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标题: 如何修复被污染的地下水 [打印本页]

作者: 地矿科技助理    时间: 2019-4-8 11:19
标题: 如何修复被污染的地下水
[color=rgba(0, 0, 0, 0.298)]作者: [color=rgba(0, 0, 0, 0.298)]王平等   来源: [url=]国土资源科普与文化[/url]

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地下水作为地球上重要水体, 与人类社会有着密切联系。地下水的贮存有如在地下形成一个巨大的水库,以其稳定的供水条件、 良好的水质,而成为农业灌溉、 工矿企业以及城市生活用水的重 要水源,成为人类社会必不可少的重要水资源,尤其是在地表缺水的干旱、半干旱地区,地下水 常常成为当地的主要供水水源。

地下水是如何被污染的
      (1)化肥里的硝酸盐、垃圾填埋场造成的污染。土层具有过滤功能,当雨水和河水向地下入渗时, 水里面的枯枝落叶、动物尸体、粪便以及浮游生物,会被过滤,留在地面或浅土层,而水里还有溶解了的、我们看不见的有害物质。例如 化肥里面的硝酸盐,具有很强的水溶性,如果施肥过多,庄稼不能全部吸收,部分化肥就会随着灌溉水入渗到地下,这也是我国很多地方的浅层地下水硝酸盐超标、不适合饮用的主要原因。
       除了化肥里的硝酸盐,地下水还有很多污染源。城市扩张迅速,产生的垃圾也越来越多。为 容纳这些垃圾而建造了许多垃圾 填埋场。虽然垃圾填埋场在底层 铺有防渗层和排水管将垃圾渗滤 液收集起来集中处理,但巨大的 垃圾填埋场防渗层难免有破损, 含有高浓度污染物的垃圾渗滤液 就从这些破损处入渗到地下,造 成严重的地下水污染。

    (2)大型化工厂、机械加工厂等造成的污染。工厂会使用毒性很大的氯仿、四氯化碳等溶剂, 还有苯、氯苯等化工原料。这些有机液体在使用过程中难免会通过跑冒滴漏渗入地下。它们大都不溶于水,有的比较轻,入渗到地下后漂在水面上,被称作“比水轻的非水溶相液体(LNAPL)”。 有的比水重,会沉到水面以下, 被称作“比水重的非水溶相液体 (DNAPL)”。含水层下面有粘 土层,油水都难以再渗透过去, 被 称 作“ 隔 水 层”。LNAPL 和 DNAPL 毒性大,即使少量溶入地下水,也会造成严重污染,导致地下水超标。
     (3)金属冶炼厂造成的污染。 金属冶炼厂使用各种化工原料将金属矿石溶解掉,再将溶解的金属提炼出来,这一过程中会排出含有高浓度重金属的废水和废渣。 这些废水和废渣里渗出的水也会入渗污染地下水。
    (4)石油和天然气开采造成的污染油井和气井都很深,与地下水隔绝。石油开采后期,需要往油田里注水把油驱赶出来。天 然气开采,尤其页岩气开采,需 要用水力压裂,也就是高压注水 将地层撑裂,这样天然气才能冒 出来。这些高压注入的水往往含有一些药剂,压裂控制不好,就 可能向上冒,污染供人类饮用的浅层地下水。
      石油的使用也会引起地下水 25 污染。通常情况下,燃料、油料、 危险化学品和溶剂、化学废料都 储存在地下储油罐内。这些储油 灌由于内部或外部金属腐蚀,可 能会出现泄露渗入地下水。

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                                      > 两种类型的可渗透反应墙设计示意图



如何修复被污染的地下水
        有一种物理处理技术针对可溶性地下水污染物,就是把被污 染的地下水抽出来,在污水处理 厂进行处理,地下没有被污染的 水则会流过来补充;但是,吸附在含水层上的污染物不能全部随地下水被抽走,继续释放有害物 质,污染新的水源。该处理方式 耗资巨大,并且后期效率低下, 因为土壤中的污染物浓度降低, 需要抽出大量的水,而可抽出的 污染物却越来越少,如果停止抽水,污染物浓度还会上升。
       土壤气相抽提(原位土壤通 风)是针对挥发和半挥发性有机污染物的物理修复方法。挥发和半挥发性有机物在地下挥发成气体,在土壤中扩散。土壤气相抽提就是用真空泵把这些“脏”的 气体抽出来。抽取过程中,吸附 在土壤中的有机污染物会继续挥发,持续抽气,土壤就慢慢干净了。有时 候为了增强效果,增设一些注气井,在抽气的同时向地下“吹气”,这样 能更快地把脏东西“吹出来”,达到净化土壤的目的。这种技术设备简单, 易于操作;对现场环境破坏小,不影响地表建筑;修复时间短,费用低; 易于和其他修复技术联合使用。然而。这一方法很难将污染物浓度降低到 90% 以上;对“透气性较差”的土壤(低渗透土壤)和不均匀的土壤效果 不确定,抽出的气体需要后续处理,所以它只适用于非饱和区域土壤。
化学处理技术
       化学处理技术包括化学氧化与还原、可渗透反应墙,等等。
      化学氧化与还原是使污染物通过氧化还原反应转变成无毒无害的物 质。这种处理方式需要往土壤中添加氧化剂或还原剂,要确保添加的化合 物无毒无害,而且反应过程中对环境无害。
      可渗透反应墙,即在地下污染物的必经之路上,人为建设一堵可透水的“墙”,里面填充反应介质包括零价铁、沸石和增强微生物活性的碳源, 等等。当地下水流经反应墙时,污染物会发生生物或化学反应,或者被滞 留在围墙内,或者被转变为无毒无害物质流过去。这种技术需要充分了解 地下水流的方向和含水层厚度,才能选择正确的位置,建立恰当尺寸的围 墙。另外,还要了解污染物的性质,在围墙内填充适当的反应物。

生物处理技术
       生物处理技术包括生物曝气、监测自然降解,等等。
       土壤中除了含有土、水和各种化合物,还存在着微生物。有些微生物 可以“吃掉”有机污染物,但是,它们需要氧气或者无机离子来维持生命。 生物曝气法就是向地下注入空气(或氧气),使微生物的活性大大增加, 从而消灭有机污染物。这种处理技术需要了解微生物的“食量”,根据微生物降解的需求来决定注入空气的流速。该方法治理石油产品泄露最有效, 不太适合高度挥发性的污染物。
       还有一种方式是监测自然降解。在有利条件下,监测自然降解是最为经济的方法,并且对场地扰动最小。如上所述,有些微生物可以与污染物 进行反应,生成无毒无害的物质,而微生物维持生存需要的“食物”是自然界的一些无机物,如溶解氧、硝酸盐、硫酸盐,等等。我们需要做的就 是通过监测污染场地的无机物变化,适时投放一些“食物”给微生物,以确保它们能持续地把污染物“吃掉”。



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感谢原作者)
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作者: KelGuew    时间: 2019-6-1 18:02
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