第一篇：地下水污染防治報(bào)告(砷處理)

目錄

一、概述..............................................................................................................................1.1地下水中砷的物理化學(xué)性質(zhì)................................................................................1.2砷污染概況............................................................................................................1.3原生高砷地下水賦存環(huán)境和砷的來源................................................................二、地下水除砷技術(shù)..........................................................................................................2.1 物理化學(xué)方法.......................................................................................................2.1.1 離子交換法................................................................................................2.1.2 吸附-過濾法..............................................................................................2.1.3 氧化法......................................................................................................2.1.4 膜分離法....................................................................................................2.2 生物方法...............................................................................................................2.2.1 植物類......................................................................................................2.2.2 微生物類....................................................................................................2.2.3 生物源性類................................................................................................三、結(jié)論和展望................................................................................................................參考文獻(xiàn)............................................................................................................................0

地下水除砷技術(shù)

摘 要： 砷是一種毒性很高的物質(zhì),地下水中存在砷污染, 將對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。重點(diǎn)介紹了地下水除砷技術(shù)的研究進(jìn)展，包括物理化學(xué)方法以及生物方法。

關(guān)鍵詞： 地下水 除砷

物理化學(xué)方法

生物方法

一、概述

1.1地下水中砷的物理化學(xué)性質(zhì)

砷在氧化環(huán)境中以As(V)為主,在還原環(huán)境中以As(III)為主。砷化合物具有致癌性，易導(dǎo)致皮膚癌、肺癌等，其毒性高度依賴于它們的形態(tài),其中三價(jià)砷的毒性比五價(jià)砷和元素砷高。，三價(jià)砷進(jìn)入人體內(nèi),可與蛋白質(zhì)的巰基結(jié)合，形成特定的結(jié)合物,阻礙細(xì)胞的呼吸而顯毒性作用 ,而且三價(jià)砷對(duì)線粒體呼吸作用也明顯;五價(jià)砷離子毒性不強(qiáng) ,當(dāng)吸人五價(jià)砷離子時(shí),產(chǎn)生的中毒癥狀較慢 ,要在體內(nèi)被還原轉(zhuǎn)化為三價(jià)砷 離子后，才發(fā)揮其毒性作用[1]。在地下水中，砷以溶解態(tài)和顆粒態(tài)兩種形式存在。顆粒態(tài)砷是由具有吸附性的物質(zhì)，如氫氧化鐵微粒，吸附溶解態(tài)砷而形成的。溶解態(tài)砷主要是砷酸鹽和亞砷酸鹽，在天然地下水中的存在形式有 H

都會(huì)產(chǎn)生大量的含砷超標(biāo)廢水;而且，很多地區(qū)的地下水或地表水的砷含量也大大超過了上述標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的廢水和生活中的飲用水的除砷，是一個(gè)關(guān)系民生的重要課題[5]。

1.3原生高砷地下水賦存環(huán)境和砷的來源

原生高砷地下水的水文地球化學(xué)條件比較復(fù)雜。不同的地質(zhì)條件、沉積環(huán)境、水化學(xué)特征等對(duì)環(huán)境中砷的釋放和富集的影響程度不同。在不同區(qū)域,高砷地下水可以存在于還原環(huán)境中,也可以存在于氧化環(huán)境中。蒸發(fā)濃縮作用被認(rèn)為是干旱區(qū)高砷地下水形成的一個(gè)重要過程。高砷地下水一般形成于干旱或半干旱地區(qū)的內(nèi)陸或封閉盆地,且發(fā)育有細(xì)粒湖沼相沉積層、三角洲沉積層或沖洪積層等。這些沉積物中往往富含有機(jī)質(zhì),為還原環(huán)境。地形是平坦低洼的地下水滯留區(qū)。這類含水層水流更新交替緩慢,為地下水砷富集提供了良好的條件[6]。大量研究結(jié)果表明,地下水普遍處于還原態(tài)，在自然界中，砷主要來源于鐵的氫氧化物和含砷礦物還原溶解而釋放出的。同時(shí)，人類活動(dòng)也直接或間接導(dǎo)致地下水中砷的含量增加。砷通常以硫化物形式夾雜在銅、鉛、錫、鎳、鈷、鋅、金等礦石中，并在這些礦石的開采和提煉過程中隨尾渣、廢水和廢氣進(jìn)入環(huán)境。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的含砷肥料和農(nóng)藥 ,以及半導(dǎo)體工業(yè)中的廢水 ,都會(huì)向環(huán)境中釋放大量的砷。這些砷進(jìn)入到含水層中,便造成了地下水的污染[7]。

Guha等人[12]報(bào)道，可以用作砷吸附劑的材料有天然珊瑚、膨潤土、沸石、紅泥、椰子殼、涂層砂、活性氧化鋁和活性炭以及天然或合成的金屬氧化物及其水合氧化物等。Soner A ltundgan等人[13]采用紅泥和膨潤土改型的方法提高砷的吸附容量，使五價(jià)砷的去除率達(dá) 96.5%，三價(jià)砷的去除率達(dá) 87.5%。使用天然無機(jī)礦砂往往是考慮因地制宜和綜合利用，尤其是砷含量高的地區(qū)土壤和水體的修復(fù)。該方法的特點(diǎn)是具有成本低廉，材料充足，就地取材的優(yōu)勢(shì)，在某些場(chǎng)合有較好的效果。

肖兵等人[14]用納米二氧化鈦?zhàn)鳛槲絼股榈娜コ蔬_(dá)到 99 %。但由于該材料顆粒小，回收困難，難以應(yīng)用到大量的水處理中。W erner[15]、Raichur[16]、歐陽通[17]等人用鋁和稀土元素的金屬氧化物或氫氧化物做除砷吸附劑，取得較好的效果。但這些材料對(duì)三價(jià)砷吸附性較差。Edwine等人[18]采用陽離子聚合電解質(zhì)吸附除砷，對(duì)五價(jià)砷的去除率可達(dá)到 99.[19]8~ 99.98%，使用后可以用三氯化鐵溶液再生。張昱、楊敏等合成了一種鈰鐵復(fù)合材料。該材料優(yōu)點(diǎn)是成本低廉，對(duì)砷具有良好的去除效果，去除后水體中金屬離子溶出少，符合國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，是很有發(fā)展前景的砷的新型吸附材料。

吸附法的優(yōu)點(diǎn)是，將廢水中的有害物去除，而不增加水體的鹽度。缺點(diǎn)是，吸附劑與砷的化合物之間有較強(qiáng)地吸附作用，這往往使吸附劑的再生、回收和再利用上存在一定的難度。另外，在廢水處理時(shí)還要考慮到共存離子的競(jìng)爭(zhēng)作用。

2.1.3 氧化法

研究表明,三價(jià)砷的毒性高出五價(jià)砷60倍。并且As(Ⅲ)的去除遠(yuǎn)比As(Ⅴ)困難的多。許多試劑對(duì)五價(jià)砷有較好去除作用,但對(duì)三價(jià)砷去除作用較差。如50mg/L的FeCl3對(duì)As(Ⅴ)的去除率可達(dá)95%以上,但對(duì)As(Ⅲ)去除率50~60%,而Al2(SO4)3對(duì)As(Ⅲ)的去除率極低[20]。所以通常用氧化劑將其氧化為五價(jià)砷,然后去除。常用的氧化劑有:游離氯、次氯酸鹽、臭氧、高錳酸鹽和H2O2-Fe2(Fenton試劑)都是有效的化學(xué)氧化劑，表2為各氧化劑優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表。

表2 各氧化劑優(yōu)缺點(diǎn)比較

氧氣 臭氧 過氧化氫 液氯 次氯酸鹽

高錳酸鹽 高鐵酸鹽 優(yōu)點(diǎn)

隨處可得，沒有危害 就地生產(chǎn)，接觸減少 使用安全，溶液可以人工或自動(dòng)計(jì)量加入 氧化作用非?？?氧化作用相對(duì)很快

缺點(diǎn)

氧化作用慢，需要附加設(shè)備提高氧化速度，增加投資與運(yùn)行費(fèi)用

臭氧對(duì)身體健康有害，氧化系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用與維護(hù)費(fèi)用高

對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，氧化作用可能太慢，氧化劑氧化能力會(huì)失去

儲(chǔ)存與運(yùn)載存在危險(xiǎn)，會(huì)腐蝕系統(tǒng)部件 會(huì)腐蝕系統(tǒng)部件，附著時(shí)間推移，氧化劑溶液會(huì)失去氧化能力

生成的固態(tài)錳化合物可能會(huì)影響一些系統(tǒng)運(yùn)行 大規(guī)模的生產(chǎn)與應(yīng)用還不成熟 使用安全，溶液可以人工或自動(dòng)計(jì)量加入

氧化作用快，兼有混凝劑的作用

近年來,光催化氧化成為環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。Ement和Khoe用紫外光照射氧化As(Ⅲ),在體系中通入氧,并加入可溶性Fe(Ⅲ)來吸收氧化生成的As(Ⅴ)達(dá)到較好的效果[21]。TiO2也

靠物理篩分作用來除砷，其孔徑較大，因而往往不能單獨(dú)使用，需要與其他工藝聯(lián)合使用，以提高除砷效果。

白艷等人采用殼聚糖絮凝-超濾法進(jìn)行飲用水除砷效果的研究，研究表明：在模擬水中，五價(jià)砷的去除率在90%以上，三價(jià)砷的去除率可達(dá)到80%[33]。超濾時(shí)砷的去除率隨溫度升高而有下降的趨勢(shì)；膜通量隨驅(qū)動(dòng)壓力#膜面流速和溫度的增高而有增大的趨勢(shì)。HaticeGecol等人采用表面活性劑-超濾法來研究飲用水除砷效果，原水中添加表面活性劑后，五價(jià)砷的去除率提高，低于美國環(huán)保署制定的砷的最高污染物水平（MCL）。原水的砷去除率和流量取決于膜的材質(zhì)#膜的截留分子量和原水pH。一些研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)帶有電荷排斥作用的超濾膜比只依靠物理篩分作用的超濾膜有更好的除砷效果[34]。

②微濾（MF）。微濾膜的孔徑較超濾膜大，驅(qū)動(dòng)壓力低于超濾膜。由于微濾膜孔徑太大，不能有效地去除溶解狀態(tài)和膠體狀態(tài)的砷，因而和超濾膜一樣，其需要與其它工藝配合使用，已達(dá)到除砷目的。

李曉波等人對(duì)鐵鹽和鋁鹽混凝微濾工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：在混凝劑的投加量適當(dāng)時(shí)，鐵鹽和鋁鹽混凝微濾對(duì)五價(jià)砷的去除效果大致相同，鋁鹽的抗沖擊負(fù)荷能力稍高于鐵鹽。鐵鹽和鋁鹽對(duì)膜污染的貢獻(xiàn)基本相同。都不是膜通量下降的主要原因[35]吳水波等人對(duì)膜混凝反應(yīng)器除砷進(jìn)行研究。膜混凝反應(yīng)器采用混凝劑鐵鹽和聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維微濾膜組件。砷的去除率為92.8%~98.2%，出水砷的濃度滿足城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。鐵鹽對(duì)膜污染的貢獻(xiàn)較小。膜污染主要原因是有機(jī)污染物[36]

③低壓驅(qū)動(dòng)膜的缺點(diǎn)。低壓驅(qū)動(dòng)膜最主要的不足是砷的去除率低。需要與其它工藝（如混凝）聯(lián)合使用。以提高去除率。

（3）方法綜述

膜技術(shù)作為一種新型的除砷技術(shù)。因其較好的除砷效果而得到廣泛的關(guān)注。低壓驅(qū)動(dòng)膜和高壓驅(qū)動(dòng)膜各有自己的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于相對(duì)較貧困的地區(qū)。采用低壓驅(qū)動(dòng)膜。如混凝和超濾/微濾聯(lián)合使用； 對(duì)于對(duì)水質(zhì)要求較高的行業(yè)部門或家庭凈水器?？刹捎酶邏候?qū)動(dòng)膜。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展。高壓驅(qū)動(dòng)膜的缺點(diǎn)會(huì)逐漸被克服。反滲透和納濾除砷具有更好的發(fā)展前景。

2.2 生物方法

砷在天然水體中主要以無機(jī)砷酸鹽 As（Ⅴ）和亞砷酸鹽 As（Ⅲ）的形態(tài)存在，其中地下水中主要是后者。As（Ⅲ）與 As（Ⅴ）相比，毒性更強(qiáng)，對(duì)土壤、沉積物及金屬氧化物等親和力較差[37]，因此對(duì) As（Ⅲ）的去除，采用吸附-過濾法、離子交換法、氧化法、膜過濾等方法效果較差。生物除砷因無需添加化學(xué)藥劑、作用時(shí)間持續(xù)、更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而被普遍看好。

生物除砷技術(shù)的關(guān)鍵是除砷材料性能的優(yōu)劣，按照除砷材料的不同，可以將生物除砷技術(shù)分為植物類、微生物類以及生物源性類三種。

2.2.1 植物類

關(guān)于植物除砷，目前的研究已發(fā)現(xiàn)藤黃(Garcinia cambogia)、高粱苔(Sorghum biomass)、水葫蘆(Water hyacinth)、水浮蓮(Pistia stratiotes L)、蜈蚣草(Pteris vittata)、歐洲蕨(Bracken

土壤物化修復(fù)技術(shù)(掩埋、化學(xué)反應(yīng)等)相比，植物修復(fù)技術(shù)有許多優(yōu)點(diǎn)，如操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、高效，且二次污染小等，因此，植物除砷是一種十分具有發(fā)展前景的水處理技術(shù)。此外，利用超富集植物還能構(gòu)建不同類型的人工濕地系統(tǒng)來處理含砷廢水，也為植物除砷提供了一個(gè)較好的研究和應(yīng)用方向。

2.2.2 微生物類

微生物除砷是指從環(huán)境中篩選得到耐砷的微生物，利用這類微生物實(shí)現(xiàn)去除環(huán)境中砷的目的。其主要機(jī)理包括:微生物積累、微生物作為電子的傳遞體或受體氧化三價(jià)砷、利用微生物分泌的相關(guān)生物酶甲基化砷等。微生物除砷作為生物除砷技術(shù)的組成部分，是一種非常具有發(fā)展?jié)摿Φ某榧夹g(shù)手段。由于有機(jī)砷的毒性遠(yuǎn)小于無機(jī)砷，所以微生物對(duì)砷的甲基化成為了生物除砷技術(shù)中新的研究熱點(diǎn)。

（1）硫酸鹽還原菌除砷

Steed[48]等人在不同的厭氧反應(yīng)器(上向流厭氧反應(yīng)器，復(fù)合厭氧反應(yīng)器)中利用硫酸鹽還原細(xì)菌處理含砷的多種金屬離子的水體，試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合厭氧反應(yīng)器處理污染水體的效果最好。Ke-imowitz 等人[49]評(píng)價(jià)了環(huán)境因素對(duì)于硫酸鹽還原菌除砷效果的影響。Jong 和 Parry 通過在厭氧反應(yīng)器里接種能去除硫酸鹽的混合菌種除砷，77.5%以上的砷被去除[50]；Mokashi 和 Paknikar 做了通過 lacticum 桿菌氧化地下水中As（Ⅲ）的研究[51]；D.Pokhrel 和 T.Viraraghavan 研究了被鐵氧化物覆蓋的不活躍的黑曲霉菌經(jīng)改性后在 pH=6 時(shí)能去除大約 95%As（Ⅴ）的和 75%的 As（Ⅲ）[52]。

（2）亞砷酸鹽氧化菌除砷

Lie 'vremont 等人[53]將鹽氧化菌氧化水體中的砷，然后再通過鎂錳方解石吸附除砷。研究結(jié)果表明，這一處理方法對(duì)于亞砷酸鹽濃度低于 100mg/L的砷污染水體處理效果顯著。

（3）砷酸鹽還原菌除砷

砷酸鹽還原菌或者異化的砷酸鹽還原菌作為諸多學(xué)者的研究對(duì)象，已經(jīng)被廣泛的用于除砷的研究[54]。研究發(fā)現(xiàn)，利用砷酸鹽還原菌處理含砷污染水體的方法對(duì)于處理礦場(chǎng)污水有較為理想的效果[55]。

（4）鐵和錳的氧化菌除砷

鐵和錳的氧化物通常對(duì)砷酸鹽的吸附效率較高。研究發(fā)現(xiàn)，在鐵和錳的氧化細(xì)菌的參與下，鐵和錳的氧化物對(duì)砷的吸附效率和速率都有一定的提高[56]。已發(fā)現(xiàn)的鐵氧化菌有很多，如鐵銹色披毛菌和赭色纖毛菌[57 58 59]。如果在填料柱上有合適的濾料，如多孔聚苯乙烯，再加上合適的氧化環(huán)境，會(huì)有利于這類微生物的沉積和富集。該工藝的機(jī)理是，氧化后的鐵形成了生物膜和四氧化三鐵，和微生物一起沉積在濾料上。鐵氧化菌會(huì)把三價(jià)砷氧化成五價(jià)砷，形成的砷酸鹽溶液中的砷會(huì)被微生物進(jìn)一步吸附成為生物氧化鐵。該工藝的砷去除效率達(dá)到

濃度為 360μg/L 條件下，頭發(fā)的最大吸附容量是 12.4μg/ L。

0

參考文獻(xiàn)

[1]曹會(huì)蘭.砷對(duì)人體的危害與防治 [J].化學(xué)世界, 2003(10): 559-560 [2]牛鳳奇, 紀(jì)銳琳,朱義年,等.地下水砷污染的研究進(jìn)展[J].廣西輕工 業(yè), 2007(4): 85-86 [3]Krishna M , Chandrasekaran K, Karunasagar D,et al.A combined treatment ap-proach using Fenton.s reagent and zero valent iron for the removal of a-rsenic from drinking water [J].Journal of Hazardous Materials, 2001, 84: 229-240 [4]Smedley P L, Kinniburgh D G.A review of the source, behavior and distrib-ution of arsenic in natural waters [J].Appllied Geochemistry, 2002, 17: 517-568.[5]趙素蓮,王玲芬,梁京輝?飲用水中砷的危害及除砷措施[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué),2002, 29(5))[6]郭華明,楊素珍,沈照理.富砷地下水研究進(jìn)展[J].地球科學(xué)進(jìn)展, 2007, 22(11): 1109-1110 [7]馮丙義.地下水除砷技術(shù)的研究[J].城市公用事業(yè),2010,24(1):22 [8] Cumbal L,Sengupta A K.Arsenic removal using polymer-supported hydrated ir-on(III)oxide nanoparticles: role of Donnan membrane effect.Environ Sci-Technol, 2005.39: 6508—6515 [9] Sengupta A K, Cumbal L.Method of manufacture and use of hybrid anion exch-anger for selective removal of contaminating ligands from fluids.US Patent Appl, 2005 [10]Cumbal L.Polymer-supported hydrated Fe oxide(HFO)nanoparticles: Characterization and environmental application.Ph.D.thesis, Lehigh University,2004 [11]潘丙才,張慶建,陳新慶,張煒銘,潘丙軍,張全興.基Donnan膜效應(yīng)的樹脂基水合氧化鐵的制備 及對(duì)砷的吸附性能研究[J].中國科學(xué), 2007, 37(5): 426-431 [12] Guha S and chaudhuri M.Removal of arsenic from groundwater by low-cost material [J].Asian Environ, 1990 , 12(1): 42 [13] Soner Altundogan H,et a.l Arsenic adsorption from aqueous solutions by activated redmud[J].Waste management, 2002, 22: 357-363 [14]肖亞兵,錢沙華,黃進(jìn)泉, 等.納米二氧化鈦對(duì)砷(Ⅲ)砷(Ⅴ)吸附性能的研究 [J].分析科學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 19(2):172-174

21108 [17]歐陽通.稀土材料氫氧化鈰吸附水中亞砷酸與砷酸陰離子的特性效果 [J].環(huán)境科學(xué), 2004 , 25(6): 43-47 [18] Edwin ET, Sherril DC, John F.Removing anions from water [P].United State Patent, Patent Number: VS005456840A, 1996 [19]張昱, 楊敏, 高迎新, 等.用于地下水中砷去除的鈰鐵復(fù)合材料的制備和作用機(jī)制

[J].中國科學(xué)(B)輯, 2003 , 33(2): 127-132 [20]李樹猷, 何淑敏, 鄭宇.活性氧化鋁吸附法飲水除砷研究[ J].衛(wèi)生研究,1990 ,19(3):13 [21] Ement M T, Khoe G H.Photochemical oxidation of arsenic by oxygen and iron in acidic solution [J].Water Research, 2001, 35(13): 649-656 [22]付登科.淺談含砷廢水的治理技術(shù)[ J].江西能源,2006(4): 75-76 [23]顧偉, 朱建耀.膜分離技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用[J].哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2007(5):117-118 [24] MING

[32]Yuko Sato, Meea Kang, et al.Performance of nanofiltration for arsenic Rem-oval.Water Research, 2002,36 [33]白艷，王志等.殼聚糖絮凝一超濾法去除水中微量砷.膜科學(xué)與技術(shù)，2008, 28（3）[34]Hatice Gecol, Erdogan Ergican, Alan Fuchs.Molecular level separation of arsenic（V）from water using cationic surfactant micelles and ultra-filtration membrane.Journal of Membrane Science,2004, 241 [35]李曉波，吳水波，顧平.鐵鹽和鋁鹽混凝微濾工藝除 As（V）的比較研究.環(huán)境科學(xué)，2007, 28（10）[36]吳水波，李曉波，顧平.膜混凝反應(yīng)器除砷.膜科學(xué)與技術(shù)，2008, 28（5）[37]Masscheleyn PH, Delaune RD, William HPJ.Effect of redox potential and pH on arsenic speciation and solubility in a contamnated soil [J].Environ.Sci.Technol., 1991,25(8): 1414-1419 [38]Kamala C T，Chu K H，Chary N S，et al Removal of arsenic(Ⅲ)from aque-ouss solutions using fresh and immobilized plant biomass［J］ Water Res，2005，39(13):2815－2826 [39]Cano-Aguilera I，Haque N，Morrison G M，et al Use of hydride generate-on-atomic absorption spectrometry to determine the effects of hard ions，i-ron salts and humic substances on arsenic sorption to sorghum biomass［J］M-icrochem，2005，81(1):57－60 [40]Haque M N，Morrison G M，Perrusqu' la G，et al Characteristics of arsenic adsorption to Sorghum biomass［J］ Hazard Mater，2007，145(1－2):30－35 [41]Shaban W，Rmalli A，Harrington C F，et al A biomaterial based approach for arsenic removal from water［J］ Environ Monit，2005，7:279－282 [42]Misbahuddin M，F(xiàn)ariduddin A Water hyacinth removes arsenic from arsenic c-ontaminated drinking water［J］ Arch Environ Health，2002，57(6):516－518 [43]Basu A，Kumar S，Mukherjee S Arsenic reduction from aqueous environment by water lettuce(Pistia stratiotes L)［J］ Environ Health，2003，45(2):143－150 [44]Srivastava M，MA L Q，Santos J A G，Three new arsenic hyperaccumulating ferns

[56]Battaglia B F，Itard Y，Garrudo F A simple biogeochemical process remov-ing arsenic from a mine drainage water［J］Geomicrobiol，2006，23:201 －211 [57]Samuel M.Webb, Gregory J.Dick , John R.Bargar, and Bradley M.Tebo.Ev-idence for the presence of Mn(III)intermediates in the bacterial oxidation of Mn(II)[J].pnas, April 12,2005, Vol.102(15): 5558-5563 [58]Damodar Pokhrel, Thiruvenkatachari Viraraghavan.Biological filtration for removal of arsenic from drinking water[J].Journal of Environmental Man-agement, 90(2009): 1956–1961 [59]Danladi Mahuta Sahabi, Minoru Takeda, Ichiro Suzuki, Jun-ichi Koizumi.Ad-sorption and abiotic oxidation of arsenic by aged biofilter media: Equilibr-ium and kinetics[J].Journal of Hazardous Materials,(2009)HAZMAT-9683: 1-9 [60]鄭文飛.發(fā)展中國家飲用水除砷技術(shù)探討[J].化學(xué)工程與裝備 2009, 10 [61]Jean D.MacRae CAREER:The Role of Microorganisms in Arsenic[C] Contaminati-on of Groundwater：2007 [62]Ioannis A.Katsoyiannis, Anastasios I.Zouboulis Kinetics of Bacterial As-(Ⅲ)Oxidation and Subsequent As(Ⅴ)Removal by Sorption onto Biogenic Man-ganese Oxides during Groundwater Treatment :Kinetica,Catalysis, and Reaction Engineering: 2004,43,486-493 [63]楊宏 ,尹 瑞 ,張 杰.生 物除錳濾池對(duì)砷的去除效果研究[J].中國給水排水2006,22(7):85-88 [64]Sag Y Biosorption of heavy metals by fungal biomass and modeling of fungal biosorption:a review［J］ Sep Purif Methods，2001 30(1):1 －48 [65]Murugesan G S，Sathishkumar M，Swaminathan K.Arsenic removal from gro-undwater by pretreated waste tea fungal biomass［J］ Bioresour Technol，2006，97(3):483 －487 [66]Ridvan S，Nalan Y，Adil D Biosorption of cadmium，lead，mercury，and arsenic ions by the fungus Penicillium purpurogenum［J］ Sep Sci Technol，2003，38(9):2039 －2053 [67]Mcafee B J，GOULD W D，NEDEAU J C，et al Biosorption of metal ions usi-ng

－1041

Energy Sources 24:1031

第二篇：地下水污染與防治報(bào)告

地下水污染與防治的研究進(jìn)展

摘要：地下水是人類寶貴的淡水資源，由于受到人類活動(dòng)的影響，目前卻在遭受著日益嚴(yán)重的污染,地下水污染防治迫在眉睫。本文通過介紹地下水資源現(xiàn)狀、地下水污染狀況、污染的途徑和污染防治的研究進(jìn)展，提出了幾種治理地下水污染的技術(shù)方法，例如，微生物修復(fù)技術(shù)，原位修復(fù)技術(shù)，地下水原位治理的滲透性反應(yīng)墻技術(shù)。

