換等優(yōu)點(diǎn)，因此更適合于原位處理重金屬污染的地下水。該方法使用的滲透墻通?？煞譃閮煞N，即單通道系統(tǒng)和多通道系統(tǒng)。而多通道又可分為串聯(lián)多通道系統(tǒng)和并聯(lián)多通道系統(tǒng)。當(dāng)?shù)叵滤形廴疚锘旌锨闆r下較為復(fù)雜時(shí)通常采用串聯(lián)多通道系統(tǒng)來(lái)處理重金屬污染地下水，當(dāng)重金屬污染地下水區(qū)域較寬時(shí),可采用并聯(lián)多通道系統(tǒng)對(duì)地下水進(jìn)行修復(fù)。另外，活性材料的選擇是可滲透反應(yīng)墻修復(fù)效果良好與否的關(guān)鍵。通常來(lái)說(shuō)，活性材料的選擇應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn)[62,63]：①抗腐蝕性好，活性保持時(shí)間長(zhǎng)，活性材料的粒度要均勻。②對(duì)重金屬污染物吸附和降解能力強(qiáng)，在地下水環(huán)境中穩(wěn)定不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。③易于施工安裝，環(huán)境相容性好，在對(duì)重金屬污染物處理后不會(huì)對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生二次污染。目前實(shí)驗(yàn)室研究中的活性材料主要有活性炭、沸石、粉煤灰、磷酸鹽、石灰石、Fe0 和一些微生物材料等。滲透反應(yīng)墻技術(shù)的應(yīng)用也比較早，在十九世紀(jì)八十年代，加拿大滑鐵盧大學(xué)成功地將該方法應(yīng)用污染地下水修復(fù)的現(xiàn)場(chǎng)演示。到目前為止，滲透反應(yīng)墻技術(shù)在歐美等國(guó)已進(jìn)行了大量研究，并且已經(jīng)開始商業(yè)應(yīng)用[60]。例如 F Di Natale等用活性炭作為作為滲透反應(yīng)墻的活性材料來(lái)修復(fù)鎘污染的地下水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在高 pH 值和含鹽量地的情況下，活性炭對(duì)地下水中鎘的吸附能力最強(qiáng)。Maria Rosaria Boni等用體積比為 1:1 的青草堆肥和硅土礫石作為 PRB 的混合活性材料，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該反應(yīng)墻對(duì)六價(jià)鉻的去除率可達(dá) 99%以上。近年來(lái)該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)也得到了很多學(xué)者的關(guān)注，目前有很多學(xué)者對(duì)該項(xiàng)技術(shù)開展研究，但絕大部分都還處于實(shí)驗(yàn)室的理論研究階段，工程上的應(yīng)用較少。杜連柱等[64]實(shí)驗(yàn)?zāi)M地下水環(huán)境，以受重金屬離子Pb、As、Cd、Cr、Fe 和總Mn污染的地下水為研究對(duì)象，利用還原鐵粉、鑄鐵粉、鑄鐵粉與顆粒活性炭的混合物為可滲透反應(yīng)墻(PRB)的主要介質(zhì)，石英砂為輔助介質(zhì)，設(shè)計(jì)了 3 種反應(yīng)器。在有效孔隙率為 60%～65%、水力停留時(shí)間為 12.0～14.4h 的條件下，考察其對(duì)污染物的去除效果。結(jié)果表明：3 種反應(yīng)器對(duì)Pb、As、Cd、Cr 均有較高的去除效果，去除率達(dá) 98%以上；總Mn的去除率分別達(dá) 98%、89%和 66%，F(xiàn)e 的去除率分別達(dá) 83%、56%和 49%?？疾炝?3 種反應(yīng)器內(nèi) pH、Eh、DO 的關(guān)系及對(duì)重金屬離子去除效果的影響，分析了污染物的去除機(jī)理。綜合考慮處理效果與成本，杜連柱等人認(rèn)為以鑄鐵粉與石英砂的混合物為 PRB 的反應(yīng)介質(zhì)，應(yīng)用 PRB 技術(shù)原位處理受上述重金屬離子污染的地下水是可行的。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

董軍等人[65-68]通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M對(duì)地下水和垃圾滲濾液等方面進(jìn)行了大量的研究。然而在國(guó)內(nèi)實(shí)地應(yīng)用研究非常少。由于資金的緊缺、人們對(duì)于污染地下水修復(fù)缺乏足夠的關(guān)注，加之對(duì)污染地下水地區(qū)的土壤類型、地質(zhì)狀況、污染組分、污染強(qiáng)度、影響深度、范圍、平均污染響應(yīng)時(shí)間和氣候水文等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都非常欠缺等因素都限制了該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展。

（2）地下帷幕阻隔技術(shù)，地下帷幕阻隔技術(shù)主要是通過(guò)在地下構(gòu)筑隔水帷幕，形成垂向和水平方向的地下水物理隔離帶，防止地下水向外滲流。具體措施為：以鋼鐵，水泥等材料，在受污染地區(qū)修建隔離墻，防止污染地區(qū)的地下水流到周圍地區(qū)，其中以水泥最為便宜，應(yīng)用也最為普遍。還可以在污染土壤上覆蓋一層合成膜，或在污染土壤下面鋪一層水泥和石塊混合層以減少地表水的下滲[69]。地下帷幕阻隔技術(shù)目前比較成熟，只有在處理小范圍的劇毒，難降解污染物時(shí)才可考慮的一種永久性封閉方法[70]，多數(shù)情況下，它只是在地下水污染治理初期，被用作一種臨時(shí)性的控制方法，但對(duì)于重大環(huán)境突發(fā)事件污染場(chǎng)地的地下水污染隔離有其明顯的特殊性，各種帷幕技術(shù)必須保證能夠在短時(shí)間內(nèi)快速有效實(shí)施、帷幕材料能夠有效防止污染物的腐蝕破壞且不對(duì)地下水產(chǎn)生不良影響。

