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水污染防治综述样例十一篇

时间:2023-06-18 09:56:29

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水污染防治综述

篇1

关键词:

松花江 水污染 公众 参与 认知

1研究背景与综述

作为我国七大流域之一的松花江流域,因2005年末的水污染突发事件备受关注。事实上,从上世纪60年代开始,该流域环境即不断受到局部污染,且近年来污染呈现出从城市向农村蔓延,从地表向地下渗透,从支流向干流延伸,从区域向流域扩张等愈演愈烈之势。即便经历了数年治理,水质仍未发生明显改善。

与此同时,随着环境恶化切实影响到公众的日常生活,以公民知情权、话语权等多重权利为理论基础的公众参与,如今也逐渐应用于环境保护与污染治理中[[1] ][1]。尽管公众参与得到了学界、立法者以及社会公众的普遍认识[[2] 《中华人民共和国环境保护法》(第六条),《中华人民共和国环境影响评价法》。][2][[3] 曾贤刚, 吴雅玲. 中国环境保护的四年巨变――从松花江水污染事件说起. 环境保护, 2010(1): 10-13.][3],但目前我国的公众参与机制大多仍不完善,许多所谓“参与”也只停留在“光说不做”的浅表层次。

环境污染与治理的公众参与问题研究并未形成完整的体系,根据直接分析对象和资料来源的差异可以大体上分为三类。第一类是对环境法规和政策的宏观分析,仅以官方的文字说明进行优劣的模糊评判,直观但指导意义并不明确[[4] 丁丽柏, 龙柯宇. 从松花江水污染事件检视跨界污染损害责任制度. 云南大学学报法学版, 2006, 05: 101- 105.][4][[5] 郜绍辉. 公众参与公共危机治理的困境与对策. 新乡学院学报(社会科学版), 2009, 6: 22- 25.][5]; 第二类是对案例进行简单的文本分析,偶有官方统计数据制成的少量图表,以政府和传媒信息研究居多[[6] 陈力丹, 陈俊妮. 松花江水污染实践中信息流障碍分析. 新闻界, 2005(6):8- 13.][6];第三类则是对公众进行调查,这类调查大多以问卷的形式针对公众的环保意识和支付意愿进行,目前已有针对长湖、滏阳河、及淮河/太湖流域等处水污染及防治的公众认知展开的问卷调查[[7] 朱联东, 李兆华, 雷蕾等. 长湖流域城市居民对水污染防治认识的调查分析. 湖北大学学报(自然科学版), 2009(12):430-432.][7][[8] 洪少贤, 董世魁, 胡天蓉. 淮河/太湖流域水污染防治工程的公众认知度调研. 环境保护, 2006(12):65-67.][8][[9] 卫立冬. 公众对城市河流污染的环保意识及支付意愿调查. 衡水学院学报, 2008(8):75-77.][9][[10] 丁宗凯, 洪少贤, 董世魁, 胡天蓉, 刘之杰. 淮河/太湖流域水污染防治监管机制的公众调查研究. 教育部博士点基金“城市草坪绿地施用污泥堆肥的生态安全性研究”资助论文.][10],但此类调查多缺乏完整的研究框架,如对公众认知与知情权诉求等的关系研究不足。

2研究内容与数据获取

2.1水污染概念界定

根据《中华人民共和国水污染防治法》(2008年2月修订),水污染是指水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象。据此,本研究中认为由工业生产废水和生活污水等长期排放引致的污染,以及短期内突发事件引起的水质急剧下降皆属于水污染的范畴。

2.2研究内容

本研究从松花江水污染状况着手,着重通过调查问卷了解水污染的公众认知度和公众参与的途径、方式和意愿等,通过随机访谈内容整理分离出公众参与松花江水污染治理的影响因素,同时对相关数据和文献进行分析和研究,并提出可能的政策建议。

2.3数据获取和处理

定量数据包括两方面内容。其中,松花江污染的基本现状主要通过政府官方网站公布的数据进行深入了解,尤其是对官方的2004-2009年松花江流域8个自动检测站点的水质检测数据进行汇总统计[数据来源为中华人民共和国环境保护部网站

[2] 《中华人民共和国环境保护法》(第六条),《中华人民共和国环境影响评价法》。

[3] 曾贤刚, 吴雅玲. 中国环境保护的四年巨变――从松花江水污染事件说起. 环境保护, 2010(1): 10-13.

[4] 丁丽柏, 龙柯宇. 从松花江水污染事件检视跨界污染损害责任制度. 云南大学学报法学版, 2006, 05: 101- 105.

[5] 郜绍辉. 公众参与公共危机治理的困境与对策. 新乡学院学报(社会科学版), 2009, 6: 22- 25.

[6] 陈力丹, 陈俊妮. 松花江水污染实践中信息流障碍分析. 新闻界, 2005(6):8- 13.

[7] 朱联东, 李兆华, 雷蕾等. 长湖流域城市居民对水污染防治认识的调查分析. 湖北大学学报(自然科学版), 2009(12):430-432.

[8] 洪少贤, 董世魁, 胡天蓉. 淮河/太湖流域水污染防治工程的公众认知度调研. 环境保护, 2006(12):65-67.

[9] 卫立冬. 公众对城市河流污染的环保意识及支付意愿调查. 衡水学院学报, 2008(8):75-77.

[10] 丁宗凯, 洪少贤, 董世魁, 胡天蓉, 刘之杰. 淮河/太湖流域水污染防治监管机制的公众调查研究. 教育部博士点基金“城市草坪绿地施用污泥堆肥的生态安全性研究”资助论文.

篇2

中图分类号X5 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)78-0056-02

水是万物之源,没有水万物将会失去生命,动物、植物、微生物的生长离不开水,我们的衣、食、住、行同样离不开水,可见水对于地球上的生物是多么的重要。但是,随着社会的发展,人口压力逐年增加,人们一直认为“取之不尽,用之不竭”的水资源也面临着沉重的压力。许多年前,环保人士就已经开始呼吁人们要节约用水,珍惜水资源。近些年来,水资源污染加剧,由最初的地表水污染,开始转向地下水污染。我国治理地下水污染方面起步比较晚,还缺乏相应的经验,正处于未成熟阶段。

1造成地下水污染的原因及危害

1.1地下水污染类型

对地下水造成污染的原因非常多,主要有人为原因和自然原因两大类。随着我国经济的快速发展,人们对淡水的需求正在不断增加,人类在开采地下水的过程中造成了地下水污染,同时由于工业的发展,一些污染物渗漏到地下,造成地下水污染。总体来说共分为四个类型:一是海水倒灌造成的地下水污染;二是地表水造成的污染;三是工业污水的污染;四是垃圾填埋造成的污染。

除此之外还有一些地区采取了淡水回灌来补给地下水,但是在回灌的过程中会出现一些被细菌感染的水直接回灌,这将给地下水带来极大的破坏,造成严重的后果,这种污染在一些地下水超采地方比较常见,并且对地下水的污染比较严重。

1.2地下水污染途径

对地下水的污染根据污染的途径不同可以分为四类:即:间歇入渗型,连续入渗型,越流型,径流型。连续入渗和间接性入渗污染地下水的主要是污水潜水。对含水层污染的主要是越流型污染,它对地下水的影响非常大。

1)连续入渗型主要是污染随着地下水直接渗入到地下,主要是污染潜水,例如废水池、废水废井;

2)间歇入渗型主要是自然降水或者其他形式的灌溉水通过非饱和水带,周期性地渗到地下,在日常生活中垃圾堆被雨淋后就会把污染的雨水渗透到地下;

3)径流型污染物主要通过地下径流直接渗入到含水层,在地下溶洞中进入含水层就是此类污染;

4)越流型主要是把受污染的地下水越流到未被污染的地下水,污染的水主要通过整个层间或者通过破损的地下管道直接渗透到地下水层。地下水的过度开采改变了越流方向,使已受污染的潜水进入未受污染的承压水,即属此类。

1.3地下水污染的危害

地下水污染较地表水污染影响深远且不易治理,地下水污染的危害也远比地表水污染程度更严重。城市与工业“三废”不合理或不达标排放量的迅速增加,农牧区农药、化肥的大量使用,导致我国地下水污染日益严重,呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势。对我国190多个城市进行地下水监测,结果令人不满意,近全部城市都受到不同程度的污染,近4成的城市地下水污染趋势加重,无论是南方城市还是北方城市,北方相对污染范围要比较广,南方相对来说比较轻,地下水的过度开采导致污染比较严重,无论是海水倒灌还是地表污染都加剧了地下水的污染。

2 地下水资源污染的防治方法

地下水的污染很难引起注意,这主要是它不易被发现,地下水的污染不像其他地表水一样可以通过颜色、气味等进行判断,地下水受到污染被发现时已经是被污染很长时间,并且范围也会扩大。地下水受污染后比起地表水治理起来要困难的多,并且费用也非常大,因此要对地下水采取以预防为主。

1)评价地下水现状

通过对地下水污染程度的评价,为管理层及其相关人员提供比较全面的资料,这样能够更好地对我国地下水采取应对之策,指导工程的选址,能够更好地为农业工业生产提供合理的产业布局,同时能够对地下水的保护起到积极的作用。

2)科技的进步

通过提高工业的生产工艺,这样能够更好地减少污染物的产生,在重点水源保护地区,要对排放的污染进行严格控制,对已存在的污染源能够搬迁的尽量搬迁,不能搬迁的要对其进行严格的排污控制,让其达到符合标准。

3)严禁采用渗井、渗坑排放污水

在水源地要禁止采取永久性的污水排放池,对固体污染物也要采取管制,防止污染物随着雨水渗入到地下,对地下水造成污染。

4)合理使用肥料

在农业生产中,很多地区在施用肥料时出现不当的现象,出现氮肥过量,这种流失对地表造成污染,对地下水带来污染,这就需要我们在农业生产中要正确使用氮肥。

5)合理规划城市垃圾填埋场

在一些城市垃圾采取掩埋的办法进行解决,这样虽然成本比较低,但是后期污染比较严重,一些工业废料在掩埋的过程中出现对土壤的污染,这就是通过地下水渗透到地下水中去,严重污染了地下水。

6)加强水资源保护,严格执法和管理,增强环保意识,自觉保护水资源。

3结论

当前我国经济快速发展过程中对地下水的防治工作重视程度不够,无论是在法律制度方面,还是在管理方面都出现了空白,同时我国在地下水监测方面还是处于空白状态,缺乏有效的预警机制。我国应该在完善地下水环境保护法律体系,将地下水和地表水的防治进行统一的规划和管理,能够更好地防治地下水污染。

参考文献

[1]Schilling K E,Zhang Y K.Baseflow contribution to Nitrate-Nitrogen Export from a large,Agricultural,USA,2004.

