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地下水及其污染防治对策

2021-04-11李琳莉

当代化工研究 2021年24期
关键词:污染源污染物污水

*李琳莉

(黄冈市生态环境局蕲春县分局 湖北 435300)

随着当今时代的发展,我们的生活水平已经变得更好,工业、农业也迅速发展起来,导致面临的环境问题日益突出。其中,地下水污染的问题越来越严重,造成了我国可利用的水资源严重减少,地下水污染还对许多方面造成了一定的影响和威胁。地下水是地球水资源一种存在形式,指储存地表以下岩石孔隙中的水,也是水循环中极为重要的一个环节。地下水具有水量稳定、水质好的特点,人们常取水饮用,多用于农田灌溉、工厂、生活用水等,可以说地下水是人们重要水资源之一。

近年来,大部分地区逐渐城镇化与工业化,人们的活动开始对地下水产生了不良的影响,地下水被各式各样的污染物污染,但人们的生活摆脱不了对地下水的依赖,尤其对没有任何流域的地区而言,他们只能依赖地下水而生,一旦地下水被污染,整个地区的人遭遇用水危机——他们不敢喝也不敢用,但周围没有足够的水源供他们使用,污染的地下水可能含有重金属离子,农作物吸收这些重金属离子并为人们吸收,这对当地居民的健康产生很大隐患。所以,地下水污染问题已经不是一个小问题了,我们需要重视地下水污染问题,找到地下水污染的源头,并采取相应的防治对策积极应对它。

1.地下水的重要性

(1)地下水是重要的供水资源

水是生命的源泉,人类的生存、生活和生产都离不开水。在全球的淡水资源组成中,地下水占有十分重要的地位。因为地下水的水质较好、分布范围很广、易于就地开采使用、水量比较稳定,所以在全球的总供应量中,地下水占据着很大比重。在比较干旱的区域,地下水是最主要的自然资源,甚至也可以说是唯一可以利用的水资源。

据不完全统计显示,中国14.1亿人口中,有近1/3左右的人口饮用地下水。在全国的100多个大、中型城市中,有60多个城市主要是以地下水为重要供给源头,有40多个城市是以地下水和地表水共同作为重要供给源头[1]。

在农田灌溉用水中,地下水也是重要的水利资源。根据水利部门的统计资料显示,1999年我国地下水开采量已经达到1031×108m3,在全国总供水量的占比中达到了将近20%。而在中国比较干旱的区域,地下水在全国总供水量的占比中高达30%[2]。

(2)地下水是重要的矿产资源

地下水中基本上富含着多种化学元素,比如溴、碘、锶、钡等,人类也能够从中获得工业原料,从而产生了富有工业价值的矿水;还有一些地下水富含着较高浓度的硝态氮,这种水质叫做“肥水”;甚至还有部分地下水中存在着一些特别的成分,这些特别的成分对于某些病人有医疗的意义,这种地下水可以经过处理后形成医疗矿水。

(3)地下水的“生态功能”(即生态环境维持功能)

地下水功能是指地下水的质与量及其在空间和时间上的改变,对人们社会生活与自然环境所产生的影响。而地下水的“生态功能”是指地下水系统对植物、河流、湿地环境以及土地质量良性维持的效应。一旦地下水系统改变,其自然环境也会发生一定的改变。例如,土壤中的水分或土壤的含盐量受到地下水的水位和水质的制约。也就是说,地下水的水位和水质决定了土壤的质量,从而决定了植被的生长情况。

2.地下水资源现状

目前,我国的水资源总额是2.8万亿立方米,当中地表水占了2.7万亿立方米,地下水占了0.83万亿立方米[3]。由于中国城市化用水需求量的持续增长,大部分城市的当地自然资源都已接近、甚至超过了合理开采和利用的限度,还有部分城市因为没有合理开采布局和调蓄,使得城市各区域的地下水环境利用程度很不均匀,从而导致城市里有限的地下水资源无法得到有效的开发利用,造成部分区域严重超采,而有些地区又未得到合理开发。