（3）電動(dòng)處理技術(shù)，電動(dòng)力修復(fù)技術(shù)是利用地下水和污染電動(dòng)力學(xué)性質(zhì)對(duì)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)的新技術(shù),電動(dòng)修復(fù)技術(shù)具有人工耗費(fèi)少，接觸有害物質(zhì)少并經(jīng)濟(jì)效益較高等優(yōu)點(diǎn)，其原理主要是通過(guò)在污染土壤兩側(cè)施加直流電壓形成電場(chǎng)梯度使污染物質(zhì)在電場(chǎng)作用下以電遷移、電滲流和電泳的方式遷移到電極兩端從而清潔污染土壤[71-72]。到目前為止，已有美國(guó)、加拿大、德國(guó)、荷蘭、日本等國(guó)家和地區(qū)開展該技術(shù)的研究與應(yīng)用。Kim 等采用該技術(shù)修復(fù)土壤中的Pb和Cd 污染的實(shí)驗(yàn)表明，土壤中重金屬能被有效去除且修復(fù)效果受電壓和土壤的pH 值及滲透性等因素影響，Gidarakos等研究土壤中 Zn 和 Cd 污染的電動(dòng)修復(fù)效率，實(shí)驗(yàn)表明鰲合劑和 pH 值等對(duì)污染土壤的修復(fù)效果影響明顯，Genc等也應(yīng)用電動(dòng)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究河流底泥中的Mn和 Cu 及Pb和zn等污染物的去除效果，R Lageman[73]對(duì)Pb和 Cu 污染的泥炭土就地進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)研究。原土壤中的Pb和 Cu 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 300～1000mg?kg-1和 500～1 000 mg?kg-1，動(dòng)電試驗(yàn)面積為 70m×3 m，每天通電 10h，43d 后，發(fā)現(xiàn)Pb的去除率達(dá) 70%，Cu 的去除率達(dá) 80%，能耗為 65kWh?m-3。國(guó)內(nèi)也開始利用動(dòng)電技術(shù)對(duì)重金屬污染場(chǎng)地 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水 的修復(fù)研究，如王業(yè)耀和孟凡生[74]對(duì) Cr6+污染土壤的電動(dòng)修復(fù)作了實(shí)驗(yàn)室研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電動(dòng)修復(fù)可以有效去除高嶺土中存在的 Cr6+，最高去除效率可達(dá) 97.8%；用蒸餾水沖洗和乙酸中和陰極電解產(chǎn)生的 OH-1，可以提高鉻的去除效率，周東美等[75,76]在實(shí)驗(yàn)室條件下，對(duì)黃棕壤中 Cr6+的電動(dòng)修復(fù)作了較為深入的研究。在控制陰極液酸度條件下，研究施加不同電壓對(duì)鉻污染黃棕壤中鉻的電動(dòng)過(guò)程的影響。結(jié)果顯示，施加 20V 電壓處理獲得了較好的鉻去除率和較低的能耗，576h 后土壤中總鉻和 Cr6+的去除率分別達(dá)到 41.11%和77.17%。另外，添加絡(luò)合劑和控制陰極池溶液酸度也會(huì)影響 Cr6+的去除。他們還用該技術(shù)對(duì)銅污染的紅壤修復(fù)作了中試研究[77]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的研究人員開發(fā)了一些電動(dòng)修復(fù)與其它方法聯(lián)用的技術(shù)，如 EK—生物聯(lián)用技術(shù)、EK—Fenton 聯(lián)用技術(shù)、EK—PRB 聯(lián)用技術(shù)等等。其中 EK—PRB 聯(lián)用技術(shù)可以將毒性較高的重金屬及有機(jī)物質(zhì)用電動(dòng)力使其向電極端移動(dòng)，使污染物質(zhì)與滲透性反應(yīng)墻內(nèi)的填充基材反應(yīng)，從而使得污染物質(zhì)的毒性降低[77]。美國(guó)、加拿、大英國(guó)等對(duì)該技術(shù)的研究較早在室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)研究方面均取得了一定的成果[78]，國(guó)內(nèi)針對(duì) EK—PRB 聯(lián)用技術(shù)的研究還主要處于實(shí)驗(yàn)室小試規(guī)模其中大陸地區(qū)對(duì)該技術(shù)的研究比較少。

2PRB技術(shù)

2.1概念

可滲透反應(yīng)墻(Permeable Reactive Wall)技術(shù)又稱滲透反應(yīng)格柵(Permeable reactive barrier, PRB)技術(shù)，在1982 年由美國(guó)環(huán)保局提出，20 世紀(jì)90 年代初期得到深入研究[64]，是以活性填料組成的構(gòu)筑物，垂直立于地下水水流的方向，污水流經(jīng)過(guò)反應(yīng)格柵，通過(guò)物理、化學(xué)及生物反應(yīng)，使污染物得以有效去除的地下水凈化技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)、便捷、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 PRB技術(shù)的原理

PRB主要由透水的反應(yīng)介質(zhì)組成。它通常置于地下水污染羽狀體的下游，與地下水流相垂直：污染地下水在自身水力梯度作用下通過(guò)PRB時(shí)，產(chǎn)生沉淀、吸附、氧化還原和生物降解反應(yīng)。使水中污染物能夠得以去除，在PRB下游流出處理后的凈化水[79-81]?？蓾B透反應(yīng)墻示意圖如圖1所示。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

圖1 可滲透反應(yīng)墻示意圖

2.3 PRB的結(jié)構(gòu)類型

PRB按結(jié)構(gòu)類型可分為兩種類型[82]：連續(xù)墻式和隔水漏斗-導(dǎo)水門式，如圖所示：

圖2 PRB結(jié)構(gòu)類型[82]

連續(xù)墻式PRB，即當(dāng)?shù)叵滤廴镜挠馉铙w較小時(shí)，在流動(dòng)下游區(qū)域內(nèi)安裝連續(xù)的活性滲透墻，墻體垂直污染遷移途徑，注意墻體的厚度和深度以確保能讓整個(gè)污染羽狀體通過(guò)。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)天然地下水流動(dòng)情況干擾小，但如果污染區(qū)域較大，設(shè)計(jì)連續(xù)墻的造價(jià)也隨之增大。

隔水漏斗-導(dǎo)水門式PRB，即在地下水流動(dòng)區(qū)域內(nèi)設(shè)置障礙墻，將隔水漏斗 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

嵌入其中，受污染地下水通過(guò)導(dǎo)水門匯集到較窄范圍，再設(shè)置活性滲透墻，地下水經(jīng)滲透反應(yīng)介質(zhì)處理后得到修復(fù)。此類PRB 結(jié)構(gòu)介質(zhì)裝填料少，反應(yīng)區(qū)域小，但干擾天然地下水流場(chǎng)。

連續(xù)墻式PRB結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單．用于地下水形成污染羽狀體影響范圍較小場(chǎng)地；隔水漏斗一導(dǎo)水門式反應(yīng)墻主要由不透水的介質(zhì)和導(dǎo)水門及滲透反應(yīng)介質(zhì)組成，通過(guò)引導(dǎo)或匯集地下水流進(jìn)入導(dǎo)水門．然后再由滲透反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行處理，主要用于潛水埋藏淺的大型地下水污染羽狀體[83]。

2.4 PRB設(shè)計(jì)的主要參數(shù)選擇

PRB的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮的核心問(wèn)題有：確保PRB能夠嵌插到隔水層或者弱透水層中，防止地下水通過(guò)滲透墻底部穿過(guò)；確保足夠的水力停留時(shí)間．防止水體處理達(dá)標(biāo)；確保良好的透水性，防止堵塞一因此，PRB參數(shù)選擇主要包括結(jié)構(gòu)的選型、水力停留時(shí)間和反應(yīng)墻的滲透系數(shù)等[84]。

2.4.1 PRB結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇

PRB的寬度主要由污染物羽流的尺寸決定，考慮到地下水流向的不穩(wěn)定和污染羽尺寸進(jìn)一步擴(kuò)大的可能，PRB的實(shí)際寬度一般是污染物羽流寬度的1.2-1.5倍。PRB的高度主要由不透水層或弱透水層的埋深和厚度決定，根據(jù)國(guó)外的PRB 工程經(jīng)驗(yàn)可知[85]．PRB的底端嵌入不透水層或弱透水層至少0.6 m．防止污染物羽流繞過(guò)反應(yīng)墻流向下游，PRB的頂端需高于地下水最高水位，防止地下水溢出或地下水位的季節(jié)性波動(dòng)。反應(yīng)墻的厚度（B）主要南地下水的水流速度（v）和水力停留時(shí)間（t）來(lái)確定。