關(guān)鍵詞：地下水污染；防治；研究進(jìn)展；

Abstract：Groundwater is a kind of precious fresh water resource．However，groundwater is becoming seriously polluted due to human activities so that the measure of preventing groundwater pollution must be taken.Through introducing groundwater resource situation,groundwater pollution situation，pollution ways and progress in pollution prevention to propose several management in technology of groundwater pollution.Such as microbial remediation,situ repair technology and permeable reactive barrier technology of groundwater in situ treatment.Key words：groundwater pollution；prevention；research progress；

第一章 前言

1.1日益嚴(yán)峻的地下水環(huán)境問題

地下水是水資源的重要組成部分，已經(jīng)成為城市和工農(nóng)業(yè)用水的主要水源。在干旱、半干旱地區(qū)，地下水則是主要的，甚至是唯一的可用水源。在全國660多個(gè)城市中，利用地下水作為飲用水的城市有400多個(gè)，全國有近1/3人口飲用地下水。由于地下水自凈能力較弱，一旦受到污染，將難以更新和恢復(fù)，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，直接對(duì)人類及其活動(dòng)造成危害。大量未經(jīng)處理或未達(dá)到一定排放標(biāo)準(zhǔn)的生活和工業(yè)污水的無序排放、工業(yè)廢水和城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的泄漏、農(nóng)藥化肥的生產(chǎn)及超量施用、生活和工業(yè)有害固體廢棄物的隨降雨入滲，致使中國地下水污染的問題日益突出。因此，了解地下水的污染現(xiàn)狀，加強(qiáng)對(duì)地下水污染的防治，開發(fā)相應(yīng)的一些高新技術(shù)來挽救我們?nèi)找鎼夯牡叵滤h(huán)境，是我們當(dāng)前所面臨的一項(xiàng)迫切的任務(wù)。

隨著人口的增長和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)水資源的需求量也大幅度增長。近30年來，我國地下水的開采量以每年25億立方米的速度遞增，全國有400個(gè)城市開采地下水，40%的耕地部分或全部依靠地下水進(jìn)行灌溉，地下水的供給量已經(jīng)占到了全國總供水量的20%，北方缺水地區(qū)占到了52%，在華北和西北城市供水中占到了72%和66%，有些城市基本上是依靠地下水來滿足對(duì)水資源的需求。而在廣大的農(nóng)村，地下水更成為主要的飲用水源。對(duì)地下水資源的過度開發(fā)利用，導(dǎo)致地下水位下降，水源枯竭，有些地區(qū)還形成了嚴(yán)重的地下水漏斗。根據(jù)國土資源部發(fā)布的《我國主要城市和地區(qū)地下水水情通報(bào)(2005)》，2005年在具備系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的171個(gè)地下水漏斗中，漏斗面積擴(kuò)大的就有65個(gè)，占到了統(tǒng)計(jì)數(shù)的38%，面積擴(kuò)大了6 736平方公里，僅河北滄州第Ⅲ承壓含水層漏斗面積就擴(kuò)大了2 089平方公里，最大水位埋深達(dá)到101米。由此導(dǎo)致了濕地消失、植被死亡和土地沙漠化等嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難，以及地面沉降、巖溶塌陷、海水入侵等自然災(zāi)害的頻頻發(fā)生。地表環(huán)境污染加劇引發(fā)地下水污染，構(gòu)成對(duì)人體健康和生命財(cái)產(chǎn)安全的嚴(yán)重威脅。根據(jù)中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院公布的信息，目前，我國地下水污染呈現(xiàn)由點(diǎn)到面、由淺到深、由城市到農(nóng)村的擴(kuò)展趨勢(shì)，污染程度日益嚴(yán)重。全國195個(gè)城市監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，97%的城市地下水受到不同程度污染，40%的城市地下水污染趨勢(shì)加重；北方17個(gè)省會(huì)城市中16個(gè)污染趨勢(shì)加重，南方14個(gè)省會(huì)城市中3個(gè)污染趨勢(shì)加重。在一些地區(qū)，地下水污染已經(jīng)造成了嚴(yán)重危害，危及到供水安全。遼寧省海城市污水排放造成大面積地下水污染，附近一個(gè)村因長期飲用受污染的地下水，多數(shù)人患上當(dāng)?shù)匚丛羞^的特殊病癥，造成160人因飲用受污染的地下水而亡；淮河安徽段近5 000平方公里范圍內(nèi)，符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的淺層地下水面積僅占11%；由于地下水的嚴(yán)重污染，淄博日供水量51萬立方米的大型水源地面臨報(bào)廢，國家大型重點(diǎn)工程—齊魯石化公司水源告急，在首都北京，淺層地下水中也普遍檢測(cè)出了具有巨大潛在危害的DDT、六六六等有機(jī)農(nóng)藥殘留和尚沒有列入我國飲用水標(biāo)準(zhǔn)的單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴等“三致”(致癌、致畸、致突變)有機(jī)物。這些“三致”有機(jī)物在我國東部其他城市和地區(qū)很可能同樣存在。

地下水超采與污染互相影響，形成惡性循環(huán)。水污染造成的水質(zhì)性缺水，進(jìn)一步加劇了對(duì)地下水的超采，使地下水漏斗面積不斷擴(kuò)大，地下水水位大幅度下降；地下水位的下降又改變了原有的地下水動(dòng)力條件，引起地面污水向地下水的倒灌，淺層污水不斷向深層流動(dòng)，地下水水污染向更深層發(fā)展，地下水污染的程度不斷加重。日益嚴(yán)峻的地下水環(huán)境問題已經(jīng)成為自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約因素。

1.2地下水污染源成因分析

按照污染物產(chǎn)生的行業(yè)類型，可以將地下水污染源分為工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、生活污染源和自然污染源。(1)工業(yè)污染源

工業(yè)污染源主要指未經(jīng)處理的工業(yè)“三廢”，即廢氣、廢水和廢渣。工業(yè)廢氣如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物質(zhì)會(huì)對(duì)大氣產(chǎn)生嚴(yán)重的一次污染，而這些污染物又會(huì)隨降雨落到地面，隨地表徑流下滲對(duì)地下水造成二次污染，未經(jīng)處理的工業(yè)廢水如電鍍工業(yè)廢水、工業(yè)酸洗污水、冶煉工業(yè)廢水、石油化工有機(jī)廢水等有毒有害廢水直接流入或滲入地下水中，造成地下水污染；工業(yè)廢渣如高爐礦渣、鋼渣、粉煤灰、硫鐵渣、電石渣、赤泥、洗煤泥、硅鐵渣、選礦場(chǎng)尾礦及污水處理廠的淤泥等，由于露天堆放或地下填埋隔水處理不合格，經(jīng)風(fēng)吹、雨水淋濾，其中的有毒有害物質(zhì)隨降水直接滲入地下水，或隨地表徑流往下游遷移過程下滲至地下水中，形成地下水污染。(2)農(nóng)業(yè)污染源

農(nóng)業(yè)用水占全部用水量的70%以上，污染的影響面廣泛。一是過量施用農(nóng)藥、化肥，殘留在土壤中的農(nóng)藥、化肥隨雨水淋濾滲入地下，引起地下水污染；二是由于地表水污染嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)灌溉使用被污染的地表水，造成污水中的有毒有害物質(zhì)侵蝕土壤，并下滲到地下水中，造成污染。(3)生活污染源

隨著我國城鎮(zhèn)化步伐的加快，生活垃圾與生活污水量激增，由于無害化處理率低，造成對(duì)陸地生態(tài)環(huán)境和水生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重污染。我國每年累計(jì)產(chǎn)生垃圾達(dá)720億噸，占地約5.4億平方米，并以每年占地約3000萬平方米的速度發(fā)展，全國已有200多個(gè)城市陷入垃圾重圍之中。

1.3地下水資源現(xiàn)狀

全國地下淡水的天然補(bǔ)給資源約為每年8840億m3，占水資源總量的三分之一，其中山區(qū)6 560億m3，平原區(qū)2 280億m3；地下淡水可開采資源為每年3 530億m3，其中山區(qū)為1 970億m3，平原區(qū)為1 560億m3。按賦存介質(zhì)劃分，地下水主要有孔隙水、巖溶水和裂隙水三種類型，孔隙水天然淡水資源量每年2 500億m3，可開采資源量每年l 686億m3，巖溶水天然淡水資源量每年2 080億m3，可開采資源量每年870億m3，裂隙水天然淡水資源量每私260億m3，可開采資源量每年971億m3。總體上，中國地下水資源地域分布差異明顯，南方地下水資源豐富，北方相對(duì)缺乏，南、北方地下淡水天然資源分別約占全國地下淡水總量的70%和30%。北方地區(qū)70%生活用水、60%工業(yè)用水和45%農(nóng)業(yè)灌溉用水來自地下水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國181個(gè)大中城市，有61個(gè)城市主要以地下水作為供水水源，40個(gè)城市以地表水、地下水共同作為供水水源，全國城市總供水量中，地下水的供水量占30%。

1.4地下水污染狀況

中國90%城市地下水不同程度遭受有機(jī)和無機(jī)有毒有害污染物的污染，已呈現(xiàn)由點(diǎn)向面、由淺到深、由城市到農(nóng)村不斷擴(kuò)展和污染程度日益嚴(yán)重的趨勢(shì)。由中國118個(gè)大中城市近年來的地下水監(jiān)測(cè)結(jié)果得出，較重污染的城市占64%，較輕污染的城市占33%。在區(qū)域上，中國地下水“三氮”污染突出，主要分布在華北、東北、西北和西南地區(qū)，淮河以北10多個(gè)省份約有3000萬人飲用高硝酸鹽水，海河流域受污染的地下水資源量占地下水總資源量的62%，農(nóng)村約有3.6億人喝不上符合標(biāo)準(zhǔn)的飲用水。

1.5地下水污染的途徑

1.5.1間歇入滲型

污染物通過大氣降水或灌溉水的淋濾，使固體廢物、表層土壤或地層中的有害或有毒組分，周期性地從污染源通過包氣帶深入含水層。這種滲入多半是呈非飽和狀態(tài)的淋雨?duì)顫B流形式，或者呈短時(shí)間的飽水狀態(tài)連續(xù)滲流形式．此種污染，無論在其范圍或濃度上，均可能有季節(jié)性的變化。主要污染對(duì)象是潛水。1.5.2連續(xù)入滲型

污染物隨污水或污水溶液連續(xù)不斷地滲入含水層。最常見的是污水聚積地段(污水池、污水滲坑、污水快速滲濾場(chǎng)、污水管道等)的滲漏，以及被污染地表水體和污水渠的滲漏。其主要污染對(duì)象也多半是潛水。1.5.3越流型

污染物通過層間弱透水層以越流的形式轉(zhuǎn)移到其他含水層。這種轉(zhuǎn)移或者是通過天然途徑(水文地質(zhì)天窗)，或者通過人為途徑(結(jié)構(gòu)不合理的井管、破損的老井管等)，或者人為開采引起的地下水動(dòng)力條件的變化而改變了水流方向，是污染水流通過大面積的弱透水層越流轉(zhuǎn)移到其他含水層。其污染來源可能是地下水環(huán)境本身的，也可能是外來的，它可能污染承壓水也可能污染潛水。研究這一類型污染的困難之處是難于查清越流具體地點(diǎn)及地質(zhì)部位。1.5.4徑流型

污染物通過地下徑流的形式進(jìn)入含水層，即通過廢水處理井，或者通過巖溶發(fā)育的巨大巖溶通道，或者通過廢液地下儲(chǔ)存層的隔離層的破裂進(jìn)入其他含水層。海水入侵是海岸地區(qū)地下淡水超量開采而造成海水向陸地流動(dòng)的地下徑流。此種形式的污染。其污染物可能是人為來源也可能是天然來源，可能污染潛水也可能污染承壓水。其污染范圍可能不很大，但其污染程度往往由于缺乏自然凈化作用而顯得十分嚴(yán)重。

1.6地下水污染防治的研究進(jìn)展

國外，尤其是歐美，自20世紀(jì)70年代以來在地下水污染點(diǎn)源污染治理方面取得了較大的進(jìn)展，涌現(xiàn)出了許多地下水污染的預(yù)防及治理方法。中國在地下水污染調(diào)查及地下水污染物遷移轉(zhuǎn)化模式方面已做了一些基礎(chǔ)性工作，但地下水污染治理技術(shù)剛剛起步，工程應(yīng)用實(shí)例不多。1980年初首先由山東省地質(zhì)局等單位在濟(jì)寧市郊區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究工作，并建立了中國第一個(gè)為預(yù)測(cè)地下水污染發(fā)展趨勢(shì)的地下水水質(zhì)模型。1982年武漢水利電力學(xué)院應(yīng)用伽遼金有限元法求解了在滲流區(qū)有抽水井條件下的二維溶質(zhì)遷移及在自由表面上有人滲補(bǔ)給時(shí)二維滲流中的溶質(zhì)遷移問題。此后，許多學(xué)者開始進(jìn)行這方面的理論和工程應(yīng)用研究。其中對(duì)流彌散模型是使用最多的數(shù)學(xué)模型，許多研究者將該模型加以修正以使模型適用于不同的工程情況。國家環(huán)保局與清華大學(xué)于1991年-1995年以山東淄博大武水源地石油類污染為研究對(duì)象，深人開展了一系列室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，在lOkm2范圍內(nèi)布置了213口抽水井和觀測(cè)井。監(jiān)測(cè)資料表明，該地區(qū)地下水中石油類污染物濃度平均達(dá)到1.0mg/L,最高達(dá)到30mg/L。

2004年3月，中國地質(zhì)調(diào)查局編制《中國首輪地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)》立項(xiàng)建議書。2004年4月，國家自然基金委地學(xué)部主持召開“地下水污染控制與修復(fù)戰(zhàn)略研討會(huì)”。2004年開始，國家環(huán)保局與國土資源部等決定編制《中國地下水污染防治規(guī)劃》，并在修改《水污染防治法》時(shí)補(bǔ)充了大量有關(guān)地下水污染內(nèi)容。2005年2月25日，國家發(fā)改委在重慶主持召開了“城市飲用水有機(jī)污染問題調(diào)研座談會(huì)”，擬編制《主要城市飲用水有機(jī)污染深度處理規(guī)劃>。2005年6月1日，《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》>正式實(shí)施，與現(xiàn)行的國標(biāo)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(1985年頒布)相比，檢測(cè)指標(biāo)由35項(xiàng)增加至93項(xiàng)，包括一些分量檢測(cè)，總項(xiàng)目達(dá)101項(xiàng)，其中常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目42項(xiàng)，非常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目59項(xiàng)。

胡國臣、張清敏等口1采用室內(nèi)土柱實(shí)驗(yàn)法．研究了向土壤中摻入活性炭纖維對(duì)地下水硝酸鹽氮污染的防治效果。結(jié)果表明，將活性炭纖維摻人土壤中，可以強(qiáng)化土壤反硝化作用，防止硝酸鹽氮對(duì)地下水的污染。這種防治技術(shù)簡(jiǎn)單、有效，并且能增加土壤的肥力和保墑能力。環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益皆佳。呂春玲、李燁等通過對(duì)烏魯木齊市地下水污染現(xiàn)狀、污染源及污染途徑分析，認(rèn)為工業(yè)廢水、生活污水、固體廢棄物、農(nóng)藥和化肥等是造成地下水污染的主要原因，并針對(duì)烏魯木齊市具體情況提出了相應(yīng)的水環(huán)境污染防治、水資源保護(hù)利用對(duì)策。姬亞東、張黎等通過對(duì)銀川地區(qū)1991年-2000年的地下水水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)地下水氮污染嚴(yán)重，其中尤以氨氮污染最為嚴(yán)重，對(duì)氮污染的成因作進(jìn)一步分析得出：引起潛水氮污染的主要因子是農(nóng)田大量施用化肥和地面污水下滲。引起承壓水氮污染的主要因子是大量開采承壓水造成的潛水對(duì)其越流補(bǔ)給，最后提出了相應(yīng)的防治措施。馬榮欣、張玉珍等根據(jù)福建省東山縣地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，結(jié)合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GBl4818—93)中的地下水質(zhì)量分類指標(biāo)，確定東山縣地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，在單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)東山縣的地下水水源地的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)分級(jí)，針對(duì)污染現(xiàn)狀，提出科學(xué)合理的污染防治措施。張力、宗巖等以黑龍江省地下水為研究對(duì)象，揭示了地下水環(huán)境存在的天然水質(zhì)不良、土壤鹽漬化導(dǎo)致的原生鹽漬化水環(huán)境問題及地下水污染、區(qū)域性地下水位持續(xù)下降等導(dǎo)致的次生地下水環(huán)境問題，并分別從開發(fā)和推廣節(jié)約用水的新技術(shù)及新工藝、對(duì)企業(yè)進(jìn)行清潔生產(chǎn)評(píng)估和技術(shù)改造，減少工業(yè)污染排放、建立地下水水源保護(hù)工程及預(yù)警監(jiān)測(cè)工程、完善地下水開采法律及法規(guī)等方面，提出了地下水保護(hù)的主要對(duì)策。梁靖、鄭王瓊采用了單要素污染指數(shù)法和多要素綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)了湛江馮村垃圾場(chǎng)對(duì)周邊淺層地下水的污染，提出了設(shè)立地下水污染防治分區(qū)，建立地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立地下水管理模型的防治對(duì)策，貫徹以防為主、防治結(jié)合的原則。陳詠芳、周小龍等通過分析天水市麥積區(qū)老虎溝垃圾填埋處理場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境，結(jié)合揮發(fā)酚彌散試驗(yàn)資料，對(duì)垃圾處理場(chǎng)滲濾液中揮發(fā)酚的運(yùn)移特征、污染地下水機(jī)理進(jìn)行了探討，為垃圾填埋處理場(chǎng)有效防滲提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。畢桂超、孫紅繼通過對(duì)錦州地區(qū)地下水飲用水源水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，評(píng)價(jià)地下水飲用水源水質(zhì)現(xiàn)狀。針對(duì)部分水源水質(zhì)超標(biāo)現(xiàn)象，分析其成因，并在實(shí)地考察的基礎(chǔ)上從工礦企業(yè)污染源、生活污染源、養(yǎng)殖業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和不合理開采等幾方面進(jìn)一步闡述水源地潛在污染因素，在此基礎(chǔ)上從預(yù)防、治理、生態(tài)修復(fù)及加強(qiáng)監(jiān)管等方面提出地下水飲用水源污染防治對(duì)策。

第二章 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)技術(shù)是20世紀(jì)80年代以來出現(xiàn)和發(fā)展的治理環(huán)境污染的微生物工程技術(shù)。它以微生物的代謝活動(dòng)為基礎(chǔ)，通過對(duì)有毒有害物質(zhì)進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化，修復(fù)受破壞的生態(tài)平衡以達(dá)到治理環(huán)境的目的。微生物修復(fù)的關(guān)鍵是能針對(duì)處理體系中的污染物找到相應(yīng)的高效降解菌株。在水污染治理中，高效菌株既可以從長期污染的水體或廢水生物裝置中篩選、分離、富集培養(yǎng)得到，也可以通過誘變、原生質(zhì)體融合、基因工程等技術(shù)來構(gòu)建。因其可以施行原位治理，并以其技術(shù)可行和成本相對(duì)低廉而己被人們普遍接受強(qiáng)，具有廣泛的發(fā)展前景。

2.1微生物修復(fù)技術(shù)治理污染問題的特點(diǎn)

科技的發(fā)展也充分證明微生物修復(fù)技術(shù)是環(huán)境保護(hù)的理想武器，這一技術(shù)在解決環(huán)境問題過程中所顯示的獨(dú)特功能和顯著優(yōu)越性充分體現(xiàn)在它是一個(gè)純生態(tài)過程。微生物修技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和等顯著優(yōu)點(diǎn)。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對(duì)環(huán)境問題認(rèn)識(shí)的深入，人們已越來越意識(shí)到，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，為從根本上解決環(huán)境問題提供了無限的希望。目前微生物修復(fù)技術(shù)已是環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用最廣的、最為重要的單項(xiàng)技術(shù)，其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔可再生能源的開發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染環(huán)境的修復(fù)和污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)等環(huán)境保護(hù)的各個(gè)方面，發(fā)揮著極為重要的作用。應(yīng)用微生物技術(shù)處理污染物時(shí)，最終產(chǎn)物大都是無毒無害的、穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水和氮?dú)狻＠梦⑸锓椒ㄌ幚砦廴疚锉苊饬宋廴疚锏亩啻无D(zhuǎn)移，因此它是一種消除污染安全而徹底的方法。特別是現(xiàn)代微生物技術(shù)的發(fā)展，使微生物處理具有更高的效率，更低的成本和更好的專一性，為微生物修復(fù)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用展示了更為廣闊的前景。

2.2微生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)可分為原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)兩種。原位生物修復(fù)是指對(duì)受污染的介質(zhì)(土壤、水體)不作搬運(yùn)或輸送，在原位污染地進(jìn)行的生物修復(fù)處理，修復(fù)過程主要依賴于被污染地自身微生物的自然降解能力和人為創(chuàng)造的合適降解條件；異位生物修復(fù)是指將被污染介質(zhì)(土壤、水體)搬動(dòng)和輸送到它處進(jìn)行生物修復(fù)處理。但這里的搬動(dòng)和輸送是低限度的，而且更強(qiáng)調(diào)人為調(diào)控和創(chuàng)造更加優(yōu)化的降解環(huán)境。我們主要介紹原位生物修復(fù)技術(shù)。(1)生物通氣法

這是一種強(qiáng)迫氧化生物降解法，用于修復(fù)地下水上部受揮發(fā)性有機(jī)物污染的透氣層土壤。它是在污染的土壤上打至少兩口井，安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī)，將空氣強(qiáng)排入土壤中，然后抽出，土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物也隨之去除。這種處理系統(tǒng)要求污染土壤具有多孔結(jié)構(gòu)以利于微生物的快速生長。另外，污染物是揮發(fā)性的，這才適于通過真空抽提加以去除。(2)生物注射法

將空氣加壓后注射到污染地下水的下部，氣流加速地下水和土壤中有機(jī)物的揮發(fā)和降解，它和生物通氣法都是在廣泛應(yīng)用的土壤氣提法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

(3)生物培養(yǎng)法

定期地向污染環(huán)境中投加H202和營養(yǎng)，以滿足污染環(huán)境中已經(jīng)存在的降解菌的需要，使微生物把污染環(huán)境中的污染物徹底礦化成C02和H2O。(4)投菌法

直接向污染的環(huán)境中接入外源的污染降解菌，同時(shí)提供這些細(xì)菌生長所需的營養(yǎng)。(5)農(nóng)耕法

對(duì)污染土壤進(jìn)行耕耙處理，在處理進(jìn)程中施入肥料，進(jìn)行灌溉，加入石灰，使其有充足的營養(yǎng)、水分和適宜的PH值，從而盡可能地為微生物降解提供一個(gè)良好的環(huán)境，保證污染物降解在土壤的各個(gè)層次上都能發(fā)生歸。

2.3生物修復(fù)技術(shù)在污染治理中的應(yīng)用

近年來研究人員把煤的物理選煤技術(shù)之一的浮選法和微生物處理相結(jié)合，即把煤粉碎成微粒與水混合，并將微生物加入溶液中，讓微生物附著在黃鐵礦表面，使其表面變成親水性，能溶于水。在浮選中其難以附著在氣泡上，下沉至底部，從而把煤和黃鐵礦分開。由于它僅處理黃鐵礦的表面，因此脫硫時(shí)間只需數(shù)分鐘即可，從而大幅度縮短了處理時(shí)間，可脫除無機(jī)硫約70%。另外，該法在把煤中的黃鐵礦脫硫時(shí)，灰分也可同時(shí)沉底，所以也具有脫去灰分的優(yōu)點(diǎn)。我國造紙行業(yè)年排放廢水量達(dá)40億噸，其中有機(jī)污染物(以BOD計(jì))達(dá)170萬噸，約占全國工業(yè)廢水中有機(jī)污染物總量的1/4。在用植物材料進(jìn)行化學(xué)制漿與化學(xué)漂白過程中，含有大量木質(zhì)素、半纖維素和有害物質(zhì)的廢液被傾倒入江河湖泊中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。造紙工業(yè)中的制漿和漂白工序是污染物產(chǎn)生的主要工序。磨木漿的能量消耗很大，而且成品紙的強(qiáng)度等質(zhì)量性能不如硫酸鹽漿，因而限制了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。利用微生物與微生物酶類進(jìn)行微生物制漿與微生物漂白具有很大的優(yōu)勢(shì)和潛力，因?yàn)槲⑸飿O易生長繁殖，酶催化反應(yīng)具有高度專一性，反應(yīng)條件溫和，并且高效無污染。把過氧化氫作為氧源注入到受污染地下水中，過氧化氫分解以后產(chǎn)生氧以供給微生物生長。過氧化氫常常要與催化劑一起注入，催化劑用以控制過氧化氫的分解速度，使之與微生物的耗氧速度相一致，從而縮短處理時(shí)間。最近，臺(tái)灣學(xué)者C.11.Kao和S.E.Lei又提出了一種叫泥炭生物屏障的原位生物修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)能有效地降解地下水污染物中廣泛存在的氯化污染物如三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)等。其原理是利用微生物的共代謝作用。因?yàn)門CE和PCE均不能作為微生物的生長基質(zhì)，所以需要為微生物提供另外的碳源，微生物利用提供的碳源生長，然后去降解TCE和PCE等污染物。

第三章 地下水污染原位修復(fù)技術(shù)的研究

地下水污染修復(fù)技術(shù)包括異位修復(fù)、原位修復(fù)和監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)。異位修復(fù)技術(shù)是將受污染的地下水抽出至地表再進(jìn)行處理的技術(shù)。該技術(shù)在短期內(nèi)處理量大、處理效率較高，但長期應(yīng)用普遍存在著拖尾、反彈等現(xiàn)象，最終降低了處理效率，增加處理成本。監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)是充分依靠自然凈化能力的修復(fù)技術(shù)，需要的修復(fù)時(shí)間很長。加之地下水中污染物的種類日益增多，除有機(jī)物外，還包括重金屬、無機(jī)鹽和放射性元素等，于是地下水污染原位修復(fù)技術(shù)便以其修復(fù)徹底、處理污染物種類多、時(shí)間相對(duì)較短、成本相對(duì)低廉等優(yōu)勢(shì)在地下水污染修復(fù)領(lǐng)域嶄露頭角，到今天得到了廣泛應(yīng)用。

3.1地下水污染原位修復(fù)技術(shù)

