地下水污染修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

張猛

摘 ?要：地下水是指賦存于地面以下、巖土體孔隙中的水。而地下水污染是由于人類活動(dòng)使地下水物理、生物、化學(xué)等方面的特性發(fā)生改變，從而造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。當(dāng)今社會(huì)，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人口不斷增長，對(duì)水資源的需求量也急速遞增。但由于對(duì)地下水資源的過度開采，導(dǎo)致地下水位下降，加上地表環(huán)境污染，使地下水污染現(xiàn)狀日益嚴(yán)重。在過度開發(fā)與地下水資源污染的聯(lián)合作用下，中國淡水資源越發(fā)匱乏。而人們生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的廢水、廢物、廢氣等近些年在不斷增加，但往往不能及時(shí)有效地解決好存在的問題，嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活，因此，采取有效措施修復(fù)地下水污染刻不容緩。基于此，本文對(duì)地下水污染修復(fù)技術(shù)進(jìn)行研究，作出以下討論僅供參考。

關(guān)鍵詞：地下水污染;修復(fù)技術(shù);應(yīng)用

引言

地下水作為寶貴的淡水資源，是維持人類生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。但隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，地下水污染問題日益嚴(yán)重，并逐漸威脅到人體健康。從20世紀(jì)60年代開始，地下水污染逐漸加劇，于是地下水的修復(fù)技術(shù)也隨之發(fā)展起來。

1地下水污染的特點(diǎn)

我國目前地下水污染主要為酸化明顯，鹽漬化、礦化度變高，重金屬污染，微量有機(jī)污染顯現(xiàn)，并且多呈現(xiàn)復(fù)合型污染。地下水污染具有隱蔽性，人為污染物擴(kuò)散至地下水中，因其遷移速度相對(duì)較慢且深埋地下，若不進(jìn)行長期專項(xiàng)監(jiān)測，很難發(fā)現(xiàn)地下水污染，通常發(fā)現(xiàn)時(shí)污染已嚴(yán)重;地下水污染治理困難，雖然水具有自凈能力，但其能力有限，地下水系統(tǒng)循環(huán)相對(duì)較緩，即使立即切斷污染源，但已進(jìn)入水體的污染物會(huì)長時(shí)間滯留在水體當(dāng)中，難以分離，并且會(huì)不斷蔓延擴(kuò)張，難以根除。若要進(jìn)行人為處理，不僅要求充足的人力物力財(cái)力，而且需要相對(duì)成熟的技術(shù)。總體來看，我國地下水污染具有污染源點(diǎn)面廣，污染防治難度大，污染源和污染途徑的確定很困難，并且污染有隱蔽性、滯后性和復(fù)雜性等特點(diǎn)。地下水一旦被污染，不僅造成自然界嚴(yán)重的污染事故，同時(shí)，由此帶來的后果也無法估計(jì)。

2地下水污染修復(fù)技術(shù)分類

2.1抽出處理技術(shù)

抽出處理技術(shù)是將受污染的地下水抽出至地表，再由處理設(shè)施進(jìn)行處理的技術(shù)，處理方法包括物理法、化學(xué)法和生物法。另外，為了防止污染物擴(kuò)散，一般用物理屏蔽技術(shù)封閉污染區(qū)。抽出處理技術(shù)中，處理后的地下水有兩個(gè)去向（直接使用和回灌）。回灌用于多一些，原因是：回灌不僅使污染水體得到稀釋，沖洗含水層，而且加速地下水的循環(huán)流動(dòng)，從而縮短地下水的修復(fù)時(shí)間。該技術(shù)具有操作簡單，短期處理量大，處理效率較高等優(yōu)點(diǎn);其缺點(diǎn)是：①難處理非水相液體;②耗能大，必須持續(xù)工作，處理成本高;③需定期的維護(hù)與監(jiān)測;④常常導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、土壤生物活性下降和土壤肥力退化等。

2.2物理屏蔽技術(shù)

物理屏蔽技術(shù)即在地下建立物理屏障，圈閉受污染水體，減少污染擴(kuò)散的技術(shù)，也稱地下帷幕阻隔技術(shù)。具體措施：以鋼鐵、水泥、皂土或灰漿等材料，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)[14]。其中，水泥是最便宜最常用的材料，但其防滲效果不夠理想，且凝固后呈剛性體，在外力作用下容易斷裂和破損。為此董蕾等[15]采用粉噴膨潤土方法構(gòu)筑柔性物理屏障，不怕干裂，不易震裂，解決了以上問題。另外，為減少地表水的下滲，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[16]。

2.3電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)

由鐵陽極組成的太陽能電池驅(qū)動(dòng)電化學(xué)系統(tǒng)可用于去除模擬地下水中的各種污染物，如TCE、Cr（VI）和硝酸鹽等物質(zhì)。一般來說，電解鐵離子和陰極上的電化學(xué)還原過程使電化學(xué)系統(tǒng)具備對(duì)污染物的去除能力。現(xiàn)有數(shù)據(jù)顯示，垃圾填埋場污染地下水中的氯離子濃度呈現(xiàn)出從百萬分之幾到千分之一不等的較高水平。針對(duì)受氨污染的地下水，需要重新優(yōu)化電化學(xué)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)氨的轉(zhuǎn)化。這個(gè)重要的信息給予我們啟示，能產(chǎn)生活性氯（氯/次氯酸/次氯酸鹽）的電化學(xué)系統(tǒng)，可以用來修復(fù)垃圾填埋場地下的氨污染地下水。