B=vt

式中：v為地下水流速，m／s；

t為修復(fù)污染物所需的反應(yīng)時(shí)間

地下水流速(v)一般指地下水的平均流速，主要由反應(yīng)介質(zhì)的孔隙率和含水層的滲透系數(shù)決定．在長(zhǎng)期運(yùn)行中，反應(yīng)介質(zhì)的孔隙率有逐漸減小的趨勢(shì)．因此，在設(shè)計(jì)中一般采用最大流速。

2.4.2水力停留時(shí)間的選擇

污染物羽流在反應(yīng)墻的停留時(shí)間（t）主要由污染物的半存留期和污染羽流 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

經(jīng)反應(yīng)器初始濃度決定：現(xiàn)場(chǎng)的地下水污染物濃度分布不均勻，基于工程安全性考慮，設(shè)計(jì)按照污染物的場(chǎng)地內(nèi)最大的濃度值計(jì)算。計(jì)算可采用：

t=nt0.5u1u2R[86]

式中：n為半存留期的次數(shù)；t0.5為半存留期，t0.5=ln2/k，(k為一次反應(yīng)速率)；u1為溫度校正因子，可取2.0-2.5。正常溫度為20-25℃；u2為密度校正因子，可取1.5-2.0；R為安全系數(shù)，可取2.0-3.0。

2.4.3滲透系數(shù)的選擇

滲透系數(shù)又稱水力傳導(dǎo)系數(shù)(hydraulic conductivity)，是表示流體通過(guò)孔隙骨架的難易程度一表達(dá)式為：

K=kρg／η

式中：K為滲透系數(shù)；k為孔隙介質(zhì)的滲透率，它只與固體骨架的性質(zhì)有關(guān)；η為動(dòng)力粘滯性系數(shù)；ρ為流體密度；g為重力加速度。

滲透系數(shù)是反應(yīng)墻正常運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)之一，在PRB的設(shè)計(jì)中。必須要優(yōu)化配置，滿足良好的修復(fù)效果同時(shí)，必須選擇合理滲透系數(shù)的填充介質(zhì)：對(duì)填充介質(zhì)的選擇必須大于甚至遠(yuǎn)大于含水層的滲透系數(shù)：如果反應(yīng)介質(zhì)的滲透系數(shù)小于含水層滲透系數(shù)，反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)富集沉淀在反應(yīng)墻的表面，造成反應(yīng)墻的堵塞，使地下水的滯留現(xiàn)象，造成PRB的效果不好甚至不能使廂、根據(jù)US EPA研究數(shù)據(jù)[85]顯示反應(yīng)墻的滲透系數(shù)必須大于含水層滲透系數(shù)的2倍以上才能發(fā)揮較好效果．因此，反應(yīng)墻通常設(shè)計(jì)選擇滲透率大的濾層(砂層)、篩網(wǎng)和高滲透率反應(yīng)材料組成。

2.5幾種常見(jiàn)的PRB類型

2.5.1Fe0—PRB和雙金屬反應(yīng)墻

資料顯示[87-89]，零價(jià)鐵是一種常見(jiàn)的用作于土壤修復(fù)中的反應(yīng)物，主要是因?yàn)橥寥乐械奈廴疚飼?huì)和化學(xué)性質(zhì)活波的顆粒鐵起作用二零價(jià)鐵對(duì)揮發(fā)性有機(jī)氯化物的降解主要涉及的三個(gè)過(guò)程為：①Fe0的電子轉(zhuǎn)移到堿金屬氯化物。②Fe0在水中氧化為Fe2+，F(xiàn)e2+在水中進(jìn)一步氧化為Fe3+。③零價(jià)鐵在氧化過(guò)程中產(chǎn)生的氫離子與氯化物發(fā)生反應(yīng)：除鐵作為反應(yīng)墻外，很多研究員對(duì)銅、銀、鋅、錳的研究也有較好的效果。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

近年的科學(xué)研究，提出了雙金屬和多金屬系統(tǒng)。是指在Fe0顆粒上鍍上第2種或第3種金屬：MuftikianR等，研究認(rèn)為Fe0表面的Pd加速了目標(biāo)污染物的脫氯，反應(yīng)速率可以比Fe0系統(tǒng)大10倍。ChioJH等運(yùn)用反應(yīng)介質(zhì)為Pd/Fe二元金屬和接種了厭氧菌的砂礫的連續(xù)式PRB還原脫氯和生物降解2.4.6-三氯苯酚（2.4.6-TCP），體系反應(yīng)時(shí)間為30.2-21.2h時(shí)，可將質(zhì)量濃度為100mg/L的2.4.6-TCP全部還原成苯酚，而PRB生物部分在反應(yīng)時(shí)間為7-8d時(shí)可將100μmol/L的苯酚完全去除。因此，在生物處理前預(yù)先進(jìn)行還原脫氯會(huì)提高整個(gè)PRB系統(tǒng)的處理效果。Prusse等應(yīng)用Pd-Cu/Al2O3、Pd-Sn/Al2O3和Pd-In/Al2O3三種不同催化劑催化還原硝酸鹽，研究表明Pd-Sn/Al2O3和Pd-In/Al2O3，催化劑較Pd-Cu/Al2O3，催化劑的選擇性有所提高，在雙金屬催化劑中，NO2-只能吸附于Pd的催化點(diǎn)位，單金屬Pd表現(xiàn)出對(duì)NO3-的還原沒(méi)有催化活性。

2.5.2生物反應(yīng)墻（BiologicaI reaction barrier）

生物反應(yīng)墻是指在污染的地下水流向相垂直的方向用泥土建成長(zhǎng)條形修復(fù)帶，通過(guò)向土中注入反應(yīng)劑的方法促使或加速污染物的降解．生物反應(yīng)墻主要應(yīng)用于有機(jī)物降解，分為好氧型和厭氧型。好氧型需要良好的氧化條件，主要應(yīng)用于苯類、輕質(zhì)油類和氯乙烯的降解；厭氧型生物墻具有強(qiáng)還原條件下對(duì)鹵化物的脫鹵過(guò)程。

馬會(huì)強(qiáng)等[90]以功能微生物泥炭和粗砂為填充介質(zhì)設(shè)計(jì)新型生物反應(yīng)墻，對(duì)苯系物、萘系物及菲去除率可達(dá)到83.6％-99.85％；孫本山等[91]，可吸附生物反應(yīng)墻修復(fù)地下水中BTEX的研究表明，加硝酸鹽的生物反應(yīng)墻和對(duì)照組對(duì)BTEX的總?cè)コ士蛇_(dá)到86％-97％。有研究表明睜[92,93]，在生物修復(fù)方面，生物反應(yīng)墻在土壤修和地下水復(fù)方面更具高效、節(jié)能和環(huán)保，但原位生物修復(fù)的設(shè)計(jì)會(huì)受到眾多因素的干擾。例如，污染物濃度，水層滲透系數(shù)、地下水水質(zhì)和土壤特性等二因此，進(jìn)行生物反應(yīng)墻必須建立等夠反應(yīng)污染物情況的模型，確保全面的描述污染源、羽流和地下土壤特性的情況，精確注入的反應(yīng)劑的量和濃度，減少能源消耗總量和增加叮再生能源的使用。

