中国地下水资源保护概述及可行方案_水资源保护方案

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中国地下水资源保护概述及可行方案

武汉轻工大学 毕 业 设 计

设计题目中国地下水资源保护概述及可行方案 姓 名 王晓冬 学 号 040204202 院 系 化学与环境工程系 专 业 环境工程 指导教师 刘 霖 目 录

第一章 前言 1 第二章 地下水特点 3 第三章 中国地下水污染现状 4 第四章 地下水污染源分析 10 第五章 地下水污染防治对策 12 第六章 治理措施 14 第七章 结束语 16 第八章 参考文献 17 摘 要

地下水是水资源的重要组成部分是人类赖以生存的物质基础它是中国北方城市重要的供水来源更是中国非常重要的战略储备资源因此地下水环境的好坏关系到国民经济的发展和人们身体健康然而近年来由于人类活动的影响特别是城市生活污水垃圾以及工业三废的排放农业生产大量使用农药化肥等导致地下水污染问题日益突出严重制约着国民经济的可持续发展威胁着人类生命的健康同时也给环境带来了很大的压力地下水由于其自身特点极易受到人类活动的影响而被污染在我国地下水污染途径主要有沿海地区的海水人侵硝酸盐污染石油和石油化工产品的污染等因此必须加强对地下水的水质监测和防治工作如加强污水的处理回用及防止水污染的宣传教育与切断污染源综合防治地下水污染等

[关键词]地下水污染污染来源污染危害预防措施污染治理

Groundwater is an important part of water resources is the material basis of human survival It is an important source of water supply in North China city is Chinas important strategic reserve resources so the groundwater environment quality relates to the development of the national economy and the health of the people However in recent years due to the impact of human activities especially the city sewage garbage and industrial waste emiions agricultural production and extensive use of pesticides and chemical fertilizers which causes the water pollution problems have become increasingly

prominent seriously restricting the sustainable development of the national economy threatening human life and health but also brings great preure to the environment Groundwater pollution due to its own characteristics and is easily affected by human activities In the ways of groundwater pollution in China are mainly coastal seawater intrusion nitrate pollution petroleum and petrochemical products pollution etc Therefore we must strengthen the groundwater quality monitoring and prevention treatment such as strengthening the propaganda and education of sewage reuse and prevent water pollution and cut off the sources of pollution comprehensive prevention and control of pollution of groundwater [keyword] groundwater pollution pollution sources pollution prevention pollution control 1前言 11 地下水概念

地下水是贮存于包气带以下地层空隙包括岩石孔隙裂隙和溶洞之中的水根据地下埋藏条件的不同地下水可分为上层滞水潜水和承压水自流水三大类上层滞水是由于局部的隔水作用使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体埋藏在离地表不深包气带中局部隔水层之上的重力水一般分布不广呈季节性变化雨季出现干旱季节消失其动态变化与气候水文因素的变化密切相关潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水通常所见到的地下水多半是潜水当潜水流出地面时就形成泉埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上具有自由水面的重力水潜水在自然界中分布很广一般埋藏在第四纪松散沉积物的孔隙及坚硬基岩风化壳的裂隙溶洞内自流水是埋藏较深的流动于两个隔水层之间的地下水这种地下水往往具有较大的水压力特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时隔层中的水体要承受更大的水压力当井或钻孔穿过上层顶板时强大的压力就会使水体喷涌而出形成自流水埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水承压水受静水压补给区与分布区不一致动态变化不显著承压水不具有潜水那样的自由水面所以它的运动方式不是在重力作用下的自由流动而是在静水压力的作用下以水交替的形式进行运动地下水是存在于地表以下岩土层空隙中的各种不同形式水的统称地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给同时以地下渗流方式补给河流湖泊和沼泽或直接注入海洋上层土壤中的水分则以蒸发或被植物根系吸收后再散发入空中回归大气从而积极地参与了地球上的水循环过程以及地球上发生的溶蚀滑坡土壤盐碱化等过程所以地下水系统是自然界水循环大系统的重要亚系统2 地下水是城市供水的重要水源

地下水是水资源的重要组成部分对经济的可持续发展具有不可替代的作用同时地下水还是生态环境的重要组成要素作为地球上的淡水资源它具有很高的生态价值和经济价值生态价值主要体现在它具有良好的调蓄功能可以平衡丰枯年水资源的利用经济价值体现在因其具有水质优良和便于开采的特点可以成为满足特定需求的独立水源也可以作为一种正规的补充水源地就水质而言地下水是自然界提供给人类的最好的饮用水水源地下水作为重要的供水水源在保证居民生活用水社会经济发展和生态环境平衡等方面起到不可替代的作用世界著名城市 如伦敦纽约莫斯科等都利用地下水作为主要的供水水源 我国西安济南太原成都等61 个大中城市也以地下水作为供水水源另有北京上海武汉等40 多个城市的供水水源是地表水与地下水兼用 如北京市总供水量中2 3 取自地下水据统计我国华北27个城市总供水量约782 万m3 d 其中有686 万m3 d 取自地下水占总供水量的877 1 3 地下水是工农业生产发展的命脉

