作者：位昊昆（河南郑州华北水利水电大学）/ 张晗硕（河南郑州华北水利水电大学）

 

摘要：随着我国经济持续高效发展、人类活动不断加剧，地下水污染形势日益严峻。本文简要叙述我国地下水污染现状，总结我国地下水主要的污染源，列举针对不同地下水污染源的治理方法，探索更有效、更便捷、更经济的地下水污染处理技术。

关键词：地下水污染现状；污染来源；地下水污染的影响；治理技术；

      随之社会经济和工农产业的发展，人们对地下水资源的需求量不断增加，但是，一些地下水被大量的工业、农业、生活污染源所污染，使得原本就较匮乏的水资源更加紧缺。地下水污染相较于地表水污染更加隐蔽、更加难以逆转、更加滞后，因此了解我国地下水污染现状，分析地下水主要污染源，根据不同的污染源采用高效、便捷、经济的治理技术格外重要。

1. 我国地下水污染现状

      我国地下水污染问题广泛存在，大多数城市都存在地下水污染问题，而且污染程度分布不均匀，南方较轻，北方较为严重。2018年，我国2833处浅层地下水监测井中，Ⅰ～Ⅲ水质监测井占23.9%，Ⅳ类占 29.2%，Ⅴ类占46.9%。超标指标为锰、铁、总硬度、溶解性总固体、氨氮、氟化物、铝、碘化物、硫酸盐和硝酸盐氮。2018年，我国10 168个国家级地下水水质监测点中，Ⅰ类水水质监测点占1.9%，Ⅱ类占9.0%，Ⅲ类占 2.9%，Ⅳ类占 70.7%，Ⅴ类占15.5%。超标指标为锰、铁、浊度、总硬度、溶解性总固体、碘化物、氯化物、“三氮”（亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和氨氮）和硫酸盐，个别监测点铅、锌、砷、汞、六价铬和镉等重（类）金属超标。由此看见，我国浅层地下水的污染情况格外严重，而且主要的地下水污染物是重金属污染物和有机污染物。

2. 我国地下水污染的主要来源

      我国地下水污染的情况及类型复杂，造成地下水污染的来源众多，本文介绍以下几个主要方面的来源：

2.1. 工业“三废”带来的污染

      工业“三废”指的是工业生产过程中所产生的废水、废气和废渣，它们中含有的不同污染物通过不同途径转移到地下，对地下水造成严重污染。例如：化工、冶炼等行业的废水若未经严格处理便随意排放，将导致有毒有害物直接渗入地下水体，造成严重污染；SO₂、NOa等废气中的污染物在对大气造成直接污染后，随着大气降水、地表径流、下渗等水循环过程，进入地下水体，再次造成污染；粉煤灰、高炉矿渣甚至淤泥等废渣若未合理堆放或处置，风吹雨淋等自然作用即可将其中的有毒有害物质带入地下水体，造成污染。

2.2. 农药化肥过度施用带来的污染

      在农业生产过程中，某些地区的农民为了提高农作物产量，过度依赖农药化肥，大量施加在农田中。其中部分无法被植物吸收的残留物随着降水进入土壤，进而渗入浅层地下水，造成土壤及地下水污染。

2.3. 居民生活垃圾与生活污水带来的污染

      随着全国经济水平的提升，城市化的步伐加快，居民生活水平日益提高，所产生的生活垃圾及生活污水也相应增加。目前，我国并没有做到生活垃圾的全面分类，大量有毒及危险废物和生活垃圾混合填埋，而生活垃圾填埋场的渗漏则导致这些有毒、危险物质渗入地下水体，造成了严重污染；未经严格处理、达标排放的生活污水也会像工业废水一样，将污染物质带入地下水。

2.4. 海水入侵和倒灌带来的污染

      在我国沿海地区，为满足生产生活需求，人为过度开采地下淡水或不合理开发沿海滩涂，导致地下水水位持续降低，陆地淡水与海洋咸水水位差异导致海水入侵、倒灌，导致土壤盐碱化、地下水矿化度增高等问题。海水中也存有与陆地水较大差异的成分，一些有害物质随即进入，污染了地下水资源。我国也有一些地区由于自然地理地质环境的因素产生具有明显地方性的天然污染来源，自然界中的有毒有害物质随着自然现象不可避免的进入地下水体，造成了地下水污染，严重的地区甚至会引发地方病。但这种情况并不是造成我国地下水污染的主要因素来源，工业、农业、居民生活带来的污染仍然是我国地下水污染的“罪魁祸首”。