篇3

中图分类号:X703

文献标识码:A文章编号:16749944(2016)12015402

1引言

纺织印染行业是我国国民经济的传统支柱产业和重要民生产业,在繁荣市场、扩大出口、吸纳就业、增加农民收入、促进城镇化发展等方面发挥着重要作用,但是纺织印染行业也是传统的污染大户,是节能减排、淘汰落后产能的主战场。国务院2013年印发的《大气污染防治行动计划》中,对多个行业进行工业废气重点治理,纺织印染行业便是其中之一,工业废气中所含的VOCs与PM2.5二次气溶胶形成有直接关系,我国纺织印染行业VOCs排放量一度占工业过程VOCS排放的30 %以上;废水间接排放标准提高到CODCr200 mg/L,敏感地区甚至到了CODCr60 mg/L;国家没有把印染污泥列入危险废物名录范围,但在环境管理过程中,却将印染污泥作为危险废物对待;废气、污泥以及淘汰落后等处处都是门槛,随着新环保法的实施,印染行业面临新一轮环保压力,做好印染项目废水、废气、噪声及固体废弃物的污染防治势在必行。

2工程实例

此印染项目位于安徽省宣城市宣州经济开发区,主要建设内容为新建捻线、染色、卷绕车间,并建设相关辅助、公用、环保工程等,达产后形成年产3000 t涤纶缝纫线的规模,项目占地面积2.4 hm2,劳动定员500人,项目总投资9009万元,其中环保投资1045万元,占项目总投资的11.6 %。

项目染色工艺流程主要有如下几点。

(1)前处理。包括皂洗、水洗。前处理的目的是利用皂洗剂等去除纱线上的油脂,从而使纱线具有较好的吸水性,便于后续染色过程中染料的吸附与扩散。筒子白线放入染色缸后注软水,加入皂洗剂等,经过15 min升温至90 ℃,保温10 mim后排水,经皂洗清洗后两次水洗,然后染色。

(2)染色。涤纶通常采用分散染料及高温高压筒子纱染色机染色,采取高温高压染色法,染液及各种助剂加入染机、封闭缸盖后,升温至135 ℃,染液pH值控制为5~6,浴比约为1∶6左右,进水水洗两次后排水。染色工段废水特点是pH值、色度、COD较高,但BOD5较低,生化性较差,水质变化大。

(3)还原。为去除沾染于涤纶线表面上的分散染料,经高温高压染色之后,一般需先进行还原清洗、目的是去除纤维表面浮色,提高色牢度。加入烧碱、保险粉、洗涤剂进行还原,在90 ℃保温10 mim后排水。

(4)水洗。还原后经3道清水水洗,时间30 min。

(5)脱水。使用脱水机进行脱水。

(6)烘干。采用筒子纱快速烘干机进行烘干,烘干机为电加热,烘干温度为90 ℃。烘干过程排放废气,其主要成分为水蒸汽。

3废水污染防治措施

根据工程分析,项目废水包括工艺废水(前处理废水、染色废水、水洗废水)、地坪设备冲洗水、生活污水、软水处理系统排污水、锅炉排污水、循环冷却水系统排水,软水系统排水回用于厂区绿化,循环冷却水系统排水回用于地坪设备冲洗水,项目废水产生量为708 m3/d,经厂区自建污水处理站处理达标后,其中320 m3/d进一步深度处理后其中224 m3/d回用于漂洗工段,全厂废水排放总量为484 m3/d。

项目废水污染物产生情况为COD733 mg/L、BOD5226 mg/L、SS321 mg/L、色度477倍、NH3-N 9.2 mg/L、总磷4.2 mg/L,参照《纺织染整工业废水治理工程技术规范(HJ471-2009)》,项目厂区自建污水处理站处理工艺采取“格栅-pH值调整-调节池-混凝沉淀-水解酸化-接触氧化-混凝沉淀”,处理规模800 m3/d;厂区废水回用处理系统规模为320 m3/d,处理工艺为“预处理+超滤+反渗透工艺”。项目废水经厂区自建的污水处理站处理后,废水中各污染物排放浓度分别为COD146 mg/L、BOD541 mg/L、SS64 mg/L、色度23倍、NH3-N 7.0 mg/L、总磷1.3 mg/L,能够满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)表2的中间接排放标准及色度满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)表3的直接排放标准。

4废气污染防治措施

项目无定型工序,不产生定型机有机废气。项目营运期废气主要为天然气锅炉产生的锅炉烟气、食堂油烟、厂区污水处理站无组织恶臭废气。

项目设置天然气锅炉,其污染物产生放浓度较小,不需进行废气治理措施,直接排放;食堂油烟采用油烟净化器处理;厂区污水处理站无组织恶臭废气采取设置100m卫生防护距离的措施。

5噪声污染防治措施

项目营运期噪声源主要为络丝机、捻线机、络筒机、绕线机、染色机、脱水机、烘干机等生产设备及锅炉风机、空压机、水泵等,其声级一般在70~90dB(A)。

主要采取以下噪声防治措施:设备选型上选用性能可靠的低噪声设备或振动小的设备,染色机等从国外进口,设备性能好,生产效率高,噪声源较小;络丝机、捻线机、络筒机、绕线机、染色机、脱水机、烘干机等生产设备设置在厂房内,设备基础安装减振垫;锅炉房采用低噪声型风机进行强制机械通风,进排风口加消声弯头。鼓风机采用隔声、消声处理,排风机应采用消声弯头或消声管处理。水泵房采取密闭隔声措施,设备基础进行相应减震处理。

6固体废弃物处置措施

6.1一般固体废弃物

废涤纶丝、废涤纶线:拟建项目产生的废涤纶丝、废涤纶线全部出售综合利用。生活垃圾由环卫部门统一清运。

6.2危险固废

废染料桶、废包装材料:项目废染料桶、废包装材料经厂内固废临时贮存场所暂存后由原料厂家统一回收。

污水处理站污泥:污水处理站产生的污泥分为前段物化污泥、中段生化污泥、后段物化污泥,前段物化污泥为危险固废,先在厂内固废临时贮存场所暂存,后委托有资质单位处置;中段生化污泥先进行浸出试验,属危险废物的,委托有资质处置;后段物化污泥为一般固废,送城市垃圾填埋场进行卫生填埋。

项目在厂区内建设固废临时贮存场所,内设危险废物临时贮存库房,分类贮存各种危险废物,危险废物临时贮存库房按照相关要求设置防腐防渗等措施。

7结语

印染项目应关注的是废水、废气及固废污染治理,通过印染项目污染防治对策的分析,为今后的印染行业污染防治工作提供参考和建议。

参考文献:

[1]

戴日成,张统.印染废水水质特征及处理技术综述[J].给水排水,2000,26(10):33~37.

[2]刘豪.印染废水处理技术研究综述[J].环保科技,2014(2):44~48.

[3]许申来,周昊.“十二五”时期印染行业减排对策研究:以绍兴市为例 [J].环境科学导刊, 2012, 31(1):39~41.

篇4

1 引言

随着社会经济的发展和人类对自然资源开发利用活动的日益加强,大量污染物(如重金属、持久性有机物等)通过不同途径进入土壤系统中,进而通过迁移、扩散和渗透作用进入地下水环境,对土壤和地下水环境造成污染,破坏了其原有的生态平衡。这些污染物还可以通过饮用水或地下水-土壤-植物系统,经食物链进入人体,因此也影响到人类的健康。鉴于地下水污染的严重性,国内外学者已广泛开展对地下水污染修复技术的研究,同时地下水污染修复技术在大量实践应用中得到了不断地改进和创新。

2 基本概念

2.1 地下水的定义。

地下水是指埋藏在地面以下,存在于岩石和土壤孔隙中可流动的水体 [1] ,狭义上是指浅层地下水,即第一个隔水层以上的重力水,即地下水资源。地下水是自然界水体的组成部分,并参与自然的水循环,又是水资源的重要组成部分。

2.2 地下水污染的主要原因。

过度开采地下水,引起地下水位下降,沿海地区海水倒灌;农业生产中大量使用化肥、农药以及污水灌溉等,污染物渗入地下水中;受污染的地面水体或废水渠、废水池、废水渗井等连续渗漏。地下水一经污染后,总矿化度、总硬度升高,硝酸盐、氯化物含量升高,有毒物质增加,溶解氧下降,有时还会出现病原体。

地下水污染不易被发现,难以治理和恢复,影响供水水质,加剧水资源短缺,应限制开发,合理使用,从而保护地下水资源。

2.3 地下水污染的来源。

向水体排放或释放污染物的来源和场所都称为水体污染源,这是造成水体污染的罪魁祸首。各种水体及其循环过程中涉及到许多类型复杂的污染源,从不同的角度可将水体污染分为多种不同的类型,就地下水污染而言,其根源有以下几种:

(1)沿海地区海水入侵和倒灌。

(2)工业“三废”。

(3)农业污染。

(4)城市生活污染。

3 地下水的主要修复技术

3.1 渗透性反应墙(PRB)。

PRB是一种原位被动修复技术,由透水的反应介质组成,一般安装于地下水污染羽状体的下游,通常与地下水水流相垂直,并且它也可以作为污染地下水的地面处理设施。当地下水在自身水力梯度作用下通过活性渗滤墙时,污染物与墙体材料发生各种反应而被去除,从而达到地下水修复的目的 [2] 。

3.1.1 PRB概念与结构。

(1)概念。

美国环保署定义:PRB是一种为达到一定环境污染治理目标而将特定反应介质安装在地面以下的污染处理系统,它能够阻断污染带、将其中的污染物转化为环境可接受的形式,但不破坏地下水流动性 [3] 。

(2)结构。PRB有两种基本结构:①隔水漏斗导水门式结构。此种结构适用于埋藏浅的大型的地下水污染羽状体,地下水通过比较小的渗透反应门,优点是反应介质的装填量减少,缺点是干扰了天然地下水的流场;②连续墙式的结构。用于地下水污染的羽状体较小时,墙体垂直于污染羽状体的迁移途径,横切整个羽状体的宽度和深度,优点是对天然地下水流场干扰小,易于设计 [4] 。

3.1.2 PRB反应机理。

(1)无机离子去除机理。

含高价重金属的无机离子,是地下水中的重要污染物之一,其中工业废物、尾矿和核废料污染的地下水中浓度很高。金属铁与无机离子发生氧化还原反应,将重金属以不溶性化合物或单质的形式从水溶液中析出。 [5] 研究表明,PRB能够将无处处理厂排出的含硝氮90mg/L的水迅速降解到饮用水标准10mg/L以下 [6] 。

