地下水质量控制技术对策：中国防污减灾治理成果！

2023-11-20 理论教育版权反馈

【摘要】：地下水质量控制可采用以下两类技术措施：第一类：污染源控制，即对进入地下蓄水层的各类污染物，诸如城市废水、工业废水、化粪池排出水、下水道渗漏、农业灌溉退水、地下贮存池渗漏、渗井、渗坑、垃圾填埋场淋滤液等加以严格控制。应禁止渗井、渗坑的应用，防止废水下渗地下污染地下水，也应控制化粪池的渗漏污染，并从根本上取消化粪池的应用。因此，需要采取有效措施，予以控制。

地下水质量控制可采用以下两类技术措施：

第一类：污染源控制，即对进入地下蓄水层的各类污染物，诸如城市废水、工业废水、化粪池排出水、下水道渗漏、农业灌溉退水、地下贮存池渗漏、渗井、渗坑、垃圾填埋场淋滤液等加以严格控制。这种措施是最根本的，也是花费最小的。

第二类：对受污染地下水的修复，即采取有效的技术措施使受到污染的地下水水质得到净化和修复。20 多年来，工业发达国家为修复受污染的地下水所进行的研究不胜枚举，花费的试验费用高昂得惊人。但得出的主要结论是，地下水的修复是一件十分困难的工作，不仅因为受污染地下水的成分复杂，包含有各种有机物、无机物，甚至有毒、有害的污染物，更因为地下水深埋地下，与土壤或岩层结合在一起。

1.污染源控制

（1）工业废水污染源的防治。对工业废水污染源的防治，可分为宏观性控制、技术性控制及管理性控制三大方面：①优化产业结构、改进工业结构、合理工业布局属宏观性控制对策。②加强对工业企业的技术改造，大力推广清洁生产，是最重要的工业污染防治的对策和措施。③加强对工业污染防治的执法，制定并实施严格的标准，属于工业污染防治的管理性控制措施。有关工业污染防治的策略和政策建议，已有专章论述，此处不再重复。

（2）城市废水污染源的防治。主要包括完善城市排水系统、建设城市废水处理厂、加强对各类污染源的管理等。应禁止渗井、渗坑的应用，防止废水下渗地下污染地下水，也应控制化粪池的渗漏污染，并从根本上取消化粪池的应用。城市废水处理，可采取人工强化的处理方法，如投加化学药剂的沉淀处理、废水生物法处理、废水再生回收利用技术等，也可采用天然净化法处理，如稳定塘（好氧塘、兼性塘、厌氧塘）、养鱼塘、水生生物塘、生态塘，以及各种类型的土地处理，如快速渗滤、慢速渗滤、地表漫流、芦苇床、香蒲床（所谓根区法）等。各种类型的土地处理，对于土地较多的地方，或有坑、塘、洼地可资利用的地方是十分适宜的，它们符合生态学原理，具有显著的环境、经济、社会效益。经过净化的废水，即使渗入地下蓄水层，也不致造成污染，因为土壤生物系统对水中所含少量污染物可进行继续深入的净化。应加强对城市粪便的管理、处理与处置。城市公厕属城市基础设施建设的重要组成部分。城市粪便可与城市废水一起处理，也可单独收集处理，还可利用厌氧法发酵处理，回收沼气、沼渣则可用作有机肥。

（3）畜禽养殖业污染源控制。畜禽养殖业脱离种植业，对维护生态环境良性循环及营养素的综合利用十分不利。因此，首先应该从建设生态农业和保护环境的原则出发，合理地将畜禽养殖业与种植业紧密结合起来，运用生物工程技术对畜禽排泄物进行厌氧发酵，回收沼气，综合利用沼渣、沼液，形成物质的良性循环模式，其组合形式如下：①种植业—养殖业—沼气工程的三结合的生态工程；②种植业—养殖业—加工业—沼气工业的四结合的生态工程；③养殖业内部物质循环型的生态工程；④养殖业—渔业—种植业三结合的生态工程；⑤养殖业—渔业—林业三结合的生态工程。物质循环型生态工程，是一种按照生态系统内能量流和物质流的循环规律设计的生态工程系统，废物在农业生产过程中得到充分应用，资源的综合利用率得到极大的提高，有利于农业生产，又有利于环境保护，综合效益十分显著。实践证明，厌氧发酵能杀灭猪、鸡粪中虫卵、致病菌与病毒，防止土壤污染及地表水和地下水污染。其次，应对养殖业的饮水和冲水系统改造，进行清污分流，以压缩废水量。如收集鸡粪，加工生产有机复合肥，经济、技术效益可观，利润也十分可观。此外，应对养殖业废水实行终端人工净化。总之，通过上述技术措施，可以防止畜禽养殖业污染，从而保护地下水源地。当然，还应该采取一些行政、法律、经济、体制方面的措施，诸如制定畜禽养殖业的排放标准、制定行业发展的技术政策、制定行业的合理布局、确定隔离带、建立环境检测系统等等，也都是非常重要的。

（4）固体废物污染的控制。固体废物包括城市生活垃圾与工业固体废物，它们也是地下水污染的重要污染源。固体废物中含有各种污染物，有的含剧毒及危害人体健康及破坏环境的物质。因此，需要采取有效措施，予以控制。对于有毒、有害的工业固体废弃物，应主要通过推行清洁生产在源头加以控制，逐步削减并消除其排放，也应针对其特性进行安全的处理和处置。对于一般工业固体废弃物与城市垃圾，应遵照减量化、资源化、无害化的原则，进行回收利用与安全处理。常用的处理固体废弃物的方法有卫生填埋和焚烧。应用时要注意可能产生的二次污染，如填埋场的渗漏和焚烧时产生的有害气体与组分。对于垃圾填埋场成分复杂、浓度极高的渗滤液和含有有害成分的焚烧炉的灰烬必须妥善处理，以防对周围水体、空气、土壤以及地下水产生污染。