随着工农业建设的发展 对水的需求量将越来越大工业生产需要大量用水生产1t 钢需用水20 40t 1t 纸需用水200 250t 1t 化肥需用水500 600t 1t 人造纤维需用水1200 1700t 1个年发电100 万kW 的发电厂日用水量约86400t故兴建任何一个较大的工厂 在进行厂址勘测的同时 必须对水源进行勘测此外许多工业对水质有特殊要求 纺织造纸要求水中不含FeMn等物质 炼钢要求低温冷却水 发电要求水中不含悬浮物质等 通常地下水都能够满足这些要求当地下水中富集某些盐类与元素 如溴碘锶钡等 便成为有工业价值的液体矿产 称作工业矿水含有铝偏硅酸和氟等人类肌体所需微量成分的矿泉水具有较好的医疗和保健作用

1．4 地下水是生态环境系统的重要子系统

地下水广泛分布于地壳中 是生态环境系统的敏感因子 与岩石圈大气圈水圈与生物圈有着千丝万缕的联系地下水流动易变它是多个动平衡系统的组成部分 首先 地下水与大气水地表水共同构成水循环系统 其次 地下水与其赋存的岩土共同构成力学平衡系统 最后地下水形成一个处于动平衡状态的渗流场

15地下水对整个国民经济以及人类生存的重要性

地下水资源不仅储存量大还具有水质好分布广泛便于就地开采利用等优点 据统计我国约有70％ 的人口以地下水为主要饮用水源在北方地区地下水开发利用率比较高如海河流域的地下水利用率达90％ 以上在全部用水量中地下水占5 0％ 以上地下水的利用和保护是关系到我国经济和社会可持续发展的战略问题但是地下水一旦由于开发和保护不当而遭受污染不但其自净能力极弱而且会对生态环境造成严重影响直接对人类及其活动造成危害 因此加强对珍贵的地下水资源保护具有非常重要的意义近年来随着我国人口的迅速增加和城市经济建设的飞速发展使水资源的供需矛盾日益突出水资源短缺已成为制约经济发展的严重阻碍特别是随着城市的发展城乡生活和工业生产污水排放量逐年增多地表水和地下水遭受污染水质恶化现象日趋严重因此查清地下水的污染源和污染物污染途径对地下水污染现状进行评价提出地下水污染的防治措施使水源地地下水的污染状况得以控制对促进我国工农业生产的持续发展改善城区居民饮水质量提高居民健康水平有重要意义

2中国地下水资源特点

第一地下水资源总量不少但人均和单位耕地占有水平很低 第二地下水资源地区分布很不均匀水土资源的配置不平衡从全国总 的来看地下淡水剩余量还比较多占可开采资源量的70但地下淡水剩余量的分布极不均一北方地区剩余量为74477亿立方米年南方地区余量为172469亿立方米年分别占全国地下水淡水剩余量的302和698占当地地下水可开采资源量的485和868 地下水受污染的可能性比较低特征包括水中的悬浮物如泥沙原生动物细菌等水中的胶体物质胶体是许多分子和离子的集合物包括无胶体如铁铝的化合物水中的溶解物质各种盐类化合物的离子还有气体水的硬度通常把钙镁离子的总浓度看作水的硬度

地下水存在于地壳岩石裂缝或土壤空隙中的水 广泛埋藏于地表以下的各种状态的水统称为地下水

来源主要是大气降水根据地下埋藏条件的不同地下水可分为上层滞水潜水和自流水三大类 分类情况

根据埋藏条件可把地下水分为包气带水潜水和承压水

包气带水指潜水面以上包气带中的水这里有吸着水薄膜水毛管水气态水和暂时存在的重力水包气带中局部隔水层之上季节性地存在的水称上层滞水

潜水是指存在于地表以下第一个稳定隔水层上面具有自由水面的重力水它主要由降水和地表水入渗补给

承压水是充满于上下两个隔水层之间的含水层中的水它承受压力当上覆的隔水层被凿穿时水能从钻孔上升或喷出按含水空隙的类型地下水又被分为孔隙水裂隙水和岩溶水孔隙水是存在于岩土孔隙中的地下水如松散的砂层砾石层和砂岩层中的地下水裂隙水是存在于坚硬岩石和某些粘土层裂隙中的水岩溶水又称喀斯特水指存在于可溶岩石的洞隙中的地下水

地下水是一个庞大的家庭据估算全世界的地下水总量多达15亿立方公里几乎占地球总水量的十分之一比整个大西洋的水量还要多

97部分地区水质超标严重且污染还在继续加重依据2000 年的水质监测资料大多数城市地下水预报组分或指标呈增长趋势地下水水质在向恶化趋势发展主要增长的组分有矿化度总硬度硝酸根亚硝酸根硫酸盐铁锰COD 和氨氮等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度总硬度三氮硫酸盐氯化物氟化物铬酚砷汞氰氟细菌和大肠菌群等三氮污染在全国各地区均较突出矿化度和总硬度超标主要分布在东北华北西北和西南等地区铁和锰超标主要在东北和南方地区华北地区地下水污染最为突出仅海河流域水质劣于国家地下水质量Ⅲ类标准的水体面积多达7 万平方公里左右 地下水中除了无机污染物以外还存在有机污染局部地区已很严重其中有不少是 三致物质致癌致畸和致突变如氯代烃苯并芘和一些持久性有机污染物京津唐地区地下水中含有机物种类达133 种由于地下水被超采形成了大面积地下水漏斗更加剧了地面污水向地下水的倒灌浅层污水不断向深层流动污染向深层发展且不断加重目前我国地下水污染面积在不断扩大在我国平原地区目前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多年形成的地下渗漏污染连同地表水的不断恶化积累了大量有毒污染物直接影响着人民群众的生存环境