地下水污染原位修復(fù)技術(shù)是在人為干預(yù)的條件下省去抽出過程在原位將受污染地下水修復(fù)的技術(shù)。根據(jù)修復(fù)機(jī)理不同，可分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)和可滲透反應(yīng)格柵修復(fù)技術(shù)。3.1.1物理修復(fù)技術(shù)

常用的物理修復(fù)技術(shù)有地下水曝氣技術(shù)和電動(dòng)修復(fù)技術(shù)。（1）地下水曝氣技術(shù)

地下水曝氣技術(shù)(Air sparging,AS)是從土壤抽氣技術(shù)(Soil vapor extraction，SVE)發(fā)展而來的。SVE技術(shù)是利用真空泵產(chǎn)生負(fù)壓使空氣流過受污染的土壤層進(jìn)入空氣井，揮發(fā)性有機(jī)污染物會(huì)隨著流動(dòng)的空氣被抽提出來嗍。AS技術(shù)正是在此基礎(chǔ)上，將空氣井深入含水層飽水帶中把負(fù)壓抽氣改為正壓曝氣，使空氣擾動(dòng)水體而促進(jìn)有機(jī)物的揮發(fā)嘲。AS是去除土壤和地下水中揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物的最有效方法之一。（2）電動(dòng)修復(fù)技術(shù)

電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是利用電動(dòng)效應(yīng)將污染物從土壤和地下水中去除的原位修復(fù)技術(shù)。電動(dòng)效應(yīng)包括電滲析、電遷移和電泳。電滲析是在外加電場(chǎng)作用下土壤孔隙水的運(yùn)動(dòng)，主要去除非離子態(tài)污染物；電遷移是離子或絡(luò)合離子向相反電極的移動(dòng)，主要去除地F水中的帶電離子；電泳是帶電粒子或膠體在直流電場(chǎng)作用下的遷移，主要去除吸附在可移動(dòng)顆粒上的污染物。時(shí)文歆等利用電動(dòng)修復(fù)技術(shù)修復(fù)重金屬污染的土壤和地下水，試驗(yàn)證明，該技術(shù)對(duì)低滲透性含水層中砷、鎘、鉻、汞和鉛等重金屬的去除率高達(dá)85%～95%，而對(duì)多孔、高滲透性的含水層中重金屬的去除率低于65%。尹晉等通過電動(dòng)修復(fù)不同形態(tài)鉻污染含水層時(shí)發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)修復(fù)技術(shù)對(duì)六價(jià)鉻的去除效率明顯高于三價(jià)鉻。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)在應(yīng)用過程中常出現(xiàn)活化極化、電阻極化和濃差極化等現(xiàn)象從而導(dǎo)致處理效率降低。后來，為了增強(qiáng)該技術(shù)的修復(fù)能力，有許多學(xué)者又開始尋找一些化學(xué)強(qiáng)化劑。Pazos等對(duì)RB5染料污染的高嶺土進(jìn)行電動(dòng)修復(fù)試驗(yàn)研究，以電解質(zhì)K2S04來提高修復(fù)體的導(dǎo)電性和促進(jìn)染料的解吸，用H2SO4。和NaOH作為pH調(diào)節(jié)劑，試驗(yàn)結(jié)果表明，RB5染料的去除率高達(dá)94%。

3.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要是利用氧化還原試劑與土壤及地下水中污染物發(fā)生反應(yīng)從而達(dá)到凈化效果的一種地F水污染原位修復(fù)技術(shù)。常見的有原位化學(xué)氧化技術(shù)。原位化學(xué)氧化是將化學(xué)氧化劑引入到地下，通過氧化還原來去除土壤和地下水中的污染物。ISCO技術(shù)所采用的氧化和種類很多，如過氧化氫、Featon試劑、高錳酸鉀和臭氧等

（1）過氧化氫和fenton試劑

通過研究表明，由于過氧化氫的氧化能力還不夠強(qiáng)，所以處理效果常不明顯。為了提高過氧化氫的氧化能力，人們加入亞鐵離子，形成fenton試劑，使其在酸性條件下反應(yīng)生成HO.自由基：

Fe+H2O2═Fe+HO.+HO

2+3+-HO.自由基是一種很強(qiáng)的氧化劑，具有很高的電負(fù)性或親電子性，可通過脫氫反應(yīng)、不飽和烴加成反應(yīng)、芳香環(huán)加成反應(yīng)及與雜原子氮磷硫的反應(yīng)等方式與烷烴、烯烴和芳香烴等有機(jī)物進(jìn)行氧化反應(yīng)。其結(jié)果是自由基無選擇性地分裂和氧化有機(jī)物形成小鏈碳?xì)浠衔铮纬傻闹虚g產(chǎn)物可以是一個(gè)或兩個(gè)羧基酸。這些物質(zhì)隨后又可容易地被氧化成C02。（2）高錳酸鉀氧

高錳酸鉀是一種固體氧化劑，具有較大的水溶性，可通過水溶液的形式導(dǎo)入受污染的土壤和地下水中。高錳酸鉀適用的pH范圍較廣，它不僅對(duì)三氯乙烯、四氯乙烯等含氯溶劑有很好的氧化效果，且對(duì)烯烴、酚類、硫化物和MTBE等其他污染物也很有效。（3）臭氧氧化

臭氧以氣體的形式通過注射井進(jìn)入污染區(qū)。臭氧的強(qiáng)氧化性不僅可以氧化大分子及多環(huán)類有機(jī)污染物，也可氧化分解柴油、汽油、含氯溶劑等。臭氧在水中的溶解度是氧氣的12倍，因此它可迅速溶于水并與污染物反應(yīng)。臭氧自身分解產(chǎn)生的氧氣可被土壤中的微生物利用。

3．3生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)是一種通過微生物的吸收、吸附、降解等作用凈化土壤及地下水中污染物的原位修復(fù)技術(shù)。常用的技術(shù)有原位生物處理技術(shù)。地下水原位生物處理技術(shù)是一種在飽水帶利用土著或人工馴化的微生物降解污染物的原位修復(fù)方法。該方法實(shí)際上是監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)的拓展與改進(jìn)，它增加了許多人為干預(yù)手段，如將空氣、營養(yǎng)、能量物質(zhì)注入水層中促進(jìn)微生物的降解等。早在1984年，美國就應(yīng)用原位生物處理技術(shù)修復(fù)了密蘇里州西部的石油泄漏場(chǎng)地。該技術(shù)在應(yīng)用初期主要是進(jìn)行有機(jī)污染修復(fù)，后來隨著反硝化菌的發(fā)現(xiàn)，又逐漸被應(yīng)用于地下水硝態(tài)氮污染的修復(fù)中。

3.4 可滲透反應(yīng)格櫥修復(fù)技術(shù)

可滲透反應(yīng)格柵(Permeable reactive barriers，PRB)是一個(gè)填充有活性反應(yīng)介質(zhì)的被動(dòng)反應(yīng)區(qū)，污染物通過與反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生吸附、沉淀、過濾、降解等作用而從地下水中去除。其中填充的活性反應(yīng)介質(zhì)可根據(jù)污染物的種類進(jìn)行調(diào)整，但都應(yīng)具有抗腐蝕性好、活性持續(xù)久、粒徑均勻等特點(diǎn)。該技術(shù)綜合有物理、化學(xué)、生物3種修復(fù)機(jī)理。目前對(duì)PRB系統(tǒng)的研究與應(yīng)用已經(jīng)屢見不鮮。

3.5地下水污染原位修復(fù)技術(shù)的性能比較及適用性分析

綜上所述，本文介紹了5種地下水污染原位修復(fù)技術(shù)，它們的特點(diǎn)各不相同。表l為地下水污染原位修復(fù)技術(shù)性能比較表，從處理對(duì)象、處理時(shí)間、是否破壞生態(tài)環(huán)境、安裝操作過程、能耗和處理成本6個(gè)方面進(jìn)行了比較。從表1中分析得出，地下水曝氣技術(shù)適合處理揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物污染的土壤及地下水，且其處理時(shí)間短、安裝操作簡(jiǎn)便，但能耗較高；電動(dòng)修復(fù)技術(shù)最常應(yīng)用于土壤及地下水的重金屬污染修復(fù)，其具有不破壞生態(tài)環(huán)境、處理成本較低等特點(diǎn)；針對(duì)難生物降解的有機(jī)物污染，應(yīng)優(yōu)先考慮原位化學(xué)氧化技術(shù)，其不僅處理時(shí)間短，且安裝操作簡(jiǎn)便、能耗低，但在應(yīng)用時(shí)要注意控制化學(xué)藥劑的使用量，以免過量投加而導(dǎo)致破壞生態(tài)環(huán)境、增加處理成本；針對(duì)可生物降解的有機(jī)物污染，應(yīng)優(yōu)先考慮原位生物處理技術(shù)，其能耗低、處理成本低，但需較長的處理時(shí)間：可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，由于所填充的活性介質(zhì)種類多樣，則可用于修復(fù)多種污染物污染的地下水，該技術(shù)具有處理時(shí)間短、不破壞生態(tài)環(huán)境、安裝操作簡(jiǎn)便、能耗低、處理成本低等特點(diǎn)。

表1.地下水污染原位修復(fù)技術(shù)性能比較

修復(fù)技術(shù) 地下水曝氣技術(shù) 電動(dòng)修復(fù)技術(shù) 原位化學(xué)氧化技術(shù) 原位生物處理技術(shù) 可滲透反應(yīng)格柵技術(shù) 處理對(duì)象 揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)

物 重金屬、有機(jī)物 難生物降解的有機(jī)物

處理時(shí)間 較短 較短 短

是否破壞安裝操作生態(tài)環(huán)境 過程 否 否 可能 否

較簡(jiǎn)便 較簡(jiǎn)便 較簡(jiǎn)便 較簡(jiǎn)便

能耗 較高 較低 較低 低

處理

成本 較低 較低 高 低 可生物降解的有機(jī)物、硝

較長

態(tài)氮

有機(jī)物、重金屬、硝態(tài)氮、氟化物、砷、放射性元素較短

等

否 較簡(jiǎn)便 低 低

3.6地下水污染原位修復(fù)技術(shù)前景展望

目前，地下水污染問題在一定程度上得到了緩解，但離最終的解決還存在著較遠(yuǎn)的差距。再加之，地下水資源日益短缺且社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源需求量不斷擴(kuò)大，修復(fù)被污染的地下水使其成為可用資源則成了當(dāng)前最重要的課題之一。地下水污染原位修復(fù)技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)從上個(gè)世紀(jì)末迅猛發(fā)展至今，對(duì)其未來的發(fā)展方向可以總結(jié)為以下3個(gè)方面：

(1)針對(duì)每項(xiàng)技術(shù)自身的改進(jìn)和完善。如可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，雖然現(xiàn)有的研究成果和應(yīng)用實(shí)例很多，但一些反應(yīng)機(jī)理至今尚不清晰，而且PRB的應(yīng)用受水文地質(zhì)條件的限制較大，在修復(fù)裂隙水污染中仍存在較大的難度。

(2)多項(xiàng)地下水污染原位修復(fù)技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用研究。地下水污染原位修復(fù)的每項(xiàng)技術(shù)都具有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，應(yīng)結(jié)合污染現(xiàn)場(chǎng)情況，取長補(bǔ)短、綜合利用，選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)組合形式。如原位化學(xué)氧化技術(shù)，為了避免應(yīng)用過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境可能造成的二次污染，可以組合原位生物處理技術(shù)或PRB技術(shù)協(xié)同應(yīng)用。(3)地下水污染原位修復(fù)技術(shù)與異位修復(fù)和監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用研究。地下水污染異位修復(fù)和監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)成為了一類相對(duì)成熟的技術(shù)類型，但其在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的一些缺陷至今沒得到很好的完善，原位修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)恰好彌補(bǔ)了這一點(diǎn)。如果能夠合理組合不同技術(shù)類型進(jìn)行應(yīng)用，必將事半功倍?？傊?，地下水污染原位修復(fù)技術(shù)是一種有效可行的地下水污染修復(fù)技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。

第四章 地下水原位治理的滲透性反應(yīng)墻技術(shù)

滲透性反應(yīng)墻(permeable reactive barrier)是20世紀(jì)90年代在歐美等發(fā)達(dá)國家新興起來的用于原位去除污染水中污染組分的方法?。它是一種被動(dòng)處理系統(tǒng)，具有時(shí)效長，運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，主要用于地下水污染的治理。其主要機(jī)理是把合適的反應(yīng)材料填充于墻內(nèi)，然后把墻體設(shè)置在垂直污染水的流向上。當(dāng)污染水流經(jīng)反應(yīng)墻時(shí)，水中的污染組分與墻內(nèi)的填充物發(fā)生反應(yīng)，或被降解，或被去除，以此達(dá)到治理污染的目的。

4.1 滲透性反應(yīng)墻的結(jié)構(gòu)、類型與反應(yīng)介質(zhì)

4.1.1滲透性反應(yīng)墻的結(jié)構(gòu)

滲透性反應(yīng)墻由反應(yīng)單元和隔水漏斗兩部分組成，其中反應(yīng)單元用來放置反應(yīng)介質(zhì)(如鐵屑)，當(dāng)污染的地下水流經(jīng)反應(yīng)單元時(shí)，有機(jī)氯化物與反應(yīng)介質(zhì)接觸，被降解為無毒的去鹵化有機(jī)化合物和無機(jī)氯化物(見圖1)。最簡(jiǎn)單滲透反應(yīng)墻就是一個(gè)放置在有機(jī)污染物羽狀體運(yùn)移路徑上的反應(yīng)材料帶(如鐵屑)。研究和實(shí)際應(yīng)用表明，該方法的最大優(yōu)點(diǎn)在于不需要用泵抽到地上處理，反應(yīng)墻在安裝后自動(dòng)運(yùn)行，不需要安裝地面以上的處理設(shè)施，因此只要運(yùn)行得當(dāng)，便可以取得很好的處理效果，同時(shí)，由于反應(yīng)介質(zhì)消耗得很慢，故滲透反應(yīng)墻對(duì)于羽狀體的處理可持續(xù)幾年，甚至幾十年，除了定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和反應(yīng)介質(zhì)更換外，每年幾乎不需要任何的運(yùn)行費(fèi)用。

圖1.滲透性反應(yīng)墻剖面圖

4.1.2滲透性反應(yīng)墻的類型 滲透性反應(yīng)墻主要有連續(xù)墻式反應(yīng)墻系統(tǒng)、隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)和多沉箱隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)。其中，連續(xù)墻式反應(yīng)墻系統(tǒng)由含有滲透性反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)單元組成(見圖2a)；隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)有一個(gè)不透水部分(或隔水漏斗)將截獲的地下水導(dǎo)向滲透部分(或?qū)T)(見圖2b)這種結(jié)構(gòu)有時(shí)能更好地控制反應(yīng)單元的安裝和羽狀體的截獲。當(dāng)?shù)叵滤鬟^的場(chǎng)地是菲均質(zhì)時(shí)，隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)允許反應(yīng)單元被安置在含水層中滲透性較好的地方。在污染物分布不均的條件下，隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)能更好地將進(jìn)人反應(yīng)單元的污染物濃度均勻化。在有較寬的羽狀體和較大地下水流速的地方(尤其是當(dāng)每個(gè)反應(yīng)單元或?qū)T尺寸的安裝受到限制時(shí))，采有多沉箱隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)能夠保證有足夠的停留時(shí)間(見圖2c)。

圖2 幾種實(shí)用有效的隔水漏斗-導(dǎo)水門結(jié)構(gòu)

4.1.3反應(yīng)介質(zhì)

反應(yīng)介質(zhì)是滲透性反應(yīng)墻最主要的構(gòu)成要素。反應(yīng)介質(zhì)的種類很多，主要包括零價(jià)鐵、雙金屬和新型反應(yīng)介質(zhì)(如陶瓷狀鐵泡沫、膠狀鐵等)。在研究地區(qū)的背景資料基礎(chǔ)上，包括地下水滲流特征、地下水中有機(jī)物的組成與濃度、含水層類型、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等，選擇合適的反應(yīng)介質(zhì)，同時(shí)受下列因素控制：①反應(yīng)性最好選擇使污染物反應(yīng)速率快的介質(zhì)，以在經(jīng)濟(jì)可行的滲流厚度(停留時(shí)間)內(nèi)還原污染物；②穩(wěn)定性反應(yīng)介質(zhì)或混合介質(zhì)所能保持反應(yīng)時(shí)間的長短是需要考慮的一個(gè)重要因素，可保證在場(chǎng)地特有的地球化學(xué)條件下，在較長時(shí)間內(nèi)(幾年或幾十年)維持其反應(yīng)性；③介質(zhì)存在和價(jià)格較便宜的與較貴的介質(zhì)相比，當(dāng)兩者的性能差別不大時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮較便宜的介質(zhì)，因此要求反應(yīng)介質(zhì)價(jià)格合理，容易獲得；④水力性能反應(yīng)介質(zhì)的粒徑應(yīng)該確保反應(yīng)墻有足夠的能力截獲污染羽狀體，且在特定的地球化學(xué)條件下，通過限制沉淀的生成，能夠長時(shí)間的維持其孔隙度(滲透性)水平；⑤環(huán)境兼容性反應(yīng)產(chǎn)物(如Fe2+、Fe3+、氧化物、氫氧化物和碳酸鹽)要與環(huán)境兼容，不能向下游環(huán)境產(chǎn)生有害的副產(chǎn)物；在實(shí)際應(yīng)用過程中應(yīng)綜合考慮這些因素，并綜合特定場(chǎng)地各種特定因素來確定反應(yīng)介質(zhì)的類型。

4.2滲透性反應(yīng)墻的反應(yīng)機(jī)理

滲透性反應(yīng)墻去除污染物的機(jī)理分為生物的和非生物的兩種，主要包括吸附、沉淀、氧化一還原和生物降解，但人們對(duì)去除水中有機(jī)物最感興趣的還是還原性脫氯，即應(yīng)用氧化一還原反應(yīng)使有機(jī)物降解為無毒害的物質(zhì)。目前，零價(jià)的顆粒金屬(特別是鐵)是在實(shí)驗(yàn)室批量試驗(yàn)、中試和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最廣泛的反應(yīng)介質(zhì)，最常用的是零價(jià)鐵屑。零價(jià)鐵發(fā)生氧化一還原反應(yīng)，產(chǎn)生電子活性將氯化物轉(zhuǎn)化為潛在的無毒物質(zhì)。雖然其它的反應(yīng)介質(zhì)也能產(chǎn)生類似的反應(yīng)，但是反應(yīng)速率不同，以下以鐵為例介紹其反應(yīng)的機(jī)理。4.2.1化學(xué)反應(yīng)

Sweey等研究表明，盡管存在其它降解機(jī)理，但主要是鹵素原子被氫原子取代:

Fe+H2O+RCL→RH+Fe+OH+CL(1)

鹵素原子被氫氧基取代：

2+--Fe+2H2O+2RCL→2ROH+Fe+H2+2CL(2)

鐵被水消耗，這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行很慢：

2+-

Fe+2H2O→2OH+Fe+H2(3)

如果地下水進(jìn)入反應(yīng)單元過程中有氧存在，鐵會(huì)被氧化并產(chǎn)生氫氧根離子式，即：

-2+

Fe+O2+2H2O→2Fe+4OH(4)

鐵會(huì)以Fe(OH)：或Fe(OH)，形式沉淀，阻礙反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。因此，在地下水進(jìn)入反應(yīng)單元之前，應(yīng)采取措施降低或消除水中的溶解氧。一旦去掉溶解氧，像TCE這樣的有機(jī)氯化物由于鹵素的存在而處于氧化狀態(tài)，鐵可以通過電子轉(zhuǎn)移與有機(jī)氯化物反應(yīng)，主要產(chǎn)物是乙烯和氯化物，如下式所示：

2+-

3Fe→3Fe+6e

+

2+-C2HCL3+3H+6e→C2H4+3CL

+

(5)3Fe+C2HCL3+3H→C2H4+3CL+3Fe

2+

上述幾個(gè)反應(yīng)都產(chǎn)生OH-，所以會(huì)使反應(yīng)單元中水的pH值升高，pH值升高會(huì)導(dǎo)致TCE降解速率的降低。其間接影響是易形成氫氧化物沉淀而將鐵的表面包圍起來，從而降低了鐵的活性和反應(yīng)單元的導(dǎo)水性。在天然地下水中，溶解的碳酸及重碳酸鹽起了緩沖體系的作用，限制了pH值的升高和沉淀的生成。在堿性條件下，大量CO32-形成FeCO3，沉淀，反應(yīng)到一定程度時(shí)，CO32達(dá)到平衡，則不能限制pH值的升高。

H2CO3 +2OH→CO3+2H2O(6)HCO3 +OH→CO3+H2O(7)

4.2.2生物反應(yīng)

Gillham和0'Iannesin分別用加入和不加入生物殺蟲劑對(duì)受TCE污染的水進(jìn)行土柱實(shí)驗(yàn)。在這兩種情況下，得到了相近的降解速率，這說明TCE的降解是非生物的過程，能夠在沒有生物參與的情況下進(jìn)行。在加利福尼亞Sunnyvale一個(gè)工廠里進(jìn)行的一個(gè)中試研究中，對(duì)地下水進(jìn)行了微生物分析，結(jié)果表明在含水層

--2-

-2-的反應(yīng)介質(zhì)中并不存在微生物。但是，在一定的條件下，反應(yīng)單元中有可能發(fā)生生物反應(yīng)。到目前為止，在實(shí)地裝置中的反應(yīng)單元中沒有發(fā)現(xiàn)明顯的生物活動(dòng)。

4.3 滲透性反應(yīng)墻的安裝

4.3.1反應(yīng)單元的安裝

反應(yīng)單元就是污染羽狀體流過的、裝填有反應(yīng)介質(zhì)的部分含水層，其常用安裝技術(shù)有：傳統(tǒng)溝槽式開挖(Conventional trench excavation)、沉箱式安裝、芯軸式安裝(mandrel-based emplacement)、連續(xù)挖掘填埋(confinous trenching)。這4種安裝技術(shù)都曾用于現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)單元的安裝，其中溝槽式安裝應(yīng)用最廣。盡管不同場(chǎng)地有所不同，但考慮到地下水位波動(dòng)和反應(yīng)介質(zhì)的固結(jié)，反應(yīng)單元應(yīng)的上緣一般位于地下水位以上60cm左右，而下部要嵌人隔水層至少30cm。在隔水漏斗一滲透門系統(tǒng)中，漏斗壁部分一般要嵌入隔水層1．5 m。如果隔水層是不連續(xù)的，土工織物和水泥板需要鋪設(shè)在建反應(yīng)單元底部，防止任何污染物通過地下流繞過反應(yīng)單元。在單元建設(shè)期間，監(jiān)測(cè)井群可以安裝在反應(yīng)介質(zhì)中或者上游和下游的細(xì)礫石中。

(1)傳統(tǒng)溝槽開挖(Conventional trench excava—don)根據(jù)滲透性反應(yīng)墻的設(shè)計(jì)，安裝反應(yīng)單元需要挖一條裝填反應(yīng)介質(zhì)的溝槽。傳統(tǒng)開挖溝中最常用的設(shè)備是反鏟挖土機(jī)(深度小于24 m)和蚌殼式挖泥機(jī)(深度大于24 m)。開挖前先沿著擬建反應(yīng)單元的周圍打入臨時(shí)性的鋼板樁，并用支撐加固。板樁也可以用于暫時(shí)隔離細(xì)礫石部分和反應(yīng)介質(zhì)。如果高水位使板樁不能阻止地下水進(jìn)入反應(yīng)單元，將需要對(duì)溝排水。為保持反應(yīng)單元安裝期間溝壁的整體性，要在生物高聚物泥漿壓力下進(jìn)行開挖，這種生物高聚物泥漿由粉末狀瓜耳木膠構(gòu)成。反應(yīng)墻安裝完之后，大部分瓜耳木膠將降解成為水，對(duì)傳統(tǒng)溝槽式反應(yīng)墻的滲透性影響很小。(2)沉箱式安裝

沉箱是一種空的、承受荷載的圍欄，其形狀和大小可根據(jù)需要而變化。為了安裝反應(yīng)單元，一個(gè)預(yù)制開口的鋼制沉箱可用于暫時(shí)幫助開挖。通常，直徑為2.4 m或更小的沉箱可以推入或夯入地下，其直徑越小，越易驅(qū)入，并且能保持豎直狀態(tài)。直徑大于2.4 m對(duì)反應(yīng)單元的安裝來說是不經(jīng)濟(jì)的，這對(duì)反應(yīng)單元內(nèi)滲透厚度和停留時(shí)間都將受到限制，所以在污染羽狀體較寬、濃度較高、水流速度較大的地方，用多沉箱的隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)提供適當(dāng)?shù)耐Ａ魰r(shí)間。(3)芯軸式安裝

該方法是用一個(gè)中空鋼軸或芯軸來開辟一個(gè)垂直的空間，然后將反應(yīng)介質(zhì)填進(jìn)去。在被打入地下以前，芯軸的下部放上一個(gè)有利于驅(qū)動(dòng)的金屬套頭。一旦空間形成，使用一個(gè)漏斗管直接將介質(zhì)倒入孔中，到達(dá)要求的深度后．把芯軸取出來，留下反應(yīng)介質(zhì)和金屬套頭。其缺點(diǎn)是，反應(yīng)單元的尺寸受到芯軸尺寸的限制，芯軸一般是5cm×13 cm，因此安裝一個(gè)反應(yīng)單元不可能一次成功；在用振動(dòng)錘向下安裝芯軸時(shí)，可能由于地下的障礙物芯軸偏離方向，而且土壤被壓實(shí)后滲透性將降低。優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用低，不產(chǎn)生泥和石頭，減小了有害廢物的暴露和處置，而且可安放直到粒徑2.5 cm的反應(yīng)材料。(4)連續(xù)式開挖安裝

該方法受開挖深度限制，不如其它挖土機(jī)使用那樣普遍，但連續(xù)式開挖機(jī)對(duì)深度為10 m-12 m的墻是一個(gè)很好的選擇。它能連續(xù)開挖一個(gè)40 cm-60 cm的窄槽，同時(shí)立即用反應(yīng)介質(zhì)回填或放人防滲的高密度聚氯乙烯(HDPE)連續(xù)隔膜。這種挖掘機(jī)開挖時(shí)，不需要對(duì)含水的溝槽排水，也不需要安裝鋼板樁暫時(shí)支護(hù)溝槽墻壁。因?yàn)殚_挖時(shí)吊桿幾乎是垂直而沒有坡度，可以最大限度地減小開挖時(shí)產(chǎn)生的泥土和巖石，而且開挖的效率也很高。4.3.2隔水墻的安裝

