水土污染的控制.ppt

水土环境污染的控制与修复,2005级环境科学班 魏正东 200575020128, 引言 我国地下水、土壤的污染问题 水土污染的预防和控制 水土污染的恢复治理 地下水污染的基础理论研究,0.引言,土壤和地下水的污染问题十分严重和普遍 地下水和土壤一旦遭受污染，治理和恢复非常困难 很难监测发现 累积和滞后效应 污染具有复杂性、隐蔽性和难以恢复的特点,1.我国地下水、土壤的污染问题,（1）对于地下水、土壤的污染，还没有进行有效的管理，造成了严重的污染。 （2）没有系统、全面的地下水、土壤污染的监测网络，对整体污染的现状和趋势不清。 （3）对于地下水、土壤的污染没有完善的法规制度 （4）例行的污染监测分析项目不能适应快速的经济发展，给饮用水的安全带来了潜在的危险。,2.水、土污染的预防和控制,（1）污染预防控制的行政法规手段 法律和法规是污染预防和控制的关键，包括：污染物排放的限制、废物的减量化、资源化和无害化等等 行政法规手段是环境污染预防和控制的驱动力 （2） 地下水的脆弱性评价 地下水的脆弱性评价是地下水开发利用和生态环境规划的依据，它包括了含水层被污染的敏感性和污染泄漏的潜在风险。 国外现状与存在问题,2.水、土污染的预防和控制,（3） 地下水的预警系统 利用地下水的长期动态监测资料（量和质），根据预警理论建立地下水的状态和趋势预警模型，并进行预警。为地下水的可持续利用提供决策支持。 数值模型： 确定性的模型，要求有高的水文地质研究程度，是强有力的方法； 预警系统： 非确定性的模型，要求有空间和时间上的系列资料，具有实时性、动态性的特点。,3.水、土污染的恢复治理,（1）点源、非点源污染 点源污染包括：固体废物场地、地下储存罐（UST）和管道泄漏污染等。其中以固体废物场地、地下储存罐的污染问题最为突出。 非点源污染主要来自许多扩散性的污染来源。如降水或融雪水在径流过程中携带污染物，最后进入地表水和地下水中、以及农业灌溉导致的化肥、除草剂、农药污染等。 固体废物填埋场的污染 农业灌溉对土壤和地下水的污染,3.水、土污染的恢复治理,固体废物填埋处理的研究 （a）场地的选择、评价; （b）土壤、地下水污染的监测和分析; （c）垃圾场地环境污染的模拟预报; （d）污染场地的控制和治理措施等,3.水、土污染的恢复治理,3.水、土污染的恢复治理,（2）污染场地的原位修复方法和技术 原位（in situ）处理方法： 污染土壤气体提取法(SVE) 井中汽提（In-well Vapor Stripping）方法 空气搅动法（Air Sparging） 原位冲洗 加热方法 处理墙方法 原位稳定固化方法 电动力学方法 原位微生物处理方法 植物处理方法等等,3.水、土污染的恢复治理,地下可渗透反应屏障（PRB）技术 PRB是一个填充有活性反应介质材料的被动反应区，当污染地下水通过时污染物质能被降解或固定。污染物质依靠自然水力运输通过预先设计好的介质时，介质对溶解的有机物、金属、核素及其他污染物进行降解、吸附、沉淀或去除。 屏障中含有可降解挥发性有机物的还原剂、固定金属的螯(络)合剂、还有可提供微生物生长繁殖所需要的营养物和氧气、用以增强生物处理的其他物质等。,3.水、土污染的恢复治理,自然衰减（NA）及本能修复方法 自然衰减（natural attenuation）是指在没有人为作用的情况下，环境中的一些自然过程使污染物的质量、毒性、迁移能力、体积和浓度减少。这些作用过程包括：生物降解、弥散、稀释、吸附、挥发，以及化学和生物化学稳定作用等。 在环境污染的治理中，人们很少考虑环境的这一特性。实际上，许多污染物在土壤和地下水中的自然衰减是快速的，有的甚至超过了工程治理去除的速度（Patrick V. Brady 和Robert D. Waters, 2000）。,污染场地的自然衰减,3.水、土污染的恢复治理,自然衰减（NA）及本能修复方法 污染场地的本能修复方法（intrinsic remediation），即通过对污染场地天然衰减能力的研究，寻求能够增强环境对污染物衰减能力的方法和措施，如改变场地的水文地质、地球化学、以及微生物学条件，以增强污染物的衰减能力。,3.水、土污染的恢复治理,（3）地下水资源可持续利用及其对生态环境影响 水资源的管理、优化和决策 水资源供需目标、经济目标，生态环境目标。 采用人工方法对水资源进行调节以达到最优化，如人工补给地下水等。 节约用水，开展节水方法技术的研究工作。 对天然劣质地下水的改良和再利用技术,4.地下水污染的基础理论研究,(1)多相流理论研究; (2)非确定性模型理论; (3)溶质在地下环境介质中的迁移转化理论,4.地下水污染的基础理论研究,(1)多相流理论研究 包气带水流和溶质运移 NAPL(Nonaqueous Phase Liquid)污染 存在的问题： 使用达西定律描述气体的运动 气相运移的模型在实际应用中的不确定性 在非饱和带中，S-k-p关系的确定 上述各方面的工作都可以是未来研究的课题，任何重大的突破都对水流模型和溶质迁移模型带来新的飞跃。,4.地下水污染的基础理论研究,(2)非确定性模型理论 地下水水流和污染质运移模型存在着非确定性 目前使用的解析模型、数值模型的模拟结果的准确程度也值得探讨（W. Kinzelbach，1998） 非确定性模型的重要性,4.地下水污染的基础理论研究,(3)溶质在地下环境介质中的迁移转化理论 溶质（污染质）在地下水中的运移受多种因素的影响：对流、弥散和化学反应等。 在弥散理论方面，在微观弥散过程、宏观弥散以及尺度效应等方面还