(2)脱卤反应去除卤代有机物机理。

在脱卤降解反应中,金属铁提供电子,发生氧化反应,而有机污染物为电子受体。Fe0修复有机污染物的地下水,主要是对氯代烃类进行还原脱氯。例如PCE(C 2Cl 4)的脱氯过程有两条路径:

一是C 2Cl 4C 2HCl 3C 2H 2Cl 2C 2H 4C 2H 6

二是C 2C 14 C 2HCl 3C 2H 2C 2H 4C 2H 6

路径为连续的氢解作用,其中间产物C 2H 2Cl 2的降解速度比C 2HCl 3慢,而第二条路径的中间产物C 2HCl能很快地还原为C 2H 2。因此,第二条路径的还原速度较快于第一条 [7] 。

(3)微生物修复机理。

微生物的活动可影响氮、硫、铁、锰等元素的循环。微生物可直接用于硝酸盐、硫酸盐的去除以及通过形成硫化物来沉淀金属离子。

(4)催化降解反应机理。

采用比铁活性大的金属作为墙体材料,比铁具有更强的还原性,容易提供电子,铝硅酸盐可以作为缓冲溶液使pH值能保持在较低值(7~8),使金属铁更易被氧化 [8] 。试验证明,金属铁中加入铝硅酸盐时,Cr 6+ 的半衰期比铁和石英砂混合物作为反应材料减少一个数量级,比单纯铁作反应材料减少两个数量级。

3.1.3 PRB的应用案例。

在北美和欧洲等国,已进行了大量该方法的工程研究和商业应用,目前全世界有200多座PRB,其中Fe0-PRB120多座,取得了良好的治理效果。部分应用见表1。

〖XC29.TIF;%40%50〗

厌氧生物反应墙修复某地挥发性有机氯化物的深度污染案例:

在一家化学清洗厂旧址,四氯乙烯的肆意排放造成了当地土壤严重污染。这家化学清洗厂曾在此地连续开办了75年,污染范围将近75000m2,深度在地下50m。

2001年,有关方面对表层污染源进行了挖掘,随后采用原位生物降解的方式对被污染的土壤进行修复,采取这种方式的原因是此处的污染物正在发生自燃降解。他们在自燃降解的基础上采取了注入含碳物质的办法,对四氯乙烯和三氯乙烯等污染物进行厌氧还原脱氯。这是一种临时性的土壤修复措施,持续了一年左右的时间,大大缓解了当地严重的土壤污染。大约一年后,这一临时性土壤修复措施停止执行。这时,对地下水中的挥发性有机氯化物进行降解的条件已经具备。他们利用前段时间积累的经验,在此地建起了大规模的还原脱氯设施,这套设施包括若干厌氧性生物反应墙,从三个地点对这片污染区域进行“围堵”。建立这些生物反应器的目的不仅仅是控制污染,而是对被污染的土壤和地下水进行修复,以便彻底消除这一地区的污染。由于此地属于高度城市化地带,这些生物反应墙都建在街道附近,这样便于向栅内注入反应物。作为反应物的含碳物质须定期注入栅内,三年一般应注入10~15次。

此外,临时性修复措施的实施提高了地下水中产甲烷菌的含量,为挥发性有机氯化物的降解提供了良好的条件。修复前污染源下游一带每升地下水中含有数万微克的四氯乙烯和三氯乙烯,而现在这些物质的含量仅为10μg或者更低;顺式1,2-二氯乙烯和氯乙烯的含量曾一度有所上升,随后又下降到每升几十微克,最后分解为乙烯、乙烷等对环境无害的物质。

污染区的中心位于生物反应墙附近(75m左右),目前这里仍能监测到顺式1,2-二氯乙烯和氯乙烯等污染物的存在,但乙烯和乙烷的稳定增长以及监测管中大量产甲烷菌的存在表明这一带微生物活动活跃,污染物正在进行彻底地还原脱氯过程。上述情形证明,生物反应墙的下游确实是化学反应十分强烈的区域。监测管显示,某些位置的顺式1,2-二氯乙烯和氯乙烯含量有所上升;发生这一现象的原因是由于微生物活动导致的吸附反应增强。目前他们在污染修复方面已经实现了每1.5~2年降低污染物60%的目标。

3.1.4 PRB存在的问题。

(1)去除污染物的机理方面尚存在一些未能明晰的方面。

(2)在PRB实际应用中将会出现沉淀产生介质的阻塞、反应材料失活或者双金属系统可能引起地下水二次污染等不良影响。

(3)因为受到地下水流和开沟槽的深度限制,目前该技术多用于有地下水流的饱和污染层的修复。

(4)需要进一步研究可同时去除多种并存污染组分的技术。

3.2 原位曝气修复技术(AS)。

原位曝气修复技术最大程度减少了对土壤介质和周围环境的扰动,主要用于处理可挥发性有机物(VOCs)造成的地下水污染。一般与土壤气相抽提技术(SVE)联合使用 [9] 。不会造成环境的二次污染,与其他修复技术相比具有经济、高效的显著优势 [10] 。该技术被认为是去除地下水挥发性有机物的最有效方法。C.D.Johnston等 [11] 将原位曝气法和土壤蒸气抽提法相结合,去除砂质地下含水层中的石油烃,结果表明与单独使用土壤蒸气抽提法比较,28天后石油烃去除量提高1.9倍,同时原位曝气还为地下水中残留的NAPL(非水相液体)的去除创造了更有利条件。曝入的空气能为地下水中的好氧微生物提供足够氧气,促进土著微生物的降解作用 [12] 。该技术在可接受的成本范围内,能够处理较多的受污染地下水,系统容易安装和转移,容易与其他技术组合使用。但是对既不容易挥发又不易生物降解的污染物处理效果不佳,并且对土壤和地质结构的要求比较高 [13] 。

3.3 原位生物修复方法。

原位生物修复是利用生物的代谢活动减少现场环境中有毒有害化合物的工程技术系统 [14] 。用于原位生物修复的微生物一般有三类:土著微生物、外来微生物和基因工程菌 [15] 。目前地下水有机物原位生物修复方法主要包括生物注射法、有机粘土法、抽提地下水系统和回注系统相组合法等 [16] 。

原位生物修复技术有其独特的优势,表现在:①现场进行,从而减少运输费用和人类直接接触污染物的机会;②以原位方式进行,可使对污染位点的干扰或破坏达到最小;③使有机物分解为二氧化碳和水,可永久地消除污染物和长期的隐患,无二次污染,不会使污染物转移;④可与其他处理技术结合使用,处理复合污染;⑤降解过程迅速、费用低,费用仅为传统物理、化学修复法的30%~50% [17] 。

目前有人将原位生物修复和旋转电动力学——太阳能技术相结合,形成新型的修复技术。电动力学技术是将电极插入受污染的地下水区域,在施加低压直流电后,形成直流电场。由于土坡颗粒表面具有双电层,孔隙水中粒子或顺粒带有电荷,引起水中的离子和顺粒物质沿电场方向进行定向运动。

4 展望

随着地下水污染修复技术研究的深入开展以及各修复技术的逐渐成熟,各种修复技术将会更广泛地应用于现场地下水污染修复工作中。针对我国地下水以石油烃类、TCE、氯苯、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和重金属的污染最为严重的实际情况,PRB技术是一个较好的选择。

未来利用基因工程技术培养纯化特效降解菌,从而提高修复效率以及如何解决反应墙生物淤堵问题以延长反应墙体的使用寿命等,都将成为重要的研究方向 [18] 。

参考文献

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篇5

中图分类号:P641.13 文献标识码:A

一、国内地下水环境质量现状

1.1地下水资源分布和开发利用状况

我国地下水资源地域分布不均。据调查,全国地下水资源量多年平均为8218亿立方米,其中,北方地区(占全国总面积的64%)地下水资源量2458亿立方米,约占全国地下水资源量的30%;南方地区(占全国总面积的36%)地下水资源量5760亿立方米,约占全国地下水资源量的70%。总体上,全国地下水资源量由东南向西北逐渐降低。

近几十年来,随着我国经济社会的快速发展,地下水资源开发利用量呈迅速增长态势,由20世纪70年代的570亿立方米/年,增长到80年代的750亿立方米/年,到2009年地下水开采总量已达1098亿立方米,占全国总供水量的 18%,三十年间增长了近一倍。北方地区65%的生活用水、50%的工业用水和33%的农业灌溉用水来自地下水。全国655个城市中,400多个以地下水为饮用水源,约占城市总数的61%。地下水资源的长期过量开采,导致全国部分区域地下水水位持续下降。2009年共监测全国地下水降落漏斗240个,其中浅层地下水降落漏斗115个,深层地下水降落漏斗125个。华北平原东部深层承压地下水水位降落漏斗面积达7万多平方公里,部分城市地下水水位累计下降达30-50米,局部地区累计水位下降超过100米。部分地区地下水超采严重,进一步加大了水资源安全保障的压力。

1.2地下水质量分类与监测

(1)地下水质量分类

《地下水质量标准---GB/T14848-93》依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标,并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质最高要求,将地下水质量划分为五类。

Ⅰ类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。

Ⅱ类 主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。

Ⅲ类 以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。

Ⅳ类 以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外,适当处理后可作生活饮用水。

Ⅴ类 不宜饮用,其他用水可根据使用目的选用。

(2)地下水水质监测

各地区应对地下水水质进行定期检测。检验方法,按国家标准GB 5750《生活饮用水标准检验方法》执行。

各地地下水监测部门,应在不同质量类别的地下水域设立监测点进行水质监测,监测频率不得少于每年二次(丰、枯水期)。

监测项目为:pH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氰化物、砷、汞、铬(六价)、总硬度、铅、氟、镉、铁、锰、溶解性总固体、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、大肠菌群,以及反映本地区主要水质问题的其它项目。

1.3地下水环境质量状况

根据 2000-2002年国土资源部“新一轮全国地下水资源评价”成果,全国地下水环境质量“南方优于北方,山区优于平原,深层优于浅层”。按照《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)进行评价,全国地下水资源符合Ⅰ类-Ⅲ类水质标准的占63%,符合Ⅳ类-Ⅴ类水质标准的占37%。南方大部分地区水质较好,符合Ⅰ类-Ⅲ类水质标准的面积占地下水分布面积的 90%以上,但部分平原地区的浅层地下水污染严重,水质较差。北方地区的丘陵山区及山前平原地区水质较好,中部平原区水质较差,滨海地区水质最差。根据对京津冀、长江三角洲、珠江三角洲、淮河流域平原区等地区地下水有机污染调查,主要城市及近郊地区地下水中普遍检测出有毒微量有机污染指标。2009年,经对北京、辽宁、吉林、上海、江苏、海南、宁夏和广东等8个省(区、市)641 眼井的水质分析,水质Ⅰ类-Ⅱ类的占总数 2.3%,水质Ⅲ类的占23.9%,水质Ⅳ类-Ⅴ类的占73.8%,主要污染指标是总硬度、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、铁和锰等。2009年,全国202个城市的地下水水质以良好-较差为主,深层地下水质量普遍优于浅层地下水,开采程度低的地区优于开采程度高的地区。根据《全国城市饮用水安全保障规划(2006-2020年)》数据,全国近20%的城市集中式地下水水源水质劣于Ⅲ类。部分城市饮用水水源水质超标因子除常规化学指标外,甚至出现了致癌、致畸、致突变污染指标。

