第13章地下水污染与防治

1、通过包气带渗入 （1）间歇入渗型 其特点是,污染物通过大气降水或灌溉 水的淋滤, 使固体废物、表层土壤或地层中 的有害或有毒组分, 周期性地从污染源通过 包气带渗入含水层。这种渗入多半是呈非饱 和状态的淋雨状渗流形式, 或者呈短时间的 饱水状态连续渗流形式。 此种污染, 无论在其范围或浓度上,均可 能有季节性的变化。主要污染对象是潜水。
2、卫生防护带半径的计算 荷兰 V. 韦根尼 (Van Waegeningh,1985) 提出 了潜水含水层保护半径的计算公式。
r
Q ti [1 exp( )] i bne
式中γ—防护带半径 (m) ; Q—井的出水量 (m3/a); b—含水层厚度 (m) ; t—迟后时间 (a) ; ne—有效孔隙度 (%) ; i—地下水垂直补给量 (m3/a) 。
② 工业垃圾。 工业垃圾来源复杂,种类繁多。冶金工业产生含 氧化物的垃圾;造纸工业产生含亚硫酸盐的垃圾;电子 工业产生含汞的垃圾;石油-化学工业产生含多氯联苯 (PCBs)、农药废物和含酚焦油的垃圾,以及含矿物油、 碳氢化合物溶剂及酚的垃圾; 燃煤热电厂产生粉尘, 粉尘淋滤液可产生 As、Cr、Se和Cl; 燃煤产生另外 的污染物是煤灰, 大部分是中性物质, 只有约2%的可
② 工业污水。 工业污水种类繁多,不同污水污染参数具有 很大的差异。 ③ 地表雨水径流 城市地区的雨水地表径流往往含有较高的 悬浮固体, 病毒和细菌的含量较高。
(2) 城市固体废物
城市固体废物包括生活垃圾及污水河渠和
污水处理厂的污泥等。
① 生活垃圾。
新鲜的生活垃圾含有较多的硫酸盐、氯
化物、氨、BOD、TOC 、细菌混杂物和腐败 的有机质。这些废物经生物降解和雨水淋 滤后,可产生 Cl-、 SO2-、NH4+、BOD、 TOC 和SS含量高的淋滤液, 还可产生CO2 和 CH3 气。
源、冷却降温水源、农业灌溉或阻止海水入
侵的地下水屏障的水源等,增加水资源的总量。
• 4) 选择合适的地点作为厂矿处理废水废渣
的场所,最好将这种场所放在城 市和水源
地下游且厚粘土层区域,离地表水体较远处;
废水废渣排放池的坑底不应低于地下水位。
向地下深部岩层中处理难净化的高毒性污 水时,必须选择合适条件的地点,否则会带 来严重后果。
置在水源地下游较远的地方,或者采用管 道排污。
•
新建水源地时,也必须考虑地下水 的环境条件,如把水源地选择在城市上 游或地下水的补给区,或从地层岩性结 构上看防污染条件较好的地方。
•
2) 污水排放是造成水体污染的主
要原因。为减少和防止地下水的污染, 降低排污量是关键。应从资源与能源
的综合利用入手,通过企业管理、技术
三、污染源与污染途径 (一) 污染源 基本上就是两大类: 人为污染源和天然污染源。 1.人为污染源 （1) 城市液体废物 城市液体废物主要包括生活污水、工业污水及地表 雨水径流。 ①生活污水。 ss(悬浮固体)、BOD(生化需氧量)、N(主要为NH4N)、P、Cl、细菌和病毒含量高;其次是Ca、Mg等,每 升也可达数十毫克;重金属含量一般都是微迹量。其 中对地下水威协最大的是氮、细菌和病毒。
• 间接污染：地下水的污染组分在污染源中 的含量并不高,或低于附近的地下水, 或该 污染组分在污染源里根本不存在,它是污水 或固体废物淋滤液在地下迁移过程中,经复 杂的物理、化学及生物反应后的产物。
2. 污染途径 地下水污染途径是复杂多样的; 有人以污染 源的种类而分, 诸如污水渠道和污水坑的渗漏, 固体废物堆的淋滤, 化学液体的溢出、农业活 动的污染、采矿活动的污染等等, 显得过于烦 杂。实际上, 按照水力学上的特点分类, 便显 得更简单明了一些。按此方法, 地下水污染途 径大致可分为四类： 通过包气带渗入 由集中通道直接注入 由地表侧向渗入 含水层之间的垂直越流
坑(池)、废渣水池、化粪池、排污沟
渠、管道渗漏段、输油管和储油罐的
损坏漏失处以及污水灌溉的水田等。
连续入渗型的另外一种形式是通过受到污染 的河流、湖泊的侧向渗入而污染地下水含水层。 目前我国很多城市污水和工业废水直接排入河流 , 由于河流的自净能力十分有限,造成地表水体严重 污染。尤其是季节性河流 , 在 枯水季节基本上 成为纳污河。不幸的是,大多数城市地下水水源地 又大都建立在透水性良好、补给源丰富的河流两 岸,以期取得河水的侧向渗透补给来保证稳定的开 采量。
溶物,它含有硫酸盐,以及微量金属, 如Ge和Se。
(3) 农业生产及采矿活动农业生产中广 泛使用农药、化肥。土壤中剩余的农药有的 能够很快分解而消失, 有些则较稳定而可能 长期存在, 从而进入地下水中。如 DDT、六 六六等。农田中使用的化肥, 一般并不能全 部被植物根系所吸收, 而有一定的比例随水 下渗 , 如普遍使用粪便作肥料, 其中就含有 大量的细菌和病毒。此外, 我国部分地区利 用污水灌溉, 亦会对地下水造成大面积的污 染。
