土壤污染对地下水污染的影响及共同防治分析

董 荷

(甘肃省水文站,甘肃 兰州 730000)

在研究土壤污染对地下水污染过程中,必须要以土壤污染与水污染的详细标准以及二者之间的联系为依据进行研究分析。当前,经济进入了高质量发展的新阶段,治理地下水等环境污染也成为了当前的社会热点问题,从目前研究成果看,主要是以地下水污染与防治问题为主,利用土壤污染的进行分析,从根本上治理好地下水污染,有一定的理论价值与实际应用价值。

1 土壤与地下水污染现状

1.1 土壤污染现状

当前我国实际国土面积数据中,土壤占比到达70%,而实际土地污染超标面积占现有土地面积的1/5,重点集中在中东部重工业发达地区,部分土壤污染严重地区,土壤污染指数超过土壤指标基值的40%左右,国内某处土壤污染数据如表1所示。

表1 某处区域超标比例情况

分析土地污染的主要原因看,以重金属为主,多数达到了重金属污染物的最高值,具体污染物情况如表2所示。

表2 超标物情况表

查阅相关资料,将2018年土地污染公报数据与1998年中国环境污染状况调查数据进行横向比较分析,1998年土壤污染处于一个较低的水平,随着工业化进程的持续推进,土壤中的重金属含量直线上升。如果以2008年到2018年之间的污染速度推进,未来二十年内,我国现有土壤会全部会不同程度的受到重金属污染,重金属污染不仅仅会影响我国经济发展的进一步深入,还会影响以地下水为代表的农业生产资源,更会影响整个社会环境资源体系。所以,土地污染的核心还是防治重金属污染,进一步遏制土地的酸化速度,有效防止土壤污染对地下水污染的影响,避免对环境资源的进一步影响。

1.2 地下水污染现状

地下水污染受多种复杂因素影响,呈现出多点扩散的迹象,其污染范围不断扩大。从多出地下水质检测结果进行系统分析,华北地区地下水资源相对比较匮乏但污染严重。2022年11月份数据,我国地下水资源开采总量已经将近3亿 m3,开采量还在逐年上升,在水资源匮乏地区,居民生活用水和工业用水占比多数超过50%以上,农业主产区的地下水使用比例更是超多了70%。如果地下水污染未能得到有效防治,将会影响农业生产,威胁到国家粮食安全。因此,论文分析土壤污染对地下水污染的影响,深入探索地下水污染治理的新思路、新对策,最终使地下水污染得到控制。

2 土壤污染对地下水污染防治的影响

经过持续治理推进和经验探索积累,我国地下水污染治理整体上已经完成了基本体制机制,为进一步实现土壤污染与地下水污染的共同治理打下基础。生态环境是一个有机的和谐体系,在充分利用资源的同时,应全面考虑各类资源在整个体系中的具体功能。土壤是地下水污染第一道防线,地下水污染必将直接或间接导致土壤污染,从位置上看,土壤是地表层植物赖以生存的根基,地下水则是地表岩石以下的水体,土壤与地下水共同存在于环境体系中,可实现物质与能量间的相互传递与移动[3]。

从已有的治理方式看,以土壤为切入点治理地下水的方法,多数比较简单片面,具体实施过程中,也经常忽略土壤与地下水之间的关联性,由于这种一致性思维的欠缺,导致从土壤污染方式治理地下水这种思路通常被忽略,相反还可能产生保护过度等问题。基于实际现状,在实施治理的过程中要明确主体部门与治理人员之间的联系,将土壤、地下水所具有的生态功能发挥出来,以尊重自然、敬畏自然的原则,切实提升土壤、地下水的完整性、自然性;同时,土壤与地下水在生态循环方面的协同作用比较明显,对两者共同治理较为有利。这也充分说明了土壤对地下水污染治理的重要作用,以此为切入点也是科学性较强的方式方法[4]。

