殷文靜,楊學亮
(河北省地質環境監測院,河北 石家莊 050000)
隨著社會的進步,國家對生態環境問題越來越重視,制定了一系列的生態環境恢復治理措施。2011年環境保護部印發的《全國地下水污染防治規劃(2011-2020年)》,首次對全國地下水污染防治工作作出總體部署,“十三五”初期全國地下水基礎環境狀況調查顯示,地下水的污染風險隨著污染源運營時間的增加不斷增加,對地下水的污染防治迫在眉睫。因此本文針對地下水資源污染情況,對減少地下水污染的有效防治措施展開研究。
地下水受到污染后會導致飲用水受到亞硝酸鹽的影響,致使飲用水水質下降,對身體造成危害,而嬰幼兒飲用這類水會導致出現高鐵血蛋白癥,危及生命健康。此外,當地下水受到有機物的污染后會引發腹瀉、腸道線蟲及惡性腫瘤等病癥的出現,飲用水受到重金屬污染后會導致人體慢性中毒,進而損壞人體的肝、腎的正常功能,不利于人們的身體健康[1]。
地下水受到污染對農業生產活動也會造成影響,日常農業生產活動時水資源發揮了重要作用,如果地下水受到污染,可直接影響農作物產量,甚至影響農作物的質量。如果水污染現象較為嚴重,會造成嚴重的經濟損失。具體來看,在對農作物進行灌溉時使用受到污染的地下水在一定程度上會改變土壤的結構,降低農作物自身抗旱、耐寒及抗病能力,這導致農作物抵御風險的能力大幅度下降,形成經濟損失。
地下水與生態環境之間會進行物質交換,在生態系統運轉過程中,地下水資源與生態環境有直接聯系。基于此,如果地下水受到污染,在進行生態循環過程中,與周圍環境進行融合,這導致周圍環境受到影響。同時由于被污染的地下水會經過補給、徑流、排泄等途徑,最終進入河流湖泊,這不僅會對河流湖泊造成二次污染,同時還會威脅到水中各種生物的生長與繁殖,直接造成生態失衡。
工業在生產過程中會排放大量的廢水、廢氣及廢渣,簡稱“三廢”。這些污染物里面大部分含有各種有毒有害的物質,在不經過合理處理的情況下若直接或者間接地滲入地下水,進而會對地下水造成污染,影響地下水的使用。
農業人員在進行農業生產過程中會使用農藥、化肥及畜禽糞便等,然而這些物質不會被農作物全部吸收,會有部分殘留在土壤內,隨著地表徑流、降水等水流現象滲入地下,進而造成地下水的污染[2]。
隨著城市化的發展,生活垃圾和生活污水逐漸增多,會對地下水直接造成污染。由于日常生活中產生的垃圾大部分會被集中傾倒在垃圾填埋場里,容易導致垃圾中的部分污染物直接滲入地下,生活污水會直接流入河流或進入地下,造成嚴重的地下水污染。
采礦活動造成的地下水污染主要是指礦藏條件的變化,特別是在地表水利工程建設中,由于地表水的流量變化,將極大地影響地下水的埋藏狀態和平衡。采礦后產生的尾礦也會由于雨水的沖洗造成地下水污染,礦區內廢棄的鉆孔和坑道會成為污染物進入地下的通道,采礦過程中的礦坑水可以溶解白木,鈣和鎂離子在溶解后進入地下水,導致地下水硬度的增加。
建立地下水觀測專用井,建立和完善地下水動態監測分析服務系統,對重點污染區實施實時檢測,對該地區地表水和地下水水質污染的變化和特點進行系統性的了解,并出臺地下水污染預警和地下水污染應急預案,確保能夠對地下水污染情況進行實時監測,及時預警大面積地下水污染區域[3]。
加強地下水污染源控制,首先要根據地下水污染源,深入調查分析,找出主要污染源,然后有針對性地控制,在控制污染源時可以劃定地下水污染控制區域、防治區域和一般保護區,加強對地下水環境的控制,有效消除相關地下水污染源。嚴格控制工業“三廢”排放,加大對農業保護的控制力度,合理施肥灌溉,妥善處置生活垃圾和污水,加強各類建設管理。只有加強各方面的控制,才能真正控制地下水污染源。
