淺析地下水污染及其防治措施

南海龍，鄧 鑫

(西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安710127)

地下水是水資源的重要組成部分，是人類生存、生活和生產(chǎn)活動(dòng)必不可少的自然資源，在保證居民生活用水、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境平衡等方面起到不可估量的作用。作為地球上的淡水資源，它具有很高的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人們生活水平的提高，產(chǎn)生的氣體、固體及液體廢棄物越來越多，分別從不同途徑對(duì)水環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。

地下水污染(Groundwater pollution)通常指由于人類活動(dòng)引起地下水中化學(xué)成分和物理性質(zhì)以及生物學(xué)特性發(fā)生改變，從而導(dǎo)致質(zhì)量水質(zhì)惡化、使用價(jià)值(功能)降低的現(xiàn)象［1］。與地表水污染不同，污染物進(jìn)入地下含水層后，遷移擴(kuò)散速度緩慢，污染往往是逐漸發(fā)生的，難以及時(shí)發(fā)覺;發(fā)現(xiàn)地下水污染后，確定污染源也相對(duì)比較困難。更重要的是由于地表以下地層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性等因素的影響，使地下水污染難以治理，地下水一旦受到污染，即使徹底消除其污染源，已經(jīng)進(jìn)入含水層的污染物仍將長期產(chǎn)生不良影響。

1 地下水污染的特點(diǎn)、方式及途徑

1.1 地下水污染的特點(diǎn)

一般而言，地下水由于貯存于地下含水介質(zhì)中，不易被污染。一方面，包氣帶具有過濾屏障作用，可將進(jìn)入地下的有害物質(zhì)優(yōu)先過濾掉;另一方面，污染物在進(jìn)入地下水沿途易被土壤、巖石及水體中的微生物降解而成無害的物質(zhì)，因而地下水的污染常被人們忽視。但是，由于環(huán)境容量的有限性，污染物進(jìn)入地下水系統(tǒng)超出其自凈能力時(shí)，將會(huì)對(duì)地下水造成一定污染。地下水一旦被污染，很難被及早發(fā)現(xiàn)，其后果莫測。地下水污染具有如下特點(diǎn)。

(1)不確定性。由于地下水含水介質(zhì)的差異性和復(fù)雜性，決定了地下水污染范圍的不確定性。地下水一旦被污染，其范圍很難準(zhǔn)確圈定。

(2)隱蔽性。地下水一旦被污染，很難被發(fā)現(xiàn)，不像地表水污染直觀明顯而易于監(jiān)測，因而常不會(huì)引起人們的關(guān)注。

(3)延時(shí)性。地下水污染早期不易被覺察，待人們發(fā)覺水質(zhì)有明顯變異特征時(shí)，才確定地下水已被污染或嚴(yán)重污染。

(4)廣泛性。由于地下水是處于不斷運(yùn)移和循環(huán)中，經(jīng)歷著補(bǔ)給、徑流、排泄各個(gè)途徑，在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的體系中，各個(gè)水力系統(tǒng)又有著密切的水力聯(lián)系，從而決定了地下水污染范圍的廣泛性。而地表水污染僅局限于水體所流經(jīng)或貯存的有限空間內(nèi)。

(5)不可還原性。地下水運(yùn)移于含水介質(zhì)中，由于受含水介質(zhì)差異性、空隙、裂隙系統(tǒng)的限制，使地下水的運(yùn)移速率極其緩慢，地下水在含水系統(tǒng)中的循環(huán)周期也相當(dāng)長(幾年、幾十年、幾百年)，從而決定了污染地下水體在地下滯留時(shí)間亦長，使污染的地下水在近期內(nèi)很難得以徹底修復(fù)還原。而地表水循環(huán)流動(dòng)迅速，只要排除污染源，并加以一定的改善措施，水質(zhì)還是能在短期內(nèi)得到改善、凈化的［2］。

1.2 地下水污染的方式

地下水污染的方式可分為直接污染和間接污染兩種。直接污染是指污染物直接進(jìn)入含水層，在污染過程中，污染物的性質(zhì)不變，是地下水污染的主要方式。間接污染是指地下水污染并非由于污染物直接進(jìn)入含水層引起的，而是由于污染物作用于其他物質(zhì)，使這些物質(zhì)中的某些成分進(jìn)入地下水造成的。例如，由于污染引起的地下水硬度的增加、溶解氧的減少等。這兩種方式中，間接污染的過程更為復(fù)雜，污染原因更易被掩蓋，要查清污染來源和途徑更為困難。

