不同地下水污染源治理技術(shù)

位昊昆 張晗碩

[摘 要] 隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高效發(fā)展、人類活動不斷加劇，地下水污染形勢日益嚴(yán)峻。本文簡要敘述我國地下水污染現(xiàn)狀，總結(jié)我國地下水主要的污染源，列舉針對不同地下水污染源的治理方法，探索更有效、更便捷、更經(jīng)濟(jì)的地下水污染處理技術(shù)。

[關(guān)鍵詞] 地下水污染;污染源;治理技術(shù)

[中圖分類號] X523 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）17-118-2

隨之社會經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對地下水資源的需求量不斷增加，但是，一些地下水被大量的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活污染源所污染，使得原本就較匱乏的水資源更加緊缺。地下水污染相較于地表水污染更加隱蔽、更加難以逆轉(zhuǎn)、更加滯后，因此了解我國地下水污染現(xiàn)狀，分析地下水主要污染源，根據(jù)不同的污染源采用高效、便捷、經(jīng)濟(jì)的治理技術(shù)格外重要[1]。

1 我國地下水污染現(xiàn)狀

我國地下水污染問題廣泛存在，大多數(shù)城市都存在地下水污染問題，而且污染程度分布不均勻，南方較輕，北方較為嚴(yán)重。2018年，我國2 833處淺層地下水監(jiān)測井中，Ⅰ～Ⅲ水質(zhì)監(jiān)測井占23.9%，Ⅳ類占29.2%，Ⅴ類占46.9%。超標(biāo)指標(biāo)為錳、鐵、總硬度、溶解性總固體、氨氮、氟化物、鋁、碘化物、硫酸鹽和硝酸鹽氮[2]。2018年，我國10 168個國家級地下水水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)中，Ⅰ類水水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)占1.9%，Ⅱ類占9.0%，Ⅲ類占2.9%，Ⅳ類占70.7%，Ⅴ類占15.5%。超標(biāo)指標(biāo)為錳、鐵、濁度、總硬度、溶解性總固體、碘化物、氯化物、“三氮”（亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和氨氮）和硫酸鹽，個別監(jiān)測點(diǎn)鉛、鋅、砷、汞、六價鉻和鎘等重（類）金屬超標(biāo)[2]。由此看見，我國淺層地下水的污染情況格外嚴(yán)重，而且主要的地下水污染物是重金屬污染物和有機(jī)污染物。

2 我國地下水污染源

簡單來說，地下水污染源就是污染物的發(fā)生源。地下水的污染源種類較多，根據(jù)地水水污染形成原因，大致可分為兩大類：一類為人為污染源，另一類為天然污染源。其中，人類污染包括城市液體或固體廢物、采礦活動所產(chǎn)生的廢物以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥和殺蟲劑[3]。天然污染源是天然存在的，或者由于人類地下水開采活動導(dǎo)致天然污染源進(jìn)入地下水含水層。

從地下水污染防控角度來看，污染源可以分為重金屬污染源、包氣帶和飽和帶存在的揮發(fā)性有機(jī)物污染源、地下水潛水面存在的輕非水相液體（light non-aqueous phase liquid，LNAPLs）污染源、包氣帶及飽和帶存在的重非水相液體（Dense non-aqueous phase liquid，DNAPLs）污染源。

3 針對不同地下水污染源的治理技術(shù)

近年來，地下水污染治理技術(shù)發(fā)展很快，種類很多，但是不同的治理技術(shù)有一定的適用范圍，下面主要介紹針對不同地下水污染源的治理技術(shù)。

3.1 針對LNAPLs（輕非水相液體）的治理技術(shù)

兩相提取技術(shù)（DPE技術(shù)）：利用LNAPLs（輕非水相液體）浮在地下水面以上的特性，在LNAPLs（輕非水相液體）大量聚集的地下水污染區(qū)域，抽取地下水形成地下水位降落漏斗，使自由相LNAPLs向漏斗中心匯集，再利用泵直接抽取自由相LNAPLs。

3.2 針對DNAPLs（重非水相液體）的治理技術(shù)

表面活性劑強(qiáng)化含水層修復(fù)技術(shù)（SEAR）：先將表面活性劑溶液通過注入井群注入土壤—地下水污染帶，表面活性劑與DNAPLs（重非水相液體）接觸后增大了DNAPLs（重非水相液體）的溶解性，使DNAPLs（重非水相液體）進(jìn)入水相，隨著注入井群和抽出井之間水頭差變化，而使地下水進(jìn)行水動力遷移;再通過污染區(qū)域下游的抽水井將已溶解的DNAPLs（重非水相液體）和地下水原存的溶解態(tài)污染物抽出，將抽出水進(jìn)行物理、化學(xué)或微生物降解處理;最后將處理達(dá)標(biāo)的水回灌入地下水中，一直循環(huán)到整個污染區(qū)域達(dá)到修復(fù)要求為止[4]。

3.3 針對溶解相污染物的治理技術(shù)

抽取—處理修復(fù)技術(shù)：先在含有大量的溶解相污染物的地下水污染區(qū)，通過抽水井群將污染的地下水抽出地面，隨著抽水的持續(xù)進(jìn)行，污染范圍和地下水的污染程度逐漸減小，直到達(dá)到監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn);再將抽出的受污染地下水進(jìn)行物理、化學(xué)、微生物處理，處理后達(dá)標(biāo)的地下水可以直接使用，也可以通過注水井回灌地下水，稀釋受污染水體，沖洗含水層，加速地下水的循環(huán)流動，縮短地下水修復(fù)時間。