3地下水污染修復(fù)技術(shù)具體應(yīng)用

3.1設(shè)置抽提井

設(shè)置抽提井是抽出處理技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)，在此過程中需要根據(jù)兩方面內(nèi)容進(jìn)行，第一，步井方式。需要對(duì)以往實(shí)施的施工案例進(jìn)行參考，合理應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，確定適合實(shí)際施工的步井方式。第二，數(shù)值模擬軟件。該軟件在實(shí)際應(yīng)用的過程中，能夠?qū)κ┕龅氐奶厣认嚓P(guān)資料進(jìn)行收集整理，采用不同的抽下水方式，提升整個(gè)污水處理的實(shí)際應(yīng)用效率。例如，在低水坡的環(huán)境條件下，可以使用一抽二注和二抽二注的方式進(jìn)行，能夠?qū)Φ叵滤M(jìn)行有效整治。在高水力的坡度下，可以使用一抽二注的方式，而采用中心線軸的處理方式，能夠在高水力以及地水力的情況下，針對(duì)99%以上污水進(jìn)行處理，但是在高水力梯度和低水位泄降的條件下，以上幾種步井方式的實(shí)際應(yīng)用效果并不理想。通過以上分析能夠看出，中心線抽以及一抽二注兩種步井方式，綜合使用效果最好，目前已經(jīng)成為常用的步井方式。

3.2去除金屬及污染物

（1）在項(xiàng)目降水和提取過程中，廢水包含土壤固體顆粒，在游泳池調(diào)整后設(shè)置初始沉淀，可去除沉淀的固體顆粒，以滿足后續(xù)處理工藝要求（沉淀污泥由具備危險(xiǎn)廢物處理資格的公司處理）。（2）芬頓高級(jí)氧化。Fenton氧化是以鐵離子（Fe 2+）為催化劑，用過氧化氫（h 2 o 2）處理化學(xué)氧化中廢水的方法。由鐵離子和過氧化氫組成的系統(tǒng)，也稱為Fenton試劑，可產(chǎn)生強(qiáng)烈的氧化氫氧化基自由基，在水溶液中產(chǎn)生可降解性強(qiáng)的有機(jī)物和有機(jī)自由基，從而產(chǎn)生氧化降解效果。（3）混凝沉淀過程。在工業(yè)水和生活水處理中，這是最基本和最重要的處理過程，在水中添加一些藥物（凝固劑和凝固劑），使難以沉淀在水中的粒子相互結(jié)合形成膠體，然后與水中的雜質(zhì)結(jié)合，形成更大的凝聚體。絮凝體不僅具有懸浮物質(zhì)，還具有吸附某些細(xì)菌和溶解性物質(zhì)的強(qiáng)大吸附力。聚集體通過吸附增加體積沉淀，最終水進(jìn)入清水臺(tái)，通過驗(yàn)水排出。

3.3電化學(xué)治理

地下水的氨作為電化學(xué)生成活性氯處理，可有效地轉(zhuǎn)化為氮，而不是亞硝酸鹽/硝酸鹽。與此同時(shí)，電流密度越高，生成的活性氯就越多，去除氨的效率就越高，而電流和間隙數(shù)量比率發(fā)生變化，水位的變化就會(huì)改變氨的去除效率。另外，氨氮與溶解的有機(jī)物相比，受氯介導(dǎo)活性氧化更好。這表明，電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)在垃圾填埋場地下水氨污染修復(fù)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。但在實(shí)際應(yīng)用之前，應(yīng)綜合評(píng)價(jià)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。

3.3地下水處理

在完成地下水抽取之后，需要對(duì)其進(jìn)行處理，通常情況下采用廢水處理的方式，其中包括生物法、化學(xué)法兩種類型，并且在EPA的基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納總結(jié)，最終制定相應(yīng)的地下水處理方式。第一，生物法。生物法中的廢水處理技術(shù)為活性污泥處理、SBR序批式處理系統(tǒng)以及活性炭污泥處理方式等。第二，物理化學(xué)處理法。其中主要包括空氣吹脫、活性炭吸附法、反滲透法以及化學(xué)沉淀法等。

結(jié)束語

地下水是全球水循環(huán)系統(tǒng)中的重要部分，在各方面都發(fā)揮著重要的作用，我國作為一個(gè)仍需發(fā)展的國家，地下水污染將嚴(yán)重制約我國的可持續(xù)發(fā)展。隨著當(dāng)今經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，對(duì)水資源的需求量也在不斷提高，為保證資源的可持續(xù)性利用與發(fā)展，地下水污染已成為人類急需解決的難題，研究和開發(fā)地下水修復(fù)技術(shù)是十分必要的。

參考文獻(xiàn)

[1] ?丁乃春，汪寶英.垃圾填埋場地下水污染修復(fù)技術(shù)研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2018，30（12）：95+97.