地下水污染特点是由地下水存储特征决定的局限性 污染物必须通过包气带或越流途径的渗透变化才能进入含水层 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 从外表上难以识别 有毒有害的地下水 对人体的影响也只是慢性的长期效应难以逆转性 地下水一旦遭到污染 就很难得到恢复 仅靠含水层本身自然净化 需要相当长的时间缓慢性 地表以下地层复杂 地下水流动极其缓慢 污染物质进入地下含水层及在其中运移的速度都很缓慢 若不进行专门监测 往往在发现时 地下水污染已达到相当严重的程度 其不良后果很难消除

就全国范围而言我国地下水质量总体较好根据国家地下水质量标准 GB T 14848293 我国63地区的地下水可直接饮用 17经适当处理后可供饮用 12不宜饮用剩余8为天然的咸水和盐水 然而在我国人口较为密集人类活动干扰大工农业生产发达的平原地区由于工业废水和生活污水的排放大面积超量化肥和农药的使用垃圾场的淋滤和地下油罐的渗漏等原因地下水正遭受着越来越严重的污染 在全国水资源调查评价的197万km2平原区浅层地下水中Ⅰ类和Ⅱ类水质的面积仅为4 98 Ⅲ类面积为35 53 ⅣⅤ类面积高达59 49 太湖辽河海河淮河等流域地下水污染最为严重其面积的91 49 84 5576 40和67 78地区的地下水超标 表1 太湖流域的浅层地下水大都为Ⅳ类和Ⅴ类 几乎全部不能直接饮用 淮河流域安徽段总面积 39994km2 中46 6埋深小于20m和35 8 埋深在20～50m的地下水受到中等或重污染

3地下水地下水污染源分析

近30年来我国地下水开采量以每年25亿立方米的速度递增有效保证了经济社会发展需求但是北方和东部沿海地区地下水超采越来越严重全国范围内出现了开采漏斗地面沉降岩溶塌陷海水入侵水质污染土壤盐渍化等严重问题直接影响了我国经济的平稳发展与居民日常生活用水需求部分地区地下水资源储存濒于枯竭对城市基础设施构成严重威胁

全国有近70个城市因不合理开采地下水诱发了地面沉降沉降范围64万平方千米沉降中心最大沉降量超过2m的有上海天津太原西安苏州无锡常州等城市天津塘沽的沉降量达到31m西安大同苏州无锡常州等市的地面沉降同时伴有地裂缝对城市基础设施构成严重威胁发生地裂缝的地区还有河北山东云南广东海南等地

图一 GDP与地下水污染

地下水虽属可再生资源但地下水更新和自净非常缓慢一旦被污染所造成的环境与生态破坏往往长时间难以逆转

山东潍坊许多企业将污水排到1000多米的水层污染地下水引发社会各界关注国家经济发展迅速但是治理污染的投资跟不上据专家推算根据中国的经济发展速度环保的投入应当占到GDP的2以上才能够保持现状必须达到25或者3以上才能使环境有所好转而国家环保的投资从来没有达到20最高只有15～16左右

北京公众环境研究中心负责人马军表示中国目前水资源所面临的形势非常严峻地表水资源受到了严重污染特别是在中国城镇地区情况更为严重现在存在这样的态势当地经济越发达污染越严重北方的海河淮河和辽河这些地方的城市工业发达人口密度大地区污染尤为凸显在南方太湖流域巢湖滇池也都受到不同程度的污染我们在关注GDP增长的时候实际上在付出非常昂贵的环境成本

图二 哈尔滨松花江污染非常严重

31企业排污致重金属污染

在地表水资源不足且部分污染严重的情况下地下水曾被认为是清洁稳定水源根据《地下水污染防治规划》在全国655个城市中400多个以地下水为饮用水源约占城市总数的61北方地区65的生活用水50的工业用水和33的农业灌溉用水来自地下水在没有新水源的情况下失去了地下水也就意味着生存危机

据南方新闻网报道网友作证称山东广饶大王镇造纸厂是典型的地下排污用压力泵把造纸的恶臭毒水排到地下水系里企业污水直排地下现象引起很多人的共鸣诸多网友痛陈家乡见闻家乡的水已变质亲朋和邻里多人患上癌症一些地方政府漠视企业违法排污

不法企业将未经处理的污水直排地下的行为早有先例有媒体调查时发现除了挖渗坑渗井偷排外为了躲避查处有的企业用高压泵将大量污水直接注入地下遗憾的是这一现象似乎并未引起政府和公众足够的重视地下排污也没有得到有效遏制去年春节期间发生的广西龙江河镉污染事件肇因就是一家企业将污水直接排入地下溶洞今年年初山西长治苯胺泄漏事故引发的河流污染波及山西河北河南三省恶性水污染事件不断发生

