地下水污染及处理

1、我国地下水污染现状及控制与修复研究进展,目录,1. 地下水污染现状,2. 地下水污染类型及污染源,3. 地下水污染的控制与修复,4. 研究展望,1. 地下水污染现状,随着人口的增长和社会经济的快速发展, 对水资源的需求量也大幅度增长。 然而,由于人类对生产、生活所产生的固体、气体和液体、废物处置不当,从不同途径对地下水环境造成污染越来越严重, 对人类的正常生存,已造成了很大的威胁。,1. 地下水污染现状,我国水资源总量的1/3和全国总供水量的近20%来自地下水. 我国有400多个城市开采地下水, 北方和西部地区主要城市的地下水利用率往往超过供水总量的50% ,许多城市高达80%以上. 在部分城

2、市和广大农村地区, 地下水往往是唯一的供水水源,1. 地下水污染现状,全国195 个城市监测结果表明, 97% 的城市地下水受到不同程度污染, 40%的城市地下水污染趋势加重; 北方17 个省会城市中16 个污染趋势加重, 南方14 个省会城市中3 个污染趋势加重。在一些地区, 地下水污染已经造成了严重危害, 危及到供水安全。,对2002-2008年送检到昆明市疾病预防控制中心的昆明市地下水样品共1091件进行检验和评价。结果1091件水样合格378件,合格率仅为34.65%，其中以微生物污染最为明显。,1. 地下水污染现状,2. 地下水污染的主要类型及污染源,类型,按形态,按理化 性质,按影

3、响 特征,按污染 属性,物 理 污 染,化 学 污 染,综 合 污 染,生 物 污 染,颗 粒 态 污 染,有 机 物 污 染,分 子 态 污 染,离 子 态 污 染,人 为 污 染,天 然 污 染,综 合 污 染,卫 生 污 染,毒 理 学 污 染,感 官 污 染,2. 地下水污染的主要类型及污染源,工业,地下水超采,农业,生活,自然污染源,采矿业,污染源,2. 地下水污染的主要类型及污染源,2. 地下水污染的主要类型及污染源,包气带,饱水带,地球表面以下，潜水面以上的地质介质。,地下水连续分布，在压力作用下可以连续流动,工业污染源,废水,废气,废渣,农业污染源,残留在土壤中的农药、化肥随雨

4、水淋滤渗入地下, 引起地下水污染。,农业灌溉使用被污染的地表水, 造成污水中的有毒有害物质侵蚀土壤, 并下渗到地下水中, 造成污染。,生活污染源,生活垃圾,较高的Cl-、SO42-、 NH4+、生化需氧量 和总有机碳含量,采矿活动污染,形成酸性矿井水,可溶性物质增加， 水质变坏变硬,石油的开采使水体中 含氮物质增加,污染地下水,矿渣经同化、淋溶、水蚀 等作用形成酸性水流,采矿,自然污染源,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。我国部分地区分布有高砷水、高氟水、低碘水等。全国约有1 亿多人在饮用不符合标准的地下水, 使这些地区长期以来一直遭受砷中毒(

5、 皮肤癌) 、地甲病、地氟病、克山病等地方病困扰。,地下水超采引起的污染,超采,CO2分压增大,氧化环境增强,Ca2+、Mg+,3. 地下水污染的控制与修复,地下水污染的控制与修复,污染源,污染途径,污染水体,源控制 削减（浓度、 毒性、活动性） 预防、去除和 保护,污染迁移转化机 理 污染物运移模型 污染阻滞和拦截 系统,污染晕控制 污染的原位修复 污染的异位修复,3. 1 地下水污染的异位处理法,抽取-处理方法：抽取-处理方法( Pump and treat，P 能够监测影响自然衰减能力的环境变化因素(如:水文地质条件、地球化学条件、微生物等) ; 能够监测出所有潜在的有毒或易迁移转换的污

6、染产物; 证实污染晕在纵、横、垂向上没有进一步扩展; 确定该修复过程对下游不会造成不良影响; 验证该修复是否达到修复目标。,3.2 监测天然衰减修复技术（MNA）,该技术工程设施简单,修复费用远远低于其他修复技术。但该技术适用范围较窄,对区域环境和污染物自然衰减能力要求较高,一般仅适用污染程度较低、污染物自然衰减能力较强的区域。,3. 3 地下水污染的原位处理法,原位处理法是 指对污染源及污染 水体进行原地恢复 和处理的一种 方法。,电动力学 修复,空气注射法 (AS),原位 稳定- 固化 方法,土壤气相抽提 技术（SVE）,植物处理 技术,渗透性反应 墙修复技术,微生物处理 技术,3. 3

7、.1 渗透性反应墙修复技术,原理：沿地下水流方向,在污染场地下游安置渗透性反应墙,使污染的地下水与反应墙中添加剂的化学反应达到去除污染物质的目的,污染晕,反应墙,3.3 .2 土壤气相抽提技术（SVE）,SVE是对土壤挥发性有机污染进行原地恢复、处理的一种新方法,它用来处理包气带中岩石介质的污染问题。使包气带土(或土- 水) 中的污染质进入气相,进而抽提处理。,SVE抽气系统,处理系统,包气带,饱水带,3. 3 .3 空气注射法(AS),原理：在含水层中注入气体(通常为空气或氧气) ,使地下水中污染物汽化,同时用增加地下氧气浓度的方法加速微生物降解作用。汽化后的污染物进入包气带,可用SVE 系

8、统进行处理,SVE抽气系统,处理系统,包气带,饱水带,AS注气 系统,3. 3 .4 植物处理技术,植物处理方法(Phytoremediation) 使用植物来净化污染了的土壤和地下水。其优点是利用植物天然能力去吸收、聚积和降解土壤和水环境中的污染物。 该方法适用于大面积低到中等表面土层(00. 9 m) 污染的治理,以及大量的水体低浓度污染问题,而且处理目标要求也不十分严格的情形。但深层污染无法去除且作用缓慢。,3.3.5 微生物处理技术,利用原生微生物在污染场地不同区域的好氧、兼氧、厌氧微生物反应降解污染物质的环境修复方法。 通过传送营养物质、电子受体、表面活性剂、共代谢基质等增加微生物的活性、污染物的生物可利用性或添加生物催化剂加速生物降解速度和效率等,3.3.6 原位稳定-固化方法,在已污染的包气带或含水层中注入可使污染物不继续迁移的介质,使有机或无机污染物达到稳定状态。污染物可以被介质凝固、粘合(固化) ,或者由于化学反应使其活动性降低。,3.3.7 电动力学修复技术,电动力学修复技术是利用电渗析或电迁移和电泳,使土壤孔隙中的水和电荷离子或粒子发生迁移运动,该法可以高效除去地下水中的重金属离子。 在运用时需要注意的是堵塞问题,尤其当地下水中重金属反应生成沉淀,从而堵塞含水层,影响处理过程的进行。,4