发布时间:2024-01-10 15:00:26
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中图分类号:TB
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.29.143
1 引言
风险控制就是人为地采取各种方法和手段,降低风险事件发生的可能性,或把风险可能造成的损失控制在一定的范围之内,以避免风险事件发生时造成的难以承担的后果。
2 政府风险控制对策
2.1 加大对污染企业的惩处力度
采用法制手段倒逼矿业开发者进行一定程度的污染控制研究是一种传统的对由企业造成的污染的控制措施。近年来,我国经济发展迅速,对造成地下水污染企业的整治力度较小,某些地区甚至出现包庇污染企业的现象。政府部门应牢记“两山论”,切实把为公众提供良好的基本环境质量作为自己的责任,加大对污染企业的惩处力度。
2.2 对地下水水质状况进行严密监测
由矿产开采带来的地下水污染,政府有责任满足民众的知情权,对地下水水质进行实时检测,并向民众公布相关数据。近年以来,媒体对于地下水污染的曝光越来越多,也反映出政府对地下水状况的监控不到位的问题。对于矿产开采区,应针对其开采区域科学布设地下水监控站点,实时检测,并做好向民众公布的工作,PM2.5数据的可以作为最好的例证。
2.3 积极探索地下水污染治理新途径
“谁污染,谁治理”是我国环境治理的基本原则,但除少数大型企业专门设立污染治理部门外,大部分企业并不具备对污染治理研究的能力,政府应积极探索地下水污染治理新途径。政府自身对污染的治理也缺乏专业性,因此,可积极引导建立第三方治理模式,将“谁污染,谁治理”转变为“谁污染,谁买单”,既能降低企业的污染治理成本,又能使污染得到专业性治理。
3 企业风险控制对策
3.1 矿产开采企业要树立起对地下水污染防治的责任心
随着人们对地下水污染问题的关注加深,政府对地下水污染企业惩处力度的加大,企业不能再“有恃无恐”,矿产开采企业要树立起对地下水污染防治的责任心,加大对安全环保部门的资金投入,及时革新防控污染的工艺,采用最新技术防控开采过程中污染物的泄漏。
3.2 企业要加强对生产系统的监控
矿产开采企业要对生产系统实施密切监控,对污染物泄漏的现象及时发现,及时处理。开采企业对现有设备工艺,要严格管理,对于易出现污染物泄漏的薄弱环节要加强监控,对于跑、冒、滴、漏,要加强管理,及时发现并采取措施进行消除或控制,防止地下水污染,取得环境效益。
3.3 企业内部建立起防治地下水污染的责任制
在矿产开采中,对于容易造成污染物泄漏的薄弱单元,要建立起防治地下水污染的责任制,实施专人专管,专人专控。企业领导要从思想上对地下水污染防治重视起来,把该任务与生产工作、安全工作等置于同等地位,对其进行必要的安排、评比、奖惩。
4 社区风险控制对策
4.1 社区要对地下水污染相关知识进行宣传
社区的宣传工作:第一,使民众了解掌握必要的地下水污染的相关知识,提高用水安全意识;第二,排除或降低民众对于地下水污染的恐惧心理,使民众知道地下水污染虽有可怕之处,但并非不可治理;第三,使民众增强维权意识,发现地下水污染的现象,要及时反应,与政府、社区形成联动,及时控制污染。
4.2 社区要对所在区域内地下水污染相关情况进行调查
社区要对所在区域内可能造成地下水污染的状况进行调查,对周边企业生产工艺中存在污染地下水的风险进行掌握,对污染的特征进行研究,建立具有社区特点的关于地下水污染防控的档案资料,方便社区宣传工作,为地下水污染的防控提供帮助。
4.3 社区要担任起地下水污染防治中联络、协调的角色
地下水污染现象一旦发生,社区要积极担任起联络、协调的角色,做好民众意愿的收集和反映的工作,对基本情况进行调查掌握,为政府和企业开展地下水防治工作提供必要的帮助。
5 个人风险控制对策
5.1 增强个人自身对于地下水污染防治的意识
地下水污染的防治需要社会各界的共同参与,不只是政府、企业等要采取相关措施,每个人都要从心里提高对地下水污染防治的意识,无论是政府公职人员,企业工作人员,还是市井百姓,都要补上地下水污染这一“课”,真正使对地下水污染的防治做到全民参与。
5.2 增强个人良好环境享有权利的维护意识
在我国,许多法律都有对保护公民环境权益的相关内容做出规定,如《民法通则》、《环境保护法》等。目前,对于地下水污染,公民仍缺乏维权意识,这也是地下水污染防治效果不理想的原因。为了加强对地下水污染的防控,构建社会各界共同参与的综合防控体系,一定要增强个人良好环境享有权利的维护意识。
中图分类号:X523 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)16-0305-01
一、地下水污染概述
1.1 地下水污染的定义
所谓的地下水污染是指,基于地下水受到人类活动的影响后,超过背景值的基础上,地下水的可利用范围与原来的水质可利用范围相比受到了一定的限制。可见,地下水的污染跟人类的活动有很大的关系,在受到人类活动的影响之后,地下水资源的水质比之前有所改变,而且是向着负面方向的改变。
1.2 地下水污染的特点
区别于地表水污染,地下水污染有着自身特殊的一面,主要表现在以下几点:
(1)隐蔽性。与地表水污染不同,地下水污染有着很好的隐蔽性,很难被人们发现。通常情况下,地表水被污染之后都可以通过一些水的气味或者颜色有所发现,或者是通过观察水生物的状况来判断,但是地下水污染就不同,很难发现其是否受到污染,以及受污染的程度。这种隐蔽性很容易使得人们误饮到受污染的地下水。
(2)难以逆转性。由于地下水的流速较慢,自净能力有限,当发现水质被污染时已是几十年甚至上百年的事,这就大大增加了治理地下水污染的难度,所以,更加应该注意防止地下水的污染,只有减少了污染的情况,才能减少后期的治理工作。这不仅是对水资源的有效保护策略,也是节约我国发展成本的有效渠道,更是坚持可持续发展观的重要体现。
1.3 地下水污染的危害
地下水污染较地表水污染影响深远且不易治理,地下水污染的危害也远比地表水污染程度更严重。城市与工业“三废”不合理或不达标排放量的迅速增加,农牧区农药、化肥的大量使用,导致我国地下水污染日益严重,呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势。对我国190多个城市进行地下水监测,结果令人不满意,近全部城市都受到不同程度的污染,近4成的城市地下水污染趋势加重,无论是南方城市还是北方城市,北方相对污染范围要比较广,南方相对来说比较轻,地下水的过度开采导致污染比较严重,无论是海水倒灌还是地表污染都加剧了地下水的污染。
二、地下水污染源分析
2.1 工业“三废”
工业“三废物”的一个主要因素是对地下水的污染。工业废水、轻工业废水、石油化工有机废水处理和排放是从城市下水道,直接进入河流和湖泊或排水沟,导致地下水污染。工业气体如二氧化硫,硫化氢,一氧化碳,二氧化碳,氮氧化物,燃煤污染,污染物形成的雨,地面径流进入水体循环,对地表水和地下水污染造成。工业废渣的有毒有害物质,如重金属,挥发酚,氰化物在水和土壤。其中的一部分降水直接浸润,部分下游地表径流迁移和渗透,从而形成平面和线性地下水污染。
2.2 城市生活污染
城市生活污染源主要是生活污水和垃圾。生活污水主要是固体悬浮物,生化需氧量,氨氮,合成洗涤剂,磷,氯,细菌和其他生活污水,医院污水含有氨态氮,磷污染物,合成洗涤剂,厌氧细菌,挥发酚,汞,病毒和放射性物质,多行的一条河流,沟坑,地表水和地下水污染。垃圾与阳光和雨水径流冲刷,可溶性物质会慢慢进入地面,对地下水的污染。
2.3 农业污染
因为农业活动,从而导致地下水污染源,其中主要包括土壤残留农药、化肥、植物和动物遗体分解以及不合理的污水灌溉等因素。农业非点源污染,导致农业区地下水硝酸盐含量严重超标。农区,过量使用氮肥,其中约有12.5%~45%的氮从土壤侵蚀和污染的地下水。当然,氮素损失的不完全是从施氮。这些是造成大面积的浅层地下水水质恶化的主要原因,其中最重要的是增加硝态氮和农药以及化肥污染等因素。
三、地下水污染现状
目前中国的地下水已普遍受到污染,部分地区水质超标严重,且污染还在继续加重。尤其是北方城市污染更加严重,污染元素多,且超标率高。主要超标项目有矿化物、总硬度、三氮等。三氮污染在全国各地均较突出,矿化物和总硬度超标主要分布在东北、华北、西北和西南等地区,华北地区地下水污染最为突出。
地下水污染中还存在有机污染,国内有关部门曾启动了东部典型地下水污染调查评价试点项目,评估结果令人震惊:微量有机物普遍检出,致癌、致畸、致突变的“三致”物质不同程度检出,而北京、天津、河北等地的地下水已经检测出100多种污染物,其中不少是“三致”物质。
中国地下水污染已呈现出由点向面演化、由东部向西部扩展、由城市向农村蔓延、由局部向区域扩散的趋势;污染物成分则由无机物向有机物发展,危害程度日趋严重;地下水污染面积不断扩大,污染程度不断加重。
目前,在中国平原地区,要找出一块未被污染的地下水区域,竟成了一件很不容易的事情。而且越是经济发达地区,其有毒物质的种类和数量往往也越多,地下水污染严重影响着人民群众的生存环境。
四、地下水污染的预防及处理
4.1 合理开发和利用地下水资源。
从可持续发展的角度出发, 有计划地开发和利用这些有限的地下水 资源。保护地下水资源, 制止过量开采地下水, 减少地下水位下降幅度, 防止地面沉降等, 以减少污水的下渗。在开发利用过程中做到采补平衡, 严格控制地下水开采量的同时, 还应采取多种措施加大对地下水的回灌 补给。