3.4 針對土壤包氣帶揮發(fā)性有機(jī)污染物的治理技術(shù)

土壤氣相抽提法：當(dāng)土壤包氣帶聚集大量揮發(fā)性有機(jī)污染時，可以直接進(jìn)行人工抽提，將揮發(fā)性有機(jī)污染物抽出包氣帶。抽出的氣體要經(jīng)過一系列處理達(dá)標(biāo)后才能排入大氣，這里的處理主要是收集水汽和處理廢氣，以防止污染大氣以及浪費(fèi)大量水汽。當(dāng)污染區(qū)域較大或污染物較多時，也可以在土壤污染地區(qū)設(shè)置空氣注入井，使大量空氣進(jìn)入包氣帶，增加地下環(huán)境中氧氣的濃度，進(jìn)而加速包氣帶中有機(jī)污染物的微生物降解。

3.5 針對低滲透性含水層揮發(fā)性有機(jī)污染物的治理技術(shù)

加熱法：利用蒸汽、熱水、無線電頻率或電阻（變化電流）等加熱方式，在低滲透性含水層揮發(fā)性有機(jī)污染物聚集的區(qū)域進(jìn)行加熱，以改變地下水的環(huán)境溫度，因為溫度較高地下水中的揮發(fā)性有機(jī)污染物直接揮發(fā)進(jìn)入包氣帶，這樣就使低滲透性含水層揮發(fā)性有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為土壤包氣帶揮發(fā)性有機(jī)污染物，最后利用土壤氣相抽取法去除。

3.6 針對滲透性較好含水層揮發(fā)性有機(jī)污染物的治理技術(shù)

空氣擾動技術(shù)：在滲透性較好的含水層中，如果聚集大量揮發(fā)性有機(jī)污染物，可以直接通過注氣井群向含水層注入大量潔凈空氣，使地下水位升高，空氣以注氣井為中心，輻射向上運(yùn)動，使地下水含水層中的揮發(fā)性有機(jī)污染物汽化。汽化后的有機(jī)污染物可以直接進(jìn)入包氣帶中，這樣使含水層中的揮發(fā)性有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為土壤包氣帶中揮發(fā)性有機(jī)污染物，最后通過土壤氣相抽提法處理。

3.7 針對重金屬污染物的治理技術(shù)

3.7.1 可滲透反應(yīng)墻技術(shù)。在污染區(qū)域內(nèi)垂直于地下水水流方向建設(shè)可滲透性反應(yīng)墻，在墻內(nèi)反應(yīng)層填充零價鐵、活性炭、泥炭、蒙脫石、石灰和鋸屑等反應(yīng)介質(zhì)，地下水中的重金屬污染物被可滲透墻中反應(yīng)介質(zhì)吸附、沉淀、氧化分解或生物降解，而地下水則透過可滲透性墻，從而到達(dá)去除地下水中的重金屬污染物目的[5]。

3.7.2 原位反應(yīng)帶技術(shù)。利用注水井群在污染源的下游帶注入反應(yīng)介質(zhì)，形成一個帶狀反應(yīng)區(qū)域，進(jìn)而阻斷污染源下流，當(dāng)?shù)叵滤亟饘傥廴疚锱c流入帶狀反應(yīng)區(qū)時，重金屬污染物與注入的介質(zhì)發(fā)生物理、化學(xué)或生物化學(xué)作用而被固定、降解或阻截，進(jìn)而達(dá)到清除地下水中重金屬的效果。

3.7.3 異位修復(fù)技術(shù)。將具有大量重金屬聚集的地下水通過抽水井群抽出，在地面上通過沉淀作用使重金屬污染物沉淀，經(jīng)過監(jiān)測達(dá)標(biāo)后，再將達(dá)標(biāo)的水回灌地下，從而達(dá)到清理地下水的作用。

4 結(jié)語

不同地區(qū)地下水的污染狀況不同，地下水超標(biāo)項目也有所不同，因此要根據(jù)不同的污染情況、主要污染物，采用不同的地下水污染治理技術(shù)，從而更有效、更便捷、更經(jīng)濟(jì)地處理地下水污染。但是，地下水污染治理技術(shù)只是地下水治理體系的一部分，地下水治理技術(shù)只能改善地下水污染現(xiàn)狀，不能從源頭上解決地下水污染問題。只有改變我們原來的地下水開發(fā)利用觀念，不過度開發(fā)，不肆意排放，珍惜地下水資源，加之采用合理的地下水污染治理技術(shù)，才能從源頭解決地下水污染問題，實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展，顯然這個過程需要政府、企業(yè)、人們的積極參與。

參考文獻(xiàn)

[1]錢會，馬致遠(yuǎn)，李培月.水文地球化學(xué)[M].2版.北京：地質(zhì)出版社，2012.

[2]中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部.2018中國生態(tài)環(huán)境狀況公報[EB/OL].（2019-05-29）[2019-05-09].http：//www.mee.gov.cn/hjzl/tj/201905/t20190529_704850.shtml.

[3]蔡五田.淺論地下水污染源強(qiáng)[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2015（6）：132-136.

[4]鄭菲.典型DNAPLs在飽和多孔介質(zhì)中的運(yùn)移及修復(fù)研究[D].南京：南京大學(xué)，2015.

[5]馬景召.簡析地下水重金屬污染及其防治措施[J].冶金管理，2019（21）：140.