反應(yīng)單元的設(shè)計(jì)也包括引導(dǎo)或匯聚地下水向滲流門的側(cè)面隔水墻，最常用的是鋼板樁隔水墻和泥漿隔水墻，一般都將其嵌人隔水層中防止地下水向下游遷移，有時(shí)用懸掛式隔水墻的來阻止懸浮的污染物。如果含水層缺乏連續(xù)性或部分缺失，灌漿防滲底板可達(dá)到36m深。(1)鋼板樁

鋼板樁在巖土工程建設(shè)中是一種常用的地下工程。它通常在開挖過程中用做固定墻來防止溝槽的崩塌和阻止地下水的流入。它以其強(qiáng)度和完整性而聞名，并且可以防止水力壓裂。根據(jù)土壤中的氧含量和污染物的腐蝕性，鋼板墻的有效使用期在7到40年之間。一般板樁的長度為12 m，但如果需要更大的深度可將其焊接在一塊。在放入地下之前，將他們?cè)谶吘壍那哆B處連接起來。雖然在過去曾放到過24 m的深度，可在18m左右就偏離了垂直方向。在多巖石的土壤中安裝時(shí)可能被損壞或放不下去，且板樁嵌連處會(huì)發(fā)生滲漏，使應(yīng)用受到限制?；F盧大學(xué)開發(fā)了一種滲透性低、安裝速度決、擾動(dòng)小的無縫板樁，并已經(jīng)在幾個(gè)污染區(qū)用作隔離墻。像一般的鋼板樁一樣，為了保證板樁的完整性，新型板樁的安裝深度也應(yīng)該限制在18 m以內(nèi)，而由于多巖石的土壤或高度固結(jié)的沉積物在安裝過程中會(huì)損壞板樁，所以施工受到地質(zhì)條件的限制。同時(shí)，受密封性、形狀和使用要求影響。沉箱式隔水漏斗一滲透門系統(tǒng)很難應(yīng)用板樁。目前。這種無縫板樁只在加拿大的一個(gè)地區(qū)生產(chǎn)．其推廣和使用也受到限制。(2)泥漿墻 泥漿墻是改變污染水流方向最常用的地下墻。首先在膨潤土和水混合的泥漿壓力下開挖一道壕溝，通過在溝壁上形成泥餅來保持溝的穩(wěn)定性。壕溝被開挖后，迅速用選擇的回填材料與膨潤土混合物回填。最常見的泥漿墻是土壤一膨潤土泥漿墻、水泥一膨潤土泥漿墻、塑料一膨潤土泥漿墻和復(fù)合泥漿墻。由于泥漿墻和反應(yīng)單元的密封容易解決，因此特別適合于沉箱式隔水漏斗一導(dǎo)水門系統(tǒng)。其中，土壤一膨潤土泥漿墻應(yīng)用最普遍。它安裝費(fèi)用較少，滲透性很低，能承受各種溶解性的污染物的化學(xué)侵蝕，墻的建造也非常簡(jiǎn)單。開挖一開始就引入膨潤土泥漿。挖出的土壤可與水和膨潤土混合，當(dāng)溝槽達(dá)到需要的深度和一定的長度時(shí)，混合的充填物就可進(jìn)行回填。水泥一膨潤土泥漿墻主要應(yīng)用于沒有足夠空地混合回填物的情況，在水、膨潤土和水泥組成的泥漿壓力下挖一條溝槽，不回填土壤，泥漿慢慢凝固，和土壤一起形成粘土墻。填溝時(shí)需要大量的水泥，故其造價(jià)高，同時(shí)，因挖出的土壤不回填，需要額外的處置費(fèi)用；墻體中大部分都是水，而固體少，故滲透性較高，易被污染物滲透，因此，水泥一膨潤土泥漿墻在環(huán)境中的應(yīng)用受到限制。其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度大、可在特殊地形條件下進(jìn)行安裝。塑料混凝土泥漿墻是由水、膨潤土、水泥和聚集體的混合物組成，具有很大的剪切強(qiáng)度和韌性。塑料混凝土泥漿墻是在膨潤土泥漿的壓力下分段建造的，當(dāng)一端挖好后，就用導(dǎo)管灌入水泥漿替換膨潤土泥漿，然后留下凝固。塑料混凝土泥漿墻用在需要對(duì)強(qiáng)度和變形有要求的地方。它有相對(duì)低的滲透性，能抵抗污染物的滲透。復(fù)合泥漿墻由三層組成，每一層都增加對(duì)化學(xué)侵蝕的抵抗力，降低滲透性。最外一層是厚度為3cm的膨潤土過濾層，中間層是30 cm-60 cm厚的土壤一膨潤土、水泥一膨潤土或塑料一混凝土填充物，最里面是10cm的高密度聚氯乙烯膜(HDPE)。HDPE的滲透性為l×10-12 cm/s。復(fù)合泥漿墻的安裝需要在膨潤土或水泥漿的壓力下開挖溝槽，可挖至30 m深。但很難將HDPE襯墊放到這么深，并且安裝費(fèi)用很高使得HDPE的利用限制在15 m以上。當(dāng)放好HDPE后，就可在膜的兩側(cè)回填。在膜的里面放入排水系統(tǒng)，并設(shè)取樣點(diǎn)來監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)是滲透系數(shù)非常小，不用除去地質(zhì)膜就可以密封和修理墻體部分。

4.4展望

(1)滲透性反應(yīng)墻在處理污染方面的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較少，目前仍處于技術(shù)開發(fā)及其推廣階段；

(2)滲透性反應(yīng)墻降解機(jī)理還有待于進(jìn)一步深入和完善；

(3)實(shí)際應(yīng)用和數(shù)值模擬的結(jié)果都表明，滲透性反應(yīng)墻具有很好的綜合去除污染物的作用；(4)滲透性反應(yīng)墻的安裝對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件和開挖技術(shù)的要求很高，應(yīng)加大研究力度；

(5)滲透性反應(yīng)墻具備良好的長時(shí)間運(yùn)行的特性，在高效去除污染物的同時(shí)能節(jié)約運(yùn)行成本，是一項(xiàng)值得推廣的污染物治理與控制技術(shù)。

第五章 地下水污染預(yù)防及措施

地下水污染與地表水污染、空氣污染、固體廢物污染等各種環(huán)境污染都有密切關(guān)系，交織在一起，因此，地下水污染和防護(hù)除其特殊性外，應(yīng)與各種污染防治相聯(lián)系，綜合考慮。然而，由于地下水污染的復(fù)雜性表現(xiàn)在污染物種類繁多、污染途徑隱蔽、污染機(jī)理復(fù)雜、污染防治系統(tǒng)龐大、地下水流緩慢等，一旦污染很難治理，即使花費(fèi)很大的代價(jià)，耗時(shí)較長，也難奏效，故應(yīng)以預(yù)防為主，應(yīng)充分考慮地下水污染特征、污染源、污染途徑、污染機(jī)理及地下水污染引起的主要 問題，用多種手段，采用系統(tǒng)分析的方法，全面控制地下水的污染。

5.1 預(yù)防措施

5.1.1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。為此，筆者認(rèn)為集中建設(shè)規(guī)?；鬯畯S，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，如榆次、介休、靈石、和順，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(cè)、發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

5.1.2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。

5.1.3建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決

建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，逐步建立和完善水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，對(duì)重點(diǎn)污染地區(qū)(段)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，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)。

5.2 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。

（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(chǎng)、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(chǎng)容量等方面還有待于迸一步完善。綜上所述，地下水污染是一個(gè)全球性的問題，污染防治需要全世界每個(gè)人的關(guān)心和參與。雖然一些地下蓄水層的破壞已無法挽回，但大部分地區(qū)的蓄水層目前相對(duì)純潔。為了挽救地下水質(zhì)，從根本上來說要對(duì)全球經(jīng)濟(jì)進(jìn)行根本的結(jié)構(gòu)調(diào)整，鼓勵(lì)利用再生資源，城市小型化，人類活動(dòng)環(huán)?；?，減輕地球的負(fù)擔(dān)。如果人人都行動(dòng)起來，則最終人類不會(huì)因干渴而焦慮了。

參考文獻(xiàn)

【1】王焰新．地下水污染與防治[M]．武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社.2002：363-383． 【2】束善治，袁勇．污染地下水原位處理方法：可滲透反應(yīng)墻[J]．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2002，3(1)：47-51．

【3】呂俊文，熊正為，楊勇．PRB技術(shù)處理鈾水冶尾礦酸性滲濾水的可行性研究，懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，26(2)：23-25．

【4】陳夢(mèng)熊，馬風(fēng)山著.中國地下水資源與環(huán)境[M].北京:地震出版社，2002，337-338.【5】王琪等編著.城市環(huán)境問題[M].貴陽：貴陽科技出版社.2001，102?！?】孫訥正．地下水污染[M]．地質(zhì)出版社1989，1-3．

【7】王玉秋，錢茜．淺談地下水污染來源危害及防止對(duì)策[J]．山東環(huán)境，2000(增刊)：204-205．

【8】陳家軍，張俊麗，裴照濱．垃圾填埋二次污染的危害與防治[J]．安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2002，2(3)：27-30．

【9】鐘佐.地下水有機(jī)污染控制及就地恢復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展(一)[J]．水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2001(3)：1-3．

【10】倪深海，鄭天柱，徐春曉．地下水超采引起的環(huán)境問題及對(duì)策水咨源保護(hù)[J]．2003(4)：5-6．

【11】王超．土壤及地下水污染研究綜述[J]．水利水電科技進(jìn)展，1996，16(6)：I-4． 【12】張紅梅，速寶玉．土壤及地下水污染研究進(jìn)展[J]．灌溉捧水學(xué)報(bào)，2004，23(3)：70-74． 【13】鄭西來，錢會(huì)，席臨平等．地下水系統(tǒng)中石油污染物的吸附轉(zhuǎn)移研究[J]．勘察科學(xué)技術(shù)，1998(1)：26-29．

【14】蔡緒貽，陳明佑．利用地下水污染事件的觀測(cè)資料估算彌散度[J]．成都地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1993，20(2)：101-105．

【15】丁家平,李樟蘇．地下水彌散系數(shù)的野外試驗(yàn)新方法[J]．水利學(xué)報(bào)，1998(8)：38-42． 【16】胡國臣，張清敏，王忠等．地下水硝酸鹽氪污染防治研究[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1999，18(5)：228-230．

【17】呂春玲，李烽，孔凡林．烏魯木齊市地下水污染分析及防治對(duì)策[J]．環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài)，2002，(4)：24-27．

【18】姬亞東，張黎，錢會(huì)．銀川地區(qū)地下水氮污染原因及防治[J]．地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2005，27(3)：100-103．

【19】馬榮欣，張玉珍，林振芳等．東山縣地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)及污染防治對(duì)策[J]．環(huán)境影響評(píng)價(jià).2008(6)：29-32．

【20】張力，宗巖，董云慶．黑龍江省地下水污染防治對(duì)策[J]．環(huán)境科學(xué)與管理，2008，33(8)：70-71．

【21】粱靖，鄭王瓊．廣東湛江馮村垃圾場(chǎng)對(duì)淺層地下水污染評(píng)價(jià)與防治對(duì)策[J]．地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2009，20(3)：63-67．

【22】陳詠芳，周小龍．垃圾填埋處理場(chǎng)滲濾液污染地下水的防治途徑探討[J]．地下水，2009，31(141)：105-106．

【23】畢桂超，孫紅繼．錦州地區(qū)地下水飲用水源污染因素及防治對(duì)策研究[J]．中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，20(3)：65．

【24】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． ．

【25】彭文啟,張樣偉．現(xiàn)代水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)理論與方法[M]．北京t化學(xué)工業(yè)出版社，2005． 【26】趙章元．地下水污染不容忽視[J]．環(huán)境經(jīng)濟(jì)，2006，(4)．

【27】張?zhí)熘?，傅平，陳吉寧．完全成本水價(jià)與水價(jià)改革[J]．環(huán)境經(jīng)濟(jì)，2004.(9)． 【28】劉涉打：生物固定化雙層PRB技術(shù)去除地F水中MTBE的研究[D]．天津：天津大學(xué)，2007：1-137．

【29】渠光華，胡澄．地下水BTEX自然衰減的研究進(jìn)展[J]．廣西輕工，2008，(5)：84-85． 【30】冉德發(fā)，王建增．石油類污染地下水的原位修復(fù)技術(shù)方法論述陰．探礦工程(巖土鉆掘工程)，2005，(S 1)：206-208．

【31】黃國強(qiáng)，李凌，李鑫鋼等．土壤污染的原位修復(fù)[J]．環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài)；2000，(3)：25．27． 【32】胡黎明，劉毅．地下水曝氣修復(fù)技術(shù)的模型試驗(yàn)研究[J]．巖士工程學(xué)報(bào)，2008，30(6)：835-839．

【33】郊艷梅，王戰(zhàn)強(qiáng)，黃圍強(qiáng)等．地下水曝氣法處理土壤及地下水中甲基叔丁基醚(MTBE)[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，23(6)：1200-1202．

【34】武強(qiáng)，王志強(qiáng)，楊淑君，等．地下水曝氣工程技術(shù)研究一以德州勝利油嘲地下水石油污染治理為例[J]．地學(xué)前緣,2007，14(6)：214-221．

【35】張玉平．地下水石油污染曝氣修復(fù)理論探討[J]．山西建筑，2007，33(30)：348-349． 【36】時(shí)文歆，邱曉霞，于水利等．重金屬污染土壤和地下水的動(dòng)電修復(fù)技術(shù)[J]．哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003，19(6)：670-673．

【37】尹晉，碼小東，孫紅文．電動(dòng)修復(fù)不同形態(tài)鉻污染土壤的研究[J]．環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2008，2(5)：684-689．

【38】紀(jì)錄，張暉．原位化學(xué)氧化法在十壤和地下水修復(fù)中的研究進(jìn)展[J]．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2003,4(6)：37-42．

【39】崔英杰，楊世迎，方萍，等．Fenton原位化學(xué)氧化法修復(fù)有機(jī)污染[J]：壤和地下水研究[J]．化學(xué)進(jìn)展，2008，20(7)：I 196-1201．

【40】張玉，韋鵬，張晟南，等．地下水水環(huán)境污染特征及其生物修復(fù)技術(shù)[J]．國土資源，2008，(S1)：93-95．

【41】張勝，張?jiān)?，張風(fēng)娥，等．地下水NOx污染的原位微生態(tài)修復(fù)技術(shù)試驗(yàn)研究[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),200423(6)：1223-1227．

【42】萬爾錦，劉會(huì)娟，雷鵬舉等．硫白養(yǎng)反硝化去除地下水中硝酸鹽氮的研究[J]．環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2009，（30)：1-5．

【43】胡黎明．地下水污染修復(fù)的活性滲濾墻技術(shù)[J]．水利水電技術(shù)，2003．34(7)：1 1-13． 【44】孔繁鑫，陳洪斌．原何生物修復(fù)脫氮墻去除地下水硝酸鹽的進(jìn)展[J]．安徽農(nóng)_k科學(xué)，2008，36(29)：12879-12881．

【45】田廷山．地下水合理開發(fā)與保護(hù)的戰(zhàn)略對(duì)策[J]．國土論壇，2005，(7).【46】白大勇，范金霞，鮑萬民.受污染地下水的處理技術(shù)發(fā)展與探討.齊魯石油化工，2004,32(3):185-188.【47】陳秀成，曹瑞鈺.地下水污染治理技術(shù)的進(jìn)展.中國給水排水，2001,17（4）：23-26.【48】徐鳴，羅建中，肖明威.微污染水源水預(yù)處理技術(shù)進(jìn)展.水資源與水工程學(xué)報(bào)，2005,16(3):65-67.【49】張希衡.水污染控制工程.2版.北京:冶金工業(yè)出版社，1993.【50】高廷耀.水污染控制工程，下冊(cè).北京：高等教育出版社，1989.【51】高廷耀，顧國維.水污染控制工程，下冊(cè).2版.北京：高等教育出版社，1999.【52】王寶貞.水污染控制工程.北京：高等教育出版社1990.【53】羅固源.水污染化控制原理與技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.【54】陸柱，蔡蘭坤，叢梅.給水與用水處理技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社環(huán)境科學(xué)與工程出版中心，2004.【55】王業(yè)耀，孟凡生.石油烴污染地下水原位修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展.化工環(huán)保，2005.25（2）：117-120.【56】張國俊，孟洪，薛峰等.TCE/PCE的DNAPL污染及零價(jià)鐵墻防治技術(shù)，環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2006,7（4）：12-18.

第三篇：地下水污染防治工作情況匯報(bào)

地下水污染防治工作情況匯報(bào)

地下水污染防治工作情況匯報(bào)

尊敬的******主任，各位領(lǐng)導(dǎo)：

大家好！下面，我代表******市政府，將******市水源地保護(hù)與地下水污染防治工作情況做以匯報(bào)，不當(dāng)之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。

一、******市地下水及水源地基本情況

我市可開發(fā)利用的地下水包括三部分：一是淺層地下水，年補(bǔ)給量5.48億立方米，可開采量5.21億立方米；二是中深層地下水，年補(bǔ)給量6401萬立方米，可開采量3851萬立方米；三是巖溶地下水，由于特殊的水文地質(zhì)條件，在******市城區(qū)一帶擁有較為豐富的巖溶地下水，年補(bǔ)給量2.34億立方米，可開采量2.2億立方米。目前，全市地下水年補(bǔ)給總量8.46億立方米，可開采量7.8億立方米。

******市轄6縣（市）4區(qū)和1個(gè)******新區(qū)，共有10個(gè)飲用水水源地，除******縣為河流型飲用水水源地外，市城區(qū)及其余5個(gè)縣（市）均為地下水飲用水水源地。根據(jù)長期監(jiān)測(cè)結(jié)果，全市9個(gè)地下水飲用水水源地水質(zhì)均達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，******縣丹河飲用水水源地水質(zhì)基本達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。目前，******市城區(qū)共有新城、峰林、太行、中站、中馬5個(gè)水廠，管網(wǎng)長度879.22公里，日供水設(shè)計(jì)能力32.8萬立方米，裝備能力23.8萬立方米，實(shí)際日供水15.7萬立方米，擔(dān)負(fù)著全市居民生活用水和工業(yè)生產(chǎn)供水任務(wù)。2012年，******市城區(qū)地下水質(zhì)量級(jí)別為良好（Ⅰ類），與上年相比，******市城區(qū)地下水水質(zhì)級(jí)別不變，水質(zhì)保持穩(wěn)定。

我市作為******省政府批準(zhǔn)的中原經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型示范市，堅(jiān)持把生態(tài)文明建設(shè)融入經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展全過程，作為改善地下水質(zhì)量和保護(hù)水源地的重要舉措，強(qiáng)力推進(jìn)城市水系建設(shè)，通過一系列水利工程的實(shí)施，到2015年，我市將形成貫穿城區(qū)東西總長達(dá)48公里的水體景觀、南北總長達(dá)50公里的城市帶狀公園，初步建成城市水系，打造泛舟河上、人水相依的宜居之城，打造碧波蕩漾、河清水秀的中原明珠，打造水在城中、城在水中的新******；加快建設(shè)北部山區(qū)綠色生態(tài)屏障等景觀，積極創(chuàng)建國家森林城市，形成綠色生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系。到2015年，中心城區(qū)綠化覆蓋率達(dá)到44%，空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)比例和主要河流地表水責(zé)任目標(biāo)斷面達(dá)標(biāo)率超過省定目標(biāo)，大幅度改善水資源環(huán)境質(zhì)量，為我市地下水質(zhì)量及水源地保護(hù)提供堅(jiān)強(qiáng)保障，使******的天更藍(lán)、水更清、人與自然更和諧。

二、主要措施

（一）加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，強(qiáng)化宣傳教育。為切實(shí)加強(qiáng)對(duì)飲用水源地保護(hù)工作的組織領(lǐng)導(dǎo)，我市成立了以市長為組長、主管市長為副組長，相關(guān)部門負(fù)責(zé)人為成員的環(huán)境綜合整治領(lǐng)導(dǎo)小組，將飲用水源地和地下水保護(hù)工作納入環(huán)境綜合整治工作中。市>環(huán)境保護(hù)、水利、黃河河務(wù)等部門建立了河流突發(fā)水污染事件通報(bào)與溝通協(xié)作機(jī)制，確保河流突發(fā)水污染事件報(bào)送渠道暢通、應(yīng)急處置及時(shí)。市環(huán)境保護(hù)、住房城鄉(xiāng)建設(shè)、水利等部門在水法宣傳周、“6·5”世界環(huán)境日、“世界水日”和“中國水周”等時(shí)期，開展全方位、多層次宣傳，進(jìn)一步強(qiáng)化各級(jí)各部門“抓一方發(fā)展、保一方凈土”的責(zé)任意識(shí)，增強(qiáng)企業(yè)“節(jié)能減排、循環(huán)發(fā)展”的理念，倡導(dǎo)群眾“珍愛家園、保護(hù)環(huán)境”的行為，使珍惜水資源、保護(hù)水環(huán)境日益成為社會(huì)共識(shí)。

（二）堅(jiān)持科學(xué)規(guī)劃，實(shí)施整體推進(jìn)。一是制定了《******市環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》、《******市農(nóng)村環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》，加強(qiáng)水源地保護(hù)與地下水污染防治。完成了******市水資源評(píng)價(jià)、水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià)、水資源配置、節(jié)約用水、水資源保護(hù)等規(guī)劃編制工作和******市城市供水水源地保護(hù)區(qū)保護(hù)方案編制工作，為開展地下水管理和保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。二是科學(xué)劃定飲用水源保護(hù)區(qū)。2007年，省政府印發(fā)的《******省城市集中式飲用水源保護(hù)區(qū)劃》（******政辦〔2007〕125號(hào)），將******市城區(qū)4個(gè)集中式飲用水水源地劃定為一級(jí)保護(hù)區(qū)，將******市地下水飲用水源地劃定為一級(jí)保護(hù)區(qū)、二級(jí)保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)，將******市地下水飲用水源地劃定為一級(jí)保護(hù)區(qū)、二級(jí)保護(hù)區(qū)。******、******縣、******縣、******縣縣城飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃定方案于2013年1日上報(bào)省政府待批，各縣（市）鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃定正在開展。三是做好突發(fā)水污染事件應(yīng)急工作。2010年，我市制定了《******市城市供水系統(tǒng)重大事故應(yīng)急預(yù)案》（焦政辦〔2010〕4號(hào)），相關(guān)部門按照預(yù)案要求，積極做好物資、設(shè)備等各項(xiàng)應(yīng)急工作，強(qiáng)化水源水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和水情變化監(jiān)測(cè)，建立水源地預(yù)警機(jī)制。各水廠分別建立了供水系統(tǒng)重大事故、防投毒、漏氯、停電等多項(xiàng)應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案，完善了水源地危險(xiǎn)化學(xué)品管理制度，確保飲用水水源地水質(zhì)安全。

（三）采取有效措施，加強(qiáng)地下水管理和保護(hù)。一是認(rèn)真落實(shí)取水許可、水資源有償使用、水資源論證和用水定額制度。近年來，全市共發(fā)放取水許可證500余套，審批水量2億余立方米，2012年，共征收水資源費(fèi)3600萬元。二是開展市城區(qū)供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)自備井封閉工作，嚴(yán)格控制地下水開采。2006年以來，市城區(qū)共封閉自備井132眼，在供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)不再審批開鑿新的自備井，全面實(shí)現(xiàn)集中供水。三是實(shí)施引水補(bǔ)源工程，增加地下水回補(bǔ)量。建設(shè)了******引黃補(bǔ)源生態(tài)治理工程和******縣引黃續(xù)建配套工程，2012年，共引黃河水約3000萬立方米。利用現(xiàn)有灌區(qū)回補(bǔ)地下水，如：廣利灌區(qū)年引補(bǔ)源水量4000余萬立方米，有效回補(bǔ)地下水。四是大力發(fā)展節(jié)水灌溉，減少農(nóng)業(yè)開采地下水量。截止2012年底，全市共發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積120.15千公頃，其中噴灌5.24千公頃，低壓管灌73.55千公頃，渠道防滲40.02千公頃，微灌及其它節(jié)水灌溉面積1.34千公頃，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積占全市有效灌溉面積的74%，農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)達(dá)到0.6，年減少地下水開采2億立方米以上。

（四）嚴(yán)格環(huán)境準(zhǔn)入，控制水源地新污染產(chǎn)生。一是嚴(yán)格建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境準(zhǔn)入。在項(xiàng)目環(huán)評(píng)審批中，認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家產(chǎn)業(yè)政策、建設(shè)項(xiàng)目分類管理和分級(jí)審批各項(xiàng)規(guī)定，禁止在飲用水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)新建各類建設(shè)項(xiàng)目。二是強(qiáng)化建設(shè)項(xiàng)目“三同時(shí)”和驗(yàn)收管理。規(guī)范建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)保審查、環(huán)境影響評(píng)價(jià)及環(huán)保竣工驗(yàn)收程序，項(xiàng)目驗(yàn)收后及時(shí)移交轉(zhuǎn)入日常監(jiān)管。三是強(qiáng)化執(zhí)法監(jiān)督工作。通過大力度的水源地環(huán)境執(zhí)法，督促項(xiàng)目建設(shè)單位按規(guī)定辦理有關(guān)環(huán)保手續(xù)，認(rèn)真落實(shí)環(huán)?！叭瑫r(shí)”制度，及時(shí)解決項(xiàng)目建設(shè)過程中水環(huán)境污染問題。四是開展水源地建設(shè)項(xiàng)目環(huán)保巡回服務(wù)和環(huán)保預(yù)評(píng)估。對(duì)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目開展上門咨詢服務(wù)和預(yù)評(píng)估活動(dòng)，對(duì)擬上項(xiàng)目提前把關(guān)，切實(shí)做好環(huán)保政策指導(dǎo)。2009年以來，共否決不符合環(huán)保要求的水源地建設(shè)項(xiàng)目120個(gè)。