4.2 提高公众环境意识并加强地下水保护宣传力度。
严格贯彻执行我国的《水污染防治法》《水法》等法规, 本着“谁污染, 谁治理”的原则, 加强执法力度, 使每个人都能准确地理解我们的行为给 地下水质造成了什么影响。建设必要的污水处理设施; 抓好重点污染源 的综合治理, 对毒性大的污染物, 必须在厂内处理, 对于毒性小的污染物 汇入城市污水处理厂进行集中处理。统筹规划、合理布局。
4.3 完善有关地下水的法律法规的规定。
我国现行的《水法》、《水污染防治法》、《水土保持法》以及《城市地下水开发利用保护规定》、《城市供水条例》等都规定了很多有关地下水资源的保护措施,但是一般都把重点放在地下水水量的保护上,而对地下水水质的保护则涉及不多,并且规定得比较原则。因此建议出台专门保护地下水水质的法规,设立有关的禁止性活动,对违反者给予严厉的行政、刑事处罚,尤其重点加强对规划和建设部门及其主要负责人的处罚。同时,由于各地区水文情况的差异,导致不可能按照同一标准同一水平保护地下水的水质,所以各地区应当根据本地区和城市的具体条件,因地制宜地制定当地地下水保护标准,依据此标准衡量违法行为的程度。这种标准应当取决于:1.地下水储量及其对污染的脆弱程度;2.可开发的地下水资源量;3.该地区当前的和今后预期的对水资源的需求量。当然,随着社会经济发展,标准也应不断变化调整。
4.4 重点抓好监测工作。
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.12.165
[中图分类号]X824 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2015)12-0-01
1 地下水污染脆弱性的概念及影响因素
1.1 地下水污染脆弱性的概念
地下水污染脆弱性主要是指污染物自顶部含水层以上某一位置到达地下水系统中某一特定位置的趋势及可能性。一般情况下,脆弱性主要包括特殊脆弱性及固有脆弱性,前者是指与某类特殊污染物相关的脆弱性;后者则是指与污染物物理和化学性质无关,仅与含水层性质相关的脆弱性。
1.2 地下水污染脆弱性的影响因素
1.2.1 地下水流系统方面
虽然地下水常年处于地下,但仍受到来自人们日常生产生活活动的影响。地下水流系统主要是控制地下水固有脆弱性的本质过程,一般包括三维结构、地下水补给时空特点等,通过该系统能让人们清晰地了解和认识到地下水在什么位置、由什么原因受到的污染,从而准确判断固有脆弱性,并对控制系统中的降雨条件、入渗过程等进行合理控制,最大程度上避免地下水污染。
1.2.2 地球化学作用
通常情况下,在地球化学作用下,改变地下水污染物浓度主要包括吸附―解吸、溶解―沉淀等,在认识与污染物相关信息的过程中,应加强对潜在污染源分布、类型等要素的分析和研究,并在地下水流系统中控制污染物迁移、转化过程,实现对地下水资源的保护。
2 地下水污染脆弱性评价方法综述
目前地下水污染脆弱性评价方法主要包括以下3种。
2.1 迭置指数方法
迭置指数方法主要是指通过对定义的各类因素进行分级评分赋值,进而评定地下水脆弱性的高低,一般分为水文地质背景值法、参数系统法,其模型包括DRASTIC、GOD等。
2.1.1 DRASTIC模型
该模型最早出现在20世纪80年代美国环保局。但是,在实际评价过程中,存在一定的局限性,在范琦等研究工作者研究下,创新出一种将AHP作为基础的DRUA评价方法,很大程度上避免了参数划分和权重不变性的不足,在我国山前平原地下水污染评价工作中取得了一定成效。随着地下水污染脆弱性评价工作日益发展,工作人员在原有模型基础上进行适当创新,例如:Lima等研究者在考虑土地利用变化对水质影响基础上,将Dyna-CLUE模型与原模型相结合,对阿根廷彭巴斯草原地下水进行评价,为评价工作进一步发展奠定坚实基础。
2.1.2 GOD法
主要是结合地下水承压性、上层岩性及地下水埋深3个指标,进行GOD指数计算,最终得出地下水脆弱性。通过GOD法能获取准确的数据信息,为保护地下水资源提供支持。但是,由于受到评价指标较少等因素的影响,难以全面、系统地反映影响地下水脆弱性的因素,例如:补给源等,因此,在原有方法基础之上增加土壤的淋溶敏感性指数,可以提高该方法准确性。在实际应用中,对迭置指数法中各项模型进行对比发现,第一种方法评价效果更好。
2.2 模拟方法
过程模拟方法主要是指利用物理、化学及生物过程等模型,对污染物进行模拟实现脆弱性分析。该方法与其他方法不同,主要是预测污染物在空间及时间方面的迁移状况。一般包括流-弥散方程、化学反应模型等。
Nobre等人利用MODFLOW模型针对巴西某个城市沿海含水层进行评价,并描述出水井捕获区,全面系统地分析和研究地下水污染风险,帮助城市制定科学、合理的地下水保护方案。不仅如此,Henriksen、Vissers等人在地下水脆弱性评价及资源可持续开采过程中也采用该方法中的数值模型进行分析和研究,不仅提高了评价效率和质量,而且为研究地区地下水资源保护提供了一定帮助。
2.3 统计方法
统计方法主要是指通过对已有地下水污染信息进行数理统计并研究,来确定脆弱性量值及不同参数的联系,结合分析结果构建相关模型,并将各个评价要素植入模型当中,实现评价目标。
20世纪90年代初期,Evans和Maidment针对美国某地地下水中的硝酸盐与降雨量等因素进行相关性分析,最终得出地下水脆弱性仅与埋藏深度有关系,与其他因素不存在联系。而Troiano同样在美国加利福尼亚对地下水农药残留与土壤特征之间的关系进行分析,并首次采用CALVUL方法来研究判断地下水脆弱性与土壤特征之间的关系。在具体评价工作中,要结合实际情况选择合理的评价方法,确保评价准确性。
3 结 语
地下水资源作为我国社会可持续发展的重要资源,加强对其污染的脆弱性分析,并结合实际情况得出最终结果,能让人们清晰地了解和掌握影响水资源污染的关键因素,有利于人们采取针对性措施加以调整和优化,最大程度上避免各类因素对地下水资源的污染,实现对水资源的保护,进而促进我国社会可持续健康发展。
主要参考文献
中图分类号: R123文献标识码: A
0引言
地下水环境质量评价研究从70年代开始逐渐受到重视。国外在地下水污染方面的研究主要是加强污染质运移机理的基础理论研究。国内地下水污染评价工作起步较晚,但是发展比较迅速。国内外区域地下水污染评价方法较多,主要有单因子污染指数、综合污染指数法、参数分级评分叠加指数法、层次分析评价法、统计分析方法、灰色系统和模糊数学方法等。结合研究区研究情况,本次评价主要应用单因子污染指数法及综合污染指数法。
1地下水污染评价方法
1.1单指标污染指数评价法
以环境背景值和《地下水质量标准》(GB/T 14848-1993)中III类水的水质指标为参考对照,构建如下计算公式:
(1)
其中:
Pki―k水样第i个指标的污染指数;
Cki―k水样第i个指标的测试结果;
C0―代表k水样无机组分i指标的背景值或有机组分i指标的检出限;
CⅢ―《地下水质量标准》中指标i的III类指标限值。
利用式(1)分别计算各水样点单指标污染指数Pki,按表1中污染指标分级标准,确定每一个指标污染等级。
单指标污染指数分级标准 表1
污染类别 未污染 轻污染 中污染 较重污染 严重污染 极重污染
污染分级 I II III IV V VI
指数范围 P≤0 0<P≤0.2 0.2<P≤0.6 0.6<P≤1.0 1.0<P≤1.5 P≥1.5
1.2地下水污染综合评价法
每个水样点地下水综合污染等级按单指标评价结果的最高类别确定。
本次研究将地下水指标按三氮、毒性重金属指标、挥发性有机指标、半挥发性有机物指标划分为四类。运用上述地下水污染综合评价方法,分别对地下水样品进行分类指标影响分析。
1.3评价指标分类
本次地下水污染评价指标选择与人类活动密切相关的有毒有害物质,包括8项无机指标和27项有机指标。按三氮指标、毒性重金属指标、挥发性有机指标、半挥发性有机物指标分为四类。
目前地下水背景值计算方法有很多种,但计算结果与实际相差较大。本次主要以20世纪80年代初,鞍山市辽阳市环境监测数据为基础结合本次研究所取得的水化学测试数据,经过分析研究确定硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、砷、镉、铬、铅的地下水污染的对照值(见表3)。
一般情况下,地下水有机物和毒性金属天然环境含量微少,人类活动为主要污染源。因此将毒性金属汞和有机物对照值设定为0。
部分地下水污染评价指标对照值 (mg/l) 表2
项目 硝酸盐 亚硝酸盐 氨氮 砷 镉 铬 铅
背景值 2.8 0.013 0.13 0.004 0.003 0.05 0.08
2区域水文地质背景及样品采集
2.1水文地质背景
研究区第四系分布广、厚度大,粒度粗。地面入渗能力强,太子河,北沙河,浑河及纵横梁道穿插,大气降水和河流表水可直接补给地下水,因而赋存着极为丰富的地下水。由于含水介质、形成条件、赋存特征的差异,区内可划分四种主要含水类型,即第四系松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水及基岩裂隙水。研究区内主要含水类型为第四系松散岩类孔隙水,占研究区总面积90%以上,呈大面积连续分布。
2.2样品采集