地下水占中国水资源总量的13中国地质调查局专家在国际地下水论坛的发言中提到全国90的地下水都遭受了不同程度的污染其中60污染严重有关部门对118个城市连续监测数据显示约有64的城市地下水遭受严重污染33的地下水受到轻度污染基本清洁的城市地下水只有3马军表示饮用水源地所受污染尤其是重金属污染持久性有机物污染很难被传统水处理工艺消灭中国地下水污染已经到了不得不正视不得不从根本上遏制的时候了再不治理不仅是农村地区城市也将难有清洁的水源中国政法大学环境资源法研究所所长王灿发在接受采访时表示对于地下水的污染《水污染防治法》是有专章规定的但是深层地下水的排污在中国没有明确的规范美国有一种针对特别难处理的污水深井灌注的技术比如对灌到哪里中间会不会造成水的污染管理得非常严

中国人民大学环境学院院长马中介绍类似地下水污染问题上世纪50年代日本美国也遇到过这些国家都提高了排放标准等不过污染得到缓解的一个重要原因是工业化完成后的产业转移很多污染源消失而中国还处于工业化进程中污染源难以消除

图三 合肥一条被水藻覆盖的河流 32农村地下水污染严重

据新京报报道在多种污染源作用下中国浅层地下水污染严重且污染速度快2011年全国共200个城市开展了地下水质监测其中较差极差水质监测点比例为55与2010年相比152的监测点水质在变差

马军认为民众对地下水污染的焦虑折射的是地下水严重污染的现状民间环保组织未来绿色青年领袖协会理事长赵亮表示他们在海河流域做环境调查发现已经难以找到一条干净的河流污染的河流会渗入地下水源而各地企业利用渗坑渗井排污也已近20年

这里没有污水处理厂没有环保监管有的是祖辈饮用地下水的传统赵亮对地下污染威胁农村饮水安全的状况非常担忧清澈的小河透亮的井水已经成为记忆赵亮在2012年7月对海河流域调查时发现村民大都被迫放弃了饮用井水

2月18日中国青年报记者在山东茌平县干韩村采访发现村民十多米深的自备井打上来的水发黄水面上有一层薄薄的油花村民不敢再饮地下水近年来很多平原农村地区井水变味变色的新闻屡见报端农村水井主要抽取浅层地下水而地表水可直接渗入浅层受污染侵害最为严重

2012年7月赵亮在河北霸州调查时很多村民把污染源指向当地的一些轧钢厂许多年来城镇城郊和农村的一些工业企业用渗坑渗井和缝隙排放废水对地下水的污染非常严重

过量使用化肥农药用城市污水灌溉等都让土壤受到污染形成最大的面状污染源而被污染的河流湖泊会直接渗透到地下水源相对于浅层地下水深层地下水质量要优良这也是很多城市用水的主要来源但一些地带的隔水层很薄甚至开了天窗使已受污染的浅层水进入到深层水城市污水排放量增加但处理能力不足甚至市政管网渗漏都会造成地下水污染所以城市也是污染的源头之一

环保部2月20日发布《化学品环境风险防控十二五规划》以下简称《规划》称个别地方因环境污染出现癌症村地下水污染导致癌症高发甚至牛羊绝育土地绝收的报道也在诸多地区出现在一些地区污染已危及公共用水安全辽宁海城污水排放造成地下水大面积污染附近一个村160人因水而亡由于地下水的严重污染山东淄博日供水量51万立方米的大型水源地面临报废即使是北京浅层地下水中也普遍检测出了三致致癌致畸致突变物质这些三致有机物在中国东部其他城市和地区很可能同样存在地下水污染隐蔽难以监测发现时往往已造成严重后果我们的情况很严峻这是一个机会希望不要再错过马军希望潍坊排污事件引发的关注能够推动整体环境制度的完善

图四 福建上杭县一座铜矿工人们正在给一个泄露的污水池排水 癌症多发地即污染最重地区

据《凤凰周刊》报道上世纪90年代以来中国众多城市的城郊结合部因为交通便利和劳力便宜而成为工业区或者工业园导入了化工制造等污染企业制造了大气污染水污染土壤污染等问题长年的污染积累后伤害终于爆发2002年以来癌症村怪病村现象在中国各地频频出现尤其是广东浙江江苏等经济发展较快的省份GDP增长和癌症村增加之间呈现伴生关系近两年来更增添了向内地资源省份蔓延的趋势这些癌症村集中处于工业区周边或城市下游形成对城市的一种恐怖的包围

大量的流行病学调查和毒理学研究证实环境污染可引起人体急性中毒也可导致慢性危害具有致突变致癌致畸致生殖障碍等远期效应2008年卫生部和科技部联手完成的第三次中国居民死亡调查报告显示癌症已成为中国农村居民最主要死因之一其中与环境生活方式有关的肺癌肝癌结直肠癌乳腺癌膀胱癌死亡人数明显上升其中肺癌和乳腺癌上升幅度最大过去30年分别上升了465和96在未来20年内癌症死亡人数可能翻番