（五）強(qiáng)化綜合整治，提升達(dá)標(biāo)水平。一是開展重點(diǎn)工業(yè)源環(huán)境綜合整治。2011年以來，全市共完成工業(yè)治理項(xiàng)目374個(gè)，關(guān)閉企業(yè)64家，淘汰落后生產(chǎn)工藝5項(xiàng)，搬遷污染企業(yè)12家，完成農(nóng)村連片環(huán)境綜合整治項(xiàng)目9個(gè)。開展了大沙河上游清水專項(xiàng)行動(dòng)，通過集中治理大沙河兩岸企業(yè)污水和生活污水排放，保證大沙河水質(zhì)安全。二是加強(qiáng)工業(yè)固廢污染整治，嚴(yán)防廢渣液滲漏污染地下水。對(duì)******電廠王掌河灰場(chǎng)提出了具體的整治任務(wù)，焦煤集團(tuán)電冶分公司、******佰利聯(lián)化學(xué)股份有限公司、多氟多化工股份有限公司等工業(yè)固廢排放企業(yè)，通過實(shí)施清潔生產(chǎn)審核和技術(shù)改造，最大限度減少固體廢物產(chǎn)生量，防止固廢堆存引起地下水污染。三是開展飲用水源地專項(xiàng)執(zhí)法檢查。徹底排查與清理飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的排污企業(yè)，整治影響飲用水質(zhì)安全的違法排污企業(yè)和建設(shè)項(xiàng)目，確保飲用水安全。******市、******市和解放區(qū)三個(gè)飲用水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的56家養(yǎng)殖企業(yè)全部關(guān)閉搬遷到位。四是加快環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。截止2012年底，全市共建成12座污水處理廠，日處理污水能力達(dá)到49.5萬噸，各縣（市）均有污水處理廠；建成7座垃圾填埋場(chǎng)，日處理垃圾1665噸；建成醫(yī)療廢物處理中心，日處理醫(yī)療廢物5噸。

（六）建立工作機(jī)制，加強(qiáng)水環(huán)境監(jiān)管。一是建立“常規(guī)化明查、常態(tài)化暗訪、反時(shí)差檢查”環(huán)境監(jiān)管制度，推行“責(zé)任化、精細(xì)化、規(guī)范化、網(wǎng)格化、信息化”監(jiān)管，將所有區(qū)域和污染源進(jìn)行分片包干，責(zé)任到人。二是建立政府領(lǐng)導(dǎo)約談機(jī)制。對(duì)問題突出的縣（市）區(qū)，約談相關(guān)縣（市）區(qū)主管領(lǐng)導(dǎo)。三是建立“區(qū)域限批、掛牌督辦、黑名單”制度。對(duì)一些環(huán)境問題突出的地方和工業(yè)企業(yè)，實(shí)行地方“區(qū)域限批”、實(shí)施工業(yè)企業(yè)“掛牌督辦”或列入環(huán)?！昂诿麊巍?。四是開展工業(yè)集聚區(qū)及周邊地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。市環(huán)保部門每年對(duì)工業(yè)集聚區(qū)及周邊村莊集中飲用地下水進(jìn)行布點(diǎn)監(jiān)測(cè)，調(diào)查地下水質(zhì)量現(xiàn)狀，掌握地下水變化趨勢(shì)，適時(shí)開展地下水污染預(yù)警預(yù)報(bào)，確保飲水安全。五是建立水環(huán)境生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。2003年，我市在全國率先實(shí)行了以控制斷面濃度為主要扣繳依據(jù)的流域水環(huán)境生態(tài)補(bǔ)償，有力促進(jìn)了河流水質(zhì)大幅度改善，提高了各級(jí)政府和企業(yè)落實(shí)環(huán)保責(zé)任的積極性。

（七）強(qiáng)力推進(jìn)南水北調(diào)替代地下水水源地建設(shè)。******市城區(qū)南水北調(diào)替代地下水水源地建設(shè)工程包括府城水廠和蘇藺水廠兩個(gè)水廠建設(shè)、口門與兩水廠的管網(wǎng)連接、水廠與城區(qū)管網(wǎng)之間連接等工程。設(shè)計(jì)日供水能力61萬立方米，預(yù)計(jì)>投資9.31億元，建設(shè)用地330畝，供水范圍以塔南路-解放路-民主北路為分界線，將全市分東西兩個(gè)供水區(qū)域，供水面積140平方公里。目前，我市先期建設(shè)府城水廠一期，規(guī)模6.5萬立方米/日，投資估算1.93億元，今年5月底前完成勘察、測(cè)量、環(huán)評(píng)、可行性研究、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)招標(biāo)工作，2013年8月20日前完成施工、監(jiān)理和設(shè)備招標(biāo)工作，2014年7月完成主體施工，2014年9月30日前完成水廠生產(chǎn)運(yùn)行聯(lián)合試車，正式供水。

（八）全面加強(qiáng)南水北調(diào)總干渠兩側(cè)水源保護(hù)管理。南水北調(diào)中線工程總干渠在******市境內(nèi)全長76.41公里，沿線有4個(gè)分水口門，分別向******市城區(qū)及******、******縣、******縣供水，年供水量2.69億立方米，總干渠一級(jí)保護(hù)區(qū)面積16.54平方公里，二級(jí)保護(hù)區(qū)面積255.52平方公里。一是下發(fā)了《做好南水北調(diào)中線工程兩側(cè)水源保護(hù)工作的通知》，明確了各單位的工作職責(zé)，制定了水源保護(hù)區(qū)建設(shè)項(xiàng)目專項(xiàng)審核工作方案。二是建立了市縣兩級(jí)水源保護(hù)工作聯(lián)席辦公會(huì)議制度，定期會(huì)商，統(tǒng)一管理、統(tǒng)一協(xié)調(diào)南水北調(diào)水源保護(hù)工作。嚴(yán)格總干渠兩側(cè)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)新建、擴(kuò)建項(xiàng)目的審批關(guān)，確保保護(hù)區(qū)內(nèi)不出現(xiàn)與文件相抵觸的新建、擴(kuò)建項(xiàng)目。三是針對(duì)總干渠兩側(cè)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)的群眾建造住房、養(yǎng)殖場(chǎng)等現(xiàn)象，各級(jí)各部門根據(jù)職責(zé)，加大對(duì)違法違章建筑的查處和清理力度，有效遏制了水源保護(hù)區(qū)內(nèi)私搭亂建現(xiàn)象，建立了水源保護(hù)長效工作機(jī)制，確保水源保護(hù)區(qū)的水質(zhì)安全。

三、存在問題

近年來，雖然我市水源地保護(hù)和地下水污染防治工作取得了一些成績(jī)，但與全面建設(shè)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型示范市和人民群眾期望和要求相比，還存在一些問題，主要表現(xiàn)為：一是局部區(qū)域地下水超采問題突出。由于我市南部平原區(qū)無地表水源，生產(chǎn)生活用水全靠地下水解決，造成地下水超采問題較為嚴(yán)重，形成了地下水漏斗區(qū)，地下水位自上世紀(jì)七十年代以來，以年均近30厘米的速度下降，為全省第二大地下水漏斗區(qū)。二是由于資金不足等原因，市縣城區(qū)部分道路雨污分流不到位，對(duì)河流和地下水水質(zhì)造成一定影響。三是大部分農(nóng)村污水收集、生活垃圾收集設(shè)施建設(shè)需要進(jìn)一步加強(qiáng)。四是******縣飲用水源來源為山西省晉城市丹河、白水河的河水以及青天河水庫的泉水，目前晉城市來水水質(zhì)時(shí)有超標(biāo)，不符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，由于我市屬缺水地區(qū)，該水源地暫無更好的替代水源。

四、下步工作措施

（一）進(jìn)一步加強(qiáng)水資源保護(hù)。完成水資源管理指標(biāo)方案編制工作，實(shí)施用水總量尤其是地下水用水總量控制制度。對(duì)******市城區(qū)、******縣、******縣、******城區(qū)等南水北調(diào)受水區(qū)，在抓好配套工程建設(shè)同時(shí)，早規(guī)劃，早布置，做好地下水限采和壓采工作。積極推進(jìn)小浪底北岸灌區(qū)、西霞院灌區(qū)、沁北引黃灌區(qū)、孤山水庫、九渡水庫以及其它水源工程建設(shè)，減少地下水開采并有效回補(bǔ)地下水。

（二）繼續(xù)深化水源地污染整治。強(qiáng)力開展以污染物總量減排、環(huán)境質(zhì)量改善為中心的“53120環(huán)境綜合整治工程”，即圍繞“化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物、主要防控重金屬”等5項(xiàng)（類）污染物總量削減，以大氣污染防治、流域水污染防治、重金屬污染防治為重點(diǎn)，完成120項(xiàng)污染整治任務(wù)，持續(xù)改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量、水源地環(huán)境、流域地表水環(huán)境質(zhì)量。

（三）加快環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。將污水處理廠建設(shè)作為水污染防治工作重點(diǎn)來抓，采取強(qiáng)有力的措施，加快各污水處理廠和配套管網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)力度，確保今年年底前污水處理廠二期工程全部建成投運(yùn)。

（四）加強(qiáng)農(nóng)村水源地保護(hù)。推進(jìn)農(nóng)村生活垃圾戶分類、村收集、鄉(xiāng)轉(zhuǎn)運(yùn)、縣（市）集中處理，防止垃圾廢液疏漏。因地制宜開展農(nóng)村生活污水處理，對(duì)居住分散、經(jīng)濟(jì)條件差、邊遠(yuǎn)地區(qū)的村莊，推廣分散型、低成本、易管理的污水處理模式，提高農(nóng)村生活污水處理率。

（五）更加嚴(yán)格落實(shí)環(huán)保要求。杜絕在飲用水源保護(hù)區(qū)內(nèi)新建產(chǎn)生污染的項(xiàng)目，嚴(yán)格實(shí)施水污染物排放總量控制制度，嚴(yán)把環(huán)境準(zhǔn)入關(guān)，將新建項(xiàng)目總量審核與減排任務(wù)完成情況掛鉤，對(duì)未完成減排任務(wù)的地區(qū)實(shí)行區(qū)域限批。

（六）加強(qiáng)社會(huì)監(jiān)督。邀請(qǐng)市人大代表、政協(xié)委員對(duì)水源地重點(diǎn)區(qū)域、地下水污染情況進(jìn)行視察和調(diào)研；組織新聞媒體就水源地保護(hù)與地下水污染防治進(jìn)行宣傳報(bào)道；嚴(yán)肅查處人民群眾來電、來信、來訪反映的相關(guān)問題，在全社會(huì)營造人人關(guān)心支持水源地保護(hù)工作的強(qiáng)大合力。

第四篇：地下水污染與防治-研究生論文

PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

摘要：地下水是人類寶貴的淡水資源，然而隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展和人類活動(dòng)的急劇增加，污染程度也不斷加重，這將對(duì)人類健康和社會(huì)發(fā)展造成極大危害，因此必須要研究出行之有效的治理方法，以達(dá)到最佳的地下水污染修復(fù)。該文在大量搜集國內(nèi)外地下水重金屬污染狀況與修復(fù)技術(shù)研究資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)了重金屬污染的分類與危害，針對(duì)性的對(duì)可滲透反應(yīng)墻(PRB)技術(shù)的概念、原理、活性材料的選取、結(jié)構(gòu)類型、常見類型總結(jié)，并以湖南省鎘污染場(chǎng)地為例進(jìn)行了修復(fù)效果的研究，得出結(jié)論選用石灰石（80-100目）與礫石（10-20目）作為PRB 的介質(zhì)材料，最優(yōu)配比為0.45時(shí)，能最經(jīng)濟(jì)有效去除地下水污染中的Zn、Cd，最后提出了目前PRB 技術(shù)存在的問題及前景展望。

關(guān)鍵詞：PRB；重金屬污染；地下水；污染修復(fù)

目錄

1緒論.............................................................................................................1

1.1重金屬污染的分類與危害..............................................................1 1.2重金屬污染地下水修復(fù)技術(shù)..........................................................4 2 PRB技術(shù)....................................................................................................9

2.1概念..................................................................................................9 2.2 PRB技術(shù)的原理.............................................................................9 2.3 PRB的結(jié)構(gòu)類型...........................................................................10 2.4 PRB設(shè)計(jì)的主要參數(shù)選擇...........................................................11 2.5幾種常見的PRB類型..................................................................12 3 PRB對(duì)湖南省鎘污染場(chǎng)地的修復(fù)分析..................................................14

3.1湖南省硫酸鋅行業(yè)分布................................................................14 3.2 PRB結(jié)構(gòu)的選擇...........................................................................15 3.3 PRB介質(zhì)的選擇...........................................................................16 3.4試驗(yàn)結(jié)果分析................................................................................16 4結(jié)語...........................................................................................................17 參考文獻(xiàn)......................................................................................................19

中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

1緒論

重金屬污染土壤和地下水成因復(fù)雜，土壤結(jié)構(gòu)混雜和地下水污染相對(duì)隱蔽，人們對(duì)其嚴(yán)重性及治理難度遠(yuǎn)沒達(dá)到應(yīng)有的關(guān)注。土壤和地下水一旦遭受到重金屬的污染，對(duì)人民的生產(chǎn)生活都是災(zāi)難。地下水雖說屬于可再生資源，但是其更新和自凈非常緩慢，一旦遭受到重金屬的污染，往往相當(dāng)長的一段時(shí)間難以修復(fù)。土壤遭受到重金屬污染時(shí)，不僅會(huì)污染地下水，而且會(huì)造成地上植物和土壤中生物的污染，這些重金屬污染物會(huì)通過食物鏈的富集作用威脅人類的健康。近年來，重金屬污染土壤和地下水的治理引起很多國家高度重視，已經(jīng)成為環(huán)保領(lǐng)域急需解決的任務(wù)。

1.1重金屬污染的分類與危害

在化學(xué)領(lǐng)域中，重金屬通常指的是密度大于 5．0g·cm-3的一類金屬元素[1]。在環(huán)境污染方面所指的重金屬主要是指鉛(Pb)、汞（Hg）、鎘(Cd)、鉻(Cr)和類金屬砷(As)等生物毒性較為顯著的元素，同時(shí)還包括具有毒性的重金屬鋅(Zn)、銅(Cu)、鎳(Ni)等污染物。眾所周知，砷和硒都是非金屬，但是它們的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似，所以環(huán)境方面通常將砷和硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)。隨著全球經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，各行業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)冗^程中產(chǎn)生含有大量的重金屬污染物，而這些含有大量重金屬的污染物會(huì)以各種化學(xué)形態(tài)通過多種途徑擴(kuò)散遷移到深層土壤或地下水，從而造成土壤和地下水環(huán)境中的重金屬污染。目前污染土壤和地下水的重金屬種類較多，現(xiàn)介紹一些毒性較強(qiáng)且對(duì)人類生活和健康構(gòu)成很大威脅的重金屬。

（1）鉛污染，鉛是可以在人體和動(dòng)物組織中積蓄的重金屬，它的毒性較強(qiáng)。如果鉛在人體中蓄積達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)對(duì)人體造成貧血、腎損傷和神經(jīng)機(jī)能失調(diào)等癥狀，其中兒童、老人和免疫低下人群是最易受害的人群。目前，冶煉、五金、機(jī)械、油漆、涂料、蓄電池、電鍍、化妝品、燃煤、餐具、膨化食品、染發(fā)劑、自來水管等是環(huán)境中鉛的主要來源[2,3]。這些排放到環(huán)境中的鉛會(huì)通過人體消化道、呼吸道和皮膚等途徑進(jìn)入人體內(nèi)，從而造成人體多種器官的損傷。有關(guān)資料表明，鉛對(duì)水生生物的安全濃度為 0.16mg/L，當(dāng)用含鉛 0.1～4.4mg/L的水來灌溉水稻和小麥等農(nóng)作物時(shí)，會(huì)使農(nóng)作物中鉛含量明顯升高，通過食物鏈的富集作用，這些富集在農(nóng)作物中的鉛會(huì)遷移并富集到人體中，對(duì)人類的健康造成很 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

大危害。人體內(nèi)正常的鉛含量應(yīng)該在 0.1 毫克/升，如果體內(nèi)鉛含量超標(biāo)，將會(huì)損傷大腦中樞及周圍神經(jīng)系統(tǒng)，引起兒童多動(dòng)、注意力不集中、學(xué)習(xí)困難、任性沖動(dòng)、脾氣急躁；破壞造血系統(tǒng)，阻礙血紅素的合成,導(dǎo)致貧血；影響消化系統(tǒng)功能，導(dǎo)致孩子厭食、異食癖、味覺喪失或錯(cuò)亂等；抑制生長激素的合成與釋放，使孩子發(fā)育遲緩；抑制免疫系統(tǒng)功能，使孩子體質(zhì)差，感染機(jī)率增加；影響身體對(duì)其他金屬元素的吸收、代謝，導(dǎo)致進(jìn)補(bǔ)鐵、鋅、鈣等無效或吸收少；對(duì)生殖器官，尤其是對(duì)腎臟損害極大，引起腎功能障礙[3-6]。

（2）汞污染，汞在常溫下為銀白色的液體，通常稱之為水銀，其熔點(diǎn)為 38.87℃，它是室溫下唯一的液態(tài)金屬，具有流動(dòng)性[7]。汞在自然界中以很多種形式存在如金屬汞、無機(jī)汞和有機(jī)汞化合物。汞極易蒸發(fā)，汞和汞蒸氣及其化合物都有很強(qiáng)的毒性，并且可以在人體內(nèi)蓄積。汞主要來源于貴重金屬冶煉、化妝品、照明用燈、齒科材料儀表廠、食鹽電解、燃煤、水生生物等[8,9,10]。環(huán)境中的汞會(huì)通過各種途徑進(jìn)入到人體血液中，當(dāng)金屬汞通過血液進(jìn)入腦組織后，會(huì)在腦組織中蓄積，當(dāng)汞的含量達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)對(duì)腦組織及周圍神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，進(jìn)入到血液中的游離態(tài)汞離子會(huì)通過血液循環(huán)作用轉(zhuǎn)移到人體的腎臟等器官，從而對(duì)人體內(nèi)臟器官造成損害。水體中的無機(jī)態(tài)汞離子在水體環(huán)境作用下發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘愿蟮挠袡C(jī)態(tài)汞，這些有機(jī)汞通過會(huì)食物鏈進(jìn)入人體，從而引發(fā)人體中毒[11-16]；容易受汞危害的人群主要有女性，孕婦、嗜好海鮮人士；因?yàn)樘烊凰泻繕O少，一般都不會(huì)超過 0.1μg/L。正常人血液中汞的含量均小于 5-10μg/L，尿液中汞的濃度小于 20μg/L。如果人體發(fā)生急性汞中毒，將會(huì)誘發(fā)肝炎和血尿的病癥。

（3）鉻污染，鉻是人體內(nèi)微量元素之一，其主要來源于劣質(zhì)化妝品原料、皮革制劑、金屬部件鍍鉻部分，工業(yè)顏料以及鞣革、橡膠和陶瓷原料等。鉻在水中通常以六價(jià)和三價(jià)存在，其中六價(jià)鉻的毒性相對(duì)較高[17,18]，因此作為環(huán)境污染物通常所指的是六價(jià)鉻，當(dāng)人體大量攝入六價(jià)鉻引起人體急性中毒，長期少量攝入也可能會(huì)引起人體慢性中毒；例如誤食飲用含鉻食物，會(huì)致腹部不適及腹瀉等中毒癥狀，鉻化合物對(duì)皮膚有刺激和致敏作用，皮膚會(huì)出現(xiàn)濕疹和過敏性皮炎等癥狀，含鉻的煙霧和粉塵會(huì)對(duì)人體呼吸系統(tǒng)造成損害，可引起咽炎、支氣管炎等。受鉻污染嚴(yán)重地區(qū)的居民，由于經(jīng)常接觸或過量飲用受鉻污染水，造成該地區(qū)居 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

民容易得鼻炎、結(jié)核病、腹瀉、支氣管炎、皮炎等[19,20]。

（4）鎘污染，鎘是人體非必要元素，在自然界中通常以化合物狀態(tài)存在。鎘的毒性很大，鎘可以再生物體內(nèi)富集，通過食物鏈作用進(jìn)入人體并蓄積在腎臟，造成人體慢性中毒；環(huán)境中的鎘主要來源于冶煉、燃料、電池、電鍍、采礦和化學(xué)工業(yè)等三廢排放[21-25]；廢舊電池中鎘的含量也比較高、受污染的水果和蔬菜中會(huì)富集大量的鎘，尤其是蘑菇和一些谷物對(duì)鎘有一定的富集作用。當(dāng)人體內(nèi)鎘含量超標(biāo)時(shí)，會(huì)引起人體中毒，如使骨骼嚴(yán)重軟化，骨頭寸斷，另外鎘也會(huì)引起胃臟功能失調(diào)，影響人體和生物體內(nèi)鋅的酶系統(tǒng)，導(dǎo)致人體血壓升高。礦業(yè)工作者、免疫力低下者最易受鎘危害。水體中鎘含量為 0.1mg/L 時(shí)，會(huì)輕度抑制地面水的自凈作用[26,27]，在用含鎘 0.04Mg/L 的水進(jìn)行灌溉時(shí)，土壤和農(nóng)作物會(huì)受到明顯污染，農(nóng)灌水中含鎘 0.007mg/L 時(shí)，即可造成污染[28-32]。正常人血液中的鎘濃度應(yīng)小于 5 微克/升，尿液中鎘的濃度應(yīng)小于 1 微克/升。當(dāng)人體血壓和尿液中含量超過此范圍時(shí)，會(huì)通過血液循環(huán)等作用危害人體健康，如引起骨質(zhì)疏松，軟化變形等癥狀，在日本曾發(fā)生的痛痛病就是慢性鎘中毒最典型的例子。

（5）砷污染，砷是人體的非必需元素，環(huán)境中的砷主要來源于采礦、冶金、化化學(xué)制藥、玻璃工業(yè)中的脫色劑、各種殺蟲劑、殺鼠劑、砷酸鹽藥物、化肥、硬質(zhì)合金、皮革、農(nóng)藥等[33,34,35]；元素砷的毒性極低，但是由砷元素組成的化合物均有劇毒，其中三價(jià)砷化合物在所有砷化合物中毒性是最強(qiáng)的。受砷危害的人群有農(nóng)民、家庭主婦、特殊職業(yè)工人群體。砷通過呼吸道、消化道和皮膚接觸進(jìn)入人體，如攝入量超過排泄量，砷就會(huì)在人體的肝、腎、肺、子宮、胎盤、骨骼、肌肉等部位蓄積，與細(xì)胞中的酶系統(tǒng)結(jié)合，使酶的生物作用受到抑制失去活性，特別是在毛發(fā)、指甲中蓄積，從而引起慢性砷中毒，潛伏期可達(dá)幾年甚至幾十年，慢性中毒有消化系統(tǒng)癥狀、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和皮膚病變等[36-39]。砷還有致癌作用，能引起皮膚癌，在一般情況下，土壤、水、空氣、植物和人體都含有微量的砷，對(duì)人體不會(huì)構(gòu)成危害。地面水中含砷量因水源和地理?xiàng)l件不同而有很大差異，淡水為 0.2～230μm/L，平均為 0.5μm/L，海水為 3.7μm/L[40]。如果 24 小時(shí)內(nèi)尿液中的砷含量大于 100 微克/升就使中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生紊亂，并有致癌的可能。而且如果孕婦體內(nèi)砷超標(biāo)還會(huì)誘發(fā)畸胎。作用而進(jìn)入人體，當(dāng)銅在人體內(nèi)含量達(dá)到到一定程度后就會(huì)對(duì)人類的健康產(chǎn)生很大危害。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

（6）銅污染，受污染環(huán)境中銅主要來自于選礦、礦山開采、金屬加工、冶煉、有機(jī)合成、機(jī)器制造和其他工業(yè)的廢水等行業(yè)的排放[41,42,43]，金屬加工、電鍍工廠在這些行業(yè)中向環(huán)境排放的銅含量是最高的，排放的每升廢水中銅的含量可達(dá)幾十毫克甚至幾百毫克。由于這些行業(yè)對(duì)廢水處理的不當(dāng)，因此造成環(huán)境中水體和土壤的污染，從而影響人類健康。有關(guān)研究表明當(dāng)水體中銅的含量達(dá)到 0.01 毫克/升時(shí)，這將會(huì)對(duì)對(duì)水體自我修復(fù)能力有明顯的抑制作用；當(dāng)含量超過 3.0 毫克/升時(shí),受污染水體會(huì)產(chǎn)生難聞氣味;污染空氣環(huán)境，含量超過15 毫克/升時(shí)候，受污染的水就無法被人類使用[44,45]。這些含銅廢水若處理不當(dāng)會(huì)污染土壤環(huán)境，尤其是對(duì)農(nóng)業(yè)用地的危害非常之大，農(nóng)業(yè)灌溉水中銅對(duì)水稻危害的臨界濃度為 0.6 毫克/升，當(dāng)超過這些濃度時(shí)，會(huì)造成造成水稻生長狀況不佳，并通過食物鏈的作用威脅人類健康。另外，銅對(duì)水生生物的毒性也很大[46]，其中銅對(duì)魚類危害臨界濃度為 0.002 毫克/升,但一般認(rèn)為水體中含銅量達(dá)到 0.01 毫克/升時(shí)對(duì)魚類的生命活動(dòng)影響不大[47]。在一些小河中，曾發(fā)生銅污染引起水生生物的急性中毒事件；在沿海地區(qū)，曾發(fā)生銅污染水體事件，水體中的銅對(duì)水中生物產(chǎn)生很大影響并導(dǎo)致海水中牡蠣肉變綠。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中也會(huì)對(duì)土壤和地下水環(huán)境造成銅污染，例如農(nóng)田灌溉、化學(xué)試劑的使用等等通過各種途徑進(jìn)入到土壤和水體環(huán)境中。銅在植物體中各部分的累積情況也大不相同[48-52]，大多數(shù)植物中銅分布的情況是根>莖和葉>果實(shí)，只有少數(shù)植物體內(nèi)銅的分布與之相反，例如叢樺葉果實(shí)部分銅元素的含量在所有部分中是最高的。除此之外，水生生物銅也有很好的富集作用，環(huán)境中的銅會(huì)通過食物鏈的富集作用而進(jìn)入人體，當(dāng)銅在人體內(nèi)含量達(dá)到到一定程度后就會(huì)對(duì)人類的健康產(chǎn)生很大危害。

1.2重金屬污染地下水修復(fù)技術(shù)