在区域控制的基础上,本次样品采集原则为优先选择重要地下水水源地、国家级、省级地下水监测孔、大泉(泉群)、有系列分析资料的农用井、大型工矿企业自备井、矿山排水、油田供水井、重要污染源附近的监测井等井孔或水点。本次共计采集了90组浅层地下水样品,采样密度为每百平方公里8-9组样品。检测指标为42项,包括现场物理化学指标7项,地下水无机指标8项,地下水有机指标27项。
3区域地下水污染评价
3.1单指标污染指数评价
有机指标:研究内共检测有机样品90件,测试指标27项。监测结果显示区内地下水有机指标整体环境较好,其中有17项指标在区内均未检出,达到61.5%的比例。除了苯并(a)芘[4]检出率和超标率均较高外,其它指标检出率都很低,仅零星检出,且超标指标仅有1,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷和总六六六三项,超标井数分别为1、1、2。苯并(a)芘[4]的检出率和超标率均达到了32.22%,且检出样品测试平均值高达22.59μg/l,远远高于目标检出限值0.2μg/l,需开展针对性的治理、防治措施。
无机指标:评价指标8项。检测结果显示区内地下水无机指标整体环境较差,主要是三氮超标严重,硝酸根离子、铵离子、亚硝酸根超标率分别为16.67%、13.33%、24.74%,且检出样品测试平均值高达43.97mg/l、0.90mg/l、0.15mg/l;砷离子、铅离子超标率分别为7.89%、1.58%;镉离子检出率6.84%,无超标,汞离子和六价铬离子无检出无超标。
3.2地下水污染综合评价
(1)三氮指标污染
本次评价共利用样品90组,其中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类污染点为48组,占总数的53.93%。研究区地下水三氮污染程度比较严重,三氮污染点主要分布在研究区的北部和西部。三氮污染主要是农业生产过程中大量使用化肥引起的,其次是工业污染和人类生活污染。
(2)挥发性有机物污染
本次评价共利用样品90组,其中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类污染点为2组,占总数的2.25%。辽阳-鞍山研究区地下水挥发性有机物污染程度轻微,污染点一处分布在鞍山市西北、一处分布在柳壕公社西南。
(3)水半挥发性有机物污染
本次评价共利用样品90组,其中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类污染点为31组,占总数的34.83%。辽阳-鞍山研究区地下水挥发性有机会污染程度较轻。地下水半挥发性污染点主要分布在城市远郊及远离市区的城镇周围,总体来说分布比较零散,规律性较差。半挥发性有机物污染主要是农业生产过程中大量使用农药引起的,其次是工业污染。因此污染点具有分布面积广,零散分布,规律性差的特点。
(4)毒性金属指标污染评价
本次评价共利用样品90组,其中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类污染点为4组,占总数的4.49%。研究区地下水毒性金属污染程度轻微。毒性金属指标污染主要由于工业生产中的化工生产所引起的,主要分布在化工厂周围。
4地下水污染原因分析
区内浅层地下水污染较为严重,主要污染原因有以下几点:
(1)工业废渣、生活垃圾等固体废物的堆放和土地填埋是地下水的重要的点污染源。研究区企业排放的废水、废气、废渣,污染物质多且组成复杂,具有较大的毒性。;经日晒、风吹和雨淋,废渣中的这些物质被淋溶,随水渗入地下污染地下水;废气中的污染物质,降落到水面和陆地上,从而污染水源和土壤,对环境和人体健康危害很大。
(2)河流水体污染可视为线源污染。区内河段水质较差,在河岸水力地质作用下,污染的河水进入地下水含水层(主要是洪水期),从而污染地下水体。因此,线状污染源的污染区域呈现出靠近污染河流的区域,地下水化学组分的含量较高,远离污染河流的区域,地下水化学组分较低的规律。
(3)农药化肥污染可视为面源污染。研究区90%以上为农村菜田和农业区,农田和农业区每年都要施放一定数量农肥。长期大量施用农药、化肥,残余农药、化肥经灌溉水或大气水的淋滤而渗入地下,造成了区域地下水污染。
5结语
采用单指标污染指数法及地下水污染综合指数法对下辽河平原辽阳鞍山地段地下水污染状况进行了系统评价,评价结果表明53%采样点的浅层地下水以受到不同程度污染。根据本次评价,基本上反映了研究区地下水污染状况,并为有针对性的治理提供依据。
地下水是我国淡水资源的重要组成部分,占全国水资源总量的1/3。随着人口的增长、经济的发展和城市化进程的加快,地下水资源出现了严重危机,主要表现在地下水的超量开采和污染加剧两个方面。有机污染物地下水资源的“癌细胞”
有关监测数据表明,约有64%的城市地下水受到严重污染,33%的城市地下水受到轻度污染。我国地下水污染范围日益扩大,全国2/3城市地下水水质普遍下降,局部地段水质恶化,300多个城市由于地下水污染造成供水紧张;从地下水中检测出的污染物成分越来越多、越来越复杂,仅京津唐地区地下水中检测出的有机污染物种类就已达百余种之多;而且污染程度和深度也在不断增加,有些地区深层地下水中已有污染物被检出。
在城市,地下水中的有机污染物主要来自垃圾填埋场、加油站、生活污水和工业废水。在农村,农业活动――主要是大量使用化肥――对地下水造成了严重的威胁。我国化肥用量实在到了令人触目惊心的地步,目前我国化肥的生产和使用量已列居全球第一,从上世纪70年代初的百万吨左右快速增加到五千万吨的量级。但是,化肥的实际利用率非常低,它们中未被植物吸收利用的部分会随地表径流进入地表水体或通过渗透进入地下水。
除此之外,由于地下水超采造成的大面积的地下水位漏斗,更加速了浅层受污染的地下水向深层流动。地下水污染已经严重威胁公众健康,加强治理迫在眉睫。
地下水污染防重于治
在日本,针对空气污染、水污染的法律叫“防治法”,而针对土壤污染的叫“对策法”。这是因为他们已经认识到被污染了的土壤和地下水是很难完全被修复的。
1 引言
随着社会经济的发展和人类对自然资源开发利用活动的日益加强,大量污染物(如重金属、持久性有机物等)通过不同途径进入土壤系统中,进而通过迁移、扩散和渗透作用进入地下水环境,对土壤和地下水环境造成污染,破坏了其原有的生态平衡。这些污染物还可以通过饮用水或地下水-土壤-植物系统,经食物链进入人体,因此也影响到人类的健康。鉴于地下水污染的严重性,国内外学者已广泛开展对地下水污染修复技术的研究,同时地下水污染修复技术在大量实践应用中得到了不断地改进和创新。
2 基本概念
2.1 地下水的定义。
地下水是指埋藏在地面以下,存在于岩石和土壤孔隙中可流动的水体 [1] ,狭义上是指浅层地下水,即第一个隔水层以上的重力水,即地下水资源。地下水是自然界水体的组成部分,并参与自然的水循环,又是水资源的重要组成部分。
2.2 地下水污染的主要原因。
过度开采地下水,引起地下水位下降,沿海地区海水倒灌;农业生产中大量使用化肥、农药以及污水灌溉等,污染物渗入地下水中;受污染的地面水体或废水渠、废水池、废水渗井等连续渗漏。地下水一经污染后,总矿化度、总硬度升高,硝酸盐、氯化物含量升高,有毒物质增加,溶解氧下降,有时还会出现病原体。
地下水污染不易被发现,难以治理和恢复,影响供水水质,加剧水资源短缺,应限制开发,合理使用,从而保护地下水资源。
2.3 地下水污染的来源。
向水体排放或释放污染物的来源和场所都称为水体污染源,这是造成水体污染的罪魁祸首。各种水体及其循环过程中涉及到许多类型复杂的污染源,从不同的角度可将水体污染分为多种不同的类型,就地下水污染而言,其根源有以下几种:
(1)沿海地区海水入侵和倒灌。
(2)工业“三废”。
(3)农业污染。
(4)城市生活污染。
3 地下水的主要修复技术
3.1 渗透性反应墙(PRB)。
PRB是一种原位被动修复技术,由透水的反应介质组成,一般安装于地下水污染羽状体的下游,通常与地下水水流相垂直,并且它也可以作为污染地下水的地面处理设施。当地下水在自身水力梯度作用下通过活性渗滤墙时,污染物与墙体材料发生各种反应而被去除,从而达到地下水修复的目的 [2] 。
3.1.1 PRB概念与结构。
(1)概念。
美国环保署定义:PRB是一种为达到一定环境污染治理目标而将特定反应介质安装在地面以下的污染处理系统,它能够阻断污染带、将其中的污染物转化为环境可接受的形式,但不破坏地下水流动性 [3] 。
(2)结构。PRB有两种基本结构:①隔水漏斗导水门式结构。此种结构适用于埋藏浅的大型的地下水污染羽状体,地下水通过比较小的渗透反应门,优点是反应介质的装填量减少,缺点是干扰了天然地下水的流场;②连续墙式的结构。用于地下水污染的羽状体较小时,墙体垂直于污染羽状体的迁移途径,横切整个羽状体的宽度和深度,优点是对天然地下水流场干扰小,易于设计 [4] 。
3.1.2 PRB反应机理。
(1)无机离子去除机理。
含高价重金属的无机离子,是地下水中的重要污染物之一,其中工业废物、尾矿和核废料污染的地下水中浓度很高。金属铁与无机离子发生氧化还原反应,将重金属以不溶性化合物或单质的形式从水溶液中析出。 [5] 研究表明,PRB能够将无处处理厂排出的含硝氮90mg/L的水迅速降解到饮用水标准10mg/L以下 [6] 。
(2)脱卤反应去除卤代有机物机理。
在脱卤降解反应中,金属铁提供电子,发生氧化反应,而有机污染物为电子受体。Fe0修复有机污染物的地下水,主要是对氯代烃类进行还原脱氯。例如PCE(C 2Cl 4)的脱氯过程有两条路径:
一是C 2Cl 4C 2HCl 3C 2H 2Cl 2C 2H 4C 2H 6
二是C 2C 14 C 2HCl 3C 2H 2C 2H 4C 2H 6
路径为连续的氢解作用,其中间产物C 2H 2Cl 2的降解速度比C 2HCl 3慢,而第二条路径的中间产物C 2HCl能很快地还原为C 2H 2。因此,第二条路径的还原速度较快于第一条 [7] 。
(3)微生物修复机理。
微生物的活动可影响氮、硫、铁、锰等元素的循环。微生物可直接用于硝酸盐、硫酸盐的去除以及通过形成硫化物来沉淀金属离子。
(4)催化降解反应机理。
采用比铁活性大的金属作为墙体材料,比铁具有更强的还原性,容易提供电子,铝硅酸盐可以作为缓冲溶液使pH值能保持在较低值(7~8),使金属铁更易被氧化 [8] 。试验证明,金属铁中加入铝硅酸盐时,Cr 6+ 的半衰期比铁和石英砂混合物作为反应材料减少一个数量级,比单纯铁作反应材料减少两个数量级。
3.1.3 PRB的应用案例。
在北美和欧洲等国,已进行了大量该方法的工程研究和商业应用,目前全世界有200多座PRB,其中Fe0-PRB120多座,取得了良好的治理效果。部分应用见表1。
〖XC29.TIF;%40%50〗
厌氧生物反应墙修复某地挥发性有机氯化物的深度污染案例:
在一家化学清洗厂旧址,四氯乙烯的肆意排放造成了当地土壤严重污染。这家化学清洗厂曾在此地连续开办了75年,污染范围将近75000m2,深度在地下50m。
2001年,有关方面对表层污染源进行了挖掘,随后采用原位生物降解的方式对被污染的土壤进行修复,采取这种方式的原因是此处的污染物正在发生自燃降解。他们在自燃降解的基础上采取了注入含碳物质的办法,对四氯乙烯和三氯乙烯等污染物进行厌氧还原脱氯。这是一种临时性的土壤修复措施,持续了一年左右的时间,大大缓解了当地严重的土壤污染。大约一年后,这一临时性土壤修复措施停止执行。这时,对地下水中的挥发性有机氯化物进行降解的条件已经具备。他们利用前段时间积累的经验,在此地建起了大规模的还原脱氯设施,这套设施包括若干厌氧性生物反应墙,从三个地点对这片污染区域进行“围堵”。建立这些生物反应器的目的不仅仅是控制污染,而是对被污染的土壤和地下水进行修复,以便彻底消除这一地区的污染。由于此地属于高度城市化地带,这些生物反应墙都建在街道附近,这样便于向栅内注入反应物。作为反应物的含碳物质须定期注入栅内,三年一般应注入10~15次。
此外,临时性修复措施的实施提高了地下水中产甲烷菌的含量,为挥发性有机氯化物的降解提供了良好的条件。修复前污染源下游一带每升地下水中含有数万微克的四氯乙烯和三氯乙烯,而现在这些物质的含量仅为10μg或者更低;顺式1,2-二氯乙烯和氯乙烯的含量曾一度有所上升,随后又下降到每升几十微克,最后分解为乙烯、乙烷等对环境无害的物质。
污染区的中心位于生物反应墙附近(75m左右),目前这里仍能监测到顺式1,2-二氯乙烯和氯乙烯等污染物的存在,但乙烯和乙烷的稳定增长以及监测管中大量产甲烷菌的存在表明这一带微生物活动活跃,污染物正在进行彻底地还原脱氯过程。上述情形证明,生物反应墙的下游确实是化学反应十分强烈的区域。监测管显示,某些位置的顺式1,2-二氯乙烯和氯乙烯含量有所上升;发生这一现象的原因是由于微生物活动导致的吸附反应增强。目前他们在污染修复方面已经实现了每1.5~2年降低污染物60%的目标。
3.1.4 PRB存在的问题。
(1)去除污染物的机理方面尚存在一些未能明晰的方面。
(2)在PRB实际应用中将会出现沉淀产生介质的阻塞、反应材料失活或者双金属系统可能引起地下水二次污染等不良影响。
(3)因为受到地下水流和开沟槽的深度限制,目前该技术多用于有地下水流的饱和污染层的修复。
(4)需要进一步研究可同时去除多种并存污染组分的技术。
3.2 原位曝气修复技术(AS)。
原位曝气修复技术最大程度减少了对土壤介质和周围环境的扰动,主要用于处理可挥发性有机物(VOCs)造成的地下水污染。一般与土壤气相抽提技术(SVE)联合使用 [9] 。不会造成环境的二次污染,与其他修复技术相比具有经济、高效的显著优势 [10] 。该技术被认为是去除地下水挥发性有机物的最有效方法。C.D.Johnston等 [11] 将原位曝气法和土壤蒸气抽提法相结合,去除砂质地下含水层中的石油烃,结果表明与单独使用土壤蒸气抽提法比较,28天后石油烃去除量提高1.9倍,同时原位曝气还为地下水中残留的NAPL(非水相液体)的去除创造了更有利条件。曝入的空气能为地下水中的好氧微生物提供足够氧气,促进土著微生物的降解作用 [12] 。该技术在可接受的成本范围内,能够处理较多的受污染地下水,系统容易安装和转移,容易与其他技术组合使用。但是对既不容易挥发又不易生物降解的污染物处理效果不佳,并且对土壤和地质结构的要求比较高 [13] 。
3.3 原位生物修复方法。
原位生物修复是利用生物的代谢活动减少现场环境中有毒有害化合物的工程技术系统 [14] 。用于原位生物修复的微生物一般有三类:土著微生物、外来微生物和基因工程菌 [15] 。目前地下水有机物原位生物修复方法主要包括生物注射法、有机粘土法、抽提地下水系统和回注系统相组合法等 [16] 。
原位生物修复技术有其独特的优势,表现在:①现场进行,从而减少运输费用和人类直接接触污染物的机会;②以原位方式进行,可使对污染位点的干扰或破坏达到最小;③使有机物分解为二氧化碳和水,可永久地消除污染物和长期的隐患,无二次污染,不会使污染物转移;④可与其他处理技术结合使用,处理复合污染;⑤降解过程迅速、费用低,费用仅为传统物理、化学修复法的30%~50% [17] 。
目前有人将原位生物修复和旋转电动力学——太阳能技术相结合,形成新型的修复技术。电动力学技术是将电极插入受污染的地下水区域,在施加低压直流电后,形成直流电场。由于土坡颗粒表面具有双电层,孔隙水中粒子或顺粒带有电荷,引起水中的离子和顺粒物质沿电场方向进行定向运动。
4 展望
随着地下水污染修复技术研究的深入开展以及各修复技术的逐渐成熟,各种修复技术将会更广泛地应用于现场地下水污染修复工作中。针对我国地下水以石油烃类、TCE、氯苯、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和重金属的污染最为严重的实际情况,PRB技术是一个较好的选择。
未来利用基因工程技术培养纯化特效降解菌,从而提高修复效率以及如何解决反应墙生物淤堵问题以延长反应墙体的使用寿命等,都将成为重要的研究方向 [18] 。
参考文献
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据调查,阜新矿区从新邱-海洲-东梁-艾友、清河门都有矸石的堆放,占地总面积约40km2,总堆积量约13亿m3,据统计,阜新矿区堆积量达1×108m3以上的大型矸石山3座,堆积量0.1×108m3以上的中型矸石山5座,堆积量0.01×108m3的小型矸石山5座,不具规模的矸石山340余座。(见图1)其中海洲露天矿矸石山远近闻名,占地总面积达18.40m2,堆积量8.4亿m3,堆积厚度在45~60m。虽然矿区煤炭开采量逐年减少,但必竟还有孙家湾立井、五龙立井、艾友立井等国有煤矿及一些地方小矿在生产,矸石的排量仍在180万吨/年左右,矸石山还在增长。虽然近年来阜新矿区对煤矸石进行了处理及利用,但处理率及利用率不足50%。
2阜新矿区矸石山对地下水污染
2.1矸石山对地下水污染过程及危害
矸石山接受大气降水,形成了淋滤液,由于本区地下径流条件较好,地下水交替积极,所以淋滤液很容易渗入地下含水层。由于风化和雨水淋溶,促进了有害重金属的活性,矸石山被溶解析出的有害元素有Cd(镉)、Pb(铅)、Jg(汞)、Cr(铬)、Cu(铜)、Zn(锌)、Al(铝)、Ca(钙)等,还有一些酸性物质,它们的重性很大,能在环境中蓄积于动植物体内,对人体健康产生长远的不良影响。
2.2阜新矿区矸石山对地下水污染现状及程度评价
通过调查,矿区内受矸石山淋滤液污染的主要河流有北沙河、长营子河、细河、转角庙河、五道桥河、伊吗图河、清河、汤头河等,还有部分民井、鱼塘及水库,有害物质通过地表渗入地下,使地下水遭受严重污染,距矸石山越近,水位越高,污染程度越严重,民井、鱼塘均有异味,居民对此反映强烈。近年来通过对部分观测点地下水样的各项化学指标检测得知:总硬度1016.81mg/l(超标2.26倍);矿化度1831.25mg/l(超标1.83倍);硝酸盐320.00mg/l(超标16倍);亚硝酸盐1.6mg/l(超标80倍);硫酸根410mg/l(超标1.64倍);氯离子378.86mg/l(超标1.5倍)。
2.3阜新矿区地下水污染的特点
矿区内矸石山淋滤液对地下水体的污染与其它类污染源污染地下水体有几个不同特点:
①隐蔽性。即使地下水遭到了较严重的污染,但它还是无色无味,不易签别,有毒有害的地下水,对人体的影响往往是慢性的长期效应。
②难以逆转性。地下水一旦遭到污染,就难以恢复,仅靠含水层本身自然净化,所需时间太长,某些污染可被土壤和含水层介质吸附后发生解吸,再吸附。
③运移性。淋滤液进入地下含水层后,随地下水的运移,使污染面积越来越大。
④长期性。矸石山的堆积往往历经数十年、上百年,淋滤液的下渗也是一个长期过程,要从矸石山顶逐渐淋滤经土壤层渗至含水层,这一过程,也需数十年至上百年。