（5）地下构筑物渗漏污染源的防治。油库、地下管道、废水处理厂地下构筑物、地下仓库等如有破裂，会使油类、沥青、废水、化工原料等渗入地下水，造成地下水严重污染，其后处理十分复杂。如地下油库破裂漏油后，往往必须挖出当地及周围土壤，再换上新鲜未受污染的土壤，对污染的土壤又极难予以妥善处理。英国某焦化厂关闭后，焦油池焦油大量渗入地下水造成地下水严重的污染，污染的地下水又溢流入河道，使河流变黑、变臭，鱼虾绝迹，为治理此污染花费了极高的费用，采用技术也十分繁复，包括将蒸气通入土壤，再抽出含油及酚类化合物的蒸气冷凝液，然后净化此类废液。对环境的破坏很大、其经济损失也十分巨大，危害历时达几十年而不能恢复。因此，对此类污染必须防患于未然，应采取严格而有效的措施防止渗漏的发生。

总之，对地下水污染的防治应该以预防为主，不加预防，只是在发生了污染之后进行治理，则治不胜治，历时长，花费高，问题变得更复杂，环境、经济损失也更大。当然，既不预防，又不治理，则更为糟糕，小污染将酿成大污染，造成更大更长远的损失。

2.对受污染地下水的修复

对受污染地下水的修复主要有两大类技术，一类是异位修复，二类是原位修复。(www.chuimin.cn)

所谓异位修复就是将受污染的地下水用泵从地下抽出进行处理，然后再灌入地下。采用的处理技术应根据地下水的污染特征决定，与废水处理大致相似，只是因为地下水中污染物的浓度要比废水或污水中污染物的浓度低很多，甚至会低3～4个数量级，因此其净化处理是十分困难的，需要耗用大量的建设投资和运行费用，消耗的能源也十分惊人。

近十余年来，原位修复技术引起了广泛的注意。原位修复技术的特征是根据地下水流动的方向和受污染的范围，在地下设置一道反应墙，并针对地下水中主要的污染物，采用不同的反应材料和原理，对污染物进行处理，使地下水得到净化。原位修复主要有以下几种方法：

（1）物理法。即在受污染的地下水层的合适地点设置反应墙，在反应墙中填充活性炭等吸附性能强的材料，以吸附去除溶解性的有机污染物，包括有害的难降解的有机物和溶解性的金属化合物。显然，吸附剂的吸附容量有限，这种方法的寿命也有限，当吸附剂饱和时，必须设法向反应墙补充吸附剂。

（2）化学法。即在地下水层中设置化学反应墙，主要针对具有电化学反应性的一些无机污染物如重金属，也具有刺激生物反应的作用。例如，在反应墙中加入50%的铁粉和50%的石英砂，可以使地下水中的镉含量从18mg/L降至0.05mg/L以下，即达到不能检出的范围。加入有机物和碳酸钙的混合物，可以使地下水中过量的硫酸铁析出，并发生硫酸盐还原的生物过程。

（3）生物法。即利用土壤中的或投加进去的微生物对地下水中的有机污染物进行分解，某些无机污染物如硝酸盐和亚硝酸盐也可利用生物作用得到处理。原位生物修复的主要困难是需要为微生物提供充足的、多样的营养，但与物理法和化学法相比，其所需运行费用还是较低的。

研究表明，原位修复的技术与异位修复技术相比，具有对地下水干扰小、不产生二次污染、不需要任何地面构筑物以及运行费用较低等很多优点。但至今这种方法还只在30～50m以内的地下水层中采用过。

不论采用异位修复还是原位修复，还有两个问题必须加以深入研究和认真考虑。一是对地下水的运动特征的研究，另一是在修复地下水时还要考虑对土壤的修复，受污染的土壤也必须得到修复。对地下水运动特征的研究不但可以指导异位修复时抽水井位置及原位修复时反应墙的选定，而且可以帮助控制地下水污染的范围。

3.对地下水源头补给区和井的头部地区进行妥善的保护

地下水的污染主要是由其源头向地下水进行补给时或是通过取水井引入的。除了上述对地面污染源加强控制的技术措施以外，还应加强对地下水源头补给区和取水井头部地区的保护，二者是相辅相成的。进行此项工作的一大技术难题是正确地确定地下水源头补给区及取水井头部应保护地区的范围，简单的方法是根据地形和地面状况划定一个范围，比较科学的方法则是建立地下水运动的模型，根据模型的计算确定对地下水容易造成影响的范围及其形状。显然，对不同地质条件和不同地形、地面状况，模型也应是不同的。地下水防护条件与土壤岩土特性、厚度、结构、透水性以及有机物含量、植被覆盖程度、细菌和微生物数量等也有关，应根据地方特点采取措施。

除了严格控制在保护区进行造成污染的各种生活活动以外，植树造林与绿化对保护地下水及防治污染具有重要作用。植树造林与绿化，还能拦截雨水，防止水土流失，涵养水源，调节小流域气候。

地下水质量控制技术对策：中国防污减灾治理成果！

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