全球化經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快給人類的生活帶來了翻天覆地的變化，然而人類生活得到改善的同時(shí)卻讓我們生存的環(huán)境付出了很大的代價(jià)。各行業(yè)在生產(chǎn)、運(yùn)輸及三廢排放等過程中向環(huán)境排放了大量的重金屬，由于這些重金屬在環(huán)境中難以修復(fù)，對(duì)土壤和地下水造成了嚴(yán)重的污染[53]，重金屬污染地下水修復(fù)技術(shù)的研究已經(jīng)成為環(huán)保領(lǐng)域十分迫切的任務(wù)。

目前已有很多國家采取了相應(yīng)的重金屬地下水的防護(hù)措施,并且投入大量資金和精力開展了有關(guān)重金屬污染地下水修復(fù)研究。當(dāng)前的重金屬污染地下水修復(fù) 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

技術(shù)主要可分為異位修復(fù)技術(shù)和原位修復(fù)技術(shù)兩類。其中異位修復(fù)技術(shù)主要是抽出處理法[54]，原位修復(fù)技術(shù)則包括地下帷幕阻隔與水力控制技術(shù)、滲透反應(yīng)墻和電動(dòng)處理技術(shù)。

1.2.1 異位修復(fù)技術(shù)

在重金屬污染地下水治理過程中，應(yīng)用最多的是異位修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)主要原理是將受重金屬污染的地下水抽出至地表，然后通過各種方法再進(jìn)行處理。該處理技術(shù)在對(duì)重金屬污染地下水修復(fù)在短期內(nèi)具有很高的處理效果，但是在長期的工程應(yīng)用上，可能會(huì)出現(xiàn)拖尾反彈等現(xiàn)象，從而使得處理效率降低，增加處理成本。近年來，國內(nèi)外普遍采用一種異位處理技術(shù)即泵—處理技術(shù)[55]來修復(fù)重金屬污染地下水，該技術(shù)在很多國家都有廣泛的應(yīng)用，且成熟度較高。該技術(shù)的主要方法是在重金屬污染地下水流經(jīng)方向開設(shè)多個(gè)抽水井，從抽水井中抽取被重金屬污染的地下水，然后將抽出來的地下水運(yùn)送到附近污水處理廠或者其他地上處理設(shè)施進(jìn)行處理，從而達(dá)到凈化地下水的目的。在治理的過程中為了不對(duì)地下水的補(bǔ)給和地下水抽出后可能造成地面沉降等問題的影響，通常會(huì)另打幾口注水井，把處理過的地下水回灌到地下當(dāng)中。井群系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是該項(xiàng)技術(shù)能夠很好應(yīng)用的關(guān)鍵，對(duì)于井口位置的設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足流經(jīng)井群的地下水包含整個(gè)受污染的地下水，以便把受污染的地下水全部抽出來進(jìn)行異位處理。地下水修復(fù)技術(shù)最早使用的方法就是抽出處理技術(shù)，根據(jù)美國環(huán)保局的統(tǒng)計(jì)[56]，在 1982－2002 的 20 年間，在工程應(yīng)用上該項(xiàng)技術(shù)的使用比例高達(dá) 68%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它修復(fù)技術(shù)。抽出處理技術(shù)對(duì)于突發(fā)性或高強(qiáng)度的地下水污染具有快速處理和效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是處理過程較為繁瑣且抽取和處理所需費(fèi)用高,并且需要對(duì)其進(jìn)行長期監(jiān)測(cè)和維護(hù),同時(shí)該技術(shù)對(duì)重非水溶相液體(DNAPL s)的去除效果甚微[57]。

1.2.2 原位修復(fù)技術(shù)

由于異位修復(fù)技術(shù)需要長期監(jiān)控和維護(hù)并且成本較高，因此對(duì)于重金屬污染地下水原位修復(fù)技術(shù)得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，原位修復(fù)技術(shù)是指人為控制在不影響地下水水力條件的的情況下，在原位將受重金屬污染地下水修復(fù)的一種技術(shù)。該技術(shù)主要可分為滲透反應(yīng)墻技術(shù)、地下帷幕阻隔技術(shù)及電動(dòng)處理技術(shù)。

（1）滲透反應(yīng)墻技術(shù)滲透反應(yīng)墻(PRB)技術(shù)修復(fù)地下水的主要原理是在垂直于重金屬污染的地下水流經(jīng)方向設(shè)置由活性反應(yīng)介質(zhì)組成的可滲透反應(yīng)墻，在 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

重金屬污染物隨著水體流動(dòng)經(jīng)過反應(yīng)墻時(shí)可與活性反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生吸附、沉淀、降解等作用，從而將重金屬污染物從地下水中去除，凈化地下水體環(huán)境。PRB活性材料可根據(jù)污染物的種類進(jìn)行選擇，活性材料的選擇是處理重金屬污染地下水的關(guān)鍵，選擇的依據(jù)主要是活性材料具有持久性強(qiáng)，抗腐蝕性好、粒徑均勻并且無二次污染等特點(diǎn)。該技術(shù)對(duì)重金屬污染地下水主要有物理、化學(xué)、生物三種修復(fù)機(jī)理。可滲透反應(yīng)墻技術(shù)最早是在 1982 年由美國環(huán)保局提出的,在20 世紀(jì) 90 年代初期得到了深入研究。滲透反應(yīng)墻的安裝同樣相當(dāng)重要，通常將其安裝在地下蓄水層并垂直于地下水流方向。在水力梯度作用下，當(dāng)重金屬污染的地下水流經(jīng)滲透反應(yīng)墻時(shí),地下水中的重金屬污染物會(huì)與滲透反應(yīng)墻活性材料發(fā)生反應(yīng)，從而將其從地下水中去除[58-60]。滲透反應(yīng)墻技術(shù)不同于異位修復(fù)技術(shù)，它不需要將污染的地下水抽出地面進(jìn)行處理，這個(gè)過程同樣可以省去地面處理系統(tǒng)，從而降低了處理成本,通常所選的活性介質(zhì)都是些價(jià)格低廉或者一些行業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物，這使得該技術(shù)在材料成本上又優(yōu)于抽出處理技術(shù)。反應(yīng)墻的活性材料一般消耗的很慢,有的幾年甚至十幾年對(duì)重金屬污染地下水還有很強(qiáng)的處理能力，重金屬污染物在隨著地下水流經(jīng)反應(yīng)墻時(shí)，經(jīng)過反應(yīng)墻活性材料的吸附、降解等作用而被去除，不需要人為為其提供動(dòng)力條件。滲透反應(yīng)墻安裝完成后，一般情況下幾乎不需要其他運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。與傳統(tǒng)的異位修復(fù)技術(shù)相比, 該技術(shù)在操作費(fèi)用至少可以節(jié)省 30 %以上[61]。滲透反應(yīng)墻技術(shù)對(duì)地下水生態(tài)環(huán)境的影響較小,是一項(xiàng)最具發(fā)展?jié)摿Φ闹亟饘傥廴镜叵滤迯?fù)方法。可滲透反應(yīng)墻通?？煞譃檫B續(xù)墻型和煙囪—門型兩種。連續(xù)墻指的是在蓄水層安裝連續(xù)的可滲透反應(yīng)墻，確保遭受重金屬污染所有區(qū)域內(nèi)的地下水都能得到滲透反應(yīng)墻的處理。這種反應(yīng)墻的使用并不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)樵撎幚矸椒ㄊ歉鶕?jù)土壤蓄水層厚度來確定安裝的連續(xù)墻所需面積，蓄水層厚度越大，或者說地下水污染區(qū)域越大,則安裝的反應(yīng)墻的面積就越大，因此該處理技術(shù)的造價(jià)就會(huì)越高。然而煙囪-門型滲透反應(yīng)墻相對(duì)于連續(xù)墻來說在造價(jià)費(fèi)用上要低很多，該方法是在地下水流動(dòng)區(qū)域內(nèi)填充造價(jià)較低的阻隔墻,將受重金屬污染的地下水匯集在一起，然后設(shè)置活性滲透墻，將這些匯集起來的地下水流經(jīng)活性滲透墻，從而達(dá)到集中處理的目的，該方法不僅造價(jià)成本較低，而且不會(huì)降低滲透反應(yīng)墻的處理效果。該方法中使用的活性滲透墻與障隔墻的組合被稱為煙囪-門型滲透反應(yīng)墻。該方法具有反應(yīng)區(qū)域較小, 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

造價(jià)成本低，易于清除和更換等優(yōu)點(diǎn)，因此更適合于原位處理重金屬污染的地下水。該方法使用的滲透墻通?？煞譃閮煞N，即單通道系統(tǒng)和多通道系統(tǒng)。而多通道又可分為串聯(lián)多通道系統(tǒng)和并聯(lián)多通道系統(tǒng)。當(dāng)?shù)叵滤形廴疚锘旌锨闆r下較為復(fù)雜時(shí)通常采用串聯(lián)多通道系統(tǒng)來處理重金屬污染地下水，當(dāng)重金屬污染地下水區(qū)域較寬時(shí),可采用并聯(lián)多通道系統(tǒng)對(duì)地下水進(jìn)行修復(fù)。另外，活性材料的選擇是可滲透反應(yīng)墻修復(fù)效果良好與否的關(guān)鍵。通常來說，活性材料的選擇應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn)[62,63]：①抗腐蝕性好，活性保持時(shí)間長，活性材料的粒度要均勻。②對(duì)重金屬污染物吸附和降解能力強(qiáng)，在地下水環(huán)境中穩(wěn)定不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。③易于施工安裝，環(huán)境相容性好，在對(duì)重金屬污染物處理后不會(huì)對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生二次污染。目前實(shí)驗(yàn)室研究中的活性材料主要有活性炭、沸石、粉煤灰、磷酸鹽、石灰石、Fe0 和一些微生物材料等。滲透反應(yīng)墻技術(shù)的應(yīng)用也比較早，在十九世紀(jì)八十年代，加拿大滑鐵盧大學(xué)成功地將該方法應(yīng)用污染地下水修復(fù)的現(xiàn)場(chǎng)演示。到目前為止，滲透反應(yīng)墻技術(shù)在歐美等國已進(jìn)行了大量研究，并且已經(jīng)開始商業(yè)應(yīng)用[60]。例如 F Di Natale等用活性炭作為作為滲透反應(yīng)墻的活性材料來修復(fù)鎘污染的地下水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在高 pH 值和含鹽量地的情況下，活性炭對(duì)地下水中鎘的吸附能力最強(qiáng)。Maria Rosaria Boni等用體積比為 1:1 的青草堆肥和硅土礫石作為 PRB 的混合活性材料，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該反應(yīng)墻對(duì)六價(jià)鉻的去除率可達(dá) 99%以上。近年來該項(xiàng)技術(shù)在我國也得到了很多學(xué)者的關(guān)注，目前有很多學(xué)者對(duì)該項(xiàng)技術(shù)開展研究，但絕大部分都還處于實(shí)驗(yàn)室的理論研究階段，工程上的應(yīng)用較少。杜連柱等[64]實(shí)驗(yàn)?zāi)M地下水環(huán)境，以受重金屬離子Pb、As、Cd、Cr、Fe 和總Mn污染的地下水為研究對(duì)象，利用還原鐵粉、鑄鐵粉、鑄鐵粉與顆?；钚蕴康幕旌衔餅榭蓾B透反應(yīng)墻(PRB)的主要介質(zhì)，石英砂為輔助介質(zhì)，設(shè)計(jì)了 3 種反應(yīng)器。在有效孔隙率為 60%～65%、水力停留時(shí)間為 12.0～14.4h 的條件下，考察其對(duì)污染物的去除效果。結(jié)果表明：3 種反應(yīng)器對(duì)Pb、As、Cd、Cr 均有較高的去除效果，去除率達(dá) 98%以上；總Mn的去除率分別達(dá) 98%、89%和 66%，F(xiàn)e 的去除率分別達(dá) 83%、56%和 49%?？疾炝?3 種反應(yīng)器內(nèi) pH、Eh、DO 的關(guān)系及對(duì)重金屬離子去除效果的影響，分析了污染物的去除機(jī)理。綜合考慮處理效果與成本，杜連柱等人認(rèn)為以鑄鐵粉與石英砂的混合物為 PRB 的反應(yīng)介質(zhì)，應(yīng)用 PRB 技術(shù)原位處理受上述重金屬離子污染的地下水是可行的。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

董軍等人[65-68]通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M對(duì)地下水和垃圾滲濾液等方面進(jìn)行了大量的研究。然而在國內(nèi)實(shí)地應(yīng)用研究非常少。由于資金的緊缺、人們對(duì)于污染地下水修復(fù)缺乏足夠的關(guān)注，加之對(duì)污染地下水地區(qū)的土壤類型、地質(zhì)狀況、污染組分、污染強(qiáng)度、影響深度、范圍、平均污染響應(yīng)時(shí)間和氣候水文等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都非常欠缺等因素都限制了該項(xiàng)技術(shù)在我國的發(fā)展。

（2）地下帷幕阻隔技術(shù)，地下帷幕阻隔技術(shù)主要是通過在地下構(gòu)筑隔水帷幕，形成垂向和水平方向的地下水物理隔離帶，防止地下水向外滲流。具體措施為：以鋼鐵，水泥等材料，在受污染地區(qū)修建隔離墻，防止污染地區(qū)的地下水流到周圍地區(qū)，其中以水泥最為便宜，應(yīng)用也最為普遍。還可以在污染土壤上覆蓋一層合成膜，或在污染土壤下面鋪一層水泥和石塊混合層以減少地表水的下滲[69]。地下帷幕阻隔技術(shù)目前比較成熟，只有在處理小范圍的劇毒，難降解污染物時(shí)才可考慮的一種永久性封閉方法[70]，多數(shù)情況下，它只是在地下水污染治理初期，被用作一種臨時(shí)性的控制方法，但對(duì)于重大環(huán)境突發(fā)事件污染場(chǎng)地的地下水污染隔離有其明顯的特殊性，各種帷幕技術(shù)必須保證能夠在短時(shí)間內(nèi)快速有效實(shí)施、帷幕材料能夠有效防止污染物的腐蝕破壞且不對(duì)地下水產(chǎn)生不良影響。

（3）電動(dòng)處理技術(shù)，電動(dòng)力修復(fù)技術(shù)是利用地下水和污染電動(dòng)力學(xué)性質(zhì)對(duì)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)的新技術(shù),電動(dòng)修復(fù)技術(shù)具有人工耗費(fèi)少，接觸有害物質(zhì)少并經(jīng)濟(jì)效益較高等優(yōu)點(diǎn)，其原理主要是通過在污染土壤兩側(cè)施加直流電壓形成電場(chǎng)梯度使污染物質(zhì)在電場(chǎng)作用下以電遷移、電滲流和電泳的方式遷移到電極兩端從而清潔污染土壤[71-72]。到目前為止，已有美國、加拿大、德國、荷蘭、日本等國家和地區(qū)開展該技術(shù)的研究與應(yīng)用。Kim 等采用該技術(shù)修復(fù)土壤中的Pb和Cd 污染的實(shí)驗(yàn)表明，土壤中重金屬能被有效去除且修復(fù)效果受電壓和土壤的pH 值及滲透性等因素影響，Gidarakos等研究土壤中 Zn 和 Cd 污染的電動(dòng)修復(fù)效率，實(shí)驗(yàn)表明鰲合劑和 pH 值等對(duì)污染土壤的修復(fù)效果影響明顯，Genc等也應(yīng)用電動(dòng)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究河流底泥中的Mn和 Cu 及Pb和zn等污染物的去除效果，R Lageman[73]對(duì)Pb和 Cu 污染的泥炭土就地進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)研究。原土壤中的Pb和 Cu 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 300～1000mg?kg-1和 500～1 000 mg?kg-1，動(dòng)電試驗(yàn)面積為 70m×3 m，每天通電 10h，43d 后，發(fā)現(xiàn)Pb的去除率達(dá) 70%，Cu 的去除率達(dá) 80%，能耗為 65kWh?m-3。國內(nèi)也開始利用動(dòng)電技術(shù)對(duì)重金屬污染場(chǎng)地 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水 的修復(fù)研究，如王業(yè)耀和孟凡生[74]對(duì) Cr6+污染土壤的電動(dòng)修復(fù)作了實(shí)驗(yàn)室研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電動(dòng)修復(fù)可以有效去除高嶺土中存在的 Cr6+，最高去除效率可達(dá) 97.8%；用蒸餾水沖洗和乙酸中和陰極電解產(chǎn)生的 OH-1，可以提高鉻的去除效率，周東美等[75,76]在實(shí)驗(yàn)室條件下，對(duì)黃棕壤中 Cr6+的電動(dòng)修復(fù)作了較為深入的研究。在控制陰極液酸度條件下，研究施加不同電壓對(duì)鉻污染黃棕壤中鉻的電動(dòng)過程的影響。結(jié)果顯示，施加 20V 電壓處理獲得了較好的鉻去除率和較低的能耗，576h 后土壤中總鉻和 Cr6+的去除率分別達(dá)到 41.11%和77.17%。另外，添加絡(luò)合劑和控制陰極池溶液酸度也會(huì)影響 Cr6+的去除。他們還用該技術(shù)對(duì)銅污染的紅壤修復(fù)作了中試研究[77]。近年來，國內(nèi)外的研究人員開發(fā)了一些電動(dòng)修復(fù)與其它方法聯(lián)用的技術(shù)，如 EK—生物聯(lián)用技術(shù)、EK—Fenton 聯(lián)用技術(shù)、EK—PRB 聯(lián)用技術(shù)等等。其中 EK—PRB 聯(lián)用技術(shù)可以將毒性較高的重金屬及有機(jī)物質(zhì)用電動(dòng)力使其向電極端移動(dòng)，使污染物質(zhì)與滲透性反應(yīng)墻內(nèi)的填充基材反應(yīng)，從而使得污染物質(zhì)的毒性降低[77]。美國、加拿、大英國等對(duì)該技術(shù)的研究較早在室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)研究方面均取得了一定的成果[78]，國內(nèi)針對(duì) EK—PRB 聯(lián)用技術(shù)的研究還主要處于實(shí)驗(yàn)室小試規(guī)模其中大陸地區(qū)對(duì)該技術(shù)的研究比較少。

2PRB技術(shù)

2.1概念

可滲透反應(yīng)墻(Permeable Reactive Wall)技術(shù)又稱滲透反應(yīng)格柵(Permeable reactive barrier, PRB)技術(shù)，在1982 年由美國環(huán)保局提出，20 世紀(jì)90 年代初期得到深入研究[64]，是以活性填料組成的構(gòu)筑物，垂直立于地下水水流的方向，污水流經(jīng)過反應(yīng)格柵，通過物理、化學(xué)及生物反應(yīng)，使污染物得以有效去除的地下水凈化技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)、便捷、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 PRB技術(shù)的原理

PRB主要由透水的反應(yīng)介質(zhì)組成。它通常置于地下水污染羽狀體的下游，與地下水流相垂直：污染地下水在自身水力梯度作用下通過PRB時(shí)，產(chǎn)生沉淀、吸附、氧化還原和生物降解反應(yīng)。使水中污染物能夠得以去除，在PRB下游流出處理后的凈化水[79-81]。可滲透反應(yīng)墻示意圖如圖1所示。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

圖1 可滲透反應(yīng)墻示意圖

2.3 PRB的結(jié)構(gòu)類型

PRB按結(jié)構(gòu)類型可分為兩種類型[82]：連續(xù)墻式和隔水漏斗-導(dǎo)水門式，如圖所示：

圖2 PRB結(jié)構(gòu)類型[82]

連續(xù)墻式PRB，即當(dāng)?shù)叵滤廴镜挠馉铙w較小時(shí)，在流動(dòng)下游區(qū)域內(nèi)安裝連續(xù)的活性滲透墻，墻體垂直污染遷移途徑，注意墻體的厚度和深度以確保能讓整個(gè)污染羽狀體通過。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)天然地下水流動(dòng)情況干擾小，但如果污染區(qū)域較大，設(shè)計(jì)連續(xù)墻的造價(jià)也隨之增大。

隔水漏斗-導(dǎo)水門式PRB，即在地下水流動(dòng)區(qū)域內(nèi)設(shè)置障礙墻，將隔水漏斗 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

嵌入其中，受污染地下水通過導(dǎo)水門匯集到較窄范圍，再設(shè)置活性滲透墻，地下水經(jīng)滲透反應(yīng)介質(zhì)處理后得到修復(fù)。此類PRB 結(jié)構(gòu)介質(zhì)裝填料少，反應(yīng)區(qū)域小，但干擾天然地下水流場(chǎng)。

連續(xù)墻式PRB結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單．用于地下水形成污染羽狀體影響范圍較小場(chǎng)地；隔水漏斗一導(dǎo)水門式反應(yīng)墻主要由不透水的介質(zhì)和導(dǎo)水門及滲透反應(yīng)介質(zhì)組成，通過引導(dǎo)或匯集地下水流進(jìn)入導(dǎo)水門．然后再由滲透反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行處理，主要用于潛水埋藏淺的大型地下水污染羽狀體[83]。

2.4 PRB設(shè)計(jì)的主要參數(shù)選擇

PRB的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮的核心問題有：確保PRB能夠嵌插到隔水層或者弱透水層中，防止地下水通過滲透墻底部穿過；確保足夠的水力停留時(shí)間．防止水體處理達(dá)標(biāo)；確保良好的透水性，防止堵塞一因此，PRB參數(shù)選擇主要包括結(jié)構(gòu)的選型、水力停留時(shí)間和反應(yīng)墻的滲透系數(shù)等[84]。

2.4.1 PRB結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇

PRB的寬度主要由污染物羽流的尺寸決定，考慮到地下水流向的不穩(wěn)定和污染羽尺寸進(jìn)一步擴(kuò)大的可能，PRB的實(shí)際寬度一般是污染物羽流寬度的1.2-1.5倍。PRB的高度主要由不透水層或弱透水層的埋深和厚度決定，根據(jù)國外的PRB 工程經(jīng)驗(yàn)可知[85]．PRB的底端嵌入不透水層或弱透水層至少0.6 m．防止污染物羽流繞過反應(yīng)墻流向下游，PRB的頂端需高于地下水最高水位，防止地下水溢出或地下水位的季節(jié)性波動(dòng)。反應(yīng)墻的厚度（B）主要南地下水的水流速度（v）和水力停留時(shí)間（t）來確定。

B=vt

式中：v為地下水流速，m／s；

t為修復(fù)污染物所需的反應(yīng)時(shí)間

地下水流速(v)一般指地下水的平均流速，主要由反應(yīng)介質(zhì)的孔隙率和含水層的滲透系數(shù)決定．在長期運(yùn)行中，反應(yīng)介質(zhì)的孔隙率有逐漸減小的趨勢(shì)．因此，在設(shè)計(jì)中一般采用最大流速。

2.4.2水力停留時(shí)間的選擇

污染物羽流在反應(yīng)墻的停留時(shí)間（t）主要由污染物的半存留期和污染羽流 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

經(jīng)反應(yīng)器初始濃度決定：現(xiàn)場(chǎng)的地下水污染物濃度分布不均勻，基于工程安全性考慮，設(shè)計(jì)按照污染物的場(chǎng)地內(nèi)最大的濃度值計(jì)算。計(jì)算可采用：

t=nt0.5u1u2R[86]

式中：n為半存留期的次數(shù)；t0.5為半存留期，t0.5=ln2/k，(k為一次反應(yīng)速率)；u1為溫度校正因子，可取2.0-2.5。正常溫度為20-25℃；u2為密度校正因子，可取1.5-2.0；R為安全系數(shù)，可取2.0-3.0。

2.4.3滲透系數(shù)的選擇

滲透系數(shù)又稱水力傳導(dǎo)系數(shù)(hydraulic conductivity)，是表示流體通過孔隙骨架的難易程度一表達(dá)式為：

K=kρg／η

式中：K為滲透系數(shù)；k為孔隙介質(zhì)的滲透率，它只與固體骨架的性質(zhì)有關(guān)；η為動(dòng)力粘滯性系數(shù)；ρ為流體密度；g為重力加速度。

滲透系數(shù)是反應(yīng)墻正常運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)之一，在PRB的設(shè)計(jì)中。必須要優(yōu)化配置，滿足良好的修復(fù)效果同時(shí)，必須選擇合理滲透系數(shù)的填充介質(zhì)：對(duì)填充介質(zhì)的選擇必須大于甚至遠(yuǎn)大于含水層的滲透系數(shù)：如果反應(yīng)介質(zhì)的滲透系數(shù)小于含水層滲透系數(shù)，反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)富集沉淀在反應(yīng)墻的表面，造成反應(yīng)墻的堵塞，使地下水的滯留現(xiàn)象，造成PRB的效果不好甚至不能使廂、根據(jù)US EPA研究數(shù)據(jù)[85]顯示反應(yīng)墻的滲透系數(shù)必須大于含水層滲透系數(shù)的2倍以上才能發(fā)揮較好效果．因此，反應(yīng)墻通常設(shè)計(jì)選擇滲透率大的濾層(砂層)、篩網(wǎng)和高滲透率反應(yīng)材料組成。

2.5幾種常見的PRB類型

2.5.1Fe0—PRB和雙金屬反應(yīng)墻

資料顯示[87-89]，零價(jià)鐵是一種常見的用作于土壤修復(fù)中的反應(yīng)物，主要是因?yàn)橥寥乐械奈廴疚飼?huì)和化學(xué)性質(zhì)活波的顆粒鐵起作用二零價(jià)鐵對(duì)揮發(fā)性有機(jī)氯化物的降解主要涉及的三個(gè)過程為：①Fe0的電子轉(zhuǎn)移到堿金屬氯化物。②Fe0在水中氧化為Fe2+，F(xiàn)e2+在水中進(jìn)一步氧化為Fe3+。③零價(jià)鐵在氧化過程中產(chǎn)生的氫離子與氯化物發(fā)生反應(yīng)：除鐵作為反應(yīng)墻外，很多研究員對(duì)銅、銀、鋅、錳的研究也有較好的效果。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