⑤污染离子多样性。矸石山污染的地下水,与工厂排出的废液、废渣等较单一的有害元素不同,矸石山的淋滤液对地下水的污染会导致数种甚至达十余种元素超标。
3防止矸石山对地下水污染的措施
3.1行政措施
建立一套严格的行政措施和管理体制来规范矸石山的堆放行为,要定期组织检查矸石山对地下水污染程度,并开展治理工作,尽量将因矸石山淋滤液造成地下水污染的灾害程度减至最小。
3.2技术措施
在选择排放地点时,必须搞清其地质条件及水文地质条件,要选择透水性差,裂隙不发育的基岩、粘土岩、亚粘土层及潜水位埋深较大的地方进行排放,这样淋滤液的污水不容易渗入地下水中,即使有少量渗入,也具有净化空间、净化时间和净化能力,不可设在可供饮水的含水层地区,矸石山的底部最好铺制人工隔水层。
3.3污染含水层的治理
选择针对清除污染物的试剂投入含水层内,分解有害物质,目前阜新矿区内已考虑用高锰酸钾除砷,利用臭氧分解油质有机物,利用氧化还原环境除去铁、锰,减少溶解有机碳的含量,同时又可促使氰的分解等。还有利用微生物分解地下水中的某些有机成份,降低或清除污染浓度。
4煤矸石的综合利用
消灭矸石山,最好的办法是减少煤矸石排放量,对煤矸石进行综合利用,使其变害为宝,煤矸石的利用途径很多,适合阜新矿区的可分为三类。
4.1煤矸石的热能利用
①经过简单水洗或机械筛选回收煤炭。
②用煤矸石掺煤炭作为沸腾炉燃料,使其不经筛选就可以使用。
③清河门二井、艾友立井、海洲露天的煤矸石含碳量较高,适合加工粉末,制做蜂窝煤。
4.2煤矸石的化学利用
煤矸石中含有硅、铝、铁、钛、锰、镍、钒、钼、汞等多种元素,对于阜新矿区来说,有大量的矸石山资源,进行全面的煤矸石成份分析,选出合理的工艺流程进行化工生产,定能达到回能能源,化废为宝,创造经济效益的目的。
4.3煤矸石的建材利用
中图分类号:TU991文献标识码: A 文章编号:
一、前言
水资源对我们生产和生活有着重要的影响,我们每时每刻都离不开水,在矿石开采的过程中对地下水资源造成了一定的污染,严重的话会影响到我们的日常生活。黄陵矿区位于鄂尔多斯盆地东南部,陕北斜坡带的南部边缘,为一向北西西倾斜的单斜构造。地层由第四系松散层、侏罗系、三叠系陆相碎屑岩、白垩系组成,本地区地下水根据系统进行划分主要可分为两大类:第一类为第四系松散层孔隙裂隙地下水;第二类为基岩裂隙地下水,这两类地下水有着不同的构造和结构。
二、地下水污染的现状分析
在地下水资源的开采过程中,为了满足人们生产与生活日益增长的用水需要,我国地下水资源的开采量呈现出逐年增长的趋势。而我国地下水资源占到了总体水资源的三分之一,在全国范围内,有超过 70%的人群饮用的是地下水。从城市地下水资源的实时监测来看,全国 95%以上城市的地下水资源受到了不同程度的污染,而其中,又有超过35%城市地下水资源的污染程度正逐年严重化。这些地下水资源的污染,使地下水质情况受到了极大的影响,为人们的生产与生活带来了很多的困扰。从地下水资源污染的范围来看,北方地区尤为突出,大部分城市的地下水资源的水质严重不达标,这对本来就缺水的地区来说,是非常不利的。同时,由于地表水资源的不断恶化,很多地区的水资源形成一种恶性的循环。当地下水资源受到污染时,在水资源的循环过程中,它也会影响到整个地表系统水资源的质量,这样就会严重威胁到人们使用地下水的安全。所以,针对这些情况,我们必须要对地下水资源的污染作出深入的分析与研究,找出其中的污染源,并对症下药,制定出科学、合理的解决措施,逐步控制地下水资源的污染,使其质量不断提高,为人们使用安全的地下水提供有力的保障,也为我国社会经济与生态的可持续发展,打下坚实的基础。
三、生产矿井充水因素分析
井田煤层埋藏较深,无生产矿井及小窑开采.根据黄陵矿区仓村平峒、南川村煤矿、黄陵煤矿、芋园煤矿、红石崖煤矿等以往资料:吨煤富水系数0.219-0.423。生产矿井井下水主要来源于风化带、构造破碎带、煤层顶板砂岩、老窑采空区,进水形式上以渗水、滴水为主矿井平均日排水量90-235m3/d,均属含水性弱的矿井。
双龙煤矿隶属陕西省煤炭建设公司,位于双龙镇沮河以南,与本井田毗邻,井田面积8.55km2,地质储量1500万吨,主采二号煤层。该矿设计能力30万吨/年,采用一对斜井开拓,自1999年12月矿井投产以来,煤炭产量逐年上升,详见表1
该矿煤层直接充水含水层为延安组弱富水含,由煤层及顶板向工作面渗水。1999年12月21日,矿井发生突水,2201工作面与周围小窑打通,矿井涌水量测定为35m3/h左右,后经处理,涌水量逐渐减小,现矿井稳定出水量为30m3/h。
四、未来矿井充水因素分析
1、未来矿井煤层直接充水含水层
未来矿井主采煤层为二号煤层,坑道系统主要位于延安组第一段二号煤层附近,因此,侏罗系中统延安组中部含水层为矿井直接充水含水层。
另外,由于煤层开采、冒落、导水裂隙带也是矿井充水的主要途径,导水裂隙带的高度与井下煤层开采厚度、煤层顶板管理方法、岩性等直接相关。井田内煤层厚度0.80(可采厚度)-6.75(FX27),煤层缓倾斜,最大倾角为六度,顶板为砂泥岩互层,属半坚硬类岩石,据《矿区地质工程地质勘探规范》GB12719-91附录F,导水裂隙带最大高度计算采用如下公式:
Hf=100M/(3.3n+3.8)+5.1 式1
式中:
Hf--导水裂隙带最大高度,单位(米)
M—累计采厚,(m)
n--煤分层层数,取值n=1
经计算,全井田导水裂隙带最大高度7.35-100.17米,一般66米。根据钻孔资料对比,井田内绝对多数钻孔导水裂隙带位于延安组地层内,仅R6、R10、R13、R14、R19、R28、R65、F6、F9、F20、Fx1、Fx7、Fx8、Fx19共14个个钻孔导水裂隙带突破延安组达直罗组下段(见表2),突破高度为0.51-20.76m(Fx7)。在先期开采区西南部由F6、R10、Fx19、Fx8、F9等钻孔组成了一个导水裂隙带突破区域,面积约30.6km2,详见直罗组底界至导水裂隙带等值线图。
表2导水裂隙带突破直罗组含水层钻孔统计表
综上所述,未来矿井煤层直接充水含水层为延安组砂岩裂隙地下水,部分地段直罗组下段地下水通过导水裂隙也可直接进入矿井,增大矿井涌水量。
五、矿区地下水污染分析
判断矿区附近地下水是否受到污染,将矿区上游地下水中各组分含量作为天然含量背景值与矿区附近地下水进行比较,该矿区地下水体中硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、总硬度含量超标,且水体受到了严重污染。在确定矿区排放的污水对该区域地下水的影响方面。
1、污染途径
黄陵矿区位于鄂尔多斯盆地雨量丰富,每年的降雨量可高达760mm。由于该区域山峦起伏,地形坡度大,绝大多数雨水流入河谷—这样河谷内的水位就会相应的升高,在河水流淌的过程中只有少数渗入地下,对地下水进行补给。再加上近些年来人们大量开采地下水,地下水的水位逐渐的降低。丰水期时河谷中水量丰富,河水补给地下水。除此之外,该区域裂隙水发育,山区裂隙潜水沿山坡倾斜方向补给孔隙潜水含水层,进而形成地下水。因此,在矿区污水排放的过程中, 会有部分矿山污水沿着孔隙渗入到地下形成地下水; 另一部分污水流入河水中, 河水侧向补给地下水使地下水受到污染。
2、地下水污染特点
黄陵矿区位于鄂尔多斯盆地矿区污水沿排污管道流入河水,河水一部分经侧向补给进入地下,另一部分通过地表渗入地下,使地下水受到污染。矿区污水中污染物质浓度高,毒性大。由于地下水体更新缓慢,持续时间长, 地下水一定受到污染将很难治理。
六、防治措施探讨
局部采煤对地下水造成的破坏性影响将波及整个地下水系统。当前应加强以下几方面的工作:
1、尽快建立健全的采矿保水法律机制,提供法律保障
(一)建立地下水补偿专项基金。建议国家征收因矿产开发造成地下水破坏费用,该项经费专项支持地下水保护工作。
(二)科学划分地下水破坏程度等级。地质矿产主管部门应组织专家对企业采矿造成地下水破坏程度进行调查研究,科学厘定因矿山开采造成地下水破坏对环境的影响程度,建立国家级的矿山开采对地下水破坏等级序列标准。
(三)建立地下水破坏评估机构,对矿山企业采矿造成地下水破坏程度进行评估。根据破坏程度,作为矿山企业交纳地下水失衡补偿费的主要依据。
2、合理规划煤炭开发,因地制宜制订最佳开采方案
根据黄陵矿区隔水层采动隔水性和煤水赋存特征,围绕控制地下水位的目标,将生态脆弱区的煤炭开采划分为自然保水开采区、可控保水开采区、保水限采区和无水开采区四种类型。
3、增强地下水的保护意识
在防治地下水资源受到污染的过程中,首先就应该增强自身的保护意识,认清地下水资源的重要性,这样才能为地下水资源的防护,提供有力的保障。从一些发达国家的实践来看,它们在有效控制地表水的污染之后,逐步将环境保护的重点转移到地下水水资源。对此,我国在防治地下水污染时,可以借鉴国外成功的方法与手段,认真对待。当前,我国地下水资源污染的防治工作已经是刻不容缓了,如果再不采取有效策略来应对,其污染将会越来越严重,这样就会使整个水资源的循环系统受到影响,不利于人们的正常生产与生活。
4、加强法律手段的控制
法律的手段是防治地下水资源污染的有效手段之一,它能够为地下水资源的保护,提供重要的法律保障。所以,在此过程中,要不断完善相关的法律法规,对地下水资源进行严加保护。同时,还应该健全各种水资源管理机构,明确它们各自的职责,做到地下水资源的科学开发与利用。并且,在地下水资源的开发与利用过程中,还不能忽视了有效的保护,要在保护的基础之上,实现它的合理开发与利用。利用法律的手段对水资源进行有效的保护,是今后水资源保护的最终发展方向。