当开采量高于供给量的时候,自然资源质与量原本稳定的状态便失去了平衡,并且还会产生大量的环境、建筑和地质等问题。在大规模开发使用自然资源的同时,也会加大城市生活污水和工业废水的排放量,使地表水和地下水体遭到不同程度的环境污染。由于过量利用地下水体造成地下水位逐年降低,单井的出水量下降,给排水成本增加,水资源也逐步干涸,由此形成了地面沉降、崩塌、地面开裂等问题[4]。

3.地下水污染的定义

在人为的环境因素下,如果地下水环境的物理特征、化学特征或生物特征等发生了不利人们生活及生产的改变,即地下水水质向着恶化的方向发展,则称之为地下水污染。

因此判断地下水环境是否被污染需要同时符合以下三个前提条件:第一,水质是向着恶化的方向进一步发展的;第二,这些变化都是由人类活动所造成的;第三,地下水是否被污染的判断标准为地区背景值,高于这个背景值的,就可以称为污染。

当然,针对于各种用途的地下水,污染的标准也是有所不同的。地下水污染也就意味着可以使用的珍贵的地下水资源正在日益减少,并且地下水污染并不容易及时发现,只要发生了污染,就难以消除,即使将污染源彻底消灭,也得花费几十年的时间才能将水质恢复到原来的样子。

4.地下水污染的特点

(1)地下水污染具有延缓性

由于环境污染物在含水层上部的包气带,在城市污水渗入过程中受到土壤的各种物理作用、化学作用及生物作用,将会在时间上和空间上延缓潜水含水层的污染。在承压含水层中,因为上部存在隔水顶板,所以环境污染物向下的移动速率会比较迟缓。同时,由于地下水流动缓慢,加上地下水在含水层中所形成的不同效应,因此地下水污染的扩散过程也是非常缓慢的。

(2)地下水污染具有隐蔽性

地下水因为本身存在的地方不同,产生环境污染的现象相对不容易被人类察觉到,所以它具有一定的隐蔽性。在一般的情况下,地表水环境一旦被污染了,人们就能够通过对地表水的臭味、色泽等进行观测,从而发现水质污染的情况。但是如果地下水被污染了,就非常难以发现。正因为这一特点,人类很容易食用被污染的地下水,从而对人们的健康产生巨大的负面影响。

(3)地下水污染具有不可逆性

不可逆性主要由于地下水存在的地方都是在地底下,所以它的流动性以及本身的净化能力都比较微弱,而如果出现地下水被污染必然是已经过了十多年或者是数十年的时间了,这给地下水的管理增加了很大的难度。所以政府在对地下水资源实施监督管理的过程中,就必须对地下水污染的防治管理工作实施重点监督管理,也只有如此才可以降低地下水被污染的几率,进而降低地下水排污管理的难度。

5.地下水污染源

引起地下水污染的污染物来源称为地下水污染源。地下水污染源一般分为工业污染源、农业污染源和生活污染源这三类。比如,矿山、石油开发和工业生产过程中所形成的各类污染物(废水、废气和废渣)的排放和积累,农业生产所投放的肥料和农药、农村污水灌溉,市政污水管网泄漏、生活废弃物填埋的渗漏等等[5]。

(1)工业污染源

工业污染源一般是指工业三废,即工业废水、工业废气、工业废渣。

工业废水,如电镀废水、轻工业废水、石油化工有机废水等有毒有害的废水,如果直接流入或渗流入地下水体,地下水体将会产生非常严重的环境污染问题。

工业废气,如SO2、H2S、CO、CO2、氮氧化物等随降雨落到地面,通过地表径流下渗到地下从而对地下水造成严重污染。

工业废渣,如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、硫铁渣、赤泥、洗煤泥、硅铁渣、城市污水处理厂的泥沙等,都因为露天存放或者填埋的防渗措施不恰当,风雨淋滤后其中的有毒有害物质直接或间接地污染地下水。

放射性污染,地下水有放射性污染的情况不多,一般发生在核电站、医院、采矿区域附近,有放射性的物质或污水排放都会造成污染,但放射性污染的危害比物理,化学污染更严重,即使不摄入这些污水,放射性物质会辐射能量,人体对辐射的抵抗能力差,会引起各种疾病如腹泻、发育不良、造血干细胞坏死、致畸、致癌变等[14]。放射性污染物处理十分麻烦,很长一段时间不能降低污染物的浓度,最好的处理就是防护,对污染的地区设置防护范围,人员必要时穿防护服;定期对当地的地下水进行放射性监测,对于排放的污水污染物提前进行放射性监测并设置排放标准,直到符合标准才允许排放[15]。