卫生部疾病控制司在2005年11月透露中国目前癌症病人超过700万人且每年还在新增加约160万至200万人但其中癌症村和农村癌症病人的具体数据却是个谜

医学界认为目前已知80的癌症发病与环境有关尤其是与环境中的化学物质密切相关水是致命中枢美国纽约史蒂文癌症中心研究员雷蒙对106名死于各种癌症的人的细胞进行研究后发现围绕在癌细胞的DNA周围的水与健康人细胞周围的水的结构是不同的中国饮用水水质标准较低乡镇更低以砷为例目前中国判定砷超标的标准为005mgL超标人口为289万人如果按照世界卫生组织的标准 001mgL 中国砷中毒危害病区的暴露人口高达1500万之多

地下水虽属可再生资源但地下水更新和自净非常缓慢一旦被污染所造成的环境与生态破坏往往长时间难以逆转人类还没有找到一个十分有效的治理地下水污染的技术无法承受的治理成本也使得地下水污染陷入困局有报道称上世纪80年代日本测算治理地下水污染需要800万亿美元

癌症村是美丽中国的疮疤

《规划》称有三千余种化学物质对人体健康和生态环境危害严重中国现有生产使用记录的化学物质4万多种其中3000余种已列入当前《危险化学品名录》具有毒害腐蚀爆炸燃烧助燃等性质对化学品生产使用企业数量较多化学品生产使用量较大地理位置生态环境较为敏感的区域十二五化工行业规划重点发展的区域风险防控基础设施和监管措施尚需进一步提高的区域列为重点防控区域

重点防控具有较大环境风险和潜在危害的生产使用储存和排放危险化学品的企业对重点防控企业通过搬迁改造实施环境管理登记开展清洁生产审核加强监测监管完善应急体系等措施提高防控水平降低环境风险

经济的发展生态的保护公众的健康这三方利益如何平衡越来越考验地方政府的执政能力可事实上对于一些地方政府而言化学品环境管理基础和风险底数是不是清楚并不重要老百姓的癌恐慌也不重要重要的是这些化工企业可以带来经济效益为当地GDP做贡献生态环境的污染百姓的健康似乎都必须让位于经济的发展可是经济发展的目的最终是为了让公众享受更好的生活当百姓连基本的健康都没了即便经济发展了又有什么意义

今年1月国务院办公厅印发《实行最严格水资源管理制度考核办法》拟对各省自治区直辖市落实最严格水资源管理制度的情况进行考核结果作为主管部门对各省区市政府主要负责人和领导班子综合考评的依据之一每5年为一个考核期此举标志着中国最严格水资源管理责任与考核制度的正式确立

但是再严格的制度只写在纸上就等于零必须要落实到实际行动中水污染日益严重的根源在于单一追求GDP的地方政府绩效考核机制如果再不放弃这一发展思路水污染将演变成为灾难美丽中国不是概念而是实在的行动面对污染恶行我们需要有责任的监管和有力度的追责从另一个层面说在经济发展的同时加强生态环境保护修正工业文明的弊端这也警醒中国必须为GDP排毒

4地下水地下水污染源分析

按照污染物产生的行业类型 可以将地下水污染源分为工业污染源农业污染源生活污染源和自然污染源1 工业污染源

工业污染源主要是指工业三废 废水废气废渣 工业废水如电镀废水酸洗废水轻工业废水 如纺织印染废水 冶炼工业废水石油化工有机废水等有毒有害废水 若直接流入或渗入地下水体 都是导致地下水化学污染的主要原因工业废气如SO2H2 SCOCO2氮氧化物等随降雨落到地面 通过地表径流下渗对地下水造成二次污染工业废渣如高炉矿渣钢渣粉煤灰硫铁渣电石渣赤泥洗煤泥硅铁渣选矿场尾矿污水处理厂的污泥等 由于露天堆放或者地下填埋防渗防漏措施不合理 风雨淋滤后其中的有毒有害物质直接或间接污染地下水2 农业污染源

农业污染源主要包括剩余农药化肥以及不合理的污水灌溉中国农业面源污染日趋严重 据不完全统计 中国有机氯农药年施用量为86 23 ×104 t 有机磷农药24 26 × 10 4t 平均施用强度10 8 kg hm2灌水与降水等淋溶作用造成地下水大面积农药与化肥污染另外 中国有污水灌溉农田近133 ×104 hm2 农灌污水大部分未经处理 约有70 80的污水不符合农灌水质要求每年由于污水灌溉渗漏的大量污水 直接造成污染地下水 使污灌区75左右的地下水遭受污染3 生活污染源

生活污染源主要是生活垃圾和生活污水一方面 目前生活垃圾主要采取填埋的方式 随着日晒雨淋及地表径流的冲刷 其溶出物会慢慢渗入地下 污染地下水 另一方面 生活污水不能有效处置后排放 特别是广大农村地区 生活污水有的直接排入附近水体 有的通过化粪池直接渗漏 对地表水和地下水均产生影响

