地下水硝酸鹽污染的研究進(jìn)展

摘要：隨著人類對(duì)地下水的需求量逐年增加，被硝酸鹽污染的地下水對(duì)人體健康危害嚴(yán)重，故去除水中硝酸鹽對(duì)人類安全有著重要的意義。本文著重介紹硝酸鹽污染的主要來源、去除技術(shù)以及如何防治。

關(guān)鍵詞：地下水；硝酸鹽；去除技術(shù)；防治

中圖分類號(hào)：X523文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-4379-（2016）20-0325-01

作者簡(jiǎn)介：趙俊秀（1986-），女，漢族，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，本科，涼城縣環(huán)境保護(hù)局，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。

一、引言

近年來，地表水污染愈來愈重，致使人類對(duì)地下水的需求量逐年增加。自2009起，中國(guó)地下水開采總量每年都超過1100億m3。在北方地區(qū)，生活用水的65%來源于地下水、工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水分別為50%和33%來源于地下[1]。然而，由于人類生產(chǎn)、生活等造成地下水在不同地區(qū)污染程度不同，且逐年加劇。目前，地下水污染正由點(diǎn)向面擴(kuò)散，由淺層向深層滲透，由城市向農(nóng)村蔓延。

在地下水污染中，硝酸鹽污染隨著化肥的廣泛使用已成為一個(gè)世界性問題，在美國(guó)、加拿大等國(guó)家都有關(guān)于硝酸鹽污染的報(bào)道。環(huán)境中硝酸鹽與亞硝酸鹽的污染來源很多，化肥施用、污水灌溉、廢氣排放等，經(jīng)一系列的自然反應(yīng)形成硝酸鹽，隨降水返還地面并滲入地下，造成地下水的污染。

硝酸鹽污染的地下水問題與人類健康密切相關(guān)，飲用含高濃度硝酸鹽的地下水后，在酶的作用下還原成亞硝酸鹽，引發(fā)高鐵血紅蛋白癥；另外，亞硝酸鹽與仲胺反應(yīng)，產(chǎn)生一種致癌物質(zhì)[2]。地下水硝酸鹽污染已引起高度重視，進(jìn)行地下水硝酸鹽去除的研究對(duì)于飲用水安全具有重要的意義。

二、硝酸鹽污染的主要來源

（一）農(nóng)業(yè)施肥

我國(guó)是世界上的農(nóng)業(yè)大國(guó)，主要以農(nóng)業(yè)為主。農(nóng)作物種植過程中，為大幅提高單位面積產(chǎn)量，在很大程度上依賴于氮肥的施用。大量研究表明，氮肥施用過程中僅有30%-40%被農(nóng)作物吸收利用，其余通過灌溉和雨水淋溶徑流進(jìn)入地下水，致使其硝酸鹽含量過高。

（二）固體廢棄物的滲濾

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市垃圾產(chǎn)量巨大，處理難度較高，造成環(huán)境的嚴(yán)重污染。在我國(guó)，固體廢物的主要處理方法為堆肥和填埋，在堆肥和填埋過程中由于發(fā)酵及水的浸泡產(chǎn)生垃圾滲濾液，通過土壤滲入含水層，造成地下水污染。城市生活垃圾含氮比重大，通過對(duì)垃圾場(chǎng)附近水源井的監(jiān)測(cè)表明，垃圾滲濾液對(duì)地下水污染明顯，水源井周邊地下水中硝酸鹽含量以2.6mg/L？n的速度增加[2]。

（三）廢水不達(dá)標(biāo)排放

隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，所產(chǎn)生的廢水量逐年增加。雖然，部分的廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)排放或再生利用；但是，仍有大量未達(dá)標(biāo)或未處理的廢水直接排入自然水體，造成地表水大面積的污染，這些污染的地表水通過滲透進(jìn)而污染地下水體。該類廢水中氮類物質(zhì)含量較大，其在微生物的分解轉(zhuǎn)化作用下，以硝酸鹽類的形式累積，通過水體自然循環(huán)進(jìn)入地下水中，引起污染。

（四）大氣沉降引起的地下水硝酸鹽污染

自19世紀(jì)工業(yè)革命以來，隨著能源消耗量的激增，使大氣中的NHx和NOx含量顯著增加。大氣中的氮氧化物70%-80%通過干濕沉降返回于各類地表水，經(jīng)土壤毛細(xì)管滲透到地下水層中，污染地下水[3]。

三、硝酸鹽的去除

盡管地下水具有一定的自凈能力，但由于硝酸鹽化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，地下水更新速度緩慢，因此地下水完成自凈修復(fù)周期相當(dāng)長(zhǎng)，僅靠自身凈化不能實(shí)現(xiàn)硝酸鹽的去除。針對(duì)此種現(xiàn)象，許多研究學(xué)者通過技術(shù)比對(duì)與研究，在硝酸鹽污染的修復(fù)技術(shù)取得了較為顯著的成果。目前，硝酸鹽最常用的去除方法有：物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法以及化學(xué)生物法等。

四、地下水硝酸鹽污染防治

（一）污染源的有效控制

防治地下水硝酸鹽污染的關(guān)鍵在于控制污染源，采取有效治理措施，制定相應(yīng)防治政策。依照“誰污染誰治理”原則，實(shí)行排放許可制度，嚴(yán)格實(shí)行達(dá)標(biāo)排放，有效控制硝酸鹽污染源對(duì)地下水的污染。

（二）減少氮肥的流失

地下水硝酸鹽污染的主要來源之一為農(nóng)田施肥，故減少氮肥流失是硝酸鹽污染治理的工作重點(diǎn)。農(nóng)用施肥總量應(yīng)嚴(yán)格控制，施肥方式科學(xué)化，改善化肥結(jié)構(gòu)，改變N、P、K的比重以及單營(yíng)養(yǎng)元素的狀況，使其利用率最大化。采用先進(jìn)灌溉技術(shù)，如噴灌、滴灌、霧灌等，減少氮肥流失，最大限度的減輕對(duì)地下水的污染。

五、總結(jié)

當(dāng)前，地下水硝酸鹽污染作為一個(gè)全球性問題，已被各國(guó)學(xué)者作為重要研究對(duì)象。在地下水硝酸鹽污染的主要來源和去除方法等方面，雖然取得了一定的成效，但仍有很大的研究空間：1）如何徹底的、快速有效的去除地下水硝酸鹽仍沒有得到根本性進(jìn)展；2）對(duì)被污染的地表、地下水污染機(jī)理的研究較少；3）地下水受地理環(huán)境、地質(zhì)條件等多種因素的影響，確定其污染程度、治理效果較為困難，需要大量調(diào)查資料和影響因素預(yù)測(cè)污染物質(zhì)在地下水中的濃度變化。

[參考文獻(xiàn)]

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[3]董克虞.畜禽糞便對(duì)環(huán)境的污染及資源化途徑[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1998，17（6）：281-283.

[4]Galloway J N.The global nitrogen cycle：Past，present and future[J].Sci China：Ser C，2005，48（Special issue）：669-677.