2.5.3水漏斗-導(dǎo)水門反應(yīng)系統(tǒng)(funnel-and-gate system)隔水漏斗一導(dǎo)水門反應(yīng)系統(tǒng)采用不透水的斗形裝置將被污染的地下水帶人反應(yīng)區(qū)中，在反應(yīng)區(qū)將污染物從地下水中去除。由于導(dǎo)水漏斗具有導(dǎo)流后叮以選 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

擇特定的方式處理污水中污染物，因此該系統(tǒng)可以融入鐵反應(yīng)墻、生物、化學(xué)和混合式處理方法，該方法在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家有較多的使用。

2.5.4其它新型反應(yīng)墻

土壤修復(fù)作為龐大的系統(tǒng)性工程，選擇分塊的解決各個(gè)問(wèn)題，必須找到快速、高效、穩(wěn)定的治理土壤的方法。目前，國(guó)外正在研究的反應(yīng)墻較多，由于存在實(shí)際的應(yīng)用難度，多作為理論研究。2.5.4.1納米鐵微粒反應(yīng)墻

采用納米級(jí)的鐵微粒作為反應(yīng)物，該微粒比表面積大，和乳化液、水混合后能夠直接注入土壤中：親油性的揮發(fā)性有機(jī)氯化物與化學(xué)性質(zhì)活波的鐵微粒的反應(yīng)在乳化液的作用下進(jìn)行，因而能夠在較短時(shí)間完成反應(yīng)。2.5.4.2電動(dòng)生物反應(yīng)墻

電動(dòng)生物反應(yīng)墻是新探索的土壤和地下水修復(fù)方法，主要原理是水在電極的作用下形成氧氣和氫氣，氧氣和氫氣在微生物的作用下，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)氯化物、苯類和油類物質(zhì)進(jìn)行分解。因同時(shí)具備了生物性和電化學(xué)性，是比較新型的修復(fù)技術(shù)，目前在這方面得到成功應(yīng)用的案例還沒(méi)有報(bào)道。PRB對(duì)湖南省鎘污染場(chǎng)地的修復(fù)分析

3.1湖南省硫酸鋅行業(yè)分布

根據(jù)2014 年現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，湖南省主要以硫酸鋅為最終產(chǎn)品的企業(yè)共有14 家，3家在建，1家停產(chǎn)整治，10 家企業(yè)正常生產(chǎn)。企業(yè)生產(chǎn)能力均不大于2 萬(wàn)t /a(一家5 萬(wàn)t /a 除外)。企業(yè)約86%分布在衡陽(yáng)，14%分布在株洲。用GPS 對(duì)14 家生產(chǎn)企業(yè)定位發(fā)現(xiàn)，這類企業(yè)集中在112°35'-113°33'E，26°23'-27°50'N，均沿湘江及其支流而建，約79%的企業(yè)分布在湘江中上游（圖3），是湘江主要重金屬污染源之一，已列入《湘江流域重金屬污染治理方案》中。硫酸鋅生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的銅鎘渣，隨廢水、廢渣等釋放到環(huán)境中，隨地表水滲入地下，造成地下水Cd污染嚴(yán)重。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

圖3湖南省硫酸鋅企業(yè)沿水系分布情況

3.2 PRB結(jié)構(gòu)的選擇

湖南省衡陽(yáng)地區(qū)氣候溫暖濕潤(rùn)，雨量充沛，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。地貌類型以丘崗為主，四周山、丘圍繞，中部平、崗丘交錯(cuò)，整個(gè)地形比降為7.9‰。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)活動(dòng)斷裂通過(guò)，未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象，場(chǎng)地和地基穩(wěn)定。區(qū)域地層依次為碳酸鹽巖、碎屑巖與頁(yè)巖、紅色碎屑巖。區(qū)域內(nèi)地震基本烈度＜6度，設(shè)計(jì)地震加速度＜0.05 g，未發(fā)現(xiàn)飽和砂土層。地下水類型為上層滯水及基巖裂隙水，水量貧乏;透漏分析發(fā)現(xiàn)巖石土層透水性為中等－弱透水，底部下伏基巖風(fēng)化較為強(qiáng)烈，透水性強(qiáng)，因此適宜建可滲透反應(yīng)墻。擬建可滲透反應(yīng)墻采用天然地基淺基礎(chǔ)，持力層選擇全風(fēng)化板巖或強(qiáng)風(fēng)化板巖，為防止可滲透反應(yīng)底部有毒有害元素通過(guò)底部基巖滲漏到下游，需對(duì)基礎(chǔ)底部基巖進(jìn)行防滲處理。

該地區(qū)含水層埋藏淺，地下水污染物羽流規(guī)模小，因此PRB 結(jié)構(gòu)選用連續(xù)反應(yīng)墻式。在污染區(qū)下游修建一個(gè)連續(xù)反應(yīng)墻，墻體的寬度及高度能保證整個(gè)污染羽狀體通過(guò)，墻體的厚度能切斷整個(gè)污染羽狀流，保證污染區(qū)域內(nèi)的地下水得到修復(fù)［94］。區(qū)域硫酸鋅企業(yè)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)工藝基本相同，區(qū)域污染物特征也類似。根據(jù)該區(qū)域水流特征、污染物濃度和排放標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，擬建可滲透反應(yīng)墻可按照頂部厚度約2.0 m，底部厚度約1.3 m，反應(yīng)墻寬度約15 m，高度約6 m 的模式選擇，采用礫石基體材料，修復(fù)Cd、Pb、Zn 等重金屬的活性材料建造。反 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

應(yīng)墻的使用壽命按30 年設(shè)計(jì)，重金屬離子與活性材料發(fā)生物理吸附及化學(xué)反應(yīng)形成重金屬碳酸鹽沉淀，達(dá)到地下水重金屬Cd 含量＜0.10 mg /L，Zn 含量＜2.0 mg /L 的要求。

3.3 PRB介質(zhì)的選擇

PRB 介質(zhì)材料選擇時(shí)應(yīng)該考慮下列幾個(gè)方面: 第一，介質(zhì)材料能否與地下水中的污染物發(fā)生一定的物理、化學(xué)或生物反應(yīng)，從而使污染物能夠全部被清除;第二，介質(zhì)材料能否大量取材，同時(shí)在反應(yīng)中不易溶解或消耗，從而使PRB 系統(tǒng)達(dá)到30年設(shè)計(jì)要求;第三，介質(zhì)材料既經(jīng)濟(jì)又不產(chǎn)生二次污染[95]。