近年的科學(xué)研究，提出了雙金屬和多金屬系統(tǒng)。是指在Fe0顆粒上鍍上第2種或第3種金屬：MuftikianR等，研究認(rèn)為Fe0表面的Pd加速了目標(biāo)污染物的脫氯，反應(yīng)速率可以比Fe0系統(tǒng)大10倍。ChioJH等運(yùn)用反應(yīng)介質(zhì)為Pd/Fe二元金屬和接種了厭氧菌的砂礫的連續(xù)式PRB還原脫氯和生物降解2.4.6-三氯苯酚（2.4.6-TCP），體系反應(yīng)時(shí)間為30.2-21.2h時(shí)，可將質(zhì)量濃度為100mg/L的2.4.6-TCP全部還原成苯酚，而PRB生物部分在反應(yīng)時(shí)間為7-8d時(shí)可將100μmol/L的苯酚完全去除。因此，在生物處理前預(yù)先進(jìn)行還原脫氯會(huì)提高整個(gè)PRB系統(tǒng)的處理效果。Prusse等應(yīng)用Pd-Cu/Al2O3、Pd-Sn/Al2O3和Pd-In/Al2O3三種不同催化劑催化還原硝酸鹽，研究表明Pd-Sn/Al2O3和Pd-In/Al2O3，催化劑較Pd-Cu/Al2O3，催化劑的選擇性有所提高，在雙金屬催化劑中，NO2-只能吸附于Pd的催化點(diǎn)位，單金屬Pd表現(xiàn)出對(duì)NO3-的還原沒有催化活性。

2.5.2生物反應(yīng)墻（BiologicaI reaction barrier）

生物反應(yīng)墻是指在污染的地下水流向相垂直的方向用泥土建成長條形修復(fù)帶，通過向土中注入反應(yīng)劑的方法促使或加速污染物的降解．生物反應(yīng)墻主要應(yīng)用于有機(jī)物降解，分為好氧型和厭氧型。好氧型需要良好的氧化條件，主要應(yīng)用于苯類、輕質(zhì)油類和氯乙烯的降解；厭氧型生物墻具有強(qiáng)還原條件下對(duì)鹵化物的脫鹵過程。

馬會(huì)強(qiáng)等[90]以功能微生物泥炭和粗砂為填充介質(zhì)設(shè)計(jì)新型生物反應(yīng)墻，對(duì)苯系物、萘系物及菲去除率可達(dá)到83.6％-99.85％；孫本山等[91]，可吸附生物反應(yīng)墻修復(fù)地下水中BTEX的研究表明，加硝酸鹽的生物反應(yīng)墻和對(duì)照組對(duì)BTEX的總?cè)コ士蛇_(dá)到86％-97％。有研究表明睜[92,93]，在生物修復(fù)方面，生物反應(yīng)墻在土壤修和地下水復(fù)方面更具高效、節(jié)能和環(huán)保，但原位生物修復(fù)的設(shè)計(jì)會(huì)受到眾多因素的干擾。例如，污染物濃度，水層滲透系數(shù)、地下水水質(zhì)和土壤特性等二因此，進(jìn)行生物反應(yīng)墻必須建立等夠反應(yīng)污染物情況的模型，確保全面的描述污染源、羽流和地下土壤特性的情況，精確注入的反應(yīng)劑的量和濃度，減少能源消耗總量和增加叮再生能源的使用。

2.5.3水漏斗-導(dǎo)水門反應(yīng)系統(tǒng)(funnel-and-gate system)隔水漏斗一導(dǎo)水門反應(yīng)系統(tǒng)采用不透水的斗形裝置將被污染的地下水帶人反應(yīng)區(qū)中，在反應(yīng)區(qū)將污染物從地下水中去除。由于導(dǎo)水漏斗具有導(dǎo)流后叮以選 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

擇特定的方式處理污水中污染物，因此該系統(tǒng)可以融入鐵反應(yīng)墻、生物、化學(xué)和混合式處理方法，該方法在歐美發(fā)達(dá)國家有較多的使用。

2.5.4其它新型反應(yīng)墻

土壤修復(fù)作為龐大的系統(tǒng)性工程，選擇分塊的解決各個(gè)問題，必須找到快速、高效、穩(wěn)定的治理土壤的方法。目前，國外正在研究的反應(yīng)墻較多，由于存在實(shí)際的應(yīng)用難度，多作為理論研究。2.5.4.1納米鐵微粒反應(yīng)墻

采用納米級(jí)的鐵微粒作為反應(yīng)物，該微粒比表面積大，和乳化液、水混合后能夠直接注入土壤中：親油性的揮發(fā)性有機(jī)氯化物與化學(xué)性質(zhì)活波的鐵微粒的反應(yīng)在乳化液的作用下進(jìn)行，因而能夠在較短時(shí)間完成反應(yīng)。2.5.4.2電動(dòng)生物反應(yīng)墻

電動(dòng)生物反應(yīng)墻是新探索的土壤和地下水修復(fù)方法，主要原理是水在電極的作用下形成氧氣和氫氣，氧氣和氫氣在微生物的作用下，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)氯化物、苯類和油類物質(zhì)進(jìn)行分解。因同時(shí)具備了生物性和電化學(xué)性，是比較新型的修復(fù)技術(shù)，目前在這方面得到成功應(yīng)用的案例還沒有報(bào)道。PRB對(duì)湖南省鎘污染場(chǎng)地的修復(fù)分析

3.1湖南省硫酸鋅行業(yè)分布

根據(jù)2014 年現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，湖南省主要以硫酸鋅為最終產(chǎn)品的企業(yè)共有14 家，3家在建，1家停產(chǎn)整治，10 家企業(yè)正常生產(chǎn)。企業(yè)生產(chǎn)能力均不大于2 萬t /a(一家5 萬t /a 除外)。企業(yè)約86%分布在衡陽，14%分布在株洲。用GPS 對(duì)14 家生產(chǎn)企業(yè)定位發(fā)現(xiàn)，這類企業(yè)集中在112°35'-113°33'E，26°23'-27°50'N，均沿湘江及其支流而建，約79%的企業(yè)分布在湘江中上游（圖3），是湘江主要重金屬污染源之一，已列入《湘江流域重金屬污染治理方案》中。硫酸鋅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的銅鎘渣，隨廢水、廢渣等釋放到環(huán)境中，隨地表水滲入地下，造成地下水Cd污染嚴(yán)重。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

圖3湖南省硫酸鋅企業(yè)沿水系分布情況

3.2 PRB結(jié)構(gòu)的選擇

湖南省衡陽地區(qū)氣候溫暖濕潤，雨量充沛，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。地貌類型以丘崗為主，四周山、丘圍繞，中部平、崗丘交錯(cuò)，整個(gè)地形比降為7.9‰。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無活動(dòng)斷裂通過，未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象，場(chǎng)地和地基穩(wěn)定。區(qū)域地層依次為碳酸鹽巖、碎屑巖與頁巖、紅色碎屑巖。區(qū)域內(nèi)地震基本烈度＜6度，設(shè)計(jì)地震加速度＜0.05 g，未發(fā)現(xiàn)飽和砂土層。地下水類型為上層滯水及基巖裂隙水，水量貧乏;透漏分析發(fā)現(xiàn)巖石土層透水性為中等－弱透水，底部下伏基巖風(fēng)化較為強(qiáng)烈，透水性強(qiáng)，因此適宜建可滲透反應(yīng)墻。擬建可滲透反應(yīng)墻采用天然地基淺基礎(chǔ)，持力層選擇全風(fēng)化板巖或強(qiáng)風(fēng)化板巖，為防止可滲透反應(yīng)底部有毒有害元素通過底部基巖滲漏到下游，需對(duì)基礎(chǔ)底部基巖進(jìn)行防滲處理。

該地區(qū)含水層埋藏淺，地下水污染物羽流規(guī)模小，因此PRB 結(jié)構(gòu)選用連續(xù)反應(yīng)墻式。在污染區(qū)下游修建一個(gè)連續(xù)反應(yīng)墻，墻體的寬度及高度能保證整個(gè)污染羽狀體通過，墻體的厚度能切斷整個(gè)污染羽狀流，保證污染區(qū)域內(nèi)的地下水得到修復(fù)［94］。區(qū)域硫酸鋅企業(yè)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)工藝基本相同，區(qū)域污染物特征也類似。根據(jù)該區(qū)域水流特征、污染物濃度和排放標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，擬建可滲透反應(yīng)墻可按照頂部厚度約2.0 m，底部厚度約1.3 m，反應(yīng)墻寬度約15 m，高度約6 m 的模式選擇，采用礫石基體材料，修復(fù)Cd、Pb、Zn 等重金屬的活性材料建造。反 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

應(yīng)墻的使用壽命按30 年設(shè)計(jì)，重金屬離子與活性材料發(fā)生物理吸附及化學(xué)反應(yīng)形成重金屬碳酸鹽沉淀，達(dá)到地下水重金屬Cd 含量＜0.10 mg /L，Zn 含量＜2.0 mg /L 的要求。

3.3 PRB介質(zhì)的選擇

PRB 介質(zhì)材料選擇時(shí)應(yīng)該考慮下列幾個(gè)方面: 第一，介質(zhì)材料能否與地下水中的污染物發(fā)生一定的物理、化學(xué)或生物反應(yīng)，從而使污染物能夠全部被清除;第二，介質(zhì)材料能否大量取材，同時(shí)在反應(yīng)中不易溶解或消耗，從而使PRB 系統(tǒng)達(dá)到30年設(shè)計(jì)要求;第三，介質(zhì)材料既經(jīng)濟(jì)又不產(chǎn)生二次污染[95]。

3.3.1試驗(yàn)方法

該次試驗(yàn)以湖南省硫酸鋅行業(yè)污染場(chǎng)地產(chǎn)生的滲濾液原樣進(jìn)行分析，滲濾液水質(zhì)特性為Zn = 36.30mg /L，Cd = 1.53 mg /L。通過實(shí)驗(yàn)室土柱試驗(yàn)?zāi)MPRB 可滲透反應(yīng)墻，探索石灰、石灰石混合料等不同介質(zhì)材料與填充方式對(duì)滲濾液中Zn、Cd 等重金屬在不同滲透時(shí)間下的去除效果，并判斷介質(zhì)材料的最佳細(xì)度、最優(yōu)配比和反應(yīng)時(shí)間，確定PRB 技術(shù)防治地下水Cd 污染的可行性。

3.3.2介質(zhì)的選材

試驗(yàn)設(shè)計(jì)了3 個(gè)塑料柱(1、2、3)，每個(gè)反應(yīng)器的總高度為50 cm，內(nèi)徑為5 cm，底部填充5 cm 厚的砂層，起過濾、緩沖和保護(hù)作用;上部為10 cm 厚的砂層，以隔絕空氣;中間為反應(yīng)器主體部分，高度為20 cm。試驗(yàn)幾種不同填充方式的反應(yīng)效果: 1 號(hào)柱內(nèi)填充礫石+ 石灰單層，2號(hào)柱內(nèi)填充礫石+ 石灰+ 礫石多層，3號(hào)柱內(nèi)填充石灰+ 礫石混合料。

3.3.3反應(yīng)柱運(yùn)行

該次試驗(yàn)分析多種介質(zhì)及其細(xì)度和配比對(duì)Zn、Cd 的去除效果。根據(jù)試驗(yàn)需要，選擇需混合的活性材料，裝入混合機(jī)充分混合。反應(yīng)柱運(yùn)行14 h，且均以4mL /min左右的流速往塑料柱內(nèi)滴加滲濾液，每隔2 h 左右取一次樣進(jìn)行重金屬定量檢測(cè)，分析3 個(gè)柱內(nèi)Zn、Cd 達(dá)標(biāo)持續(xù)的時(shí)間。參考柱試驗(yàn)結(jié)果，估算工程應(yīng)用中所需的原料和數(shù)量，完善可滲透反應(yīng)墻的設(shè)計(jì)方案。

3.4試驗(yàn)結(jié)果分析

裝置運(yùn)行后，3個(gè)塑料柱同步運(yùn)行監(jiān)測(cè)，樣品送化驗(yàn)室分析各塑料柱輸出液 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

Zn、Cd 濃度，綜合對(duì)比介質(zhì)細(xì)度、介質(zhì)配比對(duì)Zn、Cd 的去除情況。3 個(gè)塑料柱出水Cd 和Zn 濃度值隨滲透時(shí)間的變化曲線見圖4。由圖4可知，試驗(yàn)效果較好的是3 號(hào)柱。3 號(hào)柱的介質(zhì)材料是石灰石和礫石混合柱，石灰石細(xì)度為80-100 目，礫石細(xì)度為10-20 目，石灰石與礫石的比例為0.45。在該配比中，2-11 h任意點(diǎn)取樣，去除Cd 的效率都在97%以上，而10 h 時(shí)，出水Zn 濃度為1.468 mg /L，達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求，11 h 時(shí)出水Zn濃度為5.186 mg /L，超出環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求。因此取該試驗(yàn)出水達(dá)標(biāo)時(shí)間為10 h，即10 h 時(shí)最優(yōu)配比為0.45 的石灰石混合柱達(dá)到吸附飽和狀態(tài)。

介質(zhì)材料之所以選擇石灰石是因?yàn)樵谔囟尚行詼y(cè)試中，它的重金屬負(fù)載能力和去除能力比其他材質(zhì)好（石灰石≈骨炭粉＞硅肥＞高爐渣），且石灰石比骨炭粉經(jīng)濟(jì)。因此，工程應(yīng)用上，可滲透反應(yīng)墻選擇石灰石(80-100 目)與礫石（10-20目）混合，比例為0.45為宜。

圖4 不同介質(zhì)材料下出水Cd(a)、Zn 濃度(b)隨時(shí)間的變化曲線

4結(jié)語

該文總結(jié)了重金屬污染的分類與危害，針對(duì)性的對(duì)可滲透反應(yīng)墻(PRB)技術(shù)的概念、原理、活性材料的選取、結(jié)構(gòu)類型、常見類型總結(jié)，并以湖南省鎘污染場(chǎng)地為例進(jìn)行了修復(fù)效果的研究，得出結(jié)論：以石灰石（80-100目）與礫石（10-20目）作為PRB的介質(zhì)材料，最優(yōu)配比為0.45時(shí)，可以經(jīng)濟(jì)有效去除污染地下水中的Zn、Cd濃度，滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求。

可滲透反應(yīng)墻（PRB）技術(shù)造價(jià)低廉、維護(hù)簡(jiǎn)單，對(duì)于處理各種地下水污染具有良好的效果，是今后地下水修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。但是，這項(xiàng)技術(shù)仍存在很多問題：地下水中的污染物在墻體表面不斷積累，使得墻體活性介質(zhì)飽和，甚至失去活性，則必須定期更換反應(yīng)物質(zhì)，以保證處理效率。當(dāng)介質(zhì)材料的粒徑過小、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

介質(zhì)的截留沉淀等作用，可能造成反應(yīng)器的堵塞，影響PRB 的使用壽命，而更換下來的活性材料需作為有害廢棄物加以處置。此外，傳統(tǒng)施工技術(shù)即土體開挖方法有待研究、改進(jìn)和提高；PRB 長期運(yùn)行的穩(wěn)定性和有效性也是不容忽視的。

因此，在研究可滲透反應(yīng)墻(PRB)技術(shù)時(shí)要注意，（1）反應(yīng)材料應(yīng)易得有效、費(fèi)用低廉、不產(chǎn)生二次污染；（2）多種污染組分應(yīng)設(shè)計(jì)多個(gè)反應(yīng)器的有效組合（包括不同類型、不同結(jié)構(gòu)、不同反應(yīng)材料等）；（3）保證反應(yīng)材料的有效使用，延長PRB 系統(tǒng)使用壽命；（4）設(shè)計(jì)施工過程中要考慮地下水水流、地質(zhì)環(huán)境、滲透性、人類活動(dòng)等的影響。一般而言，PRB 去除地下水中污染物的針對(duì)性較強(qiáng)，即對(duì)某一類污染物的去除效果較好而對(duì)其它污染物的去除效果較差。但是，地下水污染物不是單一的，所以在選取反應(yīng)材料時(shí)要綜合考慮，采用混合介質(zhì)材料。而采用混合材料時(shí)要做一定的條件試驗(yàn)，確定最佳配比，提升綜合處理效果，以確保PRB 系統(tǒng)的有效性、經(jīng)濟(jì)性、長期性，并達(dá)到最佳的地下水污染修復(fù)。

我國大部分地區(qū)水資源短缺、地下水污染嚴(yán)重，研究人員應(yīng)借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，不斷完善PRB 系統(tǒng)的理論和技術(shù)，使PRB 的發(fā)展趨于多元化、多級(jí)化，從而能夠適應(yīng)復(fù)雜的污染地下水。因此，PRB 技術(shù)是一種很有前途的污染治理技術(shù)，將會(huì)成為今后地下水污染修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

參考文獻(xiàn)

[1] 張英,周長民.重金屬鉛污染對(duì)人體的危害[J].遼寧化工,2007,36(6):395-397.[2] 陸泗進(jìn),王紅旗,杜琳娜等.污染地下水原位治理技術(shù)-透水性反應(yīng)墻法[J].環(huán)境污染與防治,2006,28(6):452-457.[3] 姜楠 , 王鶴立 , 廉新穎等.地下水鉛污染修復(fù)技術(shù)應(yīng)用與研究進(jìn)展 [J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2008,31(2):56-60.[4] 時(shí)文歆 ,于水利 ,邱曉霞等.動(dòng)電修復(fù)鉛污染土壤和地下水的初步研究 [J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2005,28(1):21-23.[5] 胡宏韜,侯玲娟.鉛污染地下水電動(dòng)修復(fù)研究[J].水處理技術(shù),2009,35(9):56-59,63.[6] 張軍麗 ,李瑞玲 ,張燕等.改性殼聚糖吸附劑的合成及對(duì)鎘離子的吸附性能 [J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2011,34(7):87-89,170.[7] 胡月紅.國內(nèi)外汞污染分布狀況研究綜述[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2008,34(1):38-41.[8] Cordy, P., Veiga, M.M., Salih, I.et al.Mercury contamination from artisanal gold miningin Antioquia, Colombia: The world's highest per capita mercury pollution[J].Science ofthe Total Environment,2011,410/411:154-160.[9] 覃東立,姜秋俚,付友生等.全球汞污染回顧與分析[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2009,35(4):75-78.[10] Ping Li, Xinbin Feng, GuangleQiu et al.Mercury pollution in Wuchuan mercury miningarea, Guizhou, Southwestern China: The impacts from large scale and artisanal mercurymining[J].Environment international,2012,42:59-66.[11] Laiguo Chen, ZhenchengXu, Xiaoyong Ding et al.Spatial trend and pollution assessmentof total mercury and methyl mercury pollution in the Pearl River Delta soil, SouthChina[J].Chemosphere,2012,88(5):612-619.[12] 荊延德 , 何振立 , 楊肖娥等.汞污染對(duì)水稻土微生物和酶活性的影響 [J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2009,20(1):218-222.[13] 張磊,王起超,李志博等.中國城市汞污染及防治對(duì)策[J].生態(tài)環(huán)境,2004,13(3):410-413.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

[14] P.Li, X.B.Feng, G.L.Qiu et al.Mercury pollution in Asia: A review of the contaminatedsites[J].Journal of hazardous materials,2009,168(2/3):1082-1091.[15] Sinha, RK, Sinha, SK, Kedia, DK et al.A holistic study on mercury pollution in theGanga River system at Varanasi, India.[J].Current Science,2007,92(9):1223-1228.[16] 萬雙秀,王俊東.汞對(duì)人體神經(jīng)的毒性及其危害[J].微量元素與健康研究,2005,22(2):67-69.[17] 胡寶伽.鉻同位素分餾及其在湖北某無機(jī)鹽廠地下水污染研究中的應(yīng)用[J].中國地質(zhì)大學(xué)(武漢),2008.[18] 宋華曉.銅綠假單胞菌還原 Cr(Ⅵ)和降解苯酚的實(shí)驗(yàn)研究[J].湖南大學(xué),2010.[19] N.K.Chandra Babu,K.Asma,A.Raghupathi et al.Screening of leather auxiliaries for their role in toxic hexavalent chromium formation in leather—posing potential health hazardsto the users[J].Journal of Cleaner Production,2005,13(12):1189-1195.[20] PellerinC.,BookerSM.Reflections on hexavalent chromium-Health hazards of an industrial heavyweight[J].Environmental Health Perspectives,2000,108(9):402-407.[21] 韓瑾 , 李星 , 楊艷玲等.飲用水源突發(fā)鎘污染的應(yīng)急處理技術(shù)研究 [J].中國給水排水,2012,28(21):1-4.[22] 袁珊珊,肖細(xì)元,郭朝暉等.中國鎘礦的區(qū)域分布及土壤鎘污染風(fēng)險(xiǎn)分析[J].環(huán)境污染與防治,2012,34(6):51-56,100.[23] 陳志良 , 莫大倫 , 仇榮亮等.鎘污染對(duì)生物有機(jī)體的危害及防治對(duì)策 [J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2001,27(4):37-39.[24] Tang Xiang Yu,Katou, H.,Suzuki, K.et al.Air-drying and liming effects on exchangeablecadmium mobilization in contaminated soils: a repeated batch extraction study.[J].Geoderma:An International Journal of Soil Science,2011,161(1/2):18-29.[25] Michael A.Pinto.An Environmental “Mash-Up”-Part 3: Mercury, Lead & CadmiumHazards[J].Cleaning & restoration,2011,48(2):8,32-33.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

[26] 陳志良 , 莫大倫 , 仇榮亮等.鎘污染對(duì)生物有機(jī)體的危害及防治對(duì)策 [J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2001,27(4):37-39.[27] 胡宏韜.電動(dòng)與滲透反應(yīng)格柵聯(lián)合修復(fù)鎘污染地下水實(shí)驗(yàn)[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2009,3(10):1773-1777.[28] 文秋紅,史錕.部分植物富集鎘能力探討[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2006,29(12):90-92.[29] 李仰銳 ,徐衛(wèi)紅 ,吳艷波等.有機(jī)酸、EDTA 對(duì)鎘污染土壤上稻米品質(zhì)的影響 [J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(9):102-105.[30] 梁彥秋,劉婷婷,鐵梅等.鎘污染土壤中鎘的形態(tài)分析及植物修復(fù)技術(shù)研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2007,30(2):57-58,106.[31] 王利,李永華,姬艷芳等.羥基磷灰石和氯化鉀聯(lián)用修復(fù)鉛鋅礦區(qū)鉛鎘污染土壤的研究[J].環(huán)境科學(xué),2011,32(7):2114-2118.[32] 姜春曉 , 孫紅文 , 孫鐵珩等.生物處理鎘污染土壤及其酶活性研究 [J].環(huán)境污染與防治,2009,31(2):42-46.[33] 王新,賈永鋒.土壤砷污染及修復(fù)技術(shù)[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2007,30(2):107-110.[34] 李藝.有色多金屬礦山砷污染對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及其治理分析[J].地球與環(huán)境,2008,36(3):256-260.[35] Uhegbu, F.O,Chinyere, G.C,Ugbogu, A.E etal.Arsenic and chromium in sea foods fromNiger Delta of Nigeria: a case study of Warri, Delta State.[J].Bulletin of EnvironmentalContamination and Toxicology,2012,89(2):424-427.[36] 李圣發(fā).土壤砷污染及其植物修復(fù)的研究進(jìn)展與展望[J].地球與環(huán)境,2011,39(3):429-434.[37] 苑寶玲,李坤林.邢核等.飲用水砷污染治理研究進(jìn)展[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2006,32(1):17-18,27.[38] 崔巖山,陳曉晨,付瑾等.污染土壤中鉛、砷的生物可給性研究進(jìn)展 [J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2010,19(2):480-486.[39] Tripathi,RD,Srivastava,Setal.Arsenic hazards strategies for tolerance and remediation byplants.[J].Trends in Biotechnology,2007,25(4):158-165.[40] Thomas S.Y.Choong,T.G.Chuah,Y.Robiahetal.Arsenic toxicity health hazards and removal techniques from water [J].Desalination,2007,217(1/3):139-166.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

[41] 張?chǎng)?安徽銅陵礦區(qū)重金屬元素釋放遷移地球化學(xué)特征及其環(huán)境效應(yīng)研究

[D].合肥工業(yè)大學(xué),2005.[42] Chau, ND,Jodlowski, P,Kalita, SJ et al.Natural radiation and its hazard in copper oremines in Poland[J].Acta Geophysica,2008,56(2):505-517.[43] 韓雪.銅存在形態(tài)對(duì)其從土壤向地下水瀝濾的影響研究[D].南開大學(xué),2006.[44] 李志鴻 ,王明玉.復(fù)合介質(zhì)人工浮島對(duì)含銅廢水凈化效果試驗(yàn)研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2011,34(2):129-135,168.[45] 曹德菊 , 岳永德 , 黃祥明等.巢湖水體Pb,Cu,Fe污染的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià) [J].中國環(huán)境科學(xué),2004,24(4):509-512.[46] 張宏,沈章軍,陳政等.銅尾礦區(qū) 9 種優(yōu)勢(shì)植物體內(nèi)重金屬和氮磷含量研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2011,20(10):1478-1484.[47] 梁斌,杭小帥,王文林等.漁業(yè)用水水質(zhì)管理中銅的控制限值的探討[J].中國水產(chǎn),2011,(11):63-65.[48] 單正軍,王連生,蔡道基等.果園土壤銅污染狀況及其對(duì)作物生長的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2002,21(2):119-121.[49] Feng Wu,YanliLiu,Yan Xia et al.Copper contamination of soils and vegetables in the vicinityof Jiuhuashan copper mine, China[J].Environmental earth sciences,2011,64(3):761-769.[50] 陳清敏 , 張曉軍 , 胡明安等.大寶山銅鐵礦區(qū)水體重金屬污染評(píng)價(jià) [J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2006,29(6):64-65,71.[51] 秦文淑,仇榮亮.Cu污染土壤對(duì)菠菜的特征影響研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2008,31(6):89-93,100.[52] Hernández-Soriano, M.D.C.,Pea, A.,Mingorance, M.D.et al.Environmental hazard ofcadmium, copper, lead and zinc in metal-contaminated soils remediated by sulfosuccinamateformulation[J].Journal of environmental monitoring,2011,13(10):2830-2837.[53] 廉新穎.硫化沉淀-膜組合技術(shù)處理重金屬污染地下水試驗(yàn)研究 [D].中國地質(zhì)大學(xué)(北京),2010.[54] 廉新穎,王鶴立,漆靜嫻等.突發(fā)性重金屬污染地下水應(yīng)急處理技術(shù)研究進(jìn)展 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