目前城市垃圾填埋场是地下水的严重隐患我国历年累计产生垃圾已达720 亿吨占地约54 亿平方米并在以每年占地约3000 万平方米的速度发展全国已有200多个城市陷入垃圾重围之中据2002 年对全国47 个环境保护重点城市的调查表明我国垃圾填埋场普遍发生渗漏尤其是早期建设的城市垃圾填埋场大多比较简陋渗漏是很难避免的目前我国的垃圾填埋往往把大量有毒物质及危险废物与生活垃圾一起混合填埋垃圾中含有多种有害成分一些难降解的毒性污染物不断积累形成危害经过对北京的几个大型垃圾填埋场的渗漏检测证实均已发生了明显的渗漏某些垃圾填埋场地下渗漏污染已造成周围十几平方公里范围内的地下水不能饮用统计结果显示散布在北京城郊的面积在50 平方米以上的垃圾填埋场共有4000 余座各种新旧垃圾填埋场密布在京郊各区县许多道路园林建筑设施及居民小区等就建在了这些垃圾堆上4 自然污染源

在有些地区 由于特殊的自然环境与地质环境 地下水天然背景不良 有毒有害成分超标根据中国地质环境监测院调查统计 中国部分地区分布有高砷水高氟水低碘水等

45沿海地区海水入侵和倒灌

海水倒灌是指海水入侵淡水含水层的现象造成海水入侵的主要原因是地下水淡水的过量开采如果地下淡水过量开采滨海或岛屿上淡水海水界面可以处于不平衡状态这是我国最突出的区域性的人为因素引发的地下水污染问题我国北方沿海地区进入80年代以来出现连续多年的干旱降雨量偏低地下水补给量减少但是工农业需用水量却不断增加地下淡水入不敷出海水入侵造成大批机井报废耕地丧失灌溉能力工业产品质量下降更严重的是造成人畜用水发生困难等问题而这些问题主要发生在渤海沿岸其中最严重的是胶东的莱州湾地区据有关研究报告莱州湾地区现代海水入侵面积已达7334平方公里其中莱州市占2745平方公里位于黄海沿岸的青岛市也出现海水入侵引起城市供水水源地的污染

5地下水污染防治对策

地下水污染与地表水污染空气污染固体废弃物污染等各种环境污染都有密切联系而且地下水污染具有污染途径隐蔽污染机理复杂和污染防治难度大地下水流速慢等特点 因此地下水污染的防治工作应该坚持预防为主防治结合的原则地下水问题不是孤立的要结合可利用水资源进行全面规划统一开发合理调配和综合利用要利用国家行政法律经济科技等手段进行干预从近处着手远处着眼来确立近期中期及远期目标要从提高公民的节水意识出发建立起人人负责人人参与的节水型社会逐步改善和解决水资源危机实现水资源的可持续利用1 预防措施

511 加强宣传教育提高公众环境意识

增强全民环保意识 兴建地下水库 大力提倡节约用水新技术通过报纸电视网络等公众媒介采用漫画动画短片等形式加大环境宣传力度提高公众的环境意识增强保护环境保护地下水资源的自觉性依托幼教机构学校将环境保护意识从娃娃抓起开设学生和家长的互动课程在活动中了解环境保护的意义从小培养孩子们热爱自然保护环境的行为习惯从点到面实现全社会的共同参与

512 建立地下水水质监测网 加强水质监测系统

积极开展地下水水质监测工作 建立健全水质监测站网 定期监测地下水水质定点监测与大范围内水质普查相结合 特别对重点污染地区进行重点监测 系统掌握区域地表水地下水水质的污染发展变化及动态特征

加强基础设施建设建立水质监测站网逐步建立和完善水环境监测体系对重点污染地区 段 进行重点监测系统地掌握地下水质水量和地下水环境变化的动态特征为地下水的开发利用和保护提供科学依据以地下水的监测为主线对捕捉到的污染信息 污染物种类移动方向和速度等 能进行自动跟踪建立在线检测系统一旦在线监测值出现异常及时对周围情况进行排查控制污染态势的发展

监测能力可概括为仪器分析能力和人员操作能力应加强环境监测机构的能力建设配备必要的仪器设备建设一支高素质的监测队伍仪器的运作依赖于人员对设备的操作水平及维护能力因此应该加强对人员的培训不断提高他们的业务水平

513 开展地下水环境脆弱性评价

目前对于工业企业国家实行流域限批政策对于化工类项目实行环境风险评价这些都是前瞻性行为在欧洲北美和澳大利亚等地区在地下水污染防治工作中已经将工作重心转到预防污染其中采取的一个重要措施即进行地下水环境脆弱性评价并编制评价图册借鉴他们的经验地下水环境脆弱性评价可为规划部门和审批部门的决策和管理提供技术支撑

514 科学合理地开发利用地下水资源

对于重大的生产项目 一定要做前期水资源的论证评估 特别是对地下水资源的需求 应当把用水需求当成制约项目的重要因素农业是全球耗水的 龙头老大 消耗掉全世界水需求的约80 农业又是浪费大户它所消费的水中 有约60 会流失蒸发而全球有至少1 3 的灌溉采用地下水 这些地下水往往是优质的淡水可在田间地头设置蓄水池 农户根据耕地面积和作物需水情况确定蓄水量蓄水少了不行 少了不够用 多了也不行 多了排不出去同时提倡一水多用 以地表水或浅层地下水代替优质地下水用于农业用水方法

