土壤污染對地下水污染的影響及共同防治分析

董 荷

(甘肅省水文站,甘肅 蘭州 730000)

在研究土壤污染對地下水污染過程中,必須要以土壤污染與水污染的詳細標準以及二者之間的聯(lián)系為依據(jù)進行研究分析。當前,經(jīng)濟進入了高質(zhì)量發(fā)展的新階段,治理地下水等環(huán)境污染也成為了當前的社會熱點問題,從目前研究成果看,主要是以地下水污染與防治問題為主,利用土壤污染的進行分析,從根本上治理好地下水污染,有一定的理論價值與實際應用價值。

1 土壤與地下水污染現(xiàn)狀

1.1 土壤污染現(xiàn)狀

當前我國實際國土面積數(shù)據(jù)中,土壤占比到達70%,而實際土地污染超標面積占現(xiàn)有土地面積的1/5,重點集中在中東部重工業(yè)發(fā)達地區(qū),部分土壤污染嚴重地區(qū),土壤污染指數(shù)超過土壤指標基值的40%左右,國內(nèi)某處土壤污染數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 某處區(qū)域超標比例情況

分析土地污染的主要原因看,以重金屬為主,多數(shù)達到了重金屬污染物的最高值,具體污染物情況如表2所示。

表2 超標物情況表

查閱相關(guān)資料,將2018年土地污染公報數(shù)據(jù)與1998年中國環(huán)境污染狀況調(diào)查數(shù)據(jù)進行橫向比較分析,1998年土壤污染處于一個較低的水平,隨著工業(yè)化進程的持續(xù)推進,土壤中的重金屬含量直線上升。如果以2008年到2018年之間的污染速度推進,未來二十年內(nèi),我國現(xiàn)有土壤會全部會不同程度的受到重金屬污染,重金屬污染不僅僅會影響我國經(jīng)濟發(fā)展的進一步深入,還會影響以地下水為代表的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源,更會影響整個社會環(huán)境資源體系。所以,土地污染的核心還是防治重金屬污染,進一步遏制土地的酸化速度,有效防止土壤污染對地下水污染的影響,避免對環(huán)境資源的進一步影響。

1.2 地下水污染現(xiàn)狀

地下水污染受多種復雜因素影響,呈現(xiàn)出多點擴散的跡象,其污染范圍不斷擴大。從多出地下水質(zhì)檢測結(jié)果進行系統(tǒng)分析,華北地區(qū)地下水資源相對比較匱乏但污染嚴重。2022年11月份數(shù)據(jù),我國地下水資源開采總量已經(jīng)將近3億 m3,開采量還在逐年上升,在水資源匱乏地區(qū),居民生活用水和工業(yè)用水占比多數(shù)超過50%以上,農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)的地下水使用比例更是超多了70%。如果地下水污染未能得到有效防治,將會影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn),威脅到國家糧食安全。因此,論文分析土壤污染對地下水污染的影響,深入探索地下水污染治理的新思路、新對策,最終使地下水污染得到控制。

2 土壤污染對地下水污染防治的影響

經(jīng)過持續(xù)治理推進和經(jīng)驗探索積累,我國地下水污染治理整體上已經(jīng)完成了基本體制機制,為進一步實現(xiàn)土壤污染與地下水污染的共同治理打下基礎(chǔ)。生態(tài)環(huán)境是一個有機的和諧體系,在充分利用資源的同時,應全面考慮各類資源在整個體系中的具體功能。土壤是地下水污染第一道防線,地下水污染必將直接或間接導致土壤污染,從位置上看,土壤是地表層植物賴以生存的根基,地下水則是地表巖石以下的水體,土壤與地下水共同存在于環(huán)境體系中,可實現(xiàn)物質(zhì)與能量間的相互傳遞與移動[3]。

從已有的治理方式看,以土壤為切入點治理地下水的方法,多數(shù)比較簡單片面,具體實施過程中,也經(jīng)常忽略土壤與地下水之間的關(guān)聯(lián)性,由于這種一致性思維的欠缺,導致從土壤污染方式治理地下水這種思路通常被忽略,相反還可能產(chǎn)生保護過度等問題。基于實際現(xiàn)狀,在實施治理的過程中要明確主體部門與治理人員之間的聯(lián)系,將土壤、地下水所具有的生態(tài)功能發(fā)揮出來,以尊重自然、敬畏自然的原則,切實提升土壤、地下水的完整性、自然性;同時,土壤與地下水在生態(tài)循環(huán)方面的協(xié)同作用比較明顯,對兩者共同治理較為有利。這也充分說明了土壤對地下水污染治理的重要作用,以此為切入點也是科學性較強的方式方法[4]。

農(nóng)耕牧業(yè)、工業(yè)活動甚至簡單性環(huán)境資源開采開發(fā),均有可能導致地表水從通過表層土壤向深處滲透,導致地下水受到不同程度的污染;此外,被污染的地下水也會不斷循環(huán),通過人類活動再次進入地表土壤。地下水與土壤,二者無論哪一方受到污染,均會相互影響,相互滲透。因此,要想治理好地下水,必須首先治理好土壤污染,不管是整體治理還是分塊治理,治理土壤污染對治理地下水污染都非常重要,即在進行生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合治理過程中,必須重視土壤污染與地下水污染之間的關(guān)系,提升共同治理意識,最終實現(xiàn)地下水污染的有效治理。