[J].水處理技術(shù),2010,36(11):11-14.[55] 陳秀成,曹瑞鈺.地下水污染治理技術(shù)的進(jìn)展[J].中國給水排水,2001,17(4):23-26.[56] Fetter C W.Contaminants hydrogeology[M].NY:Macmillan PublishingCompany,1993:1-25.[57] Mackay D M , Cherry J A.Groundwater contamination : pump2and2t reatremediation.Environmental Science and Technology ,1989 ,23(6):630～636 [58] JanthawanWantanaphong,Sacha Jon Mooney,Elizabeth Helen Bailey et al.Natural andwaste materials as metal sorbents in permeable reactive barriers(PRBs)[J].EnvironmentalChemistry Letters,2005,3(1):19-23.[59] Indraratna, B.,Regmi, G.,Nghiem, L.D.et al.Performanceof a PRB for the remediation ofacidic groundwater in acid sulfate soil terrain[J].Journal of geotechnical andgeoenvironmental engineering,2010,136(7):897-906.[60] Francesca Pagnanelli.Assessment of solid reactive mixtures for the development of biologicalpermeable reactive barriers[J].Journal of hazardous materials,2009,170(2/3):998-.999.[61] Gillham R W,O’Heannesin S F.Enhanced degradation of halogenated aliphatics byzero2valent iron.Ground Water , 1994 , 32(6):958-967 [62] 楊維,王立東,楊軍鋒等.PRB 技術(shù)對(duì) PCBs 及重金屬污染地下水的試驗(yàn)研究[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2007,33(2):15-18,64.[63] 王俊輝,宋玉.地下污染水原位處理PRB技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國資源綜合利用,2007,25(10):25-29.[64] 杜連柱,張?zhí)m英,王立東等.PRB 技術(shù)對(duì)地下水中重金屬離子的處理研究[J].環(huán)境污染與防治,2007,29(8):578-582.[65] 董軍 ,趙勇勝 ,趙曉波等.PRB 技術(shù)處理污染地下水的影響因素分析 [J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版）,2005,35(2):226-230 [66] 董軍 , 趙勇勝 ,趙曉波等.垃圾滲濾液對(duì)地下水污染的 PRB 原位處理技術(shù) [J].環(huán)境科學(xué),2003,24(5):151-154 [67] 宗芳 ,趙勇勝 ,董軍等.混合 PRB 介質(zhì)處理滲濾液污染地下水的可行性研 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

究 [J].世界地質(zhì),2006,25(2):182-186.[68] 董軍.滲濾液污染地下水 PRB 處理技術(shù)可行性研究[D].吉林大學(xué),2003.[69] 廉新穎 ,王鶴立.突發(fā)性重金屬污染地下水修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展 [C].2009 重金屬污染監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及修復(fù)技術(shù)高級(jí)研討會(huì)論文集.2009:52-56.[70] 胡宏韜.電動(dòng)與滲透反應(yīng)格柵聯(lián)合修復(fù)鎘污染地下水實(shí)驗(yàn)[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2009,3(10):1773-1777.[71] 孫英杰 ,王輝霞 ,閆鵬飛等.EK-PRB 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展 [J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào),2011,32(6):76-80.[72] 張瑞華.鐵-PRB 去除地下水重金屬污染及其與電動(dòng)技術(shù)聯(lián)用修復(fù)土壤鉻（Ⅵ）污染基礎(chǔ)性研究[D].南開大學(xué),2006.[73] ReinoutLageman, Robert L Clarke, Wiebe Pool.Electroreclamation,a versatile soilremediation solution[J].Engineering Geology,2005, 77:191-201.[74] 孟凡生,王業(yè)耀,汪春香等.鉻污染地下水的PRB修復(fù)試驗(yàn)[J].工業(yè)用水與廢水,2005,36(2):22-25.[75] 周東美 , 倉龍 , 鄧昌芬.絡(luò)合劑和酸度控制對(duì)土壤鉻電動(dòng)過程的影響 [J].中國環(huán)境科學(xué), 2005, 25(1): 10-14.[76] 倉龍 , 周東美.施加不同電壓對(duì)鉻污染黃棕壤電動(dòng)過程的影響[J].土壤學(xué)報(bào) , 2005,46:999-1005.[77] Zhou D M, Cang L, Alshawabkeh A N, et al.Pilot scale electrokinetic treatment of a Cucontaminated red soil [J].Chemosphere,2006, 63:964-971.[78] 張瑞華,孫紅文.電動(dòng)力和鐵PRB技術(shù)聯(lián)合修復(fù)鉻(Ⅵ)污染土壤[J].環(huán)境科學(xué),2007,28(5):1131-1136.[79]United States EnvimnmPntal Protection Agency，Penlleahle reactive harriertechnologies for contaminant remediation[R]．USEPA，l 998． [80] 陳仲如，張澄博，李洪藝，等．可滲透反應(yīng)墻的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)研究[J]．安全與環(huán)境學(xué)報(bào)．2012，(04)：56-61．

[81]熊雪萍，李福林，陳學(xué)群．地下水污染修復(fù)中的PRB技術(shù)研究[J]．水科學(xué)與T程技術(shù)．2010，(04)：51-53．

[82]羅育池，李傳生．PRB 技術(shù)及其在地下水污染修復(fù)中的應(yīng)用[J]．安徽農(nóng)業(yè) 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生課程論文——PRB技術(shù)修復(fù)重金屬污染地下水

科學(xué)，2007，35(27)：8656-8657，8660．

[83]鐘佐粲，劉菲．地下水有機(jī)污染控制及就地恢復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展(三)[J]．水文地質(zhì)工程地質(zhì)．200l，(05)：76-79．

[84]崔海煒、孫繼朝，向小平等．PRB技術(shù)在地下水污染修復(fù)中的研究進(jìn)展[J]．地下水，2010，(03)：81-83．

[85]崔俊芳，鄭西來，林國慶．地下水有機(jī)污染處理的滲透性反應(yīng)墻技術(shù)[J]．水科學(xué)進(jìn)展．2003，(03)：363-367．

[86] GaVaskar A R．Design and constnlrtion techniques for pemeahle reactive barriers [J]．Journal of Hazardous Materials，1999，(68)：41-47．

[87] Canell K J，Kaplan D I，Wiets ma T W．Zero—valent iron forthe insitu remediation of selected metals in groundwater [J]．Joumal of Hazardous Materials，1995，(2)：201-212．

[88] 井柳新，程麗．地下水污染原位修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]．水處理術(shù)．2010，(07)：6-9．

[89] 周啟星，林海芳．污染土壤及地下水修復(fù)的PRB技術(shù)及展望[J]．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2001，(05)：48-53．

[90]馬會(huì)強(qiáng)，張?zhí)m英，張洪林，等．新型生物反應(yīng)墻原位修復(fù)石油烴污染地下水[J]．重慶大學(xué)學(xué)報(bào)．20ll，(05)：99-l04．

[91]孫本山，崔康平，洪天求．可吸附生物反應(yīng)墻修復(fù)地下水中BTEX [J]．環(huán)境工程學(xué)報(bào)．2014，(10)：4215-4220．

[92] 馬會(huì)強(qiáng)，張?zhí)m英，張洪林，等．泥炭生物反應(yīng)墻構(gòu)建及修復(fù)地下水中石油烴[J]．土木建筑與環(huán)境丁程，20l 1，(03)：129-135．

[93] 張勝，畢二平，陳立，等．微生物修復(fù)石油污染地下水的實(shí)驗(yàn)研究[J]．現(xiàn)代地質(zhì)．2009，(01)：120-124．

[94]牛少鳳，李春暉，富強(qiáng)，等．PRB連續(xù)反應(yīng)單元模擬與敏感性分析［J］．環(huán)境科學(xué)研究，2009，22(6):718-722．

[95] 彭利群，張澄博，李洪藝，等．介質(zhì)材料在可滲透反應(yīng)墻中的應(yīng)用進(jìn)展［J］．環(huán)境科學(xué)與管理，2011，36(10):47-52．

第五篇：水污染的處理與防治

水污染的處理與防治

（吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 湖南吉首）

摘 要 對(duì)中國的水污染現(xiàn)狀進(jìn)行了概述。主要有城市水污染，工業(yè)水污染，農(nóng)業(yè)水污染等。水污染的各種處理技術(shù)及防治措施。

關(guān)鍵詞 水污染現(xiàn)狀；水污染危害；防治措施；水污染處理技術(shù)。

The treatment and prevention of water pollution.(College of Chemistry and Chemical Engineering, Jishou University, Hu nan ,Ji

shou)Abstract：For China's urban water pollution, water pollution status quo were summarized mainly include industrial water pollution, agricultural water pollution and water pollution prevention and control of all kinds of processing technology and measures Key words：The situation of water pollution；Water pollution hazard；Prevention and control measures；Water pollution treatment technology

一、簡(jiǎn)述

水是生命之源，人類的生存離不開水。我國是一個(gè)水資源短缺、水災(zāi)害頻繁的國家，水資源總量居世界第六位，人均占有量只有2500立方米，約為世界人均水量的1/4，在世界排第110位，已被聯(lián)合國列為13個(gè)貧水國家之一。

隨著工業(yè)發(fā)展和人口增長，工業(yè)和生活廢棄物大量產(chǎn)生，加之農(nóng)藥和化肥廣泛應(yīng)用，使水源受到污染的機(jī)會(huì)增加。目前，全世界每年約有4200多億立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5萬億立方米的淡水，這相當(dāng)于全球徑流總量的14%以上。人若飲用或接觸大量受污染的水，就會(huì)給身體帶來一定的危害。水污染比大氣污染、垃圾污染后果更嚴(yán)重，水一旦被污染了，就很難治好。近年來，我國因水污染造成的事故屢見不鮮，如:廣西賀江水污染事件。2013年7月1日至5日,賀江賀街至合面獅水域陸續(xù)出現(xiàn)死魚現(xiàn)象。經(jīng)廣西環(huán)保廳檢測(cè)，在賀州市與廣東省交界斷面扶隆監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)鎘超標(biāo)1.9倍，鉈超標(biāo)2.14倍。導(dǎo)致西江水質(zhì)受到威脅，下游賀州市信都鎮(zhèn)、廣東肇慶等地存在飲用水安全隱患。此次賀江被污染河段約110公里，從上游的賀江馬尾河段到與封開縣交界處，不同斷面污染物濃度超標(biāo)從1倍到5.6倍不等。事故發(fā)生后，廣東肇慶市與廣西賀州市官方共商治理賀江水污染對(duì)策，確保賀江下游以及西江沿線飲用水安全。水危機(jī)正威脅著人類的活動(dòng)和生存，防治污染、保護(hù)水資源是各國都關(guān)注的問題。

二、我國的水污染現(xiàn)狀

水污染的根源來自工業(yè)排放的廢水、污水、城鎮(zhèn)生活污水以及農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥流失等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國生活污水排放量已經(jīng)超過了工業(yè)廢水排放量，大部分未經(jīng)處理的生活污水直接排入水體中，增加了水污染。又由于農(nóng)業(yè)方面的化肥、農(nóng)藥的低效利用，使大量營養(yǎng)物質(zhì)隨地表徑流進(jìn)入水體，更加重了水體污染。

1、城市水污染現(xiàn)狀

水源污染源于城市工業(yè)、生活污水排放。水利部水資源司和國家環(huán)保局的調(diào)查表明，1988年全國城市污水排放量達(dá)340億噸，大量污水排入江河湖泊。長江、黃河、珠江、海河、灤河、遼河、松花江七大水系，接納了全國城市污水排放量的70%。昔日清澈見底的大運(yùn)河，碧波疏影的秦淮河，許多河段現(xiàn)已變成濁流泛臭的“黑水河”。俗有“東方威尼斯”美譽(yù)的蘇州河，“五十年代淘米洗菜，六十年代水質(zhì)變壞，七十年代魚蝦絕代，八十年代洗不凈馬桶蓋”。

城市廢水污染了江河，也危及城市自身。全國目前有381座城市面臨水污染威脅。以我國最大的工業(yè)城市上海為例，該市每天排出五百萬噸污水（不包括電廠冷卻水），其中工業(yè)污水占80%.由于這些廢水、污水基本上未得到處理即流入蘇州河，致使蘇州河早已成為污水河。

2、排污及工業(yè)廢棄物引起水污染

工業(yè)廢水是我國水源污染的主要原因之一。近20 年來，雖然我國污水的處理率在不斷提高，但污水的年排放量仍在大幅度增加。2006 年，全國廢水排放總量為 536.8 億 t，比上年增加 2.3%。其中，工業(yè)廢水排放量 240.2 億 t，占廢水排放總量的 44.7%，比上年減少 1.1%;城鎮(zhèn)生活污水排放量 296.6 億 t，占廢水排放總量的 55.3%，比上年增加 5.8%。廢水中化學(xué)需氧量排放量1428.2 萬 t，比上年增加 1.0%。其中，工業(yè)廢水中化學(xué)需氧量排放量 541.5 萬 t，占化學(xué)需氧量排放總量的 37.9%，比上年減少 2.4%;城鎮(zhèn)生活污水中化學(xué)需氧量排放量 886.7 萬 t，占化學(xué)需氧量排放總量的 62.1%，比上年增加 3.2%。

由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的廢水廢氣處理率、處理達(dá)標(biāo)率和符標(biāo)率等3項(xiàng)指標(biāo)很低，導(dǎo)致農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的污染。同時(shí)，工業(yè)固體廢物的排放堆存不僅占用大量土地，并對(duì)空氣、地表水和地下水產(chǎn)生二次污染，而且使江湖面積縮小，影響水資源的利用。固體廢物中所含有害成分經(jīng)雨水淋洗會(huì)污染地表水、地下水和土壤，造成農(nóng)、漁類產(chǎn)品污染。

3、農(nóng)業(yè)面源污染引起水污染

隨著點(diǎn)源污染的控制，農(nóng)業(yè)面源的污染已成為水污染的主要因素。農(nóng)業(yè)面源污染主要來自化肥和農(nóng)藥殘留物，以及水土流失過程中的土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)。隨著化學(xué)肥料施用量的快速增長，導(dǎo)致土壤板結(jié)、耕作質(zhì)量差，肥料利用率低，土壤和肥料養(yǎng)分易流失，污染了地表水和地下水。農(nóng)藥對(duì)水體所造成的污染也很嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國農(nóng)藥總產(chǎn)量目前已超過 127.4 萬 t，每年農(nóng)藥的使用量在 100 萬 t 左右。根據(jù)分析，一般只有 10% ～ 20% 的農(nóng)藥附著在農(nóng)作物上，而 80% ～90% 則流失在土壤、水體和空氣中，在灌水與降水等淋溶作用下污染地下水。

三、水污染的危害 水污染對(duì)于工農(nóng)業(yè)的危害是不可低估的。絕大多數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)離不開水，水質(zhì)會(huì)直接影響工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，如造紙、印染等工業(yè)產(chǎn)品，使用不清凈的水會(huì)造成產(chǎn)品的色澤晦暗;釀酒、食品等使用不衛(wèi)生的水會(huì)導(dǎo)致飲料和食品的衛(wèi)生質(zhì)量不合格，直接危害人們的身體健康。污水對(duì)農(nóng)業(yè)的影響更為嚴(yán)重，用污染的水灌溉農(nóng)田，會(huì)造成土壤質(zhì)量降低，農(nóng)作物減產(chǎn)、變質(zhì)，甚至顆粒不收;污水對(duì)漁業(yè)造成的危害也非常大，可使水生生物緩慢中毒，出現(xiàn)畸形的或是帶有怪味的魚蝦，嚴(yán)重時(shí)一夜之間成百上千的魚死亡。

未經(jīng)處理或處理不當(dāng)?shù)墓I(yè)廢水和生活污水排入水中，當(dāng)數(shù)量超過水體自凈能力時(shí)，就會(huì)造成水體污染，對(duì)人體健康產(chǎn)生影響。如:甲醛汞中毒、鎘中毒、砷中毒、氰化物中毒、農(nóng)藥中毒、多氯聯(lián)苯中毒等。鉛、鋇、氟等也可對(duì)人體造成危害。這些急性和慢性中毒，是水污染對(duì)人體健康危害的主要方面。

四、水污染的處理

在常規(guī)處理前增加預(yù)處理工藝。預(yù)處理是指在常規(guī)處理工藝前面，采用適當(dāng)物理、化學(xué)和生物的處理方法，對(duì)水中污染物進(jìn)行初級(jí)去除，使常規(guī)處理更好地發(fā)揮作用，減輕后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)，發(fā)揮水處理工藝整體作用，提高對(duì)污染物的去除效果，改善和提高飲用水水質(zhì)。

1、吸附預(yù)處理技術(shù)

吸附預(yù)處理技術(shù)是指利用物質(zhì)強(qiáng)大的吸附性能或交換作用或改善混凝沉淀效果來去除水中污染物的技術(shù)，目前在水處理工藝中常用的吸附劑有粉末活性炭、粘士等。粉末活性炭具有投資省，價(jià)格便宜，吸附速度快，對(duì)短期及突發(fā)性水質(zhì)污染適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是目前還沒有很好的回收再生利用方法，所以運(yùn)行費(fèi)用高。顆粒活性炭雖然能夠再生后重復(fù)使用，但其設(shè)備投資相對(duì)較高，且往往需要與臭氧氧化等技術(shù)聯(lián)用，以提高處理效果。粘土礦物類的吸附劑吸附性能良好，且為自然界的天然形成物，因此貨源充足、價(jià)格便宜，但大量粘土的投入勢(shì)必會(huì)沉入池底，給沉淀池的排泥及后續(xù)的污泥處理增加了成本。

此外，沸石、活化硅藻土都有良好的吸附性能，可以吸附水中的有機(jī)污染物。沸石作為一種極性很強(qiáng)的吸附劑，對(duì)氨氮、氯化消毒副產(chǎn)物、極性小分子有機(jī)物均具有較強(qiáng)的去除能力，將沸石和活性炭吸附工藝聯(lián)合使用，有望使飲用水源水中的各種有機(jī)物得到更全面和徹底的去除。

2、生物預(yù)處理法

目前國內(nèi)研究及應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的主要是生物預(yù)處理技術(shù)。生物預(yù)處理的本質(zhì)是水體天然凈化的人工化，通過微生物的好氧降解，去除包括腐殖酸在內(nèi)的可生物降解的有機(jī)物及氨氮、亞硝酸氮等污染物，能有效改善絮體結(jié)構(gòu)，使之易于沉降，降低了運(yùn)行成本，而且還可減少處理過程中的加氯量及相應(yīng)的消毒副產(chǎn)物的生成量。以２萬ｍ3／ｄ常規(guī)凈水廠為例，若采用生物預(yù)處理法其處理費(fèi)用為１７０萬元／ａ，年耗電２０萬ｋＷ／ｈ，但若采用生物活性炭法則處理費(fèi)用達(dá)２５０萬元／ａ，年耗電５０萬ｋＷ／ｈ。目前研究應(yīng)用的生物預(yù)處理工藝主要有生物接觸氧化、塔式生物濾池、生物膨脹床與流化床、生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器、淹沒式生物濾池、生物陶粒濾料濾池、生物流化床、粗濾慢濾工藝等，但是目前對(duì)生物膜的形成、運(yùn)行管理、各種污染物的降解機(jī)理還不很清楚，各種工藝技術(shù)參數(shù)也不很成熟。生物預(yù)處理存在設(shè)施占地面積大，基建費(fèi)用高的缺點(diǎn)。

增加深度處理工藝。深度處理通常是指在常規(guī)處理工藝后，采用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?，將常?guī)處理工藝不能有效去除的污染物或消毒副產(chǎn)物的前體物加以去除，提高和保證飲用水質(zhì)。應(yīng)用較為廣泛的深度處理技術(shù)有：膜技術(shù)、光催化氧化、活性炭吸附法、生物活性炭法、臭氧—活性炭聯(lián)用等。

1、膜法深度處理

膜分離是一種通過半透膜分離水中雜質(zhì)的物理方法，具有物質(zhì)不發(fā)生相變，分離系數(shù)大，在常溫下進(jìn)行，適用范圍廣及裝置簡(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)，在水處理領(lǐng)域越來越多地得到應(yīng)用。在現(xiàn)有的膜技術(shù)中，反滲透（RO）、超濾（UF）、微濾（MF）、納濾（NF）都能有效地去除水中的臭味、色度、消毒副產(chǎn)物前體及其他有機(jī)物和微生物。近年來，膜法在美國受到高度重視，特別是因其對(duì)消毒副產(chǎn)物的良好控制性，被推薦為最佳工藝之一。但是，膜法對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求高，需要定期清洗，存在著經(jīng)常費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高的問題，在我國主要用于特種水處理。然而，隨著清洗方式的改進(jìn)，膜的價(jià)格的降低，相信在不久的將來，膜法一定會(huì)在給排水領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。

2、光催化氧化法

光催化氧化是以TiO2作催化劑，利用光源的能量氧化水中有機(jī)物（包括細(xì)菌）等，對(duì)水中多種微量有機(jī)物及自來水中常見的多種氯化有機(jī)物均有良好的去除效果。光催化氧化的突出特點(diǎn)是氧化能力極強(qiáng)，在適宜的反應(yīng)條件下，可使有機(jī)物完全礦化成CO2和H2O等無機(jī)物。光催化氧化法在投入實(shí)際應(yīng)用時(shí)所面臨的主要問題：避免催化劑中毒情況及尋求理想的再生方法、催化劑的分離回收或固定化問題、反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及提高光能利用率等。

五、水污染的防治措施

1、嚴(yán)格控制點(diǎn)源污染并實(shí)行排污總量控制

對(duì)于工業(yè)和城市廢、污水排放，必須要加強(qiáng)管理，達(dá)標(biāo)排放。對(duì)于超標(biāo)、超量排污的企業(yè)，一方面要加大處罰力度，另一方面還可以利用收取的排污費(fèi)、排污權(quán)交易費(fèi)等設(shè)立特別基金，用于扶持企業(yè)污水處理設(shè)施的建設(shè)，減輕企業(yè)治污的經(jīng)濟(jì)壓力。采取獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰相結(jié)合的措施，充分調(diào)動(dòng)企業(yè)治污的積極性和責(zé)任感。

2、加大對(duì)水污染治理的投資

初步估計(jì)，用于水污染防治的投資至少應(yīng)增加到我國GDP的1%，這個(gè)數(shù)字與水污染造成的經(jīng)濟(jì)損失相比是微不足道的。但如果現(xiàn)在還不痛下決心增加投資，任憑水污染發(fā)展下去，那水污染造成的經(jīng)濟(jì)損失必將繼續(xù)增加，最終發(fā)展到無法收拾的地步。加快建設(shè)城市廢水處理廠，可顯著提高城市廢水無害化處理率。在缺水地區(qū)更應(yīng)大力實(shí)現(xiàn)廢水的資源化，將處理后的廢水回用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和市政等，緩解水資源的矛盾。同時(shí)，引進(jìn)國外先進(jìn)的水環(huán)

境恢復(fù)技術(shù)，結(jié)合國情，研究水環(huán)境恢復(fù)技術(shù)的理論、方式方法，通過生物技術(shù)與物理、化學(xué)手段的結(jié)合，加速水環(huán)境恢復(fù)的進(jìn)程。水是人類須臾不可缺的重要資源，它既是生命之源，又是發(fā)展之本。

3、建立健全水管理系統(tǒng)的法律法規(guī)

用有效的、強(qiáng)有力的法規(guī)代替過時(shí)的立法和規(guī)定;依法施行統(tǒng)一管理，建立新的全球水道德觀念，加強(qiáng)水的憂患意識(shí)和節(jié)水意識(shí)教育，克服“水盲”。應(yīng)加大執(zhí)法力度，堅(jiān)持依法治水，堅(jiān)決杜絕有法不依，執(zhí)法不嚴(yán)的經(jīng)濟(jì)增長率，大河流域用水量無計(jì)劃，部門間、地區(qū)間水沖突日趨嚴(yán)的現(xiàn)象發(fā)生。水是有限的，水是寶貴的，水是不可再生的。面對(duì)過去慘痛的教訓(xùn)，每個(gè)人都要自覺地樹立節(jié)水意識(shí)，節(jié)約每一滴水，減少和杜絕人為的水污染。水污染是文明的污染，是時(shí)代的污染，水消失是民族的消失，是人類的滅亡。

4、大力推行清潔生產(chǎn)

所謂清潔生產(chǎn)工藝，是指應(yīng)用的原料、中間產(chǎn)品和產(chǎn)品對(duì)環(huán)境不會(huì)造成嚴(yán)重污染，即使有也是輕微的。例如。合成洗滌劑的生產(chǎn)中用不含磷洗滌劑取代含磷洗滌劑，從而在生產(chǎn)過程中消除了磷的最大污染源 在農(nóng)藥生產(chǎn)中取消了甲胺磷、六六六。

5、加強(qiáng)對(duì)非常規(guī)污染物的防控。

持久性有機(jī)污染物具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性及高毒性等特征，對(duì)人類健康威脅較大，迫切需要研究檢測(cè)技術(shù)與污染防治技術(shù)，應(yīng)加強(qiáng)重金屬污染的產(chǎn)生、輸移機(jī)理的研究，采取化學(xué)、生物等措施減少重金屬在土壤等環(huán)境中的累積。

六、總結(jié)

愛護(hù)水資源，是每個(gè)公民的責(zé)任。搞好水污染的防治，提供充足的水資源，是提高人們生活質(zhì)量和發(fā)展經(jīng)濟(jì)的必然要求，也是構(gòu)建和諧社會(huì)的必然要求。特別是在近十年來我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展過程中，人們?cè)诰o張的生活節(jié)奏下，更應(yīng)該注重生活環(huán)境質(zhì)量的提高，加強(qiáng)水資源保護(hù)意識(shí)，節(jié)約用水，并從技術(shù)、法律、經(jīng)濟(jì)等多種途徑和手段對(duì)水污染進(jìn)行控制。最終實(shí)現(xiàn)人們生活質(zhì)量穩(wěn)步提高的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫希君.水污染及污水處理[J]．哈爾濱學(xué)院報(bào)，2002，23（8）48 － 49．

[2] 李建明.湖南省水污染防治主要手段[J]．湖南水利水電，2006，18（2）70 －72． [3] 裴繼春.水污染的危害及防治[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2006，32（3）18 － 19． [4] 張燕.微污染水源水的控制技術(shù).環(huán)境污染與防治，2001，23（2）69－71． [5] 羅敏.納濾膜污染的分析與機(jī)理研究．水處理技術(shù)，1998，24（2）318 －322． [6] 李田.城市自來水光催化氧化深度凈化效果.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，1998，18（2）167 － 171．