摘要:随着人类社会不断进步与发展,人类活动的范围及其产生的影响也在不断扩大。目前,受到人类活动的影响,自然环境正遭受严重破坏,其中地下水环境污染问题比较严重,地下水污染治理技术研究是目前环境科学领域的重点研究课题。文章主要分析了地下水污染治理技术研究及其进展,以供参考。
关键词:地下水;污染;防治
引言
水资源是人类赖以生存的不可替代的物质基础,在全球经济和社会可持续发展过程中占有相当重要的地位。地下水是我国城市生活和工农业用水的重要供水水源。但是随着人类活动,特别是工业活动的加剧,很多有机污染物已经进入地下水,并发生了累积。同时地表水的污染不断加剧,导致地下水污染问题日益突出。地下水的复杂性、隐蔽性等特点,决定了地下水一旦受到污染,要恢复和治理是非常缓慢、非常困难的,有时甚至是不可能恢复的。地下水受到污染,会严重影响人类的健康和生存发展。因此,以地下水资源永久持续利用,社会经济与环境协调发展为原则,对地下水污染进行治理,保护地下水环境是我国面临的重要任务。
1地下水污染概述
受到人类活动的影响,地下水水质出现恶化趋势与现象即指的是地下水污染。换言之,地下水污染是人类活动的产物,在生产中由于地下水环境中有溶解物或悬浮物进入而恶化了水质。关于地下水污染源的种类,大致可以分为两种,即认为污染源与天然污染源。总体而言,地下水受污染的可能性较低,这是因为其贮存在地下含水介质中。一方面,在包气作用下,其能够发挥过滤与屏障的功能,优先过滤有害物质;另一方面,由于岩石、土壤和水体中有微生物能够降解污染物,使其向无害物质进行转化。通常,人们对地下水污染并不够重视,这是由于人难以直接观察地下水污染情况。然而,受到容量环境的限制,当地下水系统有污染物进入,使其自净能力难以承受时,就会对地下水造成污染。而地下水污染往往难以得到及时观察与发现,进而就会产生严重的影响。
关于地下水污染的特点,主要可以从以下几个方面得到表现:一是,难确定性。人们往往难以有效确定污染范围,这是因为地下水含水介质相对复杂且具有较强的差异性。二是,污染过程相对隐蔽。地下水所处位置在地表之下,在受到污染后,其污染情况相对隐蔽,监测难度高。三是,延迟性。地下水污染早期,往往无法有效察觉并发现其污染情况。四是,广泛性。由于地下水的运动状态具有持续性,处于不断循环的过程中,相较于地表水,其污染不仅包含了水体流经与贮存的空间内,同时与其有着水力联系的水力系统也会受到影响,这使得地下水污染有着广泛的范围;第五,地下水污染危害具有长久性。地下水在含水介质中不断运移,速率非常慢,具有很长的循环周期,最长可达到数百年之久,天然地下径流需要很长一段时间才能够带走污染物,同时含水介质的沙土会吸附大量污染物,进而造成受到污染的地下水体长期滞留在地下,清理难度非常高。
2地下水污染修复技术
近年来,地下水修复技术得到不断发展和改进,逐渐形成地下水污染修复技术体系。地下水污染修复技术按修复方式,可以分为异位修复技术和原位修复技术。
2.1异位修复技术
异位修复是将受污染的地下水抽出至地表再进行处理的技术。抽出处理技术(pump and treat)是最早出现的、最传统的典型异位修复技术。该方法能有效地将污染区限制在抽水井上游,但是其作为一种长期的地下水处理方法则存在许多不足,如只能限制污染物扩散,处理费用昂贵,且可能造成地下水资源的浪费,破坏原有生态环境,不能从根本上解决地下水的污染修复问题。研究表明,当地下水污染物浓度较高,特别是在污染源附近采用抽出处理方法非常有效,能够极大程度地减轻污染,但对于石油、化工等行业产生的有机污染物尤其是重质非水相液体,传统的抽出处理效果不佳,常需加入表面活性炭进行强化抽出处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2原位修复技术