3. 地下水污染的影响

      根据上文的简要探讨，得知地下水污染的来源众多，工业、农业、居民生活和自然现象都将导致地下水污染。从另一方面看，地下水污染更是返还给了人类在生产生活上的很多不利影响，最严重的是给地球的水体系统乃至生态系统造成难治理的危害。以下将从这两个方面介绍地下水污染带来的影响：

3.1. 对人类生产生活的影响

      由于地下水在我国乃至全世界人民生产生活中占据了重要地位，一旦地下水受到污染，将对人类生产生活造成巨大影响。

      1）生产方面

      主要是影响工、农业生产过程及产品。在我国的很多地区，大量使用地下水作为工业生产用水，例如北方地区，本身工业比较发达，在生产过程中对地下水的需求则更大。而我们都知道，地下水本身硬度较大，受到人为污染后，大量的钙、镁离子进入地下水体，与其混合、反应，导致其硬度的迅速上升。当工业生产过程中使用了硬度较大的地下水作为生产用水，会对一些工业机器、设备造成腐蚀、结垢，这样一来，不但生产过程的成本增加，且产品的质量也会大打折扣，这不仅损害了工业企业的经济效益，更不利于我国工业的整体发展。地下水也是我国农业生产用水的来源，当农民大量使用受污染的，含有硫酸盐、氯离子等元素的地下水来浇灌农作物，使得农作物的健康程度大大下降，营养成分流失、生长发育不良、抗虫害能力下降、保存时间缩短、腐烂速度加快等等一系列问题出现，更导致了农产品的产量减少、农作物的质量降低以及农民的收入减少。

      2）生活方面

      主要是影响人类的健康问题。地下水在普通百姓的固有思想中是深埋地下，洁净优良的水源，但殊不知目前地下水污染的情况越来越严重，且由于现在地下水污染的区域越来越广，有从城市波及到农村的趋势，农村百姓的防护意识较弱，但农村取用地下水(井水)作为直接生活用水的情况反而更普遍。实际上，受污染的地下水中含有多种对人体健康不利的化学物质，如氯化物、氟化物、硫酸盐、铬、铅、汞等等，更如果人们饮用甚至长期饮用未经彻底处理的地下水，将严重危害自身身体健康，主要表现有：诱发各类心脑血管疾病、消化系统疾病、神经系统疾病、生殖系统疾病，使人体各类器官病变，情况稍轻者出现呕吐、腹泻等情况，情况严重者甚至导致癌症及死亡。

3.2. 对地球生态系统的影响

      地下水是全球水资源的重要组成部分，更是组成地球水体系统和生态系统的重要组成部分。人为活动污染的地下水，通过蒸发、地下径流等水循环过程进入江河湖海，又通过全球水循环，通过蒸发、水汽输送、降水等过程再次回到地表，参与无限的循环，在这一过程中对地球生态系统造成严重的影响。地下水污染也会直接影响地下生物的生存，影响土壤中化学物质的组成等等。

4. 针对不同地下水污染源的治理技术

      近年来，地下水污染治理技术发展很快，种类很多，但是不同的治理技术有一定的适用范围，下面主要介绍针对不同地下水污染源的治理技术。

4.1. 针对LNAPLs（轻非水相液体）的治理技术

      两相提取技术（DPE技术）：利用LNAPLs（轻非水相液体）浮在地下水面以上的特性，在 LNAPLs（轻非水相液体）大量聚集的地下水污染区域，抽取地下水形成地下水位降落漏斗，使自由相LNAPLs向漏斗中心汇集，再利用泵直接抽取自由相LNAPLs。

4.2. 针对DNAPLs（重非水相液体）的治理技术

      表面活性剂强化含水层修复技术（SEAR）：先将表面活性剂溶液通过注入井群注入土壤—地下水污染带，表面活性剂与 DNAPLs（重非水相液体）接触后增大了DNAPLs（重非水相液体）的溶解性，使DNAPLs（重非水相液体）进入水相，随着注入井群和抽出井之间水头差变化，而使地下水进行水动力迁移；再通过污染区域下游的抽水井将已溶解的DNAPLs（重非水相液体）和地下水原存的溶解态污染物抽出，将抽出水进行物理、化学或微生物降解处理；最后将处理达标的水回灌入地下水中，一直循环到整个污染区域达到修复要求为止。