(2)农业污染源

农业污染源主要包含残留农药、肥料和不合理的农田污水灌溉。残留农药和肥料是指过量使用的农药和肥料残存于土壤中,经降雨淋渗、地表径流而导致的地下水资源破坏;另一方面则是指牲畜粪便、农田污水灌溉和不合理的灌溉用水量等,都会通过土壤污染的直接影响,而使得地下水资源遭受破坏。

中国农业的面源污染越来越严重,据资料显示,中国有机氯农药的年施用量为86.23×104t,有机磷农药的年施用量为24.26×104t,农药的平均施用强度为10.8kg/hm2[6]。灌水与降水等淋溶作用造成地下水大面积农药与化肥污染。另外,资料显示中国有污水灌溉农田近133×104hm2,农灌污水大部分未经处理,约70%~80%的污水不符合农灌水质要求。每年由于污水灌溉渗漏的大量污水直接污染了地下水,使得污灌区高达75%的地下水都遭受严重污染[7]。

(3)生活污染源

生活污染源大致包括了生活垃圾和生活污水两个方面。

一方面,目前对生活垃圾大多采取的都是直接填埋的方法,但由于日晒雨淋和地表径流的冲击,其溶出物也会逐渐渗入到地下水中,进而污染了地下水;另一方面,生活污水往往不加以合理处理后再排出,尤其是在许多的乡村区域,生活污水有的直接进入了周围的土地和水域中,有的则通过化粪池进行渗漏,仅仅只靠河流和土壤的自净能力来消除污染物,最终对地下水的水质产生严重影响。

目前,中国城市垃圾填埋场仍然是地下水的巨大隐患。中国历年积累产生垃圾量已达720亿吨,总占地约五点四亿平方米,且正在以每年占地约3000万平方米的速率增加,目前我国全国共有两百余个城市仍处于垃圾的重围之中[8]。经研究调查后证实,目前中国的垃圾填埋场已经普遍发生渗漏,特别是中国早期修建的城市垃圾填埋场大都较为简陋,渗漏现象是很难防止的。而目前中国的垃圾填埋,常常将大量毒性物质和危险废物以及生活垃圾等进行混合填埋,垃圾中存在着许多危险成分,一些难以分解的有毒污染物进一步堆积,从而形成危害[9-16]。

6.地下水污染的防护对策[17-23]

(1)设立法律法规

没有规矩不成方圆,善于利用法律这个武器来约束人们,增强法律效力,加大处罚力度,设立一定的法律法规。同时大力宣传“保护环境”“保护地下水资源”的口号,开展多项关于保护水资源的活动,增强人们的环保意识。

(2)生活污水正确处理

在我们每个人的日常生活中,都会产生许多生活污水、废水,而在面对如此严重的地下水污染问题时,我们要更加谨慎自觉地去做好处理工作。可以在每一个固定的区域建立排放生活污水的集中地,所有居民的生活污水会顺着管道排到相应的集中地集中处理生活污水。我们还可以将水多次利用,比如:用洗衣服的水冲洗拖把,这样水的利用率大大的提高了,同时也减少了污水的排放。

(3)工农业废水正确排放

工业废水可以先分离水中的污染物、有毒物质,再回收可溶性废物或者有用的胶体物,利用生物的生化作用来处理有机物。农业废水可以通过一定的物理化学生物方法提取出有用的物质加以利用,再进行相应的排放。

7.展望

众所周知,水是生命之源,在我们的生活中发挥着尤其重要的作用,没有水,我们就不能生存;没有水,社会就不能发展。可是目前,在这样一个阶段,我国的地下水资源面临的问题还很严重,以前,我们总是追求经济发展,而忽略了水体污染的问题,而现在,我们很庆幸认识到了环境这一问题,同时我们也应该积极响应“绿水青山就是金山银山”的号召,保护地下水资源,做好自己的本职工作,尽自己的一己之力,正确排放污水,通过合理的措施改善地下水污染的现状,提高人民的生活质量,使中国更加稳步地前行[24-29]!

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