5、加强对地下水资源的监测
地下水资源在受到污染的时候,通常情况下是不会被发觉的,很多污染物需要一定的时间才能渗透到地下水中去,这就需要做好地下水资源的监测工作,及时发现它的污染情况,这样就能更好地掌握地下水资源的质量动态,以便采取有针对性的措施来应对。在地下水的检测过程中要对重点地区形成长时间稳定的监测,这样才能很好的掌握水资源变化的第一手资料和数据,为地下水的治理提供数据支撑。
6、采取预防与防治相结合的手段
在地下水资源的防治过程中,我们既要采取一定的处理措施,也不能忽视了一定的防治措施,这样就可以做到双管齐下,起到更好的效果。当前,鉴于地下水资源的自净能力比较差,而且其中还会涉及到含水层以及污染土壤的治理问题,所以,地下水资源的污染处理起来还是有一定的困难。针对这种情况,就需要辅助采取一定的预防措施,以避免治理过程中需要大量的人力、物力以及财力等资源的投入。
7、合理利用农药、化肥
在农业生产的过程中不可避免的会使用化肥和农药。农药与化肥的利用,是造成地下水污染的重要因素之一,所以,在防治地下水污染的过程中,一定要加强对农药、化肥使用的管理,积极推广那些高效、低污染的农药与化肥。同时,尽量减少农药、化肥的使用,促进有机农业生产模式的发展。这样也能在一定程度上减少对地下水的污染。
七、结束语
水是人类赖以生存的资源,水资源对我们的日常生活有非常重要的影响,因此,我们对地下水的污染要足够的重视,采取相关的措施,避免对地下水污染,提高地下水的利用率。在日常的生产和生活中我们要提高自己的环保意识,避免对地下水造成污染。对当前已经造成污染的区域,要采用先进的技术,对污染的区域进行有效的控制,避免污染范围的扩大,对地下水的水质进行有效的循环和净化,逐渐对地下水污染状况进行改善。
参考文献:
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中图分类号X703 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)84-0132-02
承德市是国家历史文化名城、山水园林城市,是连接京津冀辽蒙的区域性中心城市。2011年底承德市中心城区人口规模约57万人,总面积为96.62km2。承德市市区地下水监测点原有17眼井,随着城市改造,部分井位逐年被填埋,截止到2011年只剩10眼井。每年逢单月监测,监测项目24项。
1 监测结果
按GB/T14848-93《地下水环境质量标准》中的三类标准,对2007年-2011年监测数据进行分析。将主要污染物监测数据列表、见表1。
从表1可以看出承德市地下水超标的项目有:硝酸盐氮、总硬度、亚硝酸盐氮、氨氮。其中:
1)总硬度:均值为523.11mg/L,监测值范围为278.0mg/L~670.0mg/L,超标率为84.44%。主要超标点位为马圈矿新井、三塑、太平庄、营子水源井。五年间监测最大值为670.0mg/L,最大超标倍数为0.5,出现在马圈矿新井;
2)硝酸盐氮:均值为19.54mg/L,监测值范围为6.63mg/L~37.4mg/L,超标率为44.4%。主要超标点位为冷冻厂、三塑、酿造厂、庄头营、红石峦、承钢水源井。五年间监测最大值为37.4mg/L,最大超标倍数为0.8,出现在冷冻厂井点。主要超标点位为冷冻厂、三塑、酿造厂、庄头营、红石峦、承钢水源井。五年间监测最大值为37.4mg/L,最大超标倍数为0.8,出现在冷冻厂井点;
3)亚硝酸盐氮:均值为0.024mg/L,监测值范围为0.002 mg/L~0.534mg/L,超标率为24.4%。有3个点位超标,分别为制药厂、营子水源井、马圈矿新井。五年间监测最大值为0.534mg/L,最大超标倍数为25.7,出现在马圈矿新井;
4)氨氮:五年均值为0.45mg/L,均值范围为0.012 mg/L~9.92mg/L,超标率为28.89%。分别为营子水源井和马圈矿新井,超标率为28.89%。五年间监测最大值为9.92mg/L,最大超标倍数为48.6,出现在营子水源井。
统计指标 监测项目
总硬度 氯化物 硝酸盐氮 亚硝酸盐氮 氨氮
平均值 523.11 109.04 19.54 0.024 0.450
最小值 278.00 1.38 6.63 0.002 0.012
最大值 670.00 283.0 37.40 0.534 3.14
检出率 100.0 100.0 100.0 28.89 31.11
超标率 84.44 2.22 44.44 24.44 28.89
最大超标倍数 0.5 0.1 0.9 25.7 14.7
注:单位为mg/L。
表1 地下水主要污染物均值统计表
2 水质评价
2.1 评价标准
评价方法选自现行国标《地下水质量标准》GB/T14848-93中地下水评价部分,此评价方法基于《地下水质量标准》,因此评价结果全国可比。
2.2 评价结果
承德市地下水的主要污染物为硝酸盐氮、总硬度、亚硝酸盐氮、氨氮,其余监测项目均达到国家III类标准。污染程度严重的为氨氮和亚硝酸盐氮,超过国家V类标准。
从监测点位上看,水质极差的井有2个,占总数的12%。其中营子水源井主要污染物为氨氮和亚硝酸盐;马圈矿新井主要污染物为氨氮和亚硝酸盐;水质较差的点位有8个,占总数的47%,主要污染物为硝酸盐氮和总硬度;其余点位水质较好或良好,均符合国家III水质标准。
从污染物空间分布上来看,主要污染物的分布较为集中。氨氮和亚硝酸盐污染集中在鹰手营子矿区的营子水源井和马圈矿新井,且污染程度很重;总硬度和硝酸盐氮污染集中分布在双桥区的冷冻厂、三塑、酿造厂、庄头营、红石峦。
3 地下水污染原因分析
承德市区地下水赋存条件、水理性质及水力特征,分2个含水层。分别为河谷平原孔隙潜水含水层和基岩裂隙潜水含水层。根据含水层的分布特点及赋存条件又分3级水文地质区。河谷孔隙水区分布于境内的河谷平原及其河流支谷种的第四系中。低山丘陵裂隙水区分布双桥区、双滦区及承德县北部的低山丘陵地带的基岩出露区。中低山深谷裂隙岩溶水区分布鹰手营子矿区及承德县南部的碳酸盐岩类地层出露区。
市区地下水补给主要来自大气降水。基岩山区裂隙含水层在接受大气降水的补给后,通常以侧向渗流的形式补给临近沟谷的孔隙含水层,或以泉的形式进行排泄。山间河谷孔隙含水层除接受基岩裂隙水的侧向补给外,还接受上游地下水的径流补给,雨季则直接接受大气降水的补给。水源附近,因地下水开采强烈,形成地表水流向开采区的反向渗流状态。山间河谷孔隙水除向下游径流排泄及消耗于蒸发外,人工开采已成为重要排泄方式。
根据以上地质及水文情况分析,市区地下水污染原因主要为生活垃圾和工业废水以及煤炭开采对地下水资源的破坏造成的局部污染。
1)由于承德市目前还没有能够进行高级处理的垃圾场,生活垃圾只能进行简单的填埋处理,经过雨水浸沥,垃圾中的污染物渗入地下水,造成污染。冷冻厂和三塑一带污染就是这个原因所造成的;
2)营子区的两个水源井氨氮和亚硝酸盐污染严重的主要原因在于煤炭开采对地下水环境质量的破坏。营子区的工业主体为煤炭开采业,煤炭资源在开采过程中,经过一系列的化学反应产生含有大量污染物的矿井水,由于矿井水与围岩裂隙水存在一定的水力关系,只是污染物释放到浅层地下水中,从而造成地下水污染。
4 结论及建议
针对承德市地下水环境的污染特征,提出以下建议:
1)加强地下水资源管理
地下水是一种宝贵的天然优质水源,具有较强的稳定性,一旦打破其收支平衡,所造成的后果将无法弥补。为了维护环境质量的可持续发展,决不可无节制的滥采地下水。
2)取缔渗坑渗井排污方式
地下水水质与地面水的垂直渗透有很大关系,采用渗坑渗井排污方式不仅对地下水水质产生严重影响,也会影响土壤质量。取缔渗坑渗井排污,对工业、生活排水治理后采用排水管道、防渗排水渠等方式排放,可减少工业、生活污水对地下水的影响。对排放含有有害物质废水的工业企业进行严格监督。
3)加强固体废弃物、堆放物的治理
对于工业固体废弃物、生活垃圾的治理。加紧建设工业固体废弃物集中处置场所和城市生活垃圾集中处理厂,对工业固体废弃物和生活垃圾进行无害化处理,防止有害物质渗入地下,污染地下水环境质量。
4)加强地下水源的监控能力,建设饮用水源水质预警体系,开展水质自动在线监测。制定饮用水水源地环境应急预案,成立领导小组并明确职责分工,对应急预案准备、应急处理进行明确规定。
参考文献
1.1厂区水文地质条件
根据厂区内的地层及岩性组合特点,将厂区内含水岩组分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类:①松散岩类孔隙水赋存于第四系松散堆积层孔隙中,其含水量小,主要接受大气降水和地表水的渗入补给,枯季一般不含水,雨季则常具季节性的含水特性。该层透水性弱,赋水空间有限,水量贫乏;②基岩裂隙水地下水主要赋存于粉砂岩、砂岩的裂隙孔隙中,由于区域内地表被残积层覆盖,竖向补给条件差。含水岩组节理裂隙发育,但泥质充填,储水及连通性差,弱富水性。水位埋深一般2.4~6.5m,单孔涌水量约为28m3/d,含水量贫乏。项目拟建厂区范围内地下水类型主要为存于砂岩、泥岩构造裂隙中的基岩裂隙水,不具承压性。拟建厂区位置总体上属于丘陵地貌,地表以第四系(Q)为主,且植被覆盖率较高,地层渗透性差。在水文单元划分中,厂区隶属榕木江水文地质单元,榕木江为该水文单元内最低侵蚀基准面,地下水径流排泄方向大致上由东向西,主要为分散排泄进入地势较低处的地表水系,最终排泄入该区西南侧的榕木江。