1.4地下水环境质量变化趋势

据近十几年地下水水质变化情况的不完全统计分析,初步判断我国地下水污染的趋势为:由点状、条带状向面上扩散,由浅层向深层渗透,由城市向周边蔓延。南方地区地下水环境质量变化趋势以保持相对稳定为主,地下水污染主要发生在城市及其周边地区。北方地区地下水环境质量变化趋势以下降为主,其中,华北地区地下水环境质量进一步恶化;西北地区地下水环境质量总体保持稳定,局部有所恶化,特别是大中城市及其周边地区、农业开发区地下水污染不断加重;东北地区地下水环境质量以下降为主,大中城市及其周边和农业开发区污染有所加重,地下水污染从城市向周围蔓延。

二、地下水污染防治法规及规划

2.1国内外地下水保护法规

(1)国内地下水保护法规

目前, 我国并没有地下水保护的专门法律,有关地下水资源保护的相关法律制度主要在《中华人民共和国水污染防治法》、《水污染防治法实施细则》、《中华人民共和国水法》等中有着不同程度的规定。《取水许可和水资源费征收管理条例》规定了对地下水开采实施总量控制同时通过水资源费征收机制控制地下水的开采;《饮用水水源保护区污染防治管理规定》专章规定了生活饮用水地下水源保护区的划分和防护。此外, 一些关于保护地下水的地方性立法, 如《河北省取水许可制度管理办法》、《北京市城市自来水厂地下水源保护管理办法》、《关于在苏锡常地区限期禁止开采地下水的决定》等。

(2)国外地下水保护法规

英国地下水资源保护的主要法律法规, 如下:

2.2我国地下水污染防治规划

(1)规划目标

到2015年,基本掌握地下水污染状况,全面启动地下水污染修复试点,逐步整治影响地下水环境安全的土壤,初步控制地下水污染源,全面建立地下水环境监管体系,城镇集中式地下水饮用水水源水质状况有所改善,初步遏制地下水水质恶化趋势。

到2020年,全面监控典型地下水污染源,有效控制影响地下水环境安全的土壤,科学开展地下水修复工作,重要地下水饮用水水源水质安全得到基本保障,地下水环境监管能力全面提升,重点地区地下水水质明显改善,地下水污染风险得到有效防范,建成地下水污染防治体系。

(2)主要任务

开展地下水污染状况调查

保障地下水饮用水水源环境安全

严格控制影响地下水的城镇污染

强化重点工业地下水污染防治

分类控制农业面源对地下水污染

加强土壤对地下水污染的防控

有计划开展地下水污染修复

建立健全地下水环境监管体系

三、地下水修复技术

根据其主要工作原理地下水修复技术可大致归并为4类,即物理技术、化学技术、生物技术和复合技术。物理技术包括水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法等;化学技术包括有机粘土法和电化学动力修复技术;生物修复的方法有包气带生物曝气、循环生物修复、生物注射法、地下水曝气修复、抽提地下水系统和回注系统相结合法、生物反应器法等;复合法修复技术兼有以上2种或多种技术属性,例如抽出处理法同时使用了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术,综合各种技术优点,在修复地下水时更加有效。

3.1物理修复法

物理法修复技术是以物理规律起主导作用的技术,主要包括以下几种方法:水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法、水力破裂处理法等。其中屏蔽法、被动收集法多数应用在地下水污染物治理初期,作为一种临时控制方法。

水动力控制法

其原理是建立井群控制系统,通过人工抽取地下水或向含水层内注水的方式,改变地下水原来的水力梯度,进而将受污染的地下水体与未受污染的清洁水体隔开。井群的布置可以根据当地的具体水文地质条件确定。因此,又可分为上游分水岭法和下游分水岭法。上游分水岭法是在受污染水体的上游布置一排注水井,通过注水井向含水层注入清水,使得在该注水井处形成一个地下分水岭,从而阻止上游清洁水体向下补给已被污染水体;同时,在下游布置一排抽水井将受污染水体抽出处理。下游分水岭法则是在受污染水体下游布置一排注水井注水,在下游形成一个分水岭以阻止污染羽向下游扩散,同时在上游布置一排抽水井,将初期抽出的清洁水送到下游注入,最后将抽出的污染水体进行处理。

流线控制法

流线控制法没有一个抽水廊道、一个抽油廊道(没在污染范围的中心位置)、两个注水廊道分布在抽油廊道两侧。首先从土面的抽水廊道中抽取地下水,然后把抽出的地下水注入相邻的注水廊道内,以确保最大限度地保持水力梯度。同时在抽油廊道中抽取污染物质,但要注意抽油速度不能高,要略大于抽水速度。

屏蔽法

屏蔽法是在地下建立各种物理屏障,将受污染水体圈闭起来,以防止污染物进一步扩散蔓延。常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆,在受污染水体周围形成一道帷幕,从而将受污染水体圈闭起来。

被动收集法

被动收集法是在地下水流的下游挖一条足够深的沟道,在沟内布置收集系统,将水面漂浮的污染物质如油类污染物等收集起来,或将所有受污染的地下水收集起来以便处理的一种方法。

3.2化学法修复技术

有机粘土法

这是一种新发展起来的处理污染地下水的化学方法,有机粘土可以扩大土壤和含水层的吸附容量,从而加强原位生物降解,因此可以利用有机粘土有效去除有毒化合物。利用土壤和蓄水层物质中含有的粘土,注入季铵盐阳离子表面活性剂,使其形成有机粘土矿物,用来截住和固定有机污染物,防止地下水进一步污染,并配合生物降解等手段,永久地消除地下水污染。

电化学动力修复技术

电化学动力修复技术是利用土壤、地下水和污染电动力学性质对环境进行修复的新技术,它的基本原理是将电极插入受污染的地下水及土壤区域,通直流电后,在此区域形成电场。在电场的作用下水中的离子和颗粒物质沿电力场方向定向移动,迁移至设定的处理区进行集中处理;同时在电极表面发生电解反应,阳极电解产生氢气和氢氧根离子,阴极电解产生氢离子和氧气。近年来电化学动力修复技术开始用以去除地下水中的有机污染物,这种方法用于去除吸附性较强的有机物效果也比较好。电化学动力修复技术非常适合作为一项现场修复技术,安装和操作容易,既可用于饱和土壤水层,也可用于含气层土壤,不受深度限制,不破坏现场生态环境。

加药法

通过井群系统向受污染水体灌注化学药剂,如灌注中和剂以中和酸性或碱性渗滤液,添加氧化剂降解有机物或使无机化合物形成沉淀等。

渗透性处理床

渗透性处理床主要适用于较薄、较浅含水层,一般用于填埋渗滤液的无害化处理。具体做法是在污染羽流的下游挖一条沟,该沟挖至含水层底部基岩层或不透水粘土层,然后在沟内填充能与污染物反应的透水性介质,受污染地下水流入沟内后与该介质发生反应,生成无害化产物或沉淀物而被去除。常用的填充介质有:a.灰岩,用以中和酸性地下水或去除重金属;b.活性炭,用以去除非极性污染物和CCl4、苯等;c.沸石和合成离子交换树脂,用以去除溶解态重金属等。

冲洗法

对于有机烃类污染,可用空气冲洗,即将空气注入到受污染区域底部,空气在上升过程中,污染物中的挥发性组分会随空气一起溢出,再用集气系统将气体进行收集处理;也可采用蒸汽冲洗,蒸汽不仅可以使挥发性组分溢出,还可以使有机物热解;另外,用酒精冲洗亦可。在理论上,只要整个受污染区域都被冲洗过,则所有的烃类污染物都会被去除。

3.3生物法修复技术

生物修复是指利用天然存在的或特别培养的生物(植物、微生物和原生动物)在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理技术。微生物修复利用土著的、引入的微生物及其代谢过程,或其产物进行的消除或富集有毒物的生物学过程。

生物修复的方法有包气带生物曝气、循环生物修复、空气注射法、地下水曝气修复、抽提地下水系统和回注系统相结合法、生物反应器法等。由于深埋于地下,地下水生物修复技术的实施一般应结合污染的具体情况,采取不同的方法。

循环生物修复

对于受污染的地下水,可以向地下水层钻井注入空气,提供氧气,同时利用回收井,抽取地下水,进行循环,通过渗透,提供微生物需要的各种营养。从水井抽提地下水,还可以控制污染带的迁移。

地下水曝气修复

对于饱和带或者地下水,将压缩气体注入地下水饱和区,由于密度差等原因,空气会穿透地下水饱和区上升到非饱和区中,在上升过程中可使挥发性污染物进入压缩空气并被压缩空气带到非饱和区排出。

空气注射法

它主要是将加压后的空气注射到污染地下水的下部,气流加速地下水和土壤中有机物的挥发和降解,这种方法主要是抽提、通气并用,并通过增加及延长停留时问促进生物降解,提高修复效率。

植物修复技术

植物修复技术是利用天然植物生长代谢原理吸收和降解水或土壤中的污染物,因其具有成本低、不破坏地质结构、适于大范围修复等优点,广泛用于土壤及地下水中的有机物、重金属、微量元素的降解。由于特定的超累积植物生长速度慢,受到气候、土壤等环境条件限制,很难得到广泛应用、目前大量研究集中在基因转移技术与植物修复的结合与应用以及植物修复的影响因素和植物修复的机理上。影响植物修复的因素主要有环境因素、污染物浓度、性质和根系分布等。

3.4复合法修复技术

复合法修复技术是兼有以上两种或多种技术属性的污染处理技术,其关键技术同时使用了物理法、化学法和生物法中的两种或全部。

(1)抽出处理修复技术

在处理抽出水时同时使用了物理法、化学法和生物法,是最常规的污染地下水治理方法。该方法根据多数有机物由于密度小而浮于地下水面附近,参照地下水被污染的大致范围,通过抽取含水层中地下水面附近的地下水,把水中的有机污染物质带回地表,然后用地表污水处理技术处理抽取出的被污染的地下水,为了防止由于大量抽取地下水而导致地面沉降,或海(成)水入侵,还要把处理后的水注入地下水中,同时可以加速地下水的循环流动,从而缩短地下水的修复时间。