3.3.1試驗(yàn)方法

該次試驗(yàn)以湖南省硫酸鋅行業(yè)污染場(chǎng)地產(chǎn)生的滲濾液原樣進(jìn)行分析，滲濾液水質(zhì)特性為Zn = 36.30mg /L，Cd = 1.53 mg /L。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室土柱試驗(yàn)?zāi)MPRB 可滲透反應(yīng)墻，探索石灰、石灰石混合料等不同介質(zhì)材料與填充方式對(duì)滲濾液中Zn、Cd 等重金屬在不同滲透時(shí)間下的去除效果，并判斷介質(zhì)材料的最佳細(xì)度、最優(yōu)配比和反應(yīng)時(shí)間，確定PRB 技術(shù)防治地下水Cd 污染的可行性。

3.3.2介質(zhì)的選材

試驗(yàn)設(shè)計(jì)了3 個(gè)塑料柱(1、2、3)，每個(gè)反應(yīng)器的總高度為50 cm，內(nèi)徑為5 cm，底部填充5 cm 厚的砂層，起過(guò)濾、緩沖和保護(hù)作用;上部為10 cm 厚的砂層，以隔絕空氣;中間為反應(yīng)器主體部分，高度為20 cm。試驗(yàn)幾種不同填充方式的反應(yīng)效果: 1 號(hào)柱內(nèi)填充礫石+ 石灰單層，2號(hào)柱內(nèi)填充礫石+ 石灰+ 礫石多層，3號(hào)柱內(nèi)填充石灰+ 礫石混合料。

3.3.3反應(yīng)柱運(yùn)行

該次試驗(yàn)分析多種介質(zhì)及其細(xì)度和配比對(duì)Zn、Cd 的去除效果。根據(jù)試驗(yàn)需要，選擇需混合的活性材料，裝入混合機(jī)充分混合。反應(yīng)柱運(yùn)行14 h，且均以4mL /min左右的流速往塑料柱內(nèi)滴加滲濾液，每隔2 h 左右取一次樣進(jìn)行重金屬定量檢測(cè)，分析3 個(gè)柱內(nèi)Zn、Cd 達(dá)標(biāo)持續(xù)的時(shí)間。參考柱試驗(yàn)結(jié)果，估算工程應(yīng)用中所需的原料和數(shù)量，完善可滲透反應(yīng)墻的設(shè)計(jì)方案。

3.4試驗(yàn)結(jié)果分析

裝置運(yùn)行后，3個(gè)塑料柱同步運(yùn)行監(jiān)測(cè)，樣品送化驗(yàn)室分析各塑料柱輸出液 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

Zn、Cd 濃度，綜合對(duì)比介質(zhì)細(xì)度、介質(zhì)配比對(duì)Zn、Cd 的去除情況。3 個(gè)塑料柱出水Cd 和Zn 濃度值隨滲透時(shí)間的變化曲線見(jiàn)圖4。由圖4可知，試驗(yàn)效果較好的是3 號(hào)柱。3 號(hào)柱的介質(zhì)材料是石灰石和礫石混合柱，石灰石細(xì)度為80-100 目，礫石細(xì)度為10-20 目，石灰石與礫石的比例為0.45。在該配比中，2-11 h任意點(diǎn)取樣，去除Cd 的效率都在97%以上，而10 h 時(shí)，出水Zn 濃度為1.468 mg /L，達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求，11 h 時(shí)出水Zn濃度為5.186 mg /L，超出環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求。因此取該試驗(yàn)出水達(dá)標(biāo)時(shí)間為10 h，即10 h 時(shí)最優(yōu)配比為0.45 的石灰石混合柱達(dá)到吸附飽和狀態(tài)。

介質(zhì)材料之所以選擇石灰石是因?yàn)樵谔囟尚行詼y(cè)試中，它的重金屬負(fù)載能力和去除能力比其他材質(zhì)好（石灰石≈骨炭粉＞硅肥＞高爐渣），且石灰石比骨炭粉經(jīng)濟(jì)。因此，工程應(yīng)用上，可滲透反應(yīng)墻選擇石灰石(80-100 目)與礫石（10-20目）混合，比例為0.45為宜。

圖4 不同介質(zhì)材料下出水Cd(a)、Zn 濃度(b)隨時(shí)間的變化曲線

4結(jié)語(yǔ)

該文總結(jié)了重金屬污染的分類與危害，針對(duì)性的對(duì)可滲透反應(yīng)墻(PRB)技術(shù)的概念、原理、活性材料的選取、結(jié)構(gòu)類型、常見(jiàn)類型總結(jié)，并以湖南省鎘污染場(chǎng)地為例進(jìn)行了修復(fù)效果的研究，得出結(jié)論：以石灰石（80-100目）與礫石（10-20目）作為PRB的介質(zhì)材料，最優(yōu)配比為0.45時(shí)，可以經(jīng)濟(jì)有效去除污染地下水中的Zn、Cd濃度，滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求。

可滲透反應(yīng)墻（PRB）技術(shù)造價(jià)低廉、維護(hù)簡(jiǎn)單，對(duì)于處理各種地下水污染具有良好的效果，是今后地下水修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。但是，這項(xiàng)技術(shù)仍存在很多問(wèn)題：地下水中的污染物在墻體表面不斷積累，使得墻體活性介質(zhì)飽和，甚至失去活性，則必須定期更換反應(yīng)物質(zhì)，以保證處理效率。當(dāng)介質(zhì)材料的粒徑過(guò)小、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

介質(zhì)的截留沉淀等作用，可能造成反應(yīng)器的堵塞，影響PRB 的使用壽命，而更換下來(lái)的活性材料需作為有害廢棄物加以處置。此外，傳統(tǒng)施工技術(shù)即土體開挖方法有待研究、改進(jìn)和提高；PRB 長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性和有效性也是不容忽視的。

因此，在研究可滲透反應(yīng)墻(PRB)技術(shù)時(shí)要注意，（1）反應(yīng)材料應(yīng)易得有效、費(fèi)用低廉、不產(chǎn)生二次污染；（2）多種污染組分應(yīng)設(shè)計(jì)多個(gè)反應(yīng)器的有效組合（包括不同類型、不同結(jié)構(gòu)、不同反應(yīng)材料等）；（3）保證反應(yīng)材料的有效使用，延長(zhǎng)PRB 系統(tǒng)使用壽命；（4）設(shè)計(jì)施工過(guò)程中要考慮地下水水流、地質(zhì)環(huán)境、滲透性、人類活動(dòng)等的影響。一般而言，PRB 去除地下水中污染物的針對(duì)性較強(qiáng)，即對(duì)某一類污染物的去除效果較好而對(duì)其它污染物的去除效果較差。但是，地下水污染物不是單一的，所以在選取反應(yīng)材料時(shí)要綜合考慮，采用混合介質(zhì)材料。而采用混合材料時(shí)要做一定的條件試驗(yàn)，確定最佳配比，提升綜合處理效果，以確保PRB 系統(tǒng)的有效性、經(jīng)濟(jì)性、長(zhǎng)期性，并達(dá)到最佳的地下水污染修復(fù)。