1.2包气带水文地质特征包气带是指地下水面至地表之间的地质空间。厂区包气带岩性主要为第四系粉质粘土层,属于下伏志留系下统连滩群第五组(S1lne)砂岩夹粉砂岩、泥岩的风化产物,其厚度一般在2.4~6.5m之间,弱富水性,水量来源主要为大气降雨和地表水渗入。根据现场试验确定该层粉质粘土的渗透系数为2.9×10-4cm/s,隔水性较好。
2地下水污染预测及其影响评价
2.1地下水污染类型、途径与影响范围通过对厂区进行调查,当地多数居民都以自来水为饮用水,井水多用于农业灌溉,目前只有少数居民仍饮用井水,由此可见,地下水的水质对当地居民仍存在一定的影响。依据厂区水文地质条件和边界条件,其渗漏方式可能存在间接渗漏污染方式:污水池防渗层渗漏或生产过程中污水的跑冒滴漏,污水沿土层裂隙缓慢入渗,经网状裂隙渗流补给地下水,污染速度较慢。主要可能污染方向和范围是厂区下游地段地下水,从而引起下游地下水水质恶化,即以扩散—弥漫形式由厂区到西侧、西南侧村庄及河流形成污染。渗流污染方向与地下水水流方向一致。
2.2地下水水质影响预测及评价根据《环境影响评价技术导则———地下水环境》(HJ610-2011)要求,笔者采用DRASTIC的经验判断法进行分析,即根据区域水文地质条件采用DRASTIC模型对地下水防污性能进行综合评分,根据评分结果确定其防污性能级别,从而得知项目对地下水水质环境是否产生影响。
2.2.1地下水防污指数的计算方法DRASTIC方法是地下水防污性能评价中的典型代表,目前,该方法已被许多国家采用,是地下水防污性能评价中最常用的方法。选择对地下水防污性能影响较大且容易取得的7个因子:地下水埋深(deptbofwater-table)、净补给量(net-recharge)、含水层介质(aqulfermedia)、土壤介质(soil)、地形(topgraphy)、包气带介质(impactofthevadosezone)及水力传导系数(hy-drauliccnductivity)。按每个因子的英文第一个字母命名为DRASTIC模型。在确定各因子评分值的基础上。按照各因子对地下水防污性能影响的大小分别给予相对权重值,影响最大的权重为5,影响最小的权重为1。最后,用防污指数将7个因子综合起来,采用加权的方法计算DRASTIC指数,即为地下水防污指数。
2.2.2评价因子的选取在DRASTIC模型所采用参数的基础上,根据《水文地质调查报告》提供的基础资料和项目是以降水作为惟一补给源的具体情况,以降雨入渗补给量代替含水层的净补给量,其他的因子不变。
2.2.3建立评分体系对于初值为定性评价因子,如含水层介质、土壤介质和非饱和带岩性,分别按照DRASTIC方法进行分级并给出相应评分值。对于初值为定量评价因子,如地下水埋深、降雨入渗补给量、地形坡度、含水层渗透系数,首先对其相应的原始数据进行统计分析,根据数据在不同的范围用所含百分比来划分等级区间,取评分范围的中间值作为划分等级标准,再采用分值内插法对给定的评价因子数据进行计算取得其对应的评分值。各评价因子评分标准及厂区得分见表1。
2.2.4确定权重直接参考DRASTIC模式中给定的权重,即地下水埋深、降雨入渗补给量、含水层介质、土壤介质、地形坡度、非饱和带介质和含水层渗透系数的权重值分别为5、4、3、2、1、5、3。
2.2.5地下水防污性能评价程度划分标准直接参考DRASTIC模式,将地下水防污性能评价程度划分为5个等级,具体见表2。参照表1和表2划分标准,各项因子取值及计算结果见表3。据表3的计算结果,厂区所在区域DRASTIC指数为123分,根据表2划分标准,厂区包气带防污性能为“中等”水平,防污性能级别为“Ⅲ级”,说明厂区水文地质条件有利于防止地下水受到污染。
1工程概况
某大型渣堆位于云南省者海镇,堆存约3900kt废渣。废渣主要包括冶炼水淬渣、工业炉窑渣及少量建筑垃圾。根据毒性浸出试验,该废渣属于第Ⅱ类一般工业固体废物。渣堆长期无屏障堆放,其有害物质受大气降水淋滤直接或间接地进入堆放场地附近的土壤环境。一些污染物在下渗的过程中,由于过滤、吸附和沉淀而被截留在土壤及深部土层里,难降解的重金属在土层中积累起来,造成土壤及深部土层的污染。
2地下水污染特点
场区内地下水类型主要有第四系松散岩类孔隙水、玄武岩类孔洞裂隙水、以碳酸盐岩为主的岩溶水3大类。渣堆区浅层地下水赋存在上部的第四系冲洪积层的含砾粘土孔隙中,主要接受竖向的降水入渗补给。含砾粘土层渗透系数在2.7×10-6cm/s左右。该渣堆主要的特征污染物是Zn和Cd。总体而言,垂直方向上主要受污染土层为素填土及洪积层含砾粘土层,地下水位以上重金属含量较地下水水位以下重金属含量高。随着深度的加深,污染程度有递减趋势。而地下水位以下1~3m后,重金属污染影响急剧减弱,影响深度主要集中在7m以上。
3方案选择
污水收集截获系统的设计重点在于截获。常见的地下水截获方式有排渗井、辐射排渗管、水平排渗管。但是,排渗井、排渗管更适用于透水性较好的废渣或者尾矿(其渗透性系数为10-4~10-3cm/s量级)[4-5],而本项目地下水赋存于透水性极差的含砾粘土层中,若采用排渗井或排渗管式,其集水效果将大大降低。根据《建筑基坑支护技术规程》[6],潜水含水层的影响半径可按下式计算:R=2sw姨kH(1)式中:R为影响半径,m;sw为井水位降深,m(当sw10m时,取sw=10m);k为含水层的渗透系数,m/d;H为潜水含水层厚度,m。该项目场地含水层为含砾粘土层,其渗透系数平均值为2.7×10-6cm/s,厚度约6m,则其影响半径计算值约为2.4m。考虑到场地特点,笔者提出采用砂砾石排渗墙的型式对污染地下水进行截获。水力截获墙要求埋深超过含污水地层下约1~2m,且总深度大于7m。水力截获墙垂直于地下水流向,当地下水经过该位置时,自然将其截获并导至低点截获井中。相比排渗管集水断面而言,水力截获墙的集水断面相当于其百倍以上的断面,截获效果更佳,且施工简单,作业安全。
4排渗墙方案
取水井是一种常见的取水工程,废弃取水井如不妥善处理,将会危害地下水质和造成地下污染的污染。本文在剖析废弃取水井的产生来源,分析废弃取水井可能产生的危害和当前废弃取水井的管理现状的基础上,提出了加强取水井管理保护地下水资源的对策和建议。
1 地下水取水井工程现状
(1)地下水开发利用现状。地下水是水资源的组成部分,是保障国民经济社会长期可持续发展的重要战略资源。地下水在分布比较广泛,水源比较稳定,我国许多省把地下水作为工业和生活用水的主要水源。特别是在地表水源不足的北方地区,开发利用地下水源,发展农田灌溉,改善和开辟了牧区缺水草场,解决了广大地区人畜饮水。根据2013年公布的第一次全国水利普查成果,全国地下水取水井有9749万眼,其中机电井5383万眼,人力井4366万眼;地下水取水量每年达到1084亿立方米。全国共有地下水源地1847处。
(2)地下水开发利用技术。地下水的开发形式大致可分为:垂直取水系统、水平取水系统。水平取水建筑物的类型按不同地貌和水文地质条件,常采用的有集水管道、坎儿井和载潜流工程等。水平取水建筑物受地形条件的影响较大,北方地区采取垂直取水系统的比较普遍,这种系统的主要特征是取水建筑物的方向与地面垂直,包括各种类型的水井,如筒井、管井、筒管井、自流井、井群等。按照井型结构主要有:砖井、石井、混凝土井、大骨料井、辐射井、机井、真空井等。按井筒位置与含水层的关系可以分为完整井和非完整井两种。完整井井筒穿过所用含水层(一个或数个)的整个厚度,井底座落在隔水层上。水是由井壁进入井内。非完整井井筒没穿过所用含水层(一个或数个)的整个厚度,水由井壁、井底同时进入或仅从井壁进水,或仅从井底进水。
一般情况,为了尽可能的多开采地下水,采用完整井的情况较多。由于完整井穿过多个含水层,易造成多个含水层之间的水源串层,造成地下水水质变化,必须要做到隔水层的封堵,避免不同含水层之间水源串层。
(3)地下水取水构筑物类型。按开采和取集地下水的方法及构筑物型式分为管井、大口井、渗渠、辐射井。管井主要适用于开采深层地下水(一般多为承压水),因井管直径较小,成井深,井壁需用各种材料制成的管子加固,故称管井。打管井要用专门的凿井机械钻孔,一般要用深井水泵提水。这是现在北方地区开采深层地下水常用的一种井型。管井的深度随所取用含水层的埋深深度和开采条件而定。农用机井,一般为80-200米,部分井在300米左右。地下水分为潜水(无压)、承压水和泉水,潜水一般指地表面以下至第一层隔水层以上的含水层,其补给来源较近,有的是地表水的渗透,有的是江河水的渗透,其水质和水量的变化较明显,与周围环境的关系甚为密切。
2 废弃取水井产生和来源
(1)建设取水工程过程中产生的废井。凿井施工过程中,一方面由于施工工艺原因或施工人员对水文地质结构的不熟悉,导致凿井不成功而异地重建,产生一部分未及下管而形成的钻孔。另一方面少数取水井成井后出水量小,达不到使用要求,因没有实用价值而成为废井。
(2)取水井达到使用寿命而报废。取水井像所有的取水工程一样是有使用寿命的,在使用后期即便是经过维修也只能暂时延长使用寿命,最终取水井会因达到使用年限不具维修价值而报废,这种方式产生的废弃井占大部分。
(3)地下水位持续下降产生的报废取水井。地下水的大量长期开采会导致地下水位的持续下降,形成地下水降落漏斗,一部分取水井因水泵悬于地下水位之上失去取水功能,导致取水井废弃。在部分城市地下水源地、少数工业取水集中的地区,因长期超采导致地下水位不断下降,加之没有替代水源,取水井越打越深,较早开凿的取水井水泵无法下到静水位一下,不得不报废弃用。