(2)渗透性反应屏修复技术

PRB(permeable reactive wall technology,可渗透反应墙技术)是近年来迅速发展的一种地下水污染的原位修复技术,它正在逐步取代运行成本高昂的抽出-处理(P/T)技术,成为地下水修复技术发展的新方向。目前在欧美已进行了大量的工程及试验研究,已开始商业化应用,并逐步取代运行成本高昂的抽出处理技术,成为目前地下水修复技术最重要的发展方向之一。

从广义上来讲,PRB是一种在原位对污染的羽状体进行拦截、阻断和补救的污染处理技术。它将特定反应介质安装在地面以下,通过生物或非生物作用将其中的污染物转化为环境可接受的形式,但不破坏地下水流动性和改变地下水的水文地质。可渗透反应墙如图1所示。

图1 可渗透反应墙示意图

PRB主要由透水的反应介质组成。通常置于地下水污染羽状体的下游。与地下水流相垂直。污染物去除机理包括生物和非生物两种.污染地下水在自身水力梯度作用下通过PRB时,产生沉淀、吸附、氧化还原和生物降解反应,使水中污染物能够得以去除,在PRB下游流出处理后的净化水。它要求捕捉污染羽状体的污染物的“走向”,即把可渗透反应墙安装在含有此污染物羽状体地下水走向的下游地带含水层,从而使污染物顺利进入可渗透反应墙装置与反应材料进行有效接触,使其污染物能转化为环境可接受的另一种形式,实现使污染物浓度达到环境标准的目标。此法可去除地下水溶解的有机物、金属、放射性物质及其他的污染物质。

(2)注气-土壤气相抽提(AS-SVE)技术

注气-土壤气相抽提技术室空气扰动技术及土壤气相抽提技术的结合,空气扰动技术(或称空气注入技术,air sparging,AS),其作用介质是饱和区土壤,通过将空气或氧气注入到受污染的含水层中,被注入的空气在土体缝隙中发生水平或垂直移动,使污染物与土壤发生剥离反应,从而通过挥发作用清除掉土壤中的挥发性和半挥发性有机物。注入的空气会将污染物扩散到非饱和区,因此常结合土壤气相抽提技术(soil vapor extraction,SVE)去除包气带中的气相污染物。土壤气相抽提技术是通过特制的抽提井,利用抽真空产生的动力迫使土壤气体发生流动,从而将土壤中的挥发性和半挥发性有机物驱出,达到清除土壤气体中的挥发性有机物的目的。对于以挥发性有机物为主要污染物的场地,SVE是应用最为广泛的工程修复技术,可进行原位或异位处理。

目前, 发达国家已经将其与相关的修复技术结合起来, 形成了互补的增强技术。国内研究起步较晚, 实验室土柱通风实验的研究目前已做了不少工作, 但对场址调查、现场试验性测试、中试研究工作做的不够。

(3)各复合修复法的优缺点

四、地下水修复工程典型案例

4.1国外地下水修复工程实例

(1) Regenesis公司工程实例

加利福尼亚洲的一个名为Regenesis的基础公司研制出一系列从地下水中快速降解和分离污染物的产品,其降解速度远大于固有衰减。其中最有名的产品是氧释放化合物(ORC)和氢释放化合物(HRC),它们能有效地促进燃料、溶剂和许多其它类型地下水污染物的固有衰减。在世界范围内已有9000多个项目正在使用这两种产品。

Regenesis公司产品的优势在于,通过使用工业标准钻机和设备可进行场地修复。可通过使用不同的技术进行场地修复,如直接推进注入和钻孔回填。其它方法包括坑道和过滤保护套应用,最普遍的使用方法是直接注入。这种应用过程包括用中空钻杆把液态ORC和HRC化合物直接泵入处理区。该方法简单、快捷、有应用价值并可在多个位置使用。使用直接注入法可把ORC和HRC化合物应用于更难达到的位置,包括一些裂隙基岩或邻近大型建筑物的地下污染区。在这些位置常需要特殊的设备,如定向钻进钻机和在有效位置使用双层封隔器。实际上,在水平/定向钻进应用中也可把ORC化合物用作钻探泥浆。

在美国华盛顿第四平原服务站,由于其地下石油储蓄罐泄漏而产生了大量BTEX化学物质,包括易挥发的单芳香碳氢化合物、甲苯、苯乙烷和二甲苯,通常在汽油和其它石油产品中可发现这些化学物质。地下含水层主要由沙子和砾石组成,这表明在这些污染物中进行的自然生物降解速度会很慢,通过提供额外的氧可加速自然生物降解过程。最高管理者决定使用ORC化合物来增强生物降解速度,因为ORC化合物在6个月内预期的降解了含水层中超过50%的污染物。在此修复过程中通过15个土壤钻孔用ORC化合物对污染羽进行降解。每个钻孔被回填60磅的ORC浆液,150天后整个BTEX污染羽被降解58%。使用ORC化合物的成本为4万美元,而使用常规的泵抽-处理系统需要约25万美元。

在美国加利福尼亚洲Hollister的一个军工厂,其地下含水层受到多种化合物的污染。其中主要污染物为高氯酸盐-火箭推进剂的主要成分,从健康角度来看它能损坏甲状腺功能;六价铬(铬-6),它是一种人们公认的致癌物;冷却剂1,1,2—三氯—1,2,2—三氯甲烷,它是一种能损耗大气臭氧层的环境污染物。其含水层主要由粉砂组成,地下水以每天约0.07英尺的速度向西北方向流动。在探索研究中通过25个注入点把600磅的HRC化合物注入污染区。取样网覆盖面积约为1200平方英尺。对其监测79天后发现高氯化物浓度被减弱88%,而六价铬几乎被完全降解。

一个由俄勒冈州环境质检部门管理的清洁区,其地下水中PCE浓度达到10万微克/每升,这表明在该地区存在DNAPLs残留物,在该位置通过5个定向注入点把700磅的HRC-X注入地面,通过水井JEMW-4来监测HRC-X化合物的影响效果,结果清楚地表明HRC-X化合物促进了PCE的降解速度和原位吸附。使用HRC-X化合物处理DNPALs残留物的总费用为2万美元,通过使用直接注入技术把HRC-X化合物注入含水层。无需昂贵的现场设备、相关工作和维修与保养费用。目前,在英国和一些欧洲国家已有很多项目正在使用Regenesis公司的产品,它能有效地促进或加速自然衰减过程。当使用正确时能有效地加速降解速度。

(2)Orica公司澳大利亚 Botany地下水处理项目

Orica公司采用抽出处理修复技术建立地下水污水处理厂对地下水进行处理,利用空气吹脱法去除氯代烃类,并用热氧化技术处理尾气;吹脱后的污水采用常规污水处理法进行处理,部分出水采用反渗透技术对出水进行回用。该项目建设期两年,总花费1.67亿美元,每天处理水量为6000m3。该项目于2007年正式运营,其基本流程见下图:

该处理工艺的核心——地下水污水处理厂平面布置图如下图所示:

其工艺流程图如下:

4.2国内地下水修复工程实例

(1)常化厂地块污染场地土壤及地下水修复工程项目

项目建设地点位于常州市天宁区南部中吴大道以南,和平中路以东,大通河以北,龙游河以西,投资总额1亿元人民币,项目总占地面积100公顷,其中需要修复的两个区域是原常化厂厂区和原实验工厂厂区,共需修复土壤面积24600平方米,污染土壤总量13.7万吨,需修复地下水面积71300平方米,共需抽取污染地下水总量为62万立方米。

该项目2009年至2010年上半年开始实地调研,对土地进行分区布点,提取土壤和地下水样本,摸清土地污染程度和范围。在完成科学实验后,制定出相应的治理方案。2010年9月正式启动常化厂污染场地土壤及地下水修复工程,工程实施过程中首先掘地2-6米,把污染区约33万吨的土壤全部移走后,重新以优质的新土填充。其次,抽出60万立方地下水,进行深度处理后,再回灌地下,确保不影响地质结构,2012年底修复工程结束。

(2)广华新城地下水污染治理工程项目

2012年8月6日,五建承建的国家首例地下水污染治理工程——中央国家机关公务员住宅建设服务中心广华新城地下水污染治理工程项目开工。此次地下水污染治理项目是我国尝试性大面积地下水污染治理的先河,工程施工工期为730天,目前尚未完工。

五、地下水与地表水的联合运用

5.1水资源的联合运用

为促进一个流域、地区或灌区的水资源供需平衡,对地表水和地下水进行合理的统一开发利用和管理。在农田灌溉中,联合运用的主要形式是井渠结合。有些地区兴建了大规模的引水、调水工程,与原有的井灌区联成一个系统;而在一些大型自流灌区,由于地表水资源不足,又在灌区进行机井建设。美国加利福尼亚州的中央河谷、巴基斯坦的印度河平原、印度的恒河平原和中国的黄淮海平原,都是大面积地表水和地下水联合运用的地区。

水资源联合运用的优点

①调蓄地表径流。利用含水层的蓄水功能,蓄存丰水时期的多余地表水量,供枯水时期使用。

②改善地下水质。调蓄地表径流水量,对含盐量较高的地下水可以起到稀释作用。巴基斯坦和以色列的一些灌区,曾采用这样的方法减少地下水的含盐量。中国黄淮海平原的黑龙港地区,对浅层矿化地下水也进行过"抽咸换淡"。在荷兰,还把夏天温度较高的水回灌地下,到冬天抽出灌溉对水温要求较高的温室花卉和蔬菜。

③调控地下水位。大型水库和灌区的兴建,增加了对地下水的补给,引起地下水位升高,导致灌溉土地渍涝和次生盐碱化。在这些地区,开采利用地下水可降低地下水位,配合地面排水,进行旱、涝、盐碱综合治理;但地下水超量开采会引起地下水位下降,使水井建设费用和抽水费用增加。长期超采会形成大面积地下水位降落漏斗,招致地面沉陷和滨海地区海水入侵等危害。在这种情况下可引进地表水,以减少地下水开采量,并对地下水进行回灌,以调控地下水位。

5.2水污染物总量联合控制

流域水污染物总量控制作为水资源保护管理的重要途径,正逐渐受到广泛重视。地表水与地下水作为水资源系统的重要组成部分,两者之间相互转化,密切联系,即要实现地表水与地下水污染防治的密切结合,做到统筹规划,统一评价,整体保护。开展地表水与地下水污染物总量联合控制应用研究,对从整体上保护流域水资源和水环境具有重要意义。