（三）、地下水污染途径 1. 污染方式 直接污染：地下水中污染组分直接来源于 污染源,污染组分在迁移过程中,其化学性质没 有任何改变的污染。由于地下水污染组分与污 染源组分的一致性,因此较易查明其污染来源
及污染途径,这是地下水污染的主要方式。在
地表或地下以任何方式排放污染物时,均可发
生此种方式的污染。
（二）、地下水污染物 1、按污染物质的物理特性, 可分为溶解物、 乳状物和难溶解物。 2. 按照污染物的生物性质、化学性质可分为 微生物、有机物、无机物和放射性物质 微 生物是指各种细菌包括病菌(如大肠杆菌) 、 病毒等污染物。 3. 按污染物在地下水中性态的稳定性可分为 保守性污染物和非保守性 ( 衰减性 ) 污 染物。
或水体分布时(特别是滨海水源地),应 当注意由于开采地下水所引起的水质
恶化问题。根据成水与淡水接触锋面
的移动情况,及时调整开采方案,以防
止海水入侵和水质恶化。
• 7) 污水灌溉农田时应注意当地条件 , 只有在包含带土层渗透性较差和厚度
较大的地区才允许用污水灌溉 , 并应
严防污水渠道的渗漏 , 严格控制污灌
第一,水质朝着恶化的方面发展;
第二,这种变化是人类活动引起的。
• 二、地下水污染的特点
• 1. 隐蔽性 • 由于污染是发生在地表以下的孔隙介质之中,因 此常常是地下水己遭到相当程度的污染,也往往从 表观上很难识别,一般仍然表现为无色、无味,不能
象地表水那样,从颜色及气味或鱼类等生物的死亡、
灭绝鉴别出来。即使人类饮用了受有害或有毒组分
§13.2
地下水污染防治
• 一、预防地下水污染的措施 • 二、建立水源地卫生防护制度
• 三、建立地下水水质监测网点
• 四、污染地下水的修复技术
一、预防地下水污染的措施 • 1) 在制定城市发展规划,特别是制定工
业布局时,必须考虑城市环境污染和保护
地下水水质不受污染。因此,对于那些容
易造成地下水水质污染的工厂,尽可能布
较大范围,要求单井或井群影响半径范围内,不
得使用工业废水或生活污水灌溉和施用持久性
或剧毒的农药,不得修建渗水厕所、渗水坑、 堆放废渣或铺设污水管道 , 并不得从事破坏 深层土层活动。如含水层土有不透水的覆盖层, 并与地表水无直接联系时,其防护范围可适病学的观察,以便及时采取防治措施。
污染的地下水,对人体的影响也只是慢性的长期效
应,不易觉察。
2. 难以逆转性 地下水一旦遭到污染就很难得到恢复, 由于地下水流速缓慢,如果等待天然地下运 流将污染物带走, 则需要相当长的时间。 而且作为孔隙介质的砂土对很多污染物都 具有吸附作用, 则污染物的清除更加复杂 困难。
3.延缓性 由于污染物在含水层上部的包气带土壤 中经过各种物理、化学及生物作用, 则会在 垂向上延缓潜水含水层的污染。对于承压含 水层,则由于上部的隔水层顶板存在, 污染 物向下运移的速度会更加缓慢; 由于地下水是在孔隙介质的串珠管状的 微孔中进行缓慢的渗透,日夜的实际运动速 度仅是米的数量级,因此地下水污染向附近 的运移、扩散亦是相当缓慢的。
第13章 §13.1
地下水污染与防治 地下水污染概述
一、地下水与环境 过量开采地下水
过量补充地下水
污染地下水
二、地下水污染及其特点 1、地下水污染的定义 人们认为地下水污染的定义应该是:凡是在
人类活动影响下, 地下水质变化朝着水质恶化
方向发展的现象, 统称为“地下水污染”。
判定地下水是否污染必须具备两个条件:
到堵塞作用。截流装置是在污水区与水源地
之间设置排水设备,通过抽水而形成下降漏斗,
以防止污水向水源地流动。
• 10) 建立地下水水质监测网点,查明地 下水污染状况,掌握地下水污染的变化 趋势,确保措施采取及时。
• 11) 防治地下水污染已纳入法制轨道,
应严格执行水污染防治法及其他法规。
二、建立水源地卫生防护制度
2、由集中通道直接注入 利用井孔、坑道或岩溶通道将废水
直接排入地下岩石裂隙或土壤孔隙中，
是废液废水地下水处理的一种方法。
3、有地表侧向渗入 (1)河流侧向补给
(2)海水入侵
海 水
4、含水层之间的垂直越流 当开采封闭较好的承压含水层时, 如果顶板之上 的潜水含水层己受到污染, 则可能由于开采承压水 时水位下降, 与潜水含水层形成较大的水头差, 潜 水就会通过弱透水的隔水层顶板直接流入承压含水 层中; 还可以通过承压含水层顶板的"天窗" 流入; 亦可通过止水不严的套管与孔壁的间隙向下漏入承 压含水层中; 未封填死的废弃钻井亦是流入承压含 水层的通道
• 5) 生产过程中漏失废液和污水较多的工厂, 应建立各种防渗幕,防止各种污水渗入地下 水中,并在地下建立层状排水设施将漏失污 水汇集排除。如果隔水层埋藏不深,可以用 环状隔水墙和幕将整个工厂范围与周围洁
净水隔离开来,并设置排水设备,排除渗入