地下水污染與地表水污染不同之處在于,污染物進入地下含水層之后,由于其移動速度緩慢,被污染后消除極其麻煩。因此,各級部門和企業必須加大地下水污染防治力度,努力做好污水系統、城市垃圾填埋場、城市污水處理廠和垃圾填埋場的防滲建設。在農業生產中,要最大限度地采用科學的耕作方法和高效灌溉技術,廢水排放單位和機關要加快生產工藝的改進,采取先進技術等措施,徹底消除生產過程中的“工業三廢”污染。
物理方法是以物理手段為依據從而實現對受到污染的地下水進行治理的方法。物理法包括屏蔽法、被動收集法和水動力控制法等。屏蔽法是利用科技手段引入屏障,封存受污染的地下水,從而避免污染漫延的方法。然而,只有水體中存在少量的有毒污染和不可降解的污染物存在時,才選擇此方法處理,這是一種完全封閉的方法,通常只用作地下水污染初始處理時進行臨時控制。被動收集法是在受污染的水資源下游挖出符合需求的溝渠,從而將收集系統安裝在溝渠之中,靈活運用收集系統對溝渠內的水進行凈化之后再排出溝渠的方法。水動力控制方法是利用井群系統,通過將地下水抽出或將水注入含水層,通過人為作用改變地下水力斜坡,將污水體和清潔水體分開,以便達到清潔水體免遭污染的目的[4]。
穩定技術是指利用科學技術原理將污染物轉化成更容易處理、毒害較輕、惡化遷移能力弱的狀態,然后再對其進行處理的方法。固化技術是將污染物收集起來,從而確保污染物不再擴散,以一種穩定無害的狀態存在的治理方法。穩定技術和固化技術均是基于化學知識開展,重金屬離子和放射性物質污染是應用此方法的最常見形式。一般主要步驟如下:①中和過量的酸度;②破壞金屬絡合物;③控制金屬的氧化還原態;④轉化為不溶性的穩定形態;⑤采用固化劑形成穩定的固體形態物質。
該種方法的基本原理是利用科技手段將受到污染的地下水抽到地表,從而達成隔絕污染的目標。被抽到地表的污染水資源處理方法與地表污染水一致,大約可利用以下手段,其一是物理法,例如吸附法、重力分離法等,其二是化學法,例如中和法、離子交換法等,其三是生物法,例如生物膜法、厭氧消化法等。但需要注意此種方法需要將受污染的水抽到地表,這不僅需要大量財力支持,也需要技術手段提供保障,同時地下水被抽取后,會對原有的水流等造成影響,甚至出現地面坍塌等問題,因此此種方法在日常生活中應用較少。
原位處理技術是基于新科學理論而提出的治理措施之一,也是目前相關單位和學者研究的重點,該種技術較其他水污染治理技術更具優勢,不僅可以節約成本,而且還可以減少對地表處理設備的使用,盡可能地減少污染物的暴露,以此來減輕對環境的影響,是一種發展前景廣闊的地下水污染處理技術,原位處理技術包括物理修復技術以及生物修復技術。
例如,當前的活性滲濾墻(或稱活性反應滲透格柵)便屬于原位處理技術范疇,其是物理修復技術類別的典型代表,此種技術在應用時多安裝在與地下水流方向相垂直的地下蓄水層中。活性滲濾墻的主要原理如下,由于安裝的方向與水流向垂直,所以地下水在運動時會由于水力坡度的作用,流經活性滲濾墻,水流通過墻體時,污染物會與墻體發生反應,但正常的水不會受到影響,基于此,便實現了修復水質的目標。
生物修復技術主要是利用生物學知識完成水資源治理,某些原生微生物具備獨有特性,污染區域由于污染程度不同其內部的氧氣含量也存在差別,利用具備好氧、兼氧或者厭氧的微生物與其進行反應,從而達到治理污染的目標,這便是水質降解修復手段的基本原理。但由于此種方法需要利用原生微生物對污染物質進行降解,因此需要耗費更多的時間,在短時間內可能無法獲得顯著效果[5]。
綜上所述,水資源與生態系統穩定、人類繁衍有緊密關系,保護水資源便是保護人類自己。水資源包含范圍較廣,其中地下水資源是與大眾生活聯系較密的重要部分,地下水在人類經濟發展方面發揮了重要作用。想要科學治理地下水污染問題,查明污染來源、污染途徑是基礎,也是針對性實施有效策略的前提,靈活運用科技手段開發探索新的污染控制手段是關鍵,保護未被污染的水資源是重要思考內容。