开发利用地下水资源应充分考虑地下水时空分布不均的特点统筹规划合理开发利用确保地下水资源的可持续利用多层地下水的含水层水质差异大的应当分层开采对已受污染的潜水和承压水不得混合开采

515合理确定地下水资源价格

地下水资源在很大程度上是一种非再生性的资源 尤其是深层地下水 具有与石油矿石等资源一样的不可再生性 地下水价格必须能够充分体现这一资源的稀缺性只通过行政管理手段严格限制地下水超采 不仅监管成本高 管理的绩效也难以保证在市场经济条件下 应充分运用各种经济手段来弥补行政管理的不足 提高水环境管理的绩效应改革原有的地下水资源的定价理念与方法建立地下水包括开采输送净化分配使用与污水处理等过程的全成本定价方法价格中应包括体现地下水资源环境价值的地下水资源费以此来激励人们提高用水效率 促进地下水的节约利用 从根本上遏止地下水的过度开采

516地方性相关部门工厂以及每个公民应做的预防措施

地下水的保护不仅需要国家的相关法律支持和基本资料的收集而且更重要的措施便是地方性相关部门和工厂把国家对地下水的相关法律法规落实到实处并不断增强每一个公民对水的保护意识所以地方政府工厂以及每一个公民要做到一下几点 1开展地下水环境脆弱性评价为决策管理人员和规划设计人员提供有关地区的地下水环境条件指导工程的选址选线合理布局工农业生产合理调整产业布局进行环境功能分区划分重点水源保护区 2改进工业生产工艺采取无污染或少污染的新工艺减少污染物的排放量在重点水源保护区严禁新上排放污水的项目对已有的工业能搬迁的要搬迁不能搬迁的要求严格限制排放加强治理做到达标排放 3严禁采用渗井渗坑排放污水在水源保护地不得兴建永久性的固体废物堆放场临时堆放场也要采取必要的防渗措施防止污染物渗入地下水 4合理适当使用氮肥使所使用的氮肥既满足作物生长的需要又不要过量提高作物对氮的利用率实施节水灌溉减少氮的流失 5严禁垃圾乱堆乱放建设城市垃圾卫生填埋场有毒有害的工业废物要在人烟稀少地层不漏水的地区进行封闭堆存处理废水废渣的场所放在城市和水源地下游的不易渗透的区域并要远离地下水

517国家相关部门应做的预防工作 保护地下水的安全不仅仅是每一个公民的义务与责任而作为维护和保障人民利益的党中央领导集体以及相关部门更应当承担起保护地下水安全的艰巨任务因此我个人认为国家的相关权力机构应当从法律和具体措施两方面做到以下五点 1完善地下水环境保护的法律法规体系建设面对地下水污染的严峻形势以及地下水环境管理中存在的诸多问题应进一步加强地下水污染防治的有关法律法规体系建设为地下水环境的保护提供完备的法律依据与政策支持 2加强地下水监测网络建设国家应加大对地下水环境监测基础设施的投入建立完备的地下水监测网络统一地下水监测的有关技术规范不断完善水环境监测体系对现有多部门建设的监测网络进行有效集成建成国家地下水监测数据公用平台 3进行系统的全国地下水污染情况调查我国还从未系统的开展过全国地下水污染调查工作水质总体状况污染来源不清难以划分地下水质量区域科学制定水资源保护与防治规划因此急需开展全国地下水污染调查评价并建立地下水污染区域的评价指标体系为地下水污染的防治工作提供基础资料 4建立全国地下水污染预警与应急预案实现大区域范围内的地下水污染信息进行实时监控对地下水污染严重的地区及时预报使我们能够在第一时间掌握地下水污染的情况并及时采取措施控制污染的蔓延 5加大宣传力度提高公众环保意识可通过广播电视报纸等信息媒体及培训班等不同宣传手段提高全社会对地下水污染危害的认识增强全民的环境意识提高公众环境保护的参与意识2 治理措施

要切实贯彻执行预防为主 防治结合的方针为了避免地下水遭受污染 首先要控制污染源 力求污染物质经处理后再行排放要建立污水处理厂 用物理化学和生物方法对工业废水进行处理 达标后再排放到自然界中 这样能把对地下水资源的消极影响降到最低其次 再根据岩性以及地下水流动系统分析污染条件 尽量将可能发生污染的工矿企业安置在不易污染地下水的部位

对已经污染的地下水 根据其污染的主要原因污染途径等采取适当防护措施采用 被动收集法 就是在地下水流的下游挖一条足够深的沟道 在沟内布置收集系统 将水面漂浮的污染物收集起来 或将所有受污染地下水收集起来另行处理 把经过处理后的污水注回蓄水层通过土壤和沙层净化过滤的水 接近淡水的质量 可以用来灌溉农作物