1.3 地下水污染的途徑

地下水污染途徑是指污染物從污染源進(jìn)入地下水的路徑。通常情況下，大部分污染物都是隨著補(bǔ)給過程進(jìn)入地下水的，污染途徑大致有5類。

(1)間歇入滲。大氣降水或其他灌溉水使污染物隨水通過非飽水帶，周期性地滲入含水層，主要污染潛水。常見的污染源有地表廢物堆、垃圾填埋場、尾礦庫、飼養(yǎng)場、污灌的農(nóng)田等。此類途徑的污染程度與污染物的種類、污染源強(qiáng)度等有關(guān)。

(2)連續(xù)入滲。污染物隨補(bǔ)給水不斷地滲入含水層，主要污染潛水。常見的污染源包括廢水坑、污水池、沉淀池、沉渣池、化糞池、排污溝、管道滲漏處等。污染物在進(jìn)入地下水之前，要經(jīng)過包氣帶，由于地層本身具有一定的過濾和吸附作用，可以在一定程度上使污染物濃度降低，因此此類途徑的污染程度受包氣帶巖層厚度和巖性的影響較大［3］。

(3)含水層之間的越流。污染物是通過越流的方式從已受污染的含水層(或天然咸水層)轉(zhuǎn)移到未受污染的含水層(或天然淡水層)。污染物通過整個(gè)層間或破損的井管污染潛水和承壓水。如地下水的開采改變了越流方向，使已受污染的潛水進(jìn)入未受污染的承壓水即屬此類。

(4)由地表水側(cè)向滲入。污染物通過地表水補(bǔ)給過程進(jìn)入地下含水層，污染潛水或承壓水。其特征是污染物影響范圍局限于地表水周邊，呈帶狀或環(huán)狀分布。此類途徑的污染程度受地表水水質(zhì)、水動(dòng)力條件以及距岸邊的距離等因素的影響較大。

(5)由通道直接注入。某些情況下，在利用井、孔、坑道等將污水直接排入地下巖石裂隙中進(jìn)行地下處理時(shí)，排入的污染物質(zhì)超過了地層的吸附、過濾等自凈能力，就會(huì)造成地下水污染，嚴(yán)重時(shí)可能形成大面積地下水的連片污染。

2 地下水污染的成因及危害

2.1 地下水污染的成因

(1)地下水超采導(dǎo)致地下水水質(zhì)下降。過量開采地下水除了會(huì)造成區(qū)域性的地面沉降、造成地表塌陷、改變自然景觀等地震災(zāi)害之外，還會(huì)造成沿海地區(qū)超采地下水會(huì)破壞地下淡水與海水的壓力平衡，使海水內(nèi)侵，造成機(jī)井報(bào)廢，人畜飲水困難，土壤鹽堿化，地下水質(zhì)下降［4］。

(2)地表污(廢)水排放和農(nóng)耕污染造成的硝酸鹽污染。農(nóng)耕污染具有量大面廣的特征，未經(jīng)利用的氮肥在經(jīng)過地層時(shí)通過生物或化學(xué)轉(zhuǎn)化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，長期飲用這種污染的地下水將可能導(dǎo)致氰紫癥、食道癌等疾病的發(fā)生。

(3)石油和石油化工產(chǎn)品的污染。隨著石油的大規(guī)模勘探、開采、石油化工業(yè)的發(fā)展及其產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，石油及石油化工產(chǎn)品的泄漏對(duì)于地下水的污染已成為不可忽視的問題。在目前已發(fā)現(xiàn)的地下水有機(jī)污染物中，石化產(chǎn)品是生物難以降解、對(duì)人類健康危害較大的污染源。

(4)垃圾填埋場滲漏污染。許多垃圾填埋場采用的是混合填埋法，各種垃圾沒有進(jìn)行分類，統(tǒng)統(tǒng)堆放在一起，且大部分垃圾填埋場的防滲層都只有單層結(jié)構(gòu)。垃圾填埋場長期滲漏積累造成有毒物污染地下水，很容易進(jìn)入食物鏈系統(tǒng)，進(jìn)而造成更大的危害。