广东省环境科学研究院以郑州市为研究对象,从地表水与地下水联合水功能区划分、环境容量核算、污染物总量联合控制、水污染防治对策与措施4个方面入手,把地表水系统与地下水系统联合起来开展水污染物总量控制研究。研究认为:地表水与地下水作为水资源系统的重要组成部分,两者之间相互转化,密切联系,需要统一管理和保护,为保障郑州市水污染物总量控制目标的实现,须采取工程与非工程措施进行有效控制。

参考文献

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[DOI]1013939/jcnkizgsc201714249

1研究背景

京津冀一体化协同发展已上升为国家战略,是打造新型首都经济圈的有效路径。三地经济的发展带来了人口、资源和要素流动,产业升级、企业和人力资源数量的增长,对水资源的需求不断增加,导致了水质的破坏及水资源的匮乏,生态环境的问题日益突出,这制约和影响了人们的生活质量,阻碍京津冀一体化进程。三地水质安全和水源保护面临巨大压力,迫切需要采取行动加以解决。

2京津冀水污染现状分析

京津冀三地同属于海河流域水系,京津两地多条河流互为上下游,河北省位于上游地区,京津冀地区水资源极为匮乏,据国家统计年鉴最新数据显示:2015年全国人均水资源量203925立方米,北京人均水资源量12401立方米,天津人均水资源量8356立方米,河北省18246立方米,三地人均水资源量总和仅为390立方米,不足全国人均水资源量的1/5,水资源匮乏不言而喻。另外,京津冀地区地表水污染严重,地下水开采过度,近五年三地废水排量以3%~5%的比例逐年增加,水质恶化,水位持续下降,加剧了水资源的供需矛盾。京津冀三地在水污染问题上的“荣损共俱”的现实状况,使得三地应该根据不同地区特点,统筹京津冀水资源调配和山水林田湖等各要素,这成为三地水资源协同治理的不二选择。

3京津冀地区水污染协同治理存在的问题

31京津冀协同发展与水污染协同治理“不同步”

京津冀协同发展的国家战略为三地的水资源协同保护提供了坚实的战略保障,京津冀在水资源保护诸多环节展开建设性合作,但是对该问题的认识层面仍存在不一致现象,仍存在“一亩三分地”的思维定式,区域间行政化管理模式难以突破,缺乏跨界水资源污染一体化治理的联控机制,使得区域协同发展与共同治理错位。

32京津冀水资源利用机制和水生态补偿机制“不协同”

京津冀地区三地地位不对等,产业结构不一致,尽管河北省水资源紧缺,仍担负着为京津两地提供足够优质水资源的主体功能,经常先保障京津两地的需求,却没得到相应的补偿,获得合理的回报,区域水生态补偿机制和污水排放交易机制不健全,没有体现资源与水生态的“共建”与“共享”,相应的法律法规不健全,这是制约和影响京津冀水污染协同治理的主要原因,造成水资源保护和经济发展不“协同”。

33农村地区缺乏相应污染源控制机制

就区位环境而言,京津冀地区囊括华北平原、海河流域,农村环境污染问题日趋严重,成为不容忽视的污染源。县域经济发展中追求GDP增长,高碳工业依然在发展,特别是农村燃煤散烧、污水乱排、土壤污染问题日益严重,农村环境污染随着不合理的施肥比例而日趋严重,而且重氮肥轻磷钾肥,重化肥轻有机肥,使得施肥结构不合理。农村目前散居的生活方式,不可能根本改变农村能源利用结构,再加上农村机动车也在不断增加,脏、乱、差状况相对严重,使农村地区是水污染的主战场。此外所采取的水资源保护措施,以及相关整治措施在农村最难以执行到位。京津冀地区地下水污染问题已成为限制该区域农业可持续发展的重大障碍之一。

34京津冀地下水开发利用程度偏高

相较于全国,京津冀地下水超采量严重,水位明显下降,据中国测绘科学研究院数据显示,截至2014年6月京津冀地区年均沉降速率超过50毫米的面积达到4569平方千米,这与过量开采地下水息息相关。随着京津冀一体化进程的推进,三地产业结构升级,产业转移,可能会引起地下水开发利用的加剧,还会进一步扩大华北平原地下水漏斗。

4京津冀协同发展中水污染治理对策构想

41构建京津冀水资源一体化统筹协同机制

建立从国家战略高度统筹污水治理的顶层设计,全盘考虑,从水污染防、水态保护与修复到水污染排放总量的限制以及排污标准的设定等方面分工协作,统筹安排,建立相关组织,降低协调成本。

42构建水资源利用与水生态补偿相协同机制

京津冀三地定位不同,产业结构不对等、不合理,按照生态补偿的理论,“谁受益,谁补偿”保证保护生态环境的地区有收益,愿意干。京津冀建立流域之间的水生态补偿制度,落实生态补偿资金,让水资源的主要提供者得到相应的补偿,此外还可建立用于保护跨区域水源保护专项事项的专项补偿基金。通过建立京津冀水资源补偿机制,重新进行利益分配,使得河北在水资源的防治工作中得到补偿,加快京津冀污水治理的一体化进程。

43重视农村、农业水污染机制建设

一方面,建立基层宣传机制,从农业基础进行宣传,近期来看,增加农业科学种植信息,避免过量使用化肥、农药,根源上减少地下水污染的机会;长期来看,结合农业土地流转政策,增强生物化种植,利用自身的生态系统进行控制。另一方面,改善农村生态环境和农民生活方式,通过发展现代新农村和非农产业发展提升农村城镇化水平,进而从根本上改善农村的生态环境。

44实施长期有效的水污染质量监测机制

根据《水十条》要求“2017年年底前,京津冀等区域、海域建成统一的水环境监测网”。借助于“互联网+”平台,利用公众监控、监督,不仅可以指导水污染治理工作的开展还可以防止水污染行为的扩张,基于信息平台:一方面综合分析三地的水环境状况,明确治理重点,有的放矢;另一方面建议从顶层成立治理部门,明确制度责任,并探索“河长制”形成跨区域管理模式。最终,建立跨界水污染信息交流平台、完善区域水污染突发状况应急响应预案,加大联防联控力度。

45呼吁全社会参与水污染治理工作

区域化水污染治理需要政府全力支持并形成有依据的法律和法规,同时,需要借助于微观群体――企业和社会公众等各个层次都纳入到水污染治理的范畴中。企业在生产过程中要注重水资源的利用以及污染的排放,严格遵守水环境保护制度;社会公众在生活过程中自身做起节约用水,按序排放污染垃圾等,从基层环节支援治污工作。

综上所述,京津冀地区开展水污染协同治理,必须要本着优势互补、合作共赢互惠互利的原则,以服务产业转型升级为目标,统筹考虑以水资源和水环境的关系,体现协同治理对三地生态环境的重要联合支撑作用。

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中图分类号:TU991.25文献标识码: A 文章编号:

饮用水污染发展现状

据调查,在我国的很多区域县市,由于当地的水资源生态系统已遭破坏,淡水资源的水质条件也日益恶化。数据资料显示:我国大约有80%的工业、生活污水没有经过任何处理措施便流向了水源地。经检测,全国有一半地区饮用水质量不过关。以农村为例,有将近3.2亿人口不能喝到放心水,其水质已受到严重污染。有关专家的研究结果表明:我国至少有1/4的地表饮用水无法达到引用标准,且从整体上看,南方的水质情况要好于北方地区。

饮用水污染的因素分析

1、工业污水的不合理排放

工业是我国经济发展的主导产业,每一年的污染排放量都是极大的,而这些废水多半没有经过任何处理程序直接排向生活水域。在参与试验的河道中,90%的城市用水都不同程度地被污染了,能达到国家水质标准的不到一半。更为严重的是,水污染现象正逐步蔓延至深层水域,以至于地下水都受到威胁。工业污染排放是水污染的第一“罪魁祸首”,不仅日排放量大、污染范围广,且其污水成分极为复杂,治理难度极高。

农业方面的污染源

农业对水质的影响主要来源于这几个方面:动物粪便的随意排放、农药化肥的随意丢弃造成的污染。在这些污染源中,各种病原体微生物的数量极多,有害物质的含量极高。水土流失在我国的严重程度已经有目共睹,而这一现象直接导致农药化肥等有害物质会随着地表土地的流失而汇集到水域中,各种营养元素也不可避免地会进入各个河道,生活水域受到不同程度的污染。由此产生的结果是:水域中藻类和其他微生物体的繁殖速度急剧上升,加速了水质的恶化程度。

文献资料表明,我国至少有将近一半的河流湖泊处于过度营养状态,造成这一现象的主要原因就是农业上的各种污染,比如说:检测水域中的氮磷污染物有近1/3与农业污染密切相关。我国的水源多集中于山区,特殊的地理形势使得农业污水会随着水土流失过程不断排入水域。据了解,在饮用水的水源地,尤其是地下水中所沉淀的农业有害物质,至少会给数百万人的生命健康造成巨大隐患。也就是说,对于农业污染的治理势在必行。

我国大部分地区在进行农业灌溉时还是会带有很多残留的农药化肥物质。根据最新的统计数据显示:全国范围内各大中小型城市中,仅有23%的居民能喝到放心水,这一数据在相对落后的城镇乡村甚至更低。要高效治理水污染现象,首先就是要保证饮用水的质量过关。必须要加大对污染水源地的监测范围和力度。

生活污水的排放

生活污染对水质的影响主要来自于各种生活垃圾、粪便及污水的排放,其主要成分就是一些危害不大的物质,但是生活污水的排放会带来很多潜在的病菌。而南方的大部分城市都是傍大江大河而生,因为污水处理观念不强,技术落后,使得当地的水质急剧恶化。特别是某些河段,既受工业污水的影响,还受生活污水的影响,人们所用的饮用水水质极差,甚至比国家规定的第三等级的水质标准都低,严重危害人类的健康。还有些区域选择钻井取地下水,但由于地下水的水源已被重度污染,水质根本无法达到引用标准。某些条件落后的地区存储的山坡积水其实也深受污染,这样的水源水质没有任何保障,很难说适合引用。

饮用水被污染之后的不利影响

水资源污染程度的日益严重化已直接威胁到人们的生命安全,对于整个社会的健康可持续发展极为不利。国际权威组织的研究结果表明:在广大的发展中国家,引发各类传播疾病的最大诱因就是水质的污染,每年由于引用水质不达标问题带来的死亡人数超过2000万。自然水源的污染直接影响到饮用水的质量标准,若是直接引用那些尚未经过任何处理程序的水源,将对人类造成各种生命安全威胁。若是引用了那些含有大量有害物质的水源可能引发多种疾病,甚至是致癌。

以湖北省为例,其某一县级区域的工业污水排放不合格,基本都是直接流进当地的蛮河,致使该河道下游区域的水质受到严重污染。经过水质检测,该河流的水十分浑浊,散发出阵阵臭味,属严重不合格水质。