地下水污染治理技术归纳起来主要有 物理处理法水动力控制法抽出处理法原位处理法

521 物理法

物理法是用物理的手段对受污染地下水进行治理的一种方法 概括起来又可分为以下几种

屏蔽法该法是在地下建立各种物理屏障 将受污染水体圈闭起来 以防止污染物进一步扩散蔓延常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆 在受污染水体周围形成一道帷幕 从而将受污染水体圈闭起来其他的物理屏障法还有泥浆阻水墙振动桩阻水墙板桩阻水墙块状置换膜和合成材料帷幕圈闭法等 原理都与灰浆帷幕法相似总的来说 物理屏蔽法只有在处理小范围的剧毒难降解污染物时才可考虑作为一种永久性的封闭方法 多数情况下 它适合在地下水污染治理初期用作一种临时性的控制方法

被动收集法该法是在地下水流的下游挖一条足够深的沟道 在沟内布置收集系统 将水面漂浮的污染物质如油类污染物等收集起来 或将所有受污染地下水收集起来以便处理的一种方法被动收集法一般在处理轻质污染物 如油类等 时比较有效 它在美国治理地下水油污染时得到过广泛的应用

522 水动力控制法

水动力控制法是利用井群系统 通过抽水或向含水层注水 人为地改变地下水的水力梯度从而将受污染水体与清洁水体分隔开来根据井群系统布置方式的不同 水力控制法又可分为上游分水岭法和下游分水岭法上游分水岭法是在受污染水体的上游布置一排注水井 通过注水井向含水层注入清水 使得在该注水井处形成一地下分水岭 从而阻止上游清洁水体向下补给已被污染水体 同时在下游布置一排抽水井 将受污染水体抽出处理而下游分水岭法则是在受污染水体下游布置一排注水井注水 在下游形成一分水岭 以阻止污染羽流向下游扩散 同时在上游布置一排抽水井 抽出清洁水并送到下游注入

图五 抽出处理工艺示意图

抽出处理法是最早使用应用最广的经典方法受污染地下水抽出后的处理方法与地表水的处理相同 需要指出的是 在受污染地下水的抽出处理中 井群系统的建立是关键 井群系统要能控制整个受污染水体的流动处理后地下水的去向有2 个 一是直接使用 另一个则是用于回灌后者为主要去向 用于回灌多一些的原因是回灌一方面可稀释受污染水体 冲洗含水层 另一方面还可加速地下水的循环流动 从而缩短地下水的修复时间此方法应用初期取得了良好成效 后来随着地下水中有机污染物种类的增多 这种方法的弱点日益显现出来其运行示意图见图1 523原位处理法

原位处理法是地下水污染治理技术研究的热点 不但处理费用相对节省 而且还可减少地表处理设施 最大程度地减少污染物的暴露 减少对环境的扰动 是一种很有前景的地下水污染治理技术原位处理技术又包括物理化学处理法及生物处理法物理化学处理法包含了加药法渗透性处理床土壤改性法冲洗法射频放电加热法原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程的人工强化它是通过采取人为措施 包括添加氧和营养物等 刺激原位微生物的生长从而强化污染物的自然生物降解过程

原位物化法在运用时需要注意的是堵塞问题 尤其是当地下水中存在重金属时 物化反应易生成沉淀 从而堵塞含水层 影响处理过程的进行

524 反应性渗透墙技术

这是近几年才兴起的原位修复地下水新技术该技术是在污染区域内垂直于地下水流方向建一道渗透墙针对不同类型的污染物 渗透墙内部可以结合物理化学或者生物处理方面的各种技术 例如吹脱抽提好氧降解吸附化学氧化金属还原 例如铁屑还原和沉淀 等

结束语

近年来随着我国人口的不断增长和社会经济的快速发展各种环境问题日趋严重其中尤以水污染的形势最为严峻 在我国的水体污染治理中随着点源污染治理的进一步完善面源污染的问题将越来越突出人类与自然之间是相互依赖的关系惟有和谐发展才能可持续人类与自然不是主人与奴隶的关系应该是和谐的朋友关系为了自身的生存和发展人类必须保护修复和改善地下水循环条件及其环境逐步实现水质与水量地表水与地下水的综合管理促进水资源的可持续利用同时进一步加强水资源管理在取水许可水资源论证节水管理水资源保护等方面发挥更好的发挥作用从制度上确保人与自然的和谐发展对地下水资源加强保护与管理工作是我们保持地球生态平衡保持国民经济可持续发展的重要手段根据这次的毕业设计我总结了关于治理和预防地下水污染的几点措施如下加强宣传让广大人民深刻的了解到中国地下水的现状和日趋严重的污染只有每个人都动起来相信每个人只要做一点点13亿人加起来无论什么困难都能克服

2．只要政府加大治理的力度 各级部门高度重视起来 人人都行动起来 以预防为主进行保护 尽量减少污染物进入地下水的机会和数量就能很好的控制好地下水的污染 更合理充分的利用我们宝贵的地下水资源 实现地下水资源的可持续利用

3．国家加大法制力度加强对污水排放标准的管理加大对不符合标准的排放的处罚力度并使之得到有效实施

4加大对地下水处理的科学投入使已经污染的地下水得到更快更好的治理 5节约用水中国水资源纯在严重的两极分化南方地区水量充足西北地区严重缺水所以南水北调措施迫在眉睫 参考文献 [1] 马瑀坚 [2] 从公地悲剧看地下水过度开采 合作经济与科技 2009 11 保护地下水防治水污染

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