3 土壤與地下水污染原因分析

3.1 土壤污染的原因

常見的土壤污染主要有物理、化學等兩大方面,生活中的生物污染也會不同程度的污染土壤。物理污染主要是電磁污染和放射性污染等,放射性物質(zhì)的源頭放射性同位素和各種不達標射線設(shè)備,物理污染如果不能及時處置,其污染范圍會不斷擴散。化學污染主要來自于工業(yè)化學廢料任意排放,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化學及農(nóng)藥不合理使用,此外,工業(yè)中的“三廢”(廢氣、廢水、廢渣)處置不當也會造成土壤污染。生物污染較為常見,主要是未經(jīng)過有效處理的人類、動物糞便任意直接排放到自然環(huán)境中。物理、化學、生物三方面的污染也會直接導致土壤內(nèi)出現(xiàn)多種傳播性巨毒物質(zhì),對土壤中的動植物都會造成影響,對生產(chǎn)生活最直接的影響是造成農(nóng)作物大規(guī)模減產(chǎn),甚至引發(fā)整個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)局部失衡[5]。

3.2 地下水污染的原因

地下水污染主要有化肥、垃圾場填埋及工業(yè)生產(chǎn)等方面。

3.2.1 化肥的使用導致污染

土壤本身具有一定的自我調(diào)整恢復能力,地表中的雨水、河水等水資源也會不斷向地下滲透,在不斷滲透的過程中水體表面的生物殘骸、微生物等會被土壤過濾掉,一直在土壤表面區(qū)域。化肥中的硝酸鹽等多種物質(zhì)為水溶性化學物質(zhì),如果農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中大量施加化肥,農(nóng)作物一般不能完全吸收,而多余的化肥特別是化學物質(zhì)則會隨著水體滲透而滲透,進而污染地下水資源。

3.2.2 垃圾場填埋處理過程中產(chǎn)生的污染

目前來看,城市人員聚集規(guī)模越來越大,人口數(shù)量還在不斷增長,由此帶來的生活垃圾不能被及時處理處置。為創(chuàng)造舒適的生活環(huán)境,城市周邊通常都會設(shè)置垃圾處理區(qū)域建設(shè)垃圾處理設(shè)備,這些垃圾填埋區(qū)域一般會鋪設(shè)完備的防水滲透及排水設(shè)備,隨著地質(zhì)變化和長時間使用,土壤內(nèi)最底層的防水層會受到破壞,垃圾中的重度污染物會不斷向地下滲透,污染地下水質(zhì)。

3.2.3 金屬冶煉廠造成的污染

金屬冶煉廠在生產(chǎn)運營過程是通過多種金屬物質(zhì)與化學物質(zhì)反應實現(xiàn)的,各種金屬礦物質(zhì)經(jīng)過化學處理,隨后完成金屬物質(zhì)的分離提取。生產(chǎn)過程中,產(chǎn)生大量重金屬物質(zhì)與重金屬化學液體,對生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水廢渣常用的處理方式是填埋處理,后根據(jù)生產(chǎn)需要再次進行提煉處理。污染過程出現(xiàn)在填埋土壤后,廢水廢渣會不斷與土壤中的物質(zhì)發(fā)生化學反應,同時會向地下水滲透,直接造成污染。

3.2.4 石油化工產(chǎn)品造成的污染

石油作為化石燃料是工業(yè)中不可或缺的能源,由于石油的大量使用,勢必造成了土壤與地下水的污染。就物質(zhì)分類來看,石油市一種濃稠的液體物質(zhì),對土壤污染的同時,也會不斷向地下水滲透。如果污染物密度比實際地下水密度低,污染物則不會垂直滲透,但也是在地下水表層不斷向四周擴散,各種不溶于水的物質(zhì)均會在地下水表層持續(xù)存在,并長期污染地下水質(zhì)。

4 土壤與地下水污染防治技術(shù)及路徑

4.1 土壤污染防治技術(shù)

4.1.1 生物修復技術(shù)

土壤中各種微生物較多,所以微生物修復也是土壤污染防治中的主要技術(shù)手段。生物修復防治的原理就是通過微生物實現(xiàn)有機物質(zhì)之間的相互反應(代謝),進而將有機物質(zhì)分解,到達防治污染的目的。從修復方式上看,主要包含植物、微生物兩大類型。兩大類型中,微生物降解成本較低,污染防治過程中也不會產(chǎn)生其他次生污染物,所以被普遍廣泛使用。國內(nèi)環(huán)境治理相關(guān)學者已經(jīng)通過不斷探索實驗,研究出了成本低、操作方便、效率高的微生物治理方案,可有效降低土壤中的重金屬物質(zhì)含量,修復效果較為理想,同時結(jié)合其他修復技術(shù)可提升重金屬活性。