(4)因用途转变而废弃的取水井。随着城市的扩展和工业经济发展,一部分耕地变为工业用地和城市用地,当公共管网到达后人们采用公共供水管网水源供水,导致原耕地上遗留灌溉取水井失去功能而废弃。由于农田灌溉对水质要求较低,当耕地转为其他用途,原来灌溉用取水井水量和水质无法满足工业生产或居民生活使用要求,导致原农业灌溉井弃置不用,造成耕地灌溉井成为废弃。
(5)由于政策调控而停用的取水井。一部分地区用水规划和政策改变、用水结构调整也会带来一些正常使用的取水井被废弃停用。比如有的地区借助引黄便利,建设引黄工程,使用黄河水作为公共供水水源,出于保护地下水资源的目的,将正在使用的自备井做封闭处理。随着生活水平提高,人们利用优质水源替代劣质水源,也会导致原水质较差的取水井被废弃。
以上是废弃水源井的主要来源,绝大多数的水源井是因达到使用寿命而正常报废。对于废弃水源井的管理,不能因停止取水而结束,在取水井报废或放弃使用后,必须要采取技术封填措施。如不进行技术封填,一方面会对地下水产生不利影响,随着废弃井的停用,井管暴露在地下潮湿的环境中慢慢腐蚀,洞穿多个含水层的完整井的将会造成地下水串层,地下咸水层越流补给到淡水层,造成水质恶化。另一方面,还可能导致地表雨水杂物等经井口流入地下,对地下水造成污染,更可怕的是如果被作为排污井向地下排污,将对地下水造成无法挽回的损失。
3 废弃井的危害及现状
(1)废弃取水井的危害。地表以下地层复杂,地下水流动极其缓慢,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水污染的原因主要有:工业废水向地下直接排放,受污染的地表水侵入到地下含水层中,人畜粪便或因过量使用农药而受污染的水渗入地下等。污染的结果是使地下水中的有害成分如酚、铬、汞、砷、放射性物质、细菌、有机物等的含量增高。污染的地下水对人体健康和工农业生产都有危害。?地下水污染与地表水污染有一些明显的不同:由于污染物进入含水层,以及在含水层中运动都比较缓慢,污染往往是逐渐发生的,若不进行专门监测,很难及时发觉;发现地下水污染后,确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,地表水可以在较短时期内达到净化;而地下水,即便排除了污染源,已经进入含水层的污染物仍将长期存在。
(2)废弃取水井管理的法律依据。对于废弃取水井的管理,《中华人民共和国水污染防治法》有如下规定:“禁止利用渗井、渗坑、裂隙和溶洞排放、倾倒含有毒污染物的废水、含病原体的污水和其他废弃物。”《山东省实施办法》规定“禁止向渗井、渗坑、裂缝、溶洞以及弃用和报废水井排放有害物质。报废水井应当由原使用者及时封闭;拒不封闭的,由有管辖权的水行政主管部门组织封闭,所需费用由原使用者承担。”根据上述规定,报废水井的封闭主体为原水井使用者,监督管理则是具有管辖权的水行政主管部门。倘若封闭不彻底,仅仅是贴封条或是把井口焊死,仍然是没有解决根本问题,深层取水井洞穿的多个含水层仍然通过井管连通,井管腐蚀后可能造成地下水的混层,不同含水层越流补给会导致地下水水质变化。
(3)废弃水源井的管理现状。法律对于废弃取水井的封闭没有规定详细的操作规程和技术规范,未对拒不封闭措施取水单位制定规定相应处罚措施,缺乏实际的可操作性。当前城市规划区内的城市和工业取水井的封闭有水行政主管部门的监管,监督部门能够监督封闭,但农村灌溉井暂时不需办理取水许可证和缴纳水资源费,行政主管部门也就没有管理权,无法监督灌溉井的封闭,造成广大农村的灌溉井则成为废弃取水井管理的空白。
4 加强废弃水源井管理的对策和建议
(1)规范取水井的报废管理程序。尽快制定并报废井管理实施细则,明确不同废弃取水井必须要采取的技术封闭措施,明确封闭的责任主体,对不履行封闭义务的制定相应的处罚措施。
(2)健全废弃取水井管理制度。加强在用取水井的建档管理,对城市规划区内的取水井建立档案,实施全过程的制度化管理,加强取水井报废管理,对于各种报废取水井必须在水行政主管部门的监督下进行技术封闭和验收建档,最大程度保护地下水资源。
中图分类号:X52
一 淮北市地下水饮用水源水环境质量现状
1淮北市地下水饮用水源概况
淮北市地下水资源较为丰富,主要为第四系潜水层和岩溶水层,两部分共同构成了淮北市稳定供水资源。由于第四系潜水分布较为分散,淮北市饮用水源主要为岩溶裂隙水。
1.1淮北市地下水源污染状况及发展趋势
我国城市地下水污染现状按污染程度分为三种类型,即:污染较重的城市,污染较轻的城市和基本清洁的城市。淮北市环境保护监测站在1996-2000年间对市区23眼井及2001-2005年间对市区自来水集中供水管网的六个汇水区设点,对饮用水源地的水质进行枯水期和丰水期各一次的例行监测,并采用《地下水质量标准》GB/T14848-93中Ⅲ类标准进行评价,评价项目为硬度、细菌总数、总大肠菌群等共计20个项目。监测结果表明:淮北市地下水总体质量良好,各测点所有指标均符合《地下水质量标准》GB/T14848-93中Ⅲ类标准。因此,按照三种类型城市的分类标准,淮北市属于基本清洁城市。
1.2 淮北市地下水源污染状况详细情况胺污染物分述如下:
十年中淮北市地下水饮用水源总硬度每年均有超标点。亚硝酸盐氮十年中均无超标点;氨氮、硝酸盐蛋1996-2000年间虽有超标井但均符合标准,2001-2006年间吴超标点。三氮在水中互相依存、互相转化,饮用水含亚硝酸盐氮的水,可以使消化系统器官致癌。酚、砷、汞、氰化合物均无超标点。六价铬在1996-2000年间每年均有超标,超标率为4.7%,2001-2005年间无超标点。1996-2000年间,橡胶厂、纺织厂井硫酸盐超标。2001-2006年间无超标点。1996-2000年间,有少量井细菌、大肠菌群超标,且超标井数有增加趋势。2001-2006年间无超标点。
三氮的超标主要是由于城市生活污水渗入地下,对地下水的污染所致。硬度升高是由于地下贺岁开采逐年增加,使岩溶塌陷较为严重所致,另外地表水和土壤中污染有机物增多,pH值改变等都能使地下水中硬度升高。铬、硫酸盐的污染是因为污染源造成细菌、大肠菌群的增加,土壤中有机物易分解,适于菌类繁殖。
2淮北市饮用水源环境安全方面存在的问题
2.1地下水大量开采产生
淮北市是我国着名的五大煤炭生产基地之一,随着煤炭大规模开采,电力、纺织、化工、酿酒等迅速发展,地下水开采量逐渐增加,造成水位大幅度下降。据统计,自1996年以来,全市地下水累计下降32米,年平均下降速率为1.5至2.0米.同时,因水位下降,造成已污染的地表水补给地下水,加重了地下水的污染。由于超量开采,形成了以淮北市发电厂、市区、高岳、三堤口四个大面积降落漏斗区,地下水坡度加大,加强了对含水量的物理、化学作用,富集在地层中的各种离子迅速进入地下水,使硬度,矿化度升高。同时,由于漏斗区的形成,淮北市严重存在岩溶塌陷现象,一旦水体在含水层中被抽空,含水层失去了水体的支撑力将会造成地下下沉或塌陷。
2.2 排放污染物对地下水的污染
有些厂矿废水排放到河道中,废水沿河道渗入地下,污染了地下水,如1996-2000年间橡胶厂、纺织厂的地下水中硫酸盐均超标。另外,垃圾、废渣的乱堆乱放,经雨水淋湿,其中有害成分渗入地下,污染了地下水。
2.3 采煤引起的破坏
由于淮北市是煤炭基地,每年大量开采煤破坏了地下含水层,导致地面塌陷,地下水上升为地表水而形成湖泊。
二保障淮北市地下水饮用水源环境安全对策
淮北市是以地下水为饮用水源,地下水的卫生与安全直接关系到人体健康,目前已发现因饮用不符合卫生要求的水而导致的疾病有50多种。同时,地下水若污染严重,还会使淮北市的供水水源停用,人们将无水可饮。由此可见,保障淮北市地下水饮用水源环境安全意义重大。
保障淮北市地下水饮用水源环境安全对策可以概括为:综合考虑、突出重点;调节水量、改善水质;以防为主、防治结合;全面规划、分期实施;做到合理规划和开采地下水,加强饮用水源的污染防治工作和监测工作。
根据十年来全市各监测点的监测数据,用“均值型综合污染指数”进行质量评价,淮北市目前地下水质污染等级为“尚清洁”,除1996-2000年间个别井少数项目超标外,其余指标均符合《地下水质量标准》(GB/T14848-93)ш类水质要求。但是不容忽视的是地下水一旦受污染,它的恢复需要相当长的时间,因此,保障地下水饮用水源环境安全是当前要迫切进行的任务。
1加强地下水饮用水源监测工作
长期开展淮北市地下贺岁饮用水源的监测工作,增加监测频次,及时掌握地下水源的污染状况和趋势。
2全面规划地下贺岁饮用水源,划定地下水保护区,制定地下水饮用水源保护办法,合理开采地下水。
3加强地下水饮用水源的污染防治工作
4对地表水进行清污分流。确定主要排污系统,完善排污管道,防止地下水污染加剧。
5根据地下水污染现状、特点、发展趋势,调查污染源,查清污染物,研究污染的机理和途径,制定防治纲要。
6加强治理重点污染源,因有害物质对地下贺岁的污染均属于污染源排放造成,因此对这些污染源要限期治理。
结束语
按照科学发展观的要求,加强水资源合理开发,高效利用、优化配置、全面节约、有效保护和综合治理工作。要从社会经济发展、生态环境保护、水资源开发 利用三个方面统筹规划,进行水资源的合理配置,相当幅度地提高区域的资源环境承载能力。
保护水资源的质量和水量供应,防止水污染、水源枯竭、水流阻塞和水土流失,满足社会经济可持续发展对水资源的需求。建设节水型社会,以水资源可持续利用支撑经济社会的全面协调可持续发展,为全面建设小康社会的目标提供水资源保障。
参考文献