環境地質中地下水污染防控技術研究

摘要：在當前的地質環境中，地下水污染已成為了一項重要的環境問題，對人類健康、生態平衡、經濟發展等方面都產生了很大的負面影響。地下水污染來源于多種渠道，因而在防控方面難度較高。基于此，[ 4]"介紹了地質環境中地下水污染的現狀與危害，分析了現有的物理、化學、生物等領域的防控技術，進而從識別分析污染源、制訂[ 5]"治理方案、配合使用多種技術、監測評估治理結果等方面分析了防控技術的綜合應用，最后對未來的創新發展做出了展望。

關鍵詞：環境地質 地下水 污染 防控技術[86]

Research on Groundwater Pollution Prevention and Control Technology in Environmental Geology

ZHAO Kang¹ LI Zhan¹ LIU Yuan¹ NIE Xikun²

1.Shandong Lukan Geological Engineering Co.， Ltd.， Weifang， Shandong Province， 261021 China;2. The Fourth Geological and Mineral Exploration Institute of Shandong Province， Weifang， Shandong Province， 261021 China

Abstract： In the current geological environment， groundwater pollution has become an important environmental problem， which has a great negative impact on human health， ecological balance， economic development and other aspects. Groundwater pollution comes from various channels， making it difficult to prevent and control. Based on this， this paper introduces the current situation and hazards of groundwater pollution in geological environment， and analyzes the existing prevention and control technologies in physical， chemical and biological fields. Furthermore， the comprehensive application of prevention and control technology is analyzed from the aspects of identification and analysis of pollution sources， formulating treatment plans， cooperating with the use of various technologies， monitoring and evaluating treatment results， and finally prospects for future innovative development were made.

Key Words： Environmental geology; Groundwater; Pollution; Prevention and control technology

地下水是地球上最重要的淡水資源構成之一，與人類社會的可持續發展息息相關。但是，隨著近年來城市化和工業化進程的日益加快，地質環境中的地下水污染問題也更為嚴峻。例如[ 7]"：生活污水、農藥化肥殘留水、工業廢水等未經處理就直接排放到自然環境中，不但對生態環境造成了污染，而且也大大影響了地下水的水質。地下水污染對人類飲用水安全有著嚴重的威脅，還容易造成土壤質量下降與生態平衡破壞，因此，必須要采取有效的技術進行防控。

1地質環境中地下水污染的現狀

當前，地下水污染已成為全球范圍內備受矚目的環境問題，呈現出一定的地域性和行業性特征，不同區域的污染程度和污染源存在明顯的差異。華北地區工業密集、城市化進程加快，工業廢水排放和城市化帶來的污染物排放成為了地下水污染的主要來源。東北地區農業發達，化肥和農藥的過量使用導致農業面源污染嚴重，進一步加劇了地下水污染。西北地區氣候干旱、蒸發強烈，地下水易受到土壤鹽分和礦物質溶解的影響^[1]。

地下水污染的主要來源多種多樣，工業廢水排放中含有的重金屬、有機物等有害物質，農業面源污染通過地表徑流和土壤滲透將化肥、農藥等污染物帶入地下水系統。

2地質環境中地下水污染的危害

地下水污染對人類社會與自然環境造成的危害不容忽視。對人類健康而言，飲用受污染的地下水可能引發一系列嚴重疾病，對人體組織器官與功能可能造成一定的損害。[A9]

地下水污染對生態環境的危害同樣深遠。污染物質進入地下水系統后，會沿著水流擴散。某些敏感物種可能因無法適應污染物的存在而面臨滅絕風險，這會導致生物多樣性減少和生態系統結構失衡。

3地質環境中地下水污染的防控技術

3.1物理技術

以下是常用的地下水污染防控的物理技術。（1）吸附法是利用活性炭、陶粒等高效吸附劑直接對地下水中的污染物進行吸附處理，能有效捕捉并固定污染物，從而凈化水質。（2）過濾法是通過砂濾、膜分離等手段，實現污染物的物理截留。其中：砂濾利用不同粒徑的砂層對水中的懸浮物、膠體等進行攔截。（3）逆滲透技術等膜分離技術是利用半透膜的選擇透過性，只允許水分子通過，將溶解的固體、有機物、細菌等雜質截留在膜的一側^[2]。（3）電脫鹽法是通過施加電場，使水中的離子在電場作用下定向移動，實現鹽分與其他物質的分離。（4）氣體抽提法是針對揮發性有機物污染的一種有效手段，其利用真空泵產生的負壓，誘導受污染區域的氣流，將揮發性有機物轉變為氣相并抽提至地面，隨后進行凈化處理。

3.2化學技術

化學處理技術在地下水污染的防控中發揮著重要的作用。（1）氧化還原法是一種高效的地下水污染處理技術，利用過氧化氫、高錳酸鉀等強氧化劑將地下水中的有機污染物氧化為無害或低毒物質。其中：氧化劑能夠與污染物發生反應，改變其化學結構。（2）沉淀法是通過向地下水中加入適當的沉淀劑，使污染物轉化為不溶性固體沉淀下來，常用于處理含重金屬離子的地下水。沉淀劑的選擇取決于污染物的種類和性質，例如：硫化物沉淀劑可以與重金屬離子反應生成難溶的硫化物沉淀。（3）中和法是利用酸堿中和反應調節地下水的pH值，使污染物發生轉化或沉淀。例如[A10]"：對于酸性礦井水，可以加入堿性物質（如石灰乳）進行中和，提高水的pH值，去除水中的硫酸等酸性物質。（4）離子交換法是利用離子交換樹脂的選擇性吸附能力，去除地下水中的離子污染物。離子交換樹脂具有特定的離子交換基團，能夠吸附并置換出地下水中的有害離子，去除水中的特定離子污染物。