4.1.2 化學修復技術(shù)

化學修復技術(shù)主要依靠化學反應實現(xiàn)的,化學修復手段可通過化學反應改變污染物的化學成分,改變其化學性質(zhì),切實降低污染物比例。化學修復過程包含還原、改良及氧化等多種程序。與物理手段相比,化學方式相對研究時間較長,實驗比較成熟,是相對穩(wěn)定、可持久的修復技術(shù)。

4.1.3 物理修復技術(shù)

物理方式進行污水處理,主要是通過污染物從與土壤之間的相互分離實現(xiàn)的,常用的物理修復方式包含熱力學、電吸熱等具體方法。隨著物理修復技術(shù)的不斷發(fā)展,目前熱力學修復技術(shù)發(fā)展最為成熟,使用熱力學修復方式具有便捷操作、修復速度快等優(yōu)點,因此,熱力學修復方式也是物理修復技術(shù)中最常用的手段,但由于工程量大,修復成本較高,因此也不會成為主流修復技術(shù)[6]。

4.2 地下水污染防治技術(shù)

4.2.1 生物處理技術(shù)

生物技術(shù)污水處理是目前最常用的方法,其原理是通過微生物的進行污染物的分解,在實際操作過程中,通常需要搭配氧氣和無機離子來完成。同時,在污水處理過程中,自然降解是一種非常有效手段,微生物與污染物之間的化學反應也不會產(chǎn)生其他有害物質(zhì)。物生物生存的環(huán)境必須具有自然界內(nèi)硝酸鹽、硫酸鹽等其他各種無機物,在污水處理過程中要按時添加物生物生長所需養(yǎng)料,確保微生物可以持續(xù)有效降解污染物。

4.2.2 化學處理技術(shù)

化學處理技術(shù)顧名思義是通過化學反應完成的,其過程是在地下水中添加大量化學物質(zhì),根據(jù)化學試劑的具體分類,可以將化學處理技術(shù)分為中和處理和吸附沉淀處理兩類。中和處理主要是對被污染地下水進行酸堿中和處理,動態(tài)調(diào)整地下水PH值;吸附處理方式是利用化學試劑對地下水各類污染物進行吸附的化學反應,在化學反應的過程中的沉淀會使污染物與地下水質(zhì)分離,進而得到清理后相對純凈的地下水資源。

4.2.3 抽出處理技術(shù)

抽出處理技術(shù)是一種與傳統(tǒng)污水處理手段不同的處理方式,其核心原理是將地下被污染的水抽出,將污水運用常規(guī)防治辦法進行處理,從防治目的上看,這種方法可以有效處理地下水污染問題,但是由于地下水污染區(qū)域通常比較廣,處理過程中要消耗大量成本,僅適用于小范圍內(nèi)的污水處理工作。

4.2.4 滲透反應墻

這種方式是一種實用性較強的治理方式,其機理是將含水層內(nèi)部物質(zhì)的各種反應將污染物消失,完成對地下水重金屬污染的治理,達到地下水防治的目的。

4.3 合理劃分分管部門職責

在地下水污染的治理過程中,由于涉及職能部門較多,各部門之間的相互推諉現(xiàn)象持續(xù)存在,同時涉及監(jiān)管職責交叉邊界問題,較多尖銳問題得不到有效處理。針對這一客觀問題,亟需土壤、地下水污染主管部門牽頭,使用合理有效統(tǒng)籌手段,開展統(tǒng)一管理治理,明確各部門之間的具體職責任務(wù),將具體責任明確到人,建立與國內(nèi)地下水治理相匹配的治理體系;以法定要求明確各部門職責,對沒有治理到位或者應當擔責的部門,務(wù)必按照法定細則執(zhí)行;在落實具體方案時,考慮治理雙方之間的關(guān)系,切實避免污染治理過程中產(chǎn)生其他違法違規(guī)問題;同時,落實好治理責任制,對治理不到位或污染治理措施為落實的,應追究責任,提升職能部門人員的責任心,有效促進生態(tài)環(huán)境健康房展。在落實好上述要求外,關(guān)鍵是責任部門要正確認識到土壤污染對地下水污染的影響,建立合理的水環(huán)境檢測結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系。生態(tài)環(huán)境資源管理部門和水利部門應密切配合,健全區(qū)域控制管理體系,加強多部門之間的信息共享與共治,以對地下水資源資源的高度責任的態(tài)度完成完成污染防治工作。

5 結(jié)語

論文研究土壤污染與地下水污染相互影響的過程中,應同時探討生態(tài)環(huán)境問題,持續(xù)深入分析土壤污染對地下水污染的影響,利用好兩者之間共同治理的共同特點。同時,應根據(jù)土地污染對地下水污染的不同程度,分類制定差異化防治策略及可行性具體方案,建立健全土地污染、水污染檢測系統(tǒng),各項方案的實施過程中,明確劃分不同監(jiān)管部門的職責,系統(tǒng)推進實施,合理進行各種治理成效的匯總調(diào)度,確保土壤污染和地下水污染的共同防治。