4.3. 针对溶解相污染物的治理技术

      抽取—处理修复技术：先在含有大量的溶解相污染物的地下水污染区，通过抽水井群将污染的地下水抽出地面，随着抽水的持续进行，污染范围和地下水的污染程度逐渐减小，直到达到监测标准；再将抽出的受污染地下水进行物理、化学、微生物处理，处理后达标的地下水可以直接使用，也可以通过注水井回灌地下水，稀释受污染水体，冲洗含水层，加速地下水的循环流动，缩短地下水修复时间。

4.4. 针对土壤包气带挥发性有机污染物的治理技术

      土壤气相抽提法：当土壤包气带聚集大量挥发性有机污染时，可以直接进行人工抽提，将挥发性有机污染物抽出包气带。抽出的气体要经过一系列处理达标后才能排入大气，这里的处理主要是收集水汽和处理废气，以防止污染大气以及浪费大量水汽。当污染区域较大或污染物较多时，也可以在土壤污染地区设置空气注入井，使大量空气进入包气带，增加地下环境中氧气的浓度，进而加速包气带中有机污染物的微生物降解。

4.5. 针对低渗透性含水层挥发性有机污染物的治理技术

      加热法：利用蒸汽、热水、无线电频率或电阻（变化电流）等加热方式，在低渗透性含水层挥发性有机污染物聚集的区域进行加热，以改变地下水的环境温度，因为温度较高地下水中的挥发性有机污染物直接挥发进入包气带，这样就使低渗透性含水层挥发性有机污染物转化为土壤包气带挥发性有机污染物，最后利用土壤气相抽取法去除。

4.6. 针对渗透性较好含水层挥发性有机污染物的治理技术

      空气扰动技术：在渗透性较好的含水层中，如果聚集大量挥发性有机污染物，可以直接通过注气井群向含水层注入大量洁净空气，使地下水位升高，空气以注气井为中心，辐射向上运动，使地下水含水层中的挥发性有机污染物汽化。汽化后的有机污染物可以直接进入包气带中，这样使含水层中的挥发性有机污染物转化为土壤包气带中挥发性有机污染物，最后通过土壤气相抽提法处理。

4.7. 针对重金属污染物的治理技术

      1）可渗透反应墙技术。在污染区域内垂直于地下水水流方向建设可渗透性反应墙，在墙内反应层填充零价铁、活性炭、泥炭、蒙脱石、石灰和锯屑等反应介质，地下水中的重金属污染物被可渗透墙中反应介质吸附、沉淀、氧化分解或生物降解，而地下水则透过可渗透性墙，从而到达去除地下水中的重金属污染物目的。

      2）原位反应带技术。利用注水井群在污染源的下游带注入反应介质，形成一个带状反应区域，进而阻断污染源下流，当地下水重金属污染物与流入带状反应区时，重金属污染物与注入的介质发生物理、化学或生物化学作用而被固定、降解或阻截，进而达到清除地下水中重金属的效果。

      3）异位修复技术。将具有大量重金属聚集的地下水通过抽水井群抽出，在地面上通过沉淀作用使重金属污染物沉淀，经过监测达标后，再将达标的水回灌地下，从而达到清理地下水的作用。

5. 总结

      根据上文所分析的我国地下水污染的现状、来源和影响等来看，我国地下水污染的处理及防治是一项必要且艰巨的任务。不同地区地下水的污染状况不同，地下水超标项目也有所不同，因此要根据不同的污染情况、主要污染物，采用不同的地下水污染治理技术，从而更有效、更便捷、更经济地处理地下水污染。但是，地下水污染治理技术只是地下水治理体系的一部分，地下水治理技术只能改善地下水污染现状，不能从源头上解决地下水污染问题。要想彻底解决日益严重的地下水污染问题，必须从根源着手，即预防污染的产生。因此，要做到“预防为主，治理为辅”，社会各界都应该把地下水污染防治摆在首要地位。只有改变我们原来的地下水开发利用观念，不过度开发，不肆意排放，珍惜地下水资源，加之采用合理的地下水污染治理技术，才能从源头解决地下水污染问题。我们要进一步增强环境保护意识，加强对地球生态系统的保护。要知道，我们只有一个地球，只有这样，才能实现人类社会的可持续发展。