农耕牧业、工业活动甚至简单性环境资源开采开发,均有可能导致地表水从通过表层土壤向深处渗透,导致地下水受到不同程度的污染;此外,被污染的地下水也会不断循环,通过人类活动再次进入地表土壤。地下水与土壤,二者无论哪一方受到污染,均会相互影响,相互渗透。因此,要想治理好地下水,必须首先治理好土壤污染,不管是整体治理还是分块治理,治理土壤污染对治理地下水污染都非常重要,即在进行生态环境系统综合治理过程中,必须重视土壤污染与地下水污染之间的关系,提升共同治理意识,最终实现地下水污染的有效治理。

3 土壤与地下水污染原因分析

3.1 土壤污染的原因

常见的土壤污染主要有物理、化学等两大方面,生活中的生物污染也会不同程度的污染土壤。物理污染主要是电磁污染和放射性污染等,放射性物质的源头放射性同位素和各种不达标射线设备,物理污染如果不能及时处置,其污染范围会不断扩散。化学污染主要来自于工业化学废料任意排放,农业生产中的化学及农药不合理使用,此外,工业中的“三废”(废气、废水、废渣)处置不当也会造成土壤污染。生物污染较为常见,主要是未经过有效处理的人类、动物粪便任意直接排放到自然环境中。物理、化学、生物三方面的污染也会直接导致土壤内出现多种传播性巨毒物质,对土壤中的动植物都会造成影响,对生产生活最直接的影响是造成农作物大规模减产,甚至引发整个生态系统内局部失衡[5]。

3.2 地下水污染的原因

地下水污染主要有化肥、垃圾场填埋及工业生产等方面。

3.2.1 化肥的使用导致污染

土壤本身具有一定的自我调整恢复能力,地表中的雨水、河水等水资源也会不断向地下渗透,在不断渗透的过程中水体表面的生物残骸、微生物等会被土壤过滤掉,一直在土壤表面区域。化肥中的硝酸盐等多种物质为水溶性化学物质,如果农业生产活动中大量施加化肥,农作物一般不能完全吸收,而多余的化肥特别是化学物质则会随着水体渗透而渗透,进而污染地下水资源。

3.2.2 垃圾场填埋处理过程中产生的污染

目前来看,城市人员聚集规模越来越大,人口数量还在不断增长,由此带来的生活垃圾不能被及时处理处置。为创造舒适的生活环境,城市周边通常都会设置垃圾处理区域建设垃圾处理设备,这些垃圾填埋区域一般会铺设完备的防水渗透及排水设备,随着地质变化和长时间使用,土壤内最底层的防水层会受到破坏,垃圾中的重度污染物会不断向地下渗透,污染地下水质。

3.2.3 金属冶炼厂造成的污染

金属冶炼厂在生产运营过程是通过多种金属物质与化学物质反应实现的,各种金属矿物质经过化学处理,随后完成金属物质的分离提取。生产过程中,产生大量重金属物质与重金属化学液体,对生产中产生的废水废渣常用的处理方式是填埋处理,后根据生产需要再次进行提炼处理。污染过程出现在填埋土壤后,废水废渣会不断与土壤中的物质发生化学反应,同时会向地下水渗透,直接造成污染。

3.2.4 石油化工产品造成的污染

石油作为化石燃料是工业中不可或缺的能源,由于石油的大量使用,势必造成了土壤与地下水的污染。就物质分类来看,石油市一种浓稠的液体物质,对土壤污染的同时,也会不断向地下水渗透。如果污染物密度比实际地下水密度低,污染物则不会垂直渗透,但也是在地下水表层不断向四周扩散,各种不溶于水的物质均会在地下水表层持续存在,并长期污染地下水质。

4 土壤与地下水污染防治技术及路径

4.1 土壤污染防治技术

4.1.1 生物修复技术

土壤中各种微生物较多,所以微生物修复也是土壤污染防治中的主要技术手段。生物修复防治的原理就是通过微生物实现有机物质之间的相互反应(代谢),进而将有机物质分解,到达防治污染的目的。从修复方式上看,主要包含植物、微生物两大类型。两大类型中,微生物降解成本较低,污染防治过程中也不会产生其他次生污染物,所以被普遍广泛使用。国内环境治理相关学者已经通过不断探索实验,研究出了成本低、操作方便、效率高的微生物治理方案,可有效降低土壤中的重金属物质含量,修复效果较为理想,同时结合其他修复技术可提升重金属活性。