我國(guó)大部分地區(qū)水資源短缺、地下水污染嚴(yán)重，研究人員應(yīng)借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，不斷完善PRB 系統(tǒng)的理論和技術(shù)，使PRB 的發(fā)展趨于多元化、多級(jí)化，從而能夠適應(yīng)復(fù)雜的污染地下水。因此，PRB 技術(shù)是一種很有前途的污染治理技術(shù)，將會(huì)成為今后地下水污染修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

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第五篇：地下水污染防治工作情況匯報(bào)

地下水污染防治工作情況匯報(bào)

地下水污染防治工作情況匯報(bào)

尊敬的******主任，各位領(lǐng)導(dǎo)：

大家好！下面，我代表******市政府，將******市水源地保護(hù)與地下水污染防治工作情況做以匯報(bào)，不當(dāng)之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。

一、******市地下水及水源地基本情況

我市可開發(fā)利用的地下水包括三部分：一是淺層地下水，年補(bǔ)給量5.48億立方米，可開采量5.21億立方米；二是中深層地下水，年補(bǔ)給量6401萬(wàn)立方米，可開采量3851萬(wàn)立方米；三是巖溶地下水，由于特殊的水文地質(zhì)條件，在******市城區(qū)一帶擁有較為豐富的巖溶地下水，年補(bǔ)給量2.34億立方米，可開采量2.2億立方米。目前，全市地下水年補(bǔ)給總量8.46億立方米，可開采量7.8億立方米。

******市轄6縣（市）4區(qū)和1個(gè)******新區(qū)，共有10個(gè)飲用水水源地，除******縣為河流型飲用水水源地外，市城區(qū)及其余5個(gè)縣（市）均為地下水飲用水水源地。根據(jù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果，全市9個(gè)地下水飲用水水源地水質(zhì)均達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，******縣丹河飲用水水源地水質(zhì)基本達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。目前，******市城區(qū)共有新城、峰林、太行、中站、中馬5個(gè)水廠，管網(wǎng)長(zhǎng)度879.22公里，日供水設(shè)計(jì)能力32.8萬(wàn)立方米，裝備能力23.8萬(wàn)立方米，實(shí)際日供水15.7萬(wàn)立方米，擔(dān)負(fù)著全市居民生活用水和工業(yè)生產(chǎn)供水任務(wù)。2012年，******市城區(qū)地下水質(zhì)量級(jí)別為良好（Ⅰ類），與上年相比，******市城區(qū)地下水水質(zhì)級(jí)別不變，水質(zhì)保持穩(wěn)定。

我市作為******省政府批準(zhǔn)的中原經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型示范市，堅(jiān)持把生態(tài)文明建設(shè)融入經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展全過(guò)程，作為改善地下水質(zhì)量和保護(hù)水源地的重要舉措，強(qiáng)力推進(jìn)城市水系建設(shè)，通過(guò)一系列水利工程的實(shí)施，到2015年，我市將形成貫穿城區(qū)東西總長(zhǎng)達(dá)48公里的水體景觀、南北總長(zhǎng)達(dá)50公里的城市帶狀公園，初步建成城市水系，打造泛舟河上、人水相依的宜居之城，打造碧波蕩漾、河清水秀的中原明珠，打造水在城中、城在水中的新******；加快建設(shè)北部山區(qū)綠色生態(tài)屏障等景觀，積極創(chuàng)建國(guó)家森林城市，形成綠色生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系。到2015年，中心城區(qū)綠化覆蓋率達(dá)到44%，空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)比例和主要河流地表水責(zé)任目標(biāo)斷面達(dá)標(biāo)率超過(guò)省定目標(biāo)，大幅度改善水資源環(huán)境質(zhì)量，為我市地下水質(zhì)量及水源地保護(hù)提供堅(jiān)強(qiáng)保障，使******的天更藍(lán)、水更清、人與自然更和諧。

二、主要措施

（一）加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，強(qiáng)化宣傳教育。為切實(shí)加強(qiáng)對(duì)飲用水源地保護(hù)工作的組織領(lǐng)導(dǎo)，我市成立了以市長(zhǎng)為組長(zhǎng)、主管市長(zhǎng)為副組長(zhǎng)，相關(guān)部門負(fù)責(zé)人為成員的環(huán)境綜合整治領(lǐng)導(dǎo)小組，將飲用水源地和地下水保護(hù)工作納入環(huán)境綜合整治工作中。市>環(huán)境保護(hù)、水利、黃河河務(wù)等部門建立了河流突發(fā)水污染事件通報(bào)與溝通協(xié)作機(jī)制，確保河流突發(fā)水污染事件報(bào)送渠道暢通、應(yīng)急處置及時(shí)。市環(huán)境保護(hù)、住房城鄉(xiāng)建設(shè)、水利等部門在水法宣傳周、“6·5”世界環(huán)境日、“世界水日”和“中國(guó)水周”等時(shí)期，開展全方位、多層次宣傳，進(jìn)一步強(qiáng)化各級(jí)各部門“抓一方發(fā)展、保一方凈土”的責(zé)任意識(shí)，增強(qiáng)企業(yè)“節(jié)能減排、循環(huán)發(fā)展”的理念，倡導(dǎo)群眾“珍愛(ài)家園、保護(hù)環(huán)境”的行為，使珍惜水資源、保護(hù)水環(huán)境日益成為社會(huì)共識(shí)。

（二）堅(jiān)持科學(xué)規(guī)劃，實(shí)施整體推進(jìn)。一是制定了《******市環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》、《******市農(nóng)村環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》，加強(qiáng)水源地保護(hù)與地下水污染防治。完成了******市水資源評(píng)價(jià)、水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià)、水資源配置、節(jié)約用水、水資源保護(hù)等規(guī)劃編制工作和******市城市供水水源地保護(hù)區(qū)保護(hù)方案編制工作，為開展地下水管理和保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。二是科學(xué)劃定飲用水源保護(hù)區(qū)。2007年，省政府印發(fā)的《******省城市集中式飲用水源保護(hù)區(qū)劃》（******政辦〔2007〕125號(hào)），將******市城區(qū)4個(gè)集中式飲用水水源地劃定為一級(jí)保護(hù)區(qū)，將******市地下水飲用水源地劃定為一級(jí)保護(hù)區(qū)、二級(jí)保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)，將******市地下水飲用水源地劃定為一級(jí)保護(hù)區(qū)、二級(jí)保護(hù)區(qū)。******、******縣、******縣、******縣縣城飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃定方案于2013年1日上報(bào)省政府待批，各縣（市）鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃定正在開展。三是做好突發(fā)水污染事件應(yīng)急工作。2010年，我市制定了《******市城市供水系統(tǒng)重大事故應(yīng)急預(yù)案》（焦政辦〔2010〕4號(hào)），相關(guān)部門按照預(yù)案要求，積極做好物資、設(shè)備等各項(xiàng)應(yīng)急工作，強(qiáng)化水源水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和水情變化監(jiān)測(cè)，建立水源地預(yù)警機(jī)制。各水廠分別建立了供水系統(tǒng)重大事故、防投毒、漏氯、停電等多項(xiàng)應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案，完善了水源地危險(xiǎn)化學(xué)品管理制度，確保飲用水水源地水質(zhì)安全。