具体的防治措施

水污染的防治工程涉及面广,内容复杂,需要各个部门通力合作方能见效。但是,“防治结合,以防为主”。要充分认识到环境保护的极端重要性,不能再盲目地追求经济效益的高速增长。我国在前几年就已明确建立可持续发展的战略目标,针对水污染的治理也提出了各项应对措施。以往那种“先污染,后治理”的发展理念必须抛弃,应从这一刻开始全面投入到水资源的保护行动中。要根据当地的实际地形和外在条件建立治水计划。

从源头上对水资源进行保护,针对不同的水资源保护单位制定与之相适应的保护治理方法,不仅要对农业化肥的使用情况进行严格的限定,还要对各种生活工业垃圾进行科学的分类。此外,还要防止各种人为因素对水资源的破坏。如果造成了水质问题,则要按照“谁污染谁治理”的原则,限令责任人在期限内解决水源污染问题。

完善饮用水的安全工程建设项目。对于某些条件成熟但供水设备落后的地区,要及时建立自来水供水系统;对于水质已被严重污染且治理困难的地区要果断更新水源地;而对于那些人口分散的山地则需要因地制宜地建立供水系统。

第三、全面加强饮用水的水质检测系统的建设。要大力保障饮用水的水质安全的话,不仅要在水源上投入大力气,还要重视各种供水系统的建设,最后要记住的是加强对饮用水水质的检测力度。要完善对于饮用水水质管理的各个环节,保证人力、物力、资金的及时到位,保证各环节信息沟通顺畅。此外,还要建立权责明晰的责任制度,要使整个供水系统的运行保持充满活力的状态。最后,在水质管理上要突破管理障碍,打破各部门之间的管理冲突,引入积极健康的竞争机制,帮助整个管理机制沿着健康的轨道运行。目前,各大管理部门在饮用水的安全防治方面已经做出了相当多的积极探索。

参考文献:

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近年来,我国环境污染问题愈加严重,在对地区人民的身体健康造成不良影响的同时,也阻碍了地区环境与经济的建设和发展。环境治理的工作量较大,且在相邻区域的界限并不明显,在此种情况下,加强多中心治理理论的应用与地区政府间关于环境治理的协同合作力度,已成为各地区政府及有关环保部门在环境治理过程中需要着重开展的关键工作。

一、多中心治理理论及相关文献综述

多中心治理,即社会中的多元行为主体在一定集体行动规则的指导下,通过相互协调、互相配合和彼此博弈,进而形成一种协作式公共事务组织模式并以此种模式进行公共事务管理与提供优质公共服务,并实现过目标可持续发展的一类治理方式。多中心治理理论下的环境治理则是多个行动主体为共同应对环境变化而采取的相关措施,主要包括知识传播、决策制定、监督管理和激励等。需要说明的是,虽然环境治理过程中,需社区、企业、环境部门等多元主体的参与,但仍需要以政府为主,构建基于多中心治理理论的环境治理措施。王小新进行了京津冀大气污染防治政府间合作的研究。臧乃康分析了长三角区域公共治理合作机制,提出利用企业和民间自发可以全面推动长三角区域公共治理合作机制的建立。吴坚提出构建以协商为基础的区域多中心跨界水污染治理体系来解决跨界水污染治理问题,充分调动政府和市场的力量。

二、京津冀环境污染协同治理现状

受环境问题影响,京津冀地区进一步加大了关于环境污染协同治理工作的力度。2015年1月,天津市三次人大会议正式通过《天津市天气污染防治条例》,其中专门设置了关于区域大气污染防治协作的说明,同时指出,京津冀地区应定期对区域中的大气污染防治的相关事项进行协商,并根据地区防治需要,进一步加速高污染交通工具的淘汰速度。北京地区则通过加大财政支持力度,将财政有效分配至地区多个环境治理主体当中,并根据《北京大气污染防治条例》《北京水污染环境防治条例》等,调整并退出百余家污染企业,同时,强化与河北、天津的合作力度,展开关于大气污染、水污染以及环境噪声污染防止的科研工作,为推动京津冀地区节能减排与产业标准的统一奠定了良好基础。河北省则通过出台《河北省固体废物污染环境防治条例》《河北省大气污染防治条例》和《河北省环境污染防治监督管理办法》等,以改善全省与京津冀地区的整体环境为目标,以优化能源结构与加强环境协同治理为手段,调整产业结构,严抓重点企业的污染治理工作,并积极加强同北京和天津地区关于环境污染治理的合作,计划以2013年为基准,在2017年将全省大气的PM2.5年均浓度降幅25%。

京津冀地区近年来积极开展环境治理的协同防治工作,但环境质量的改善结果却并不乐观。因此,未来有必要也必须进一步加强包括大气环境在内的京津冀地区的整体环境治理协同合作力度,将环境污染控制在标准范围内,实现地区环境共同治理目标。

三、基于多中心治理理论的京津冀环境污染协同治理措施

(一)加大政策法规建设力度

多中心治理理论下的京津冀地区环境污染协同治理应以相关政策法规作为基础和前提。京津冀地区环境治理过程中,需要在进一步明确各省关于环境治理的相关政策方针的基础上,根据地区环境治理的实际情况,加大对京津冀地区环境治理法律法规的建设力度,并将经济快速发展与落实科学发展观以及建立环境友好型社会进行有机结合,促进并协调京津冀地区经济发展与环境保护的关系。在此过程中,还应强调其他环境治理主体的合作和沟通。

(二)建立上级监督管理机构

各地区有关部门在环境治理的协同合作过程中,需要一个较为权威的机构对相关治理工作进行监督和管理,因地区政府间均为平行关系,故需要上级成立专门的组织机构对京津冀地区关于环境治理的合作情况和工作质量与进度进行监督,确保各地政府及相关部门能够结合地区实际情况制定并落实相关节能减排政策,并对突发的环境事件做出迅速反应,减少因政府自利性和其他组织功利性而对环境治理协同合作产生的破坏,在明确各方权责的基础上,确保京津冀地区环境治理过程中政府协同合作的高效性。

(三)改革政绩考核机制

京津冀地区在后续的环境治理协同合作过程中,需改进以传统的基于各地区单一GDP的政绩考核机制,并从环境治理和环境保护的层面出发,以地区合作协定为依据,根据国家制定的环境保护政策战略方针,将生态考核指标纳入到各地区环境治理的绩效考核机制当中,促使地方官员、企业领导者、监督管理部门和社会公民相互协作,提高环境治理效果。还需说明的是,各地政府在多主体的环境治理过程中还应充分发挥主导作用,通过将节能减排、治理重污染企业等相关工作提升到关系地区可持续发展的战略高度,将环境治理与相关负责人的政绩相挂钩,从而提高其参与京津冀地区环境治理协同合作的积极性,提高地方政府的关于环境治理的合作意愿,形成政府合作开展环境治理的自发机制,为京津冀地区环境治理协同合作的顺利开展提供良好的机制保障。

参考文献:

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1 引言

地下水资源是我们人类赖以生存的基本组成部分,也是自然界水循环的重要一个环节。据相关的数据统计,目前在我国对地下水利用量的勘查评价数据中显示,其中的集中供水的水源地有近1500处,并且已开采水源地约1000处,日开采量超过1亿立方米。而在我国依靠地下水供水的城市近500个,数量约为全国城市总数的62%。由地下水资源利用所诱发的环境问题与我们的生存发展有着直接的关系,所以对地下水资源的可持续发展和合理开发利用尤为重要。

由于地下水所赋存的环境不同,决定其与周围环境的物理和化学变化的过程十分隐蔽和缓慢。因此,在在短时间内对地下水开发的过程中所引起的环境问题也很难被发现,当发现需要处理其在短时间内很难见效。其诱发主要问题体现在地下水过量开采引发的生态平衡、地下水污染问题、地下水过度开采引发的地面沉降与塌陷等。针对地下水开采一系列问题,笔者对此进行相关的防治研究的综述,提出相应可持续发展的方法,以生态环境基础作为切入点,以求实现对地下水水资源的可持续开发与利用。

2 地下水开采引起的相关环境问题研究

2.1 过度开采引发生态失衡

地下水资源作为我国水资源的重要组成部分,其在生态环境平衡等方面起着不可替代的作用。由于地下水资源的开发利用不合理,造成我国目前地下水资源供需不足。其结果进一步引发地下水开采的加剧,使得地下水位持续下降,包气带增厚,植被衰退严重,对原有生态平衡造成破坏。由于地下水水位的下降,对于上覆的岩层及沉积物会在压力作用下压实,孔隙被变小,储水空间压缩,从而进一步导致地下水含量的减少。

对于地下水的补给与排泄而言,其受到地形、水文地质构造、气候等多方面因素影响。在地下水资源形成的循环系统中,循环保持着一种动态的平衡,在区域范围内,一个地区的地下水资源的开采,就会造成原有平衡状态的破坏。所以在许多开采区范围内,地下空间会形成水位降落的漏斗。当地下水的补给量大于开采量时,这种水位降落形成的漏斗将会随季节变化,在丰水时期水位上升,枯水时期水位下降,并且不会出现较大的升降幅度。但当地下水的补给量小于开采量时,将会会造成地下水水位的持续降低,其在丰水时期水位也不能升高。

2.2 地面沉陷与塌陷

导致地面沉降的主要原因:天然条件下,承压水与上下隔水层之间为一种平衡状态,地下水开采,使得水头高度下降,引起对上层地层的浮托力减小,承压水所受到的应力,有一部分将会转移到含水层颗粒的支撑面上,使得颗粒之间的间隙减小,其结果是上部地层受到压缩,从而产生地面的沉降甚至塌陷。相关研究还表明,沉降速度和沉降程度不仅与抽水量的大小、地下水水位的下降速度相关,而且还与区域内地层条件相关,如:地层的孔隙度等。对于地层粒径较大时,其在释水压密时表现的变形为弹性变形,水位恢复后可以时变形复原,沉降消除;而地层粒径较小时,在其颗粒之间表现较强的粘结力,形成结构孔隙,其在释水压密时土层变形不能够还原,其引起地面沉降不会消除。

地面沉降所带来的环境问题较为严重,含水层的性质会因此而改变,其在在沉降时会引起地面开裂、建筑物倾斜,管道扭曲或折断,港口的破坏以及海水的入侵等。在我国,北方地面沉降较为严重城市有太原、天津、沧州、西安等;南方有上海、阜阳、苏州、无锡、常州等。其沉降的原因均是由于开采地下水过量,造成地下水水位的大幅度下降所诱发。