2.2 地下水污染的危害

(1)對(duì)人體健康的危害:地下水中含有有害物質(zhì)，吃了會(huì)使人中毒;含有病毒、病菌、微生物的地下水，吃了會(huì)使人生病、死亡。

(2)對(duì)工業(yè)的危害:工業(yè)采用被污染的地下水，不但腐蝕各種機(jī)械設(shè)備，而且會(huì)大大降低產(chǎn)品的質(zhì)量，影響工業(yè)正常生產(chǎn)。

(3)對(duì)農(nóng)業(yè)的危害:用被污染的地下水灌溉農(nóng)田，不僅會(huì)降低農(nóng)用設(shè)備的功能，而且將使土壤惡化，改變土壤物理、化學(xué)性質(zhì)而抑制農(nóng)作物的正常生長，甚至直接致死的作用。

3 地下水污染的防治措施

3.1 地下水污染的預(yù)防

地下水污染一般不易被發(fā)現(xiàn)，不像地表水可以從水體的顏色、嗅味等物理性狀來判斷是否受到污染，當(dāng)發(fā)現(xiàn)時(shí)污染已持續(xù)很長時(shí)間，污染范圍已經(jīng)擴(kuò)大。地下水污染治理涉及受污染的土壤及含水層的治理和恢復(fù)，比地表水污染治理難度要大，費(fèi)用要高。因此，對(duì)地下水污染要采取以防為主的方針。

(1)加大宣傳力度，提高公眾環(huán)境意識(shí)。要努力貫徹有關(guān)法規(guī)政策，堅(jiān)決貫徹執(zhí)行《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《水污染防治法》。完善地方法規(guī)，實(shí)行誰污染誰治理，誰開發(fā)誰保護(hù)的原則。有步驟、有重點(diǎn)地解決水環(huán)境污染問題。小而散、多的污水廠建設(shè)不僅給國家和企業(yè)造成巨大的投資浪費(fèi)。還由于企業(yè)負(fù)擔(dān)過重、管理水平較低等原因，使預(yù)想的環(huán)境治理目標(biāo)大打折扣。集中建設(shè)規(guī)模化污水廠，變“誰污染誰治理”為“誰污染誰掏錢”的政策時(shí)機(jī)已成熟。加快建設(shè)污水處理廠，處理工業(yè)廢水及生活污水，是保護(hù)水環(huán)境的一個(gè)重要途徑。在經(jīng)濟(jì)技術(shù)許可的情況下，在污染較為嚴(yán)重的城市，有計(jì)劃地興建一些污水處理廠，加快建設(shè)速度、提高處理能力加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測、發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

(2)統(tǒng)籌規(guī)劃，合理開發(fā)地下水資源。增強(qiáng)全民環(huán)保意識(shí)，強(qiáng)化節(jié)約用水，推廣節(jié)水新技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)用戶尤其是大戶的用水量控制，扶持企業(yè)搞環(huán)保，推廣潔凈新能源外，應(yīng)把能源基地作為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)予以全面規(guī)劃。把單個(gè)污染源的孤立治理，變以水系或地區(qū)為單位進(jìn)行防治，以全面改善生態(tài)環(huán)境。此外，還要加強(qiáng)環(huán)境地質(zhì)科學(xué)研究，盡快摸清各地區(qū)的水環(huán)境容量，并以其指導(dǎo)規(guī)劃和建設(shè)。如工業(yè)布局要考慮環(huán)境承載能力，在水環(huán)境容量超負(fù)荷地區(qū)，要嚴(yán)格控制高耗能、重污染工業(yè)的發(fā)展。限制重污染工業(yè)發(fā)展，對(duì)縣屬中小企業(yè)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)要嚴(yán)格管理，不能只考慮地方利益而棄環(huán)保于不顧。建立排污許可證制度，同時(shí)提高排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，新、擴(kuò)建企業(yè)，必須執(zhí)行“三同時(shí)”，使環(huán)保與建設(shè)同步或超前進(jìn)行，對(duì)污染嚴(yán)重而又不能治理的企業(yè)，要限期轉(zhuǎn)產(chǎn)或搬遷。

(3)建立水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)，加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。建立水質(zhì)監(jiān)測站網(wǎng)，逐步建立和完善水環(huán)境監(jiān)測體系，對(duì)重點(diǎn)污染地區(qū)(段)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，系統(tǒng)掌握城市(區(qū)域)地表水、地下水水質(zhì)的污染發(fā)展變化及動(dòng)態(tài)特征，為保護(hù)水環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)［5］。