3.3生物技術

生物技術具有環境友好性和高效性的特點，是一種生態效益較強的污染防控技術。（1）生物降解法是利用微生物的代謝活動，將地下水中的有機污染物分解為無害物質^[3]。這些微生物能夠利用污染物作為碳源和能源，通過一系列的生物化學反應，將復雜的有機物逐步降解為二氧化碳、水和生物質等無害物質。（2）生物吸附法是利用微生物或其代謝產物對污染物的吸附能力，去除地下水中的重金屬和其他有毒物質。微生物細胞表面具有多種官能團，如羧基、羥基、磷酸基等，能夠與重金屬離子發生絡合或螯合作用，將其吸附在細胞表面。

4地質環境中地下水污染防控技術的綜合應用

4.1識別分析污染源

地下水污染防控技術的綜合應用始于對污染源的精準識別與分析。針對不同類型的污染源，需要采取不同的識別方法。例如[A11]"：對于工廠廢水排放口、垃圾填埋場等點源污染，可以采用現場勘查與監測相結合的方法：先通過實地考察確定污染源的地理位置、排放規模與排放方式；隨后利用水質監測設備對排放的廢水取樣分析，明確主要污染物種類和濃度；再結合地理信息系統技術，直觀展示污染源的空間分布，為污染防控提供精準定位。

非點源污染的識別更加復雜，來源廣泛且分散。農業面源污染主要源于農藥、化肥的過量使用與農田徑流，可以通過收集并分析農田土壤、灌溉水與徑流水樣，評估其對地下水的潛在威脅。城市雨水徑流污染與城市化進程中的地表硬化、雨水收集系統不完善等因素有關。識別這類污染時，需關注城市雨水的收集、處理和排放過程，在此基礎上，綜合考慮地質條件、水文地質特征等因素，分析污染物在地下水中的遷移轉化規律。

4.2制訂治理方案

在制[ 13]"訂地質環境中地下水污染的治理方案時，需要綜合考慮污染源性質、地下水流動特征、地質條件等多種因素。首先，明確污染源的性質。對于重金屬、有機物或硝酸鹽等不同類型的污染物，采用針對性的處理方法。例如[A14]"：重金屬污染可以采用沉淀法或離子交換法；有機物污染更適合生物降解法。其次，要深入了解地下水流動特征，分析地下水流速、流向與水動力條件，預測污染物在地下水中的擴散范圍和趨勢^[4]；確定治理區域的大小和形狀，選擇合適的井位和抽水量；關注地質條件，地質構造、巖性、水文地質參數等都會影響污染物的遷移和轉化。例如[A15]"：在滲透性較強的地層中，污染物可能迅速擴散；在低滲透性地層中，污染物可能長期滯留。因此，在[A16]"制訂治理方案時，需要根據地質條件調整處理策略。[A17]"制訂地下水污染治理方案是一個復雜精細的過程，需要綜合運用多種技術手段和方法，制定出更加科學、合理且有效的治理方案。

4.3配合使用多種技術

在地質環境中地下水污染的綜合防控中，要合理配合使用多種處理技術，以取得更佳的效果。例如[A18]"：采用抽水、曝氣等物理方法，去除地下水中的懸浮物和部分溶解物質，改善水質條件。通過抽水系統，將受污染的地下水抽出地面，利用重力或壓力差實現污染物的初步分離。將高分子材料與生物處理相結合，形成獨特的處理體系。高分子材料具有優良的吸附性能，能夠有效去除水中的有機物、重金屬等污染物，將其作為生物載體的介質，可以促進微生物的生長和繁殖，提高生物處理效率，利用微生物的代謝活動進一步降解有機物。還可以在物理處理后實行化學方法修復，在物理處理去除大部分懸浮物和溶解物質后，采用化學氧化、沉淀、離子交換等化學方法，針對殘留污染物繼續深度處理。例如[A19]"：利用過氧化氫等氧化劑，將有機污染物氧化為無害物質。或者通過加入沉淀劑，使重金屬離子轉化為難溶沉淀物，實現污染物的有效去除。

4.4監測評估治理效果

在地質環境中地下水污染的綜合防控過程中，監測評估治理效果是保證治理成效的必要措施。這一環節主要包括水質監測與工程效果評估，以及治理措施的及時調整與優化。

水質監測是評估治理效果的基礎，在治理區域的不同位置設置監測井，定期采集地下水樣本，送至專業實驗室進行水質分析。分析內容包括污染物的種類、濃度與水質指標的變化趨勢，為評估治理效果提供直接的依據，直觀反映治理措施是否有效、污染物濃度是否有所降低。

工程效果評估是對整個治理過程的系統性回顧，對比治理前后的水質數據，結合地質條件、污染源特性等因素，綜合分析治理工程是否達到預期目標^[5]，發現治理過程中存在的問題和不足，為后續治理措施的調整提供依據。

在監測評估的基礎上，及時調整與優化治理措施。當發現治理效果不佳或污染物濃度反彈時，立即分析原因，并且根據分析結果及時調整治理策略，確保治理效果的持續穩定。

5結語

地質環境中地下水污染的嚴峻現狀已經帶來了廣泛的危害，引起了社會各界的廣泛關注。目前，在地下水污染防治領域，運用多種物理防控技術、化學防控技術和生物防控技術，均可以取得較為顯著的治理成效。但是，由于地質環境復雜多變，污染形勢也日益嚴峻，因此，需要綜合運用多種技術方法，提高地下水污染防控與治理的效果，為地下水資源的安全提供保障。

參考文獻

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