2.3 滨海地区海水入侵

随着经济的发展,使得我们对地下淡水的开采量逐年增加。而主要河流补给和降雨量确趋于减少,自然补给不足,造成淡水水位下降。自然条件下咸淡水保持一种平衡,地下水向海洋方向排泄,随着地下水水位下降,二者保持某种动态平衡。海水水头高于地下水水头,咸水向低水位的淡水区流动,使原来淡水区的地下水变咸,形成了海水入侵,该现象在滨海地区尤为突出。

沿海地区由于其地貌环境的复杂性,海水入侵的表现形式有带状入侵、面状入侵、锥状入侵等。海水入侵湾沿海地区造成的危害较大,主要表现在农业方面。其会导致地下水咸化,致使土壤盐碱化,粮食产量下降,在旱年甚至会造成绝产。还容易使现有的深水井失效,再打更深的水井,形成恶性循环并加速海水入侵。其在工业方面,会由于地下水咸化,导致设备锈蚀和产品质量下降,并出现因淡水供应不足使企业停产,影响企业的经济效益。在人民生活方面,则由于水质的变化,人畜将饮用不达标劣质水,导致人畜疾病增加。如问题较为严重的地区:大连、秦始岛,青岛、厦门以及北海等。

2.4 地下水污染

由于工业,生活的相关活动,致使地下水受到不同程度的污染。人为的因素的影响之下,地下水的水质质恶化的程度严重。造成地下水水质污染的主要来源有以下:受污染的地表水侵入到地下的含水层,向地下直接排放的工业废水,人畜粪便以及因农药使用过量而受污染的水渗入地下等。其导致的结果:使地下水中的有害元素如汞、砷、铬等放射性物质,有机物,细菌等的含量严重超标。受到污染的地下水不仅对人体健康产生很大的危害,甚至影响工农业生产。据统计,在我国的大多数城市的地下水均受到不同程度的污染,一些工业、生活聚集地区的地下水水质污染严重。

地下水的流动更新周期及其漫长。因此,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染,没有办法在短时期内进行治理。需要的十几年,甚至几十年才可能使水质复原。至于进行人工的地下含水层的更新,问题就更为复杂。

3 采取防治措施

3.1 引发生态失衡防治措施

把地下水的利用和地表水的利用有机地结合起来。在工农业的生产过程中以地表水利用为主,地下水利用为辅。城镇人口聚集区生活用水以地表水的利用为主,地下水的利用为辅;而在农村、郊区居民的生活用水则可以以地下水利用为主;根据工业、人口分布位置不同和实际环境因素的影响,在地下水和地表水利用中应各有侧重,综合利用。并号召相关行政部门建立后备地下水水源地,做好地表水的蓄存,合理做好周边地下水回渗、补给。同时建立相应的水源涵养区,调节区域范围内的环境气候,使得各地地下水水源,能够得到合理的利用并与周围环境协调发展,以求达到经济发展和社会需求同步协调发展。

3.2 地面沉陷与塌陷防治措施

在松散沉积物覆盖的岩溶地区,当抽取地下水,使其水头位置下降到覆盖层以下时,水对覆盖层的浮托力支撑随之减小,由于水流的潜蚀作用或负压吸蚀作用,可以致使松散沉积物崩塌,就会在地表形成塌陷坑和漏斗,引起建筑物、管道、公路、铁路等的破坏和农田的毁坏。根据沉降速度和沉降程度除了与抽水量的大小、水位的下降速度相关外,还与区域内地层颗粒度的相关关系。减少地下水的开采量,并向含水层进行适度的人工补给,是控制地面沉降的有效措施之一。

3.3 海水入侵防治措施

对于海水入侵,其防治办法的关键是有效保持淡水含水层的水头高度,除了控制抽水量之外,最有效可行的办法是实施人工干预——进行人工回灌,通过人工干预的方式来控制海水入侵。人工回灌可以引用地表水,或者在抽水井与生活区海岸之间布置回灌井,形成一个压有效的力脊,使其水头位置高于海平面。亦或,在沿海岸布置相关抽水井,使其形成相对应的水头高度的低槽,来使其高度低于海平面,从而防止海水向内陆入侵。对于海水入侵,还可以合理利用沿海地域的一些特殊的地质条件,进行帷幕的灌浆,形成地下隔水层,以阻挡海水入侵。

3.4 地下水污染

引起污染的原因是多方面的,主要有:废水的排放,水土流失以及化肥、农药的不合理使用等。通过污染源有效控制,增强大家的环保意识,加强政府门对地下水的管理。同时加强环保监督部门工作的监管力度,对水资源的利用加以合理控制,采取有效的防治办法,防止地下水进一步污染和水质持续恶化。同时对地下水利用进行监测管理,实行商业用地下水价格与地表水价格的分离收费方式,以使地下水资源得以饱和利用,使宝贵的地下水资源得到充分合理的利用,也实现地下水资源的可持续利用。

4 结语

地下水资源既是一种宝贵的自然资源,也是自然环境的重要组成部分。在其开采利用中,诱发一系列的问题,值得我们思考和研究。也需要我们针对地下水资源再利用中,存在的问题进行深入的探究,以期促进经济发展、自然资源开发利用与地质生态环境保护三者间的协调发展统一。并且人类社会发展,只由合理地利用和由效地保护地下水资源,才能保证经济和社会的持续发展。

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[7]唐可.2015年上半年南京新增汽车15.91万辆[R].载中国江苏网:http://.cn/system/2015/08/12/025879608.shtml,最后访问时间:2015年12月5日.

篇11

平潭因其独特的地理位置,在两岸政治发展稳定、经济合作多元、文化交流协调的大背景环境中显得尤为重要。如今的平潭地区已然成为福建省科学发展和两岸人民沟通交流的实验区,成为当今时代关注的热点区域。而平潭经济的发展需要土地、资金、人力、技术等多个要素的共同优化配置,这就要求我们充分了解平潭现有的优势与不足。本文对新一轮平潭环境保护规划和平潭县域环境承载力现状、问题进行了综述,提出了提升平潭环境承载力的策略。

1 环境承载力的概念

关于环境承载力的概念,目前学术界有多种说法,但多数是从环境的“资源支撑能力”和“环境消纳能力”两个方面构建环境承载力的概念框架,例如有学者认为,环境承载力是指在维持区域环境系统结构与功能不受损害的前提下,某一区域的环境能够为该区经济发展提供所需必要资源的最大支撑能力和最大消纳污染物的能力。而本文所指的环境承载力是特定区域资源环境承载力,指特定尺度区域在一定时期内,在区域人类社会确保资源合理开发利用和生态环境良性循环的条件下,资源环境能够承载的人口数量及相应的经济社会总量的能力,除包含环境的“资源支撑能力”和“环境消纳能力”之外,也强调人口在环境承载力方面的主观能动价值。

2 平潭新一轮环境保护规划对环境承载力的整体规划思路

《平潭综合实验区生态建设与环境保护规划(2010— 2030)》(以下简称“环境保护规划”),是平潭新一轮土地规划当中的一个专题规划报告。环境保护规划由生态建设规划与环境保护规划组成,其中生态建设规划包括以平潭县为代表的生态示范区的生态建设与原有破坏生态的恢复治理;环境保护规划主要从环境质量保护与环境管理角度规范平潭地区的水质、噪声、大气等级等的达标治理。

本轮环境保护规划中提出针对环境污染控制与监测、生态环境优化建设的相关思路,并提供了部分具体措施,对未来平潭环境承载力提升有较强的实践指导意义。

2.1 平潭环境保护规划对环境承载力的优化指引

2.1.1 环境污染控制与监测方面

环境污染控制的范围主要针对平潭主岛,具体包括:

(1)水污染控制。包括陆域水污染控制和海域水污染控制。陆域水污染防治的重点是优先保障饮用水安全,确保饮用水达标率。其核心是对三十六脚湖、六桥水库、玉井水库等集水区域的水源地保护。海域水污染控制主要是针对功能分区(如旅游区域、渔产区域、港口区域等),重点是保护海坛岛长江澳、海坛湾等滨海旅游度假区海域以及石牌洋风景名胜区海域海水,保证一类水质(按照《海水水质标准》(GB3095—1996),下同);而渔产区域水质达到二类水质,港口区域(含渔港修造船厂)达到三类水质。

(2)大气污染控制。主要针对平潭的未来建成区域的污染源控制,主要控制二氧化硫、二氧化氮、PM10、降尘的污染,大气环境质量达到《环境空气质量标准》(GB3095—1996)中的二级标准。采取双B工程(公交优先与自行车出行)以及电动车与LNG公交的推广,降低汽车尾气排放。

(3)固体废弃物控制。主要针对城市中心商务区、旅游休闲区、低碳科技园区,以及村镇居民点。采用垃圾集中填埋处理、焚烧发电等方式,到2030年,城镇生活垃圾无害化处理率和工业固体废物处置利用率均达100%。

2.1.2 生态环境优化建设方面

基于平潭海岛生态环境特征和自然格局,根据综合试验区发展定位和总体布局,规划构建综合试验区的生态安全格局,划定生态保护红线区(禁止建设区)和黄线区(控制建设区),通过实施生态建设工程和分区管理,维护海岛生态系统的稳定与平衡,保障综合试验区的生态安全。

规划中重点强调对饮用水源地的保护、防护林体系的建设、土地资源的保护、水资源的保护、自然景观的保护等环境保护事项。其中在红线区重点强调对于饮用水源地保护区、自然保护区、风口地区防风基干林带、风景名胜区的核心区、滨海沙滩区域的保护。而黄线区则严格控制新开发建设项目,对合法已开发建设项目要保障其不对生态环境构成威胁。

(1)生态产业观念。从农业、工业到第三产业全面引入生态产业观念,将其作为平衡平潭区域经济发展、社会稳定与环境保护的主要切入点。规划提出了发展以承接福州高端机械产业、发展本地海洋生物科技产业、强化以风能为代表的清洁能源产业、密切台海合作的低碳科技交流示范产业的生态工业发展观念,并对现有的传统工业进行优化与改造,统筹一岛两区的产业布局。同时,针对平潭现有的生态环境整体质量较好,规划提出了中期大力发展有机农业,合理养殖密度,规范现代养殖业;远期发展观光农业、精致农渔业为代表的生态农业。在规划期间将重视发展旅游观光业为主体,商贸、金融服务业为配套的新兴生态服务业。

(2)生态园林城市构想。规划中在一些细节上体现生态宜居理念,在建成区保障绿地面积比重,推进生态化交通,构建“双B”城市即强调公交优先与自行车出行,推进生态社区建设与绿色建筑普及。

2.2 平潭环境保护规划对环境承载力引导存在的不足

2.2.1 规划中对生态产业缺乏阶段性重点产业指引