3.2 地下水污染的治理措施

治理已污染的地下水是比較困難的。水污染后的治理措施，要根據(jù)污染狀況、范圍、性質(zhì)、水文地質(zhì)條件和使用要求，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定。發(fā)現(xiàn)地下水污染后，首先應(yīng)當(dāng)切斷污染源，然后立即采取防止污染物進(jìn)一步擴(kuò)散的補(bǔ)救措施。治理措施大致有以下幾種。

(1)人工補(bǔ)給被污染的地下水，使其稀釋和凈化發(fā)現(xiàn)地下水有污染物質(zhì)后，采取強(qiáng)排方法，使 已被污染的水直接排出，促進(jìn)凈化。改變地下水徑流條件，加速水的交替循環(huán)，以達(dá)到改善水質(zhì)之目的。對(duì)污染的地下水應(yīng)采用防滲墻或防滲帷幕進(jìn)行堵塞或截流，通常應(yīng)穿透含水層直達(dá)隔水層［6］。

(2)防止工業(yè)“三廢”對(duì)地下水污染要切實(shí)貫徹執(zhí)行“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的方針，采用先進(jìn)技術(shù)、改進(jìn)生產(chǎn)工藝、采取閉路循環(huán)、把工業(yè)“三廢”的污染消化在生產(chǎn)過程中。防止地下水污染的繼續(xù)擴(kuò)大。工業(yè)“三廢”達(dá)標(biāo)排放、合理布局，強(qiáng)化水資源的保護(hù)和管理，嚴(yán)禁滲坑滲井排放，所有排污溝、渠應(yīng)全部硬化和密封，嚴(yán)禁下滲污染。特別應(yīng)注重對(duì)化工、造紙、制革、制藥等用水量較大企業(yè)的排污治理，實(shí)行達(dá)標(biāo)排放。對(duì)缺乏有效治理措施的，視其情況予以關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)、遷。尤其是在新建和改建城市中，應(yīng)按“先地下、后地上，先基礎(chǔ)、后主體”的原則;通過規(guī)劃布局調(diào)整結(jié)構(gòu)來控制污染，和對(duì)控制新污染源的產(chǎn)生有重要的作用。

(3)對(duì)污染的地下水進(jìn)行水處理，采用物理、化學(xué)和生物方法進(jìn)行處理。建立“閉路循環(huán)”式的生產(chǎn)和消費(fèi)系統(tǒng)，可以大大減少工廠和城市送進(jìn)垃圾填埋場、下水道和垃圾站的廢物，從而保護(hù)地下蓄水層免受滲漏的污染物的危害。一家企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水和固體廢棄物，也許正是另一家企業(yè)生產(chǎn)所需要的原料，這樣既可以“變廢為寶”，又大大減少污染物質(zhì)的排放。在一些發(fā)達(dá)國家，廢物的分類、收集、回收、再利用已形成一個(gè)專門行業(yè)。而我國在這方面雖然也做了一些工作，但在廢物的交換種類、規(guī)模及市場容量等方面還有待于迸一步完善。

4 結(jié)語

總之，水環(huán)境的保護(hù)是關(guān)系到社會(huì)發(fā)展和人民生活的大事情，特別是地下水它具有埋藏性和系統(tǒng)的復(fù)雜性，一旦污染，治理將非常困難，付出的超過地表污染幾倍乃至幾十倍的代價(jià)，并且使原本就緊缺的水資源，供需矛盾更加尖銳。綜上我們也可以看出，我國日益嚴(yán)峻的地下水污染形勢，地下水污染防治迫在眉睫。所以，加強(qiáng)地下水資源的質(zhì)量管理，保護(hù)環(huán)境刻不容緩，全社會(huì)都應(yīng)珍惜、愛惜地下水，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，支持國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。將地下水的開發(fā)利用與保護(hù)協(xié)調(diào)起來，才能實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，以及自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展。

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［4］蔣方媛，郭清海.城市地下水污染成因分析——以山西省太原市為例［J］.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2009，32(1):82-88.

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［6］范春輝.淺析地下水資源的污染與防治［J］.環(huán)境科學(xué)與管理.2007，32(8):35-37，43.