（三）采取有效措施，加強(qiáng)地下水管理和保護(hù)。一是認(rèn)真落實(shí)取水許可、水資源有償使用、水資源論證和用水定額制度。近年來(lái)，全市共發(fā)放取水許可證500余套，審批水量2億余立方米，2012年，共征收水資源費(fèi)3600萬(wàn)元。二是開展市城區(qū)供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)自備井封閉工作，嚴(yán)格控制地下水開采。2006年以來(lái)，市城區(qū)共封閉自備井132眼，在供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)不再審批開鑿新的自備井，全面實(shí)現(xiàn)集中供水。三是實(shí)施引水補(bǔ)源工程，增加地下水回補(bǔ)量。建設(shè)了******引黃補(bǔ)源生態(tài)治理工程和******縣引黃續(xù)建配套工程，2012年，共引黃河水約3000萬(wàn)立方米。利用現(xiàn)有灌區(qū)回補(bǔ)地下水，如：廣利灌區(qū)年引補(bǔ)源水量4000余萬(wàn)立方米，有效回補(bǔ)地下水。四是大力發(fā)展節(jié)水灌溉，減少農(nóng)業(yè)開采地下水量。截止2012年底，全市共發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積120.15千公頃，其中噴灌5.24千公頃，低壓管灌73.55千公頃，渠道防滲40.02千公頃，微灌及其它節(jié)水灌溉面積1.34千公頃，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積占全市有效灌溉面積的74%，農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)達(dá)到0.6，年減少地下水開采2億立方米以上。

（四）嚴(yán)格環(huán)境準(zhǔn)入，控制水源地新污染產(chǎn)生。一是嚴(yán)格建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境準(zhǔn)入。在項(xiàng)目環(huán)評(píng)審批中，認(rèn)真貫徹執(zhí)行國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策、建設(shè)項(xiàng)目分類管理和分級(jí)審批各項(xiàng)規(guī)定，禁止在飲用水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)新建各類建設(shè)項(xiàng)目。二是強(qiáng)化建設(shè)項(xiàng)目“三同時(shí)”和驗(yàn)收管理。規(guī)范建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)保審查、環(huán)境影響評(píng)價(jià)及環(huán)?？⒐を?yàn)收程序，項(xiàng)目驗(yàn)收后及時(shí)移交轉(zhuǎn)入日常監(jiān)管。三是強(qiáng)化執(zhí)法監(jiān)督工作。通過(guò)大力度的水源地環(huán)境執(zhí)法，督促項(xiàng)目建設(shè)單位按規(guī)定辦理有關(guān)環(huán)保手續(xù)，認(rèn)真落實(shí)環(huán)?！叭瑫r(shí)”制度，及時(shí)解決項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中水環(huán)境污染問(wèn)題。四是開展水源地建設(shè)項(xiàng)目環(huán)保巡回服務(wù)和環(huán)保預(yù)評(píng)估。對(duì)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目開展上門咨詢服務(wù)和預(yù)評(píng)估活動(dòng)，對(duì)擬上項(xiàng)目提前把關(guān)，切實(shí)做好環(huán)保政策指導(dǎo)。2009年以來(lái)，共否決不符合環(huán)保要求的水源地建設(shè)項(xiàng)目120個(gè)。

（五）強(qiáng)化綜合整治，提升達(dá)標(biāo)水平。一是開展重點(diǎn)工業(yè)源環(huán)境綜合整治。2011年以來(lái)，全市共完成工業(yè)治理項(xiàng)目374個(gè)，關(guān)閉企業(yè)64家，淘汰落后生產(chǎn)工藝5項(xiàng)，搬遷污染企業(yè)12家，完成農(nóng)村連片環(huán)境綜合整治項(xiàng)目9個(gè)。開展了大沙河上游清水專項(xiàng)行動(dòng)，通過(guò)集中治理大沙河兩岸企業(yè)污水和生活污水排放，保證大沙河水質(zhì)安全。二是加強(qiáng)工業(yè)固廢污染整治，嚴(yán)防廢渣液滲漏污染地下水。對(duì)******電廠王掌河灰場(chǎng)提出了具體的整治任務(wù)，焦煤集團(tuán)電冶分公司、******佰利聯(lián)化學(xué)股份有限公司、多氟多化工股份有限公司等工業(yè)固廢排放企業(yè)，通過(guò)實(shí)施清潔生產(chǎn)審核和技術(shù)改造，最大限度減少固體廢物產(chǎn)生量，防止固廢堆存引起地下水污染。三是開展飲用水源地專項(xiàng)執(zhí)法檢查。徹底排查與清理飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的排污企業(yè)，整治影響飲用水質(zhì)安全的違法排污企業(yè)和建設(shè)項(xiàng)目，確保飲用水安全。******市、******市和解放區(qū)三個(gè)飲用水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的56家養(yǎng)殖企業(yè)全部關(guān)閉搬遷到位。四是加快環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。截止2012年底，全市共建成12座污水處理廠，日處理污水能力達(dá)到49.5萬(wàn)噸，各縣（市）均有污水處理廠；建成7座垃圾填埋場(chǎng)，日處理垃圾1665噸；建成醫(yī)療廢物處理中心，日處理醫(yī)療廢物5噸。

（六）建立工作機(jī)制，加強(qiáng)水環(huán)境監(jiān)管。一是建立“常規(guī)化明查、常態(tài)化暗訪、反時(shí)差檢查”環(huán)境監(jiān)管制度，推行“責(zé)任化、精細(xì)化、規(guī)范化、網(wǎng)格化、信息化”監(jiān)管，將所有區(qū)域和污染源進(jìn)行分片包干，責(zé)任到人。二是建立政府領(lǐng)導(dǎo)約談機(jī)制。對(duì)問(wèn)題突出的縣（市）區(qū)，約談相關(guān)縣（市）區(qū)主管領(lǐng)導(dǎo)。三是建立“區(qū)域限批、掛牌督辦、黑名單”制度。對(duì)一些環(huán)境問(wèn)題突出的地方和工業(yè)企業(yè)，實(shí)行地方“區(qū)域限批”、實(shí)施工業(yè)企業(yè)“掛牌督辦”或列入環(huán)?！昂诿麊巍?。四是開展工業(yè)集聚區(qū)及周邊地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。市環(huán)保部門每年對(duì)工業(yè)集聚區(qū)及周邊村莊集中飲用地下水進(jìn)行布點(diǎn)監(jiān)測(cè)，調(diào)查地下水質(zhì)量現(xiàn)狀，掌握地下水變化趨勢(shì)，適時(shí)開展地下水污染預(yù)警預(yù)報(bào)，確保飲水安全。五是建立水環(huán)境生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。2003年，我市在全國(guó)率先實(shí)行了以控制斷面濃度為主要扣繳依據(jù)的流域水環(huán)境生態(tài)補(bǔ)償，有力促進(jìn)了河流水質(zhì)大幅度改善，提高了各級(jí)政府和企業(yè)落實(shí)環(huán)保責(zé)任的積極性。