原位修复是指在基本不破坏土体和地下水自然环境的条件下,在原地对受污染对象进行修复的技术。原位修复技术作为当前地下水修复技术的热点,具有处理费用相对低廉,地表扰动较少,污染物暴露几率小的优点。原位修复技术是以金属、非金属、各种卤化非卤化挥发性有机物、多环芳烃、杀虫剂等为主要治理对象的种地下水修复技术,具有低成本、减少污染物的暴露、降低环境扰动的优势。典型的地下水原位修复技术包括原位曝气技术(AS)、渗透反应墙技术(PRB)、原位化学修复技术、原位生物修复技术等。国内学者已经意识到AS技术的重要性,并展开了大量的室内试验,未来AS技术将在国内得到较好的实际应用;而PRBs技术处理污染方面已在国内开展实例应用。原位化学修复技术又分原位化学氧化技术(ISCO)和原位电化学动力修复技术。ISCO技术发展近10年来,原位高锰酸盐氧化技术、原位臭氧氧化技术、尤其是Fenton试剂技术发展迅猛,国内也开展了大量的理论研究和实例应用,但是原位高锰酸盐氧化带来的渗透性下降、O3气相传质问题以及Fenton所需的强酸性等限制了这些技术的发展。原位电化学动力修复技术作为一种绿色修复技术,主要用来清除一些有机污染物和重金属离子,具有高效、节能、无二次污染的优势,在国内的研究还处于起步阶段。原位生物修复技术包括微生物修复和植物修复,大部分处于试验阶段,实际应用较少。
3可渗透反应墙(PRB)技术的概念
3.1 PRB原理
PRB主要由透水的反应介质组成。它通常置于地下水污染羽状体的下游,与地下水流相垂直。污染物去除机理包括生物和非生物两种产生沉淀、吸附、氧化还原和生物降解反应,使水中污染物能够得以去除,在PRB下游流出处理后的净化水。这种方法可以去除地下水中溶解的有机物、金属、放射性物质以及其他的污染物。PRB的反应介质与污染物的反应过程主要有以下几种:吸附反应。这是一种将地下水污染羽吸附在反应栅上的污染羽物理消除方式。吸附时,污染羽的分子
3.2 PRB结构
常见的PRB结构有两种,连续墙式结构和隔水漏斗 - 导水门式结构。当地下水污染的羽状体规模较小时,为保证受污染区域内的地下水均能得到修复处理,可以采用连续墙式结构,在地下水流动的区域内安装连续的活性渗滤墙。而当受污染区域较大,或者蓄水层较厚时,考虑处理效果和经济成本,可以在受污染区域采用隔水漏斗-导水门式结构,通过修建造价低廉的导水墙,将受污染的地下水体汇集到较小的范围,然后安置反应墙,对受污染的地下水进行修复。此种结构因改变了天然的地下水流场,因而更适用于现场治理。
3.3 PRB技术研究进展
PRB技术由于具有处理效果好、费用低廉、施工简单等优点,受到了全世界的广泛关注。由于技术等条件的限制,PRB技术修复地下水污染在我国仍处于实验性研究阶段。鉴于我国地下污染现状和保护水资源的迫切需要,深入研究PRB技术对我国更好地开展水资源利用具有重要意义。随着对PRB技术研究的不断推进,在应用过程中该技术存在的问题主要有三个方面:(1)介质材料的选择,随着运行时间的增长,墙体会出现堵塞问题,导致装置运行寿命大幅下降,因此介质材料的选择及墙体的构造设计应避免墙体堵塞的发生。(2)复杂的地下水组分单一反应介质能针对性地去除地下水中某一污染物,而实际的地下水污染是由多组分污染物造成的,因此设计反应墙时应采用复合介质材料填充。(3)二次污染的产生,安置反应墙时所采用的材料以及通过化学反应去除地下水中污染物时,应避免新的污染组分进入水体产生二次污染。
结束语
综上所述,地下水污染治理难度大,因此要注重污染的预防和治理。对于遭受污染的水体,在污染初期要将污染水体圈闭起来,尽可能的控制污染面积,然后根据地下水文地质条件和污染物类型选择合适的处理技术,实现地下水污染的有效治理
参考文献:
[1]刁徐笑,孙长虹,陈淑峰,何炜.城市地下水污染防治研究进展[J].水处理技术.2015(09)
论文作者:冯玮隽
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/16
标签:地下水论文; 地下论文; 技术论文; 水污染论文; 污染物论文; 原位论文; 介质论文; 《基层建设》2017年第16期论文;