4.1.2 化学修复技术

化学修复技术主要依靠化学反应实现的,化学修复手段可通过化学反应改变污染物的化学成分,改变其化学性质,切实降低污染物比例。化学修复过程包含还原、改良及氧化等多种程序。与物理手段相比,化学方式相对研究时间较长,实验比较成熟,是相对稳定、可持久的修复技术。

4.1.3 物理修复技术

物理方式进行污水处理,主要是通过污染物从与土壤之间的相互分离实现的,常用的物理修复方式包含热力学、电吸热等具体方法。随着物理修复技术的不断发展,目前热力学修复技术发展最为成熟,使用热力学修复方式具有便捷操作、修复速度快等优点,因此,热力学修复方式也是物理修复技术中最常用的手段,但由于工程量大,修复成本较高,因此也不会成为主流修复技术[6]。

4.2 地下水污染防治技术

4.2.1 生物处理技术

生物技术污水处理是目前最常用的方法,其原理是通过微生物的进行污染物的分解,在实际操作过程中,通常需要搭配氧气和无机离子来完成。同时,在污水处理过程中,自然降解是一种非常有效手段,微生物与污染物之间的化学反应也不会产生其他有害物质。物生物生存的环境必须具有自然界内硝酸盐、硫酸盐等其他各种无机物,在污水处理过程中要按时添加物生物生长所需养料,确保微生物可以持续有效降解污染物。

4.2.2 化学处理技术

化学处理技术顾名思义是通过化学反应完成的,其过程是在地下水中添加大量化学物质,根据化学试剂的具体分类,可以将化学处理技术分为中和处理和吸附沉淀处理两类。中和处理主要是对被污染地下水进行酸碱中和处理,动态调整地下水PH值;吸附处理方式是利用化学试剂对地下水各类污染物进行吸附的化学反应,在化学反应的过程中的沉淀会使污染物与地下水质分离,进而得到清理后相对纯净的地下水资源。

4.2.3 抽出处理技术

抽出处理技术是一种与传统污水处理手段不同的处理方式,其核心原理是将地下被污染的水抽出,将污水运用常规防治办法进行处理,从防治目的上看,这种方法可以有效处理地下水污染问题,但是由于地下水污染区域通常比较广,处理过程中要消耗大量成本,仅适用于小范围内的污水处理工作。

4.2.4 渗透反应墙

这种方式是一种实用性较强的治理方式,其机理是将含水层内部物质的各种反应将污染物消失,完成对地下水重金属污染的治理,达到地下水防治的目的。

4.3 合理划分分管部门职责

在地下水污染的治理过程中,由于涉及职能部门较多,各部门之间的相互推诿现象持续存在,同时涉及监管职责交叉边界问题,较多尖锐问题得不到有效处理。针对这一客观问题,亟需土壤、地下水污染主管部门牵头,使用合理有效统筹手段,开展统一管理治理,明确各部门之间的具体职责任务,将具体责任明确到人,建立与国内地下水治理相匹配的治理体系;以法定要求明确各部门职责,对没有治理到位或者应当担责的部门,务必按照法定细则执行;在落实具体方案时,考虑治理双方之间的关系,切实避免污染治理过程中产生其他违法违规问题;同时,落实好治理责任制,对治理不到位或污染治理措施为落实的,应追究责任,提升职能部门人员的责任心,有效促进生态环境健康房展。在落实好上述要求外,关键是责任部门要正确认识到土壤污染对地下水污染的影响,建立合理的水环境检测结构网络体系。生态环境资源管理部门和水利部门应密切配合,健全区域控制管理体系,加强多部门之间的信息共享与共治,以对地下水资源资源的高度责任的态度完成完成污染防治工作。

5 结语

论文研究土壤污染与地下水污染相互影响的过程中,应同时探讨生态环境问题,持续深入分析土壤污染对地下水污染的影响,利用好两者之间共同治理的共同特点。同时,应根据土地污染对地下水污染的不同程度,分类制定差异化防治策略及可行性具体方案,建立健全土地污染、水污染检测系统,各项方案的实施过程中,明确划分不同监管部门的职责,系统推进实施,合理进行各种治理成效的汇总调度,确保土壤污染和地下水污染的共同防治。