（七）強(qiáng)力推進(jìn)南水北調(diào)替代地下水水源地建設(shè)。******市城區(qū)南水北調(diào)替代地下水水源地建設(shè)工程包括府城水廠和蘇藺水廠兩個(gè)水廠建設(shè)、口門與兩水廠的管網(wǎng)連接、水廠與城區(qū)管網(wǎng)之間連接等工程。設(shè)計(jì)日供水能力61萬(wàn)立方米，預(yù)計(jì)>投資9.31億元，建設(shè)用地330畝，供水范圍以塔南路-解放路-民主北路為分界線，將全市分東西兩個(gè)供水區(qū)域，供水面積140平方公里。目前，我市先期建設(shè)府城水廠一期，規(guī)模6.5萬(wàn)立方米/日，投資估算1.93億元，今年5月底前完成勘察、測(cè)量、環(huán)評(píng)、可行性研究、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)招標(biāo)工作，2013年8月20日前完成施工、監(jiān)理和設(shè)備招標(biāo)工作，2014年7月完成主體施工，2014年9月30日前完成水廠生產(chǎn)運(yùn)行聯(lián)合試車，正式供水。

（八）全面加強(qiáng)南水北調(diào)總干渠兩側(cè)水源保護(hù)管理。南水北調(diào)中線工程總干渠在******市境內(nèi)全長(zhǎng)76.41公里，沿線有4個(gè)分水口門，分別向******市城區(qū)及******、******縣、******縣供水，年供水量2.69億立方米，總干渠一級(jí)保護(hù)區(qū)面積16.54平方公里，二級(jí)保護(hù)區(qū)面積255.52平方公里。一是下發(fā)了《做好南水北調(diào)中線工程兩側(cè)水源保護(hù)工作的通知》，明確了各單位的工作職責(zé)，制定了水源保護(hù)區(qū)建設(shè)項(xiàng)目專項(xiàng)審核工作方案。二是建立了市縣兩級(jí)水源保護(hù)工作聯(lián)席辦公會(huì)議制度，定期會(huì)商，統(tǒng)一管理、統(tǒng)一協(xié)調(diào)南水北調(diào)水源保護(hù)工作。嚴(yán)格總干渠兩側(cè)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)新建、擴(kuò)建項(xiàng)目的審批關(guān)，確保保護(hù)區(qū)內(nèi)不出現(xiàn)與文件相抵觸的新建、擴(kuò)建項(xiàng)目。三是針對(duì)總干渠兩側(cè)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)的群眾建造住房、養(yǎng)殖場(chǎng)等現(xiàn)象，各級(jí)各部門根據(jù)職責(zé)，加大對(duì)違法違章建筑的查處和清理力度，有效遏制了水源保護(hù)區(qū)內(nèi)私搭亂建現(xiàn)象，建立了水源保護(hù)長(zhǎng)效工作機(jī)制，確保水源保護(hù)區(qū)的水質(zhì)安全。

三、存在問(wèn)題

近年來(lái)，雖然我市水源地保護(hù)和地下水污染防治工作取得了一些成績(jī)，但與全面建設(shè)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型示范市和人民群眾期望和要求相比，還存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：一是局部區(qū)域地下水超采問(wèn)題突出。由于我市南部平原區(qū)無(wú)地表水源，生產(chǎn)生活用水全靠地下水解決，造成地下水超采問(wèn)題較為嚴(yán)重，形成了地下水漏斗區(qū)，地下水位自上世紀(jì)七十年代以來(lái)，以年均近30厘米的速度下降，為全省第二大地下水漏斗區(qū)。二是由于資金不足等原因，市縣城區(qū)部分道路雨污分流不到位，對(duì)河流和地下水水質(zhì)造成一定影響。三是大部分農(nóng)村污水收集、生活垃圾收集設(shè)施建設(shè)需要進(jìn)一步加強(qiáng)。四是******縣飲用水源來(lái)源為山西省晉城市丹河、白水河的河水以及青天河水庫(kù)的泉水，目前晉城市來(lái)水水質(zhì)時(shí)有超標(biāo)，不符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，由于我市屬缺水地區(qū)，該水源地暫無(wú)更好的替代水源。

四、下步工作措施

（一）進(jìn)一步加強(qiáng)水資源保護(hù)。完成水資源管理指標(biāo)方案編制工作，實(shí)施用水總量尤其是地下水用水總量控制制度。對(duì)******市城區(qū)、******縣、******縣、******城區(qū)等南水北調(diào)受水區(qū)，在抓好配套工程建設(shè)同時(shí)，早規(guī)劃，早布置，做好地下水限采和壓采工作。積極推進(jìn)小浪底北岸灌區(qū)、西霞院灌區(qū)、沁北引黃灌區(qū)、孤山水庫(kù)、九渡水庫(kù)以及其它水源工程建設(shè)，減少地下水開采并有效回補(bǔ)地下水。

（二）繼續(xù)深化水源地污染整治。強(qiáng)力開展以污染物總量減排、環(huán)境質(zhì)量改善為中心的“53120環(huán)境綜合整治工程”，即圍繞“化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物、主要防控重金屬”等5項(xiàng)（類）污染物總量削減，以大氣污染防治、流域水污染防治、重金屬污染防治為重點(diǎn)，完成120項(xiàng)污染整治任務(wù)，持續(xù)改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量、水源地環(huán)境、流域地表水環(huán)境質(zhì)量。

（三）加快環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。將污水處理廠建設(shè)作為水污染防治工作重點(diǎn)來(lái)抓，采取強(qiáng)有力的措施，加快各污水處理廠和配套管網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)力度，確保今年年底前污水處理廠二期工程全部建成投運(yùn)。

（四）加強(qiáng)農(nóng)村水源地保護(hù)。推進(jìn)農(nóng)村生活垃圾戶分類、村收集、鄉(xiāng)轉(zhuǎn)運(yùn)、縣（市）集中處理，防止垃圾廢液疏漏。因地制宜開展農(nóng)村生活污水處理，對(duì)居住分散、經(jīng)濟(jì)條件差、邊遠(yuǎn)地區(qū)的村莊，推廣分散型、低成本、易管理的污水處理模式，提高農(nóng)村生活污水處理率。

（五）更加嚴(yán)格落實(shí)環(huán)保要求。杜絕在飲用水源保護(hù)區(qū)內(nèi)新建產(chǎn)生污染的項(xiàng)目，嚴(yán)格實(shí)施水污染物排放總量控制制度，嚴(yán)把環(huán)境準(zhǔn)入關(guān)，將新建項(xiàng)目總量審核與減排任務(wù)完成情況掛鉤，對(duì)未完成減排任務(wù)的地區(qū)實(shí)行區(qū)域限批。

（六）加強(qiáng)社會(huì)監(jiān)督。邀請(qǐng)市人大代表、政協(xié)委員對(duì)水源地重點(diǎn)區(qū)域、地下水污染情況進(jìn)行視察和調(diào)研；組織新聞媒體就水源地保護(hù)與地下水污染防治進(jìn)行宣傳報(bào)道；嚴(yán)肅查處人民群眾來(lái)電、來(lái)信、來(lái)訪反映的相關(guān)問(wèn)題，在全社會(huì)營(yíng)造人人關(guān)心支持水源地保護(hù)工作的強(qiáng)大合力。