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3-地下水污染

2011-03-16 18页 pdf 474KB 141阅读

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3-地下水污染 1 3 地下水污染 由于城市污水、工业废水的大量排放,农药、 化肥和杀虫剂的广泛使用,以及生活垃圾和工业垃 圾的长期堆放等原因,常会导致地下水被污染。地 下水污染是水文地质与环境保护工作中所碰到的新 课题,它使得本来已经短缺的水资源日趋紧张,直 接影响着社会经济的发展和人民的身体健康。本专 题主要讲述地下水污染的一些基本知识,包括地下 水污染的含义、特点,地下水的污染源、污染物及 其危害,地下水的污染途径及污染的防治方法等方 面的内容。 3.1 概 述 3.1.1 地下水污染的含义与特征 1. 地下水污染的含义 关于水...
3-地下水污染
1 3 地下水污染 由于城市污水、工业废水的大量排放,农药、 化肥和杀虫剂的广泛使用,以及生活垃圾和工业垃 圾的长期堆放等原因,常会导致地下水被污染。地 下水污染是水文地质与环境保护工作中所碰到的新 课题,它使得本来已经短缺的水资源日趋紧张,直 接影响着社会经济的发展和人民的身体健康。本专 题主要讲述地下水污染的一些基本知识,包括地下 水污染的含义、特点,地下水的污染源、污染物及 其危害,地下水的污染途径及污染的防治等方 面的内容。 3.1 概 述 3.1.1 地下水污染的含义与特征 1. 地下水污染的含义 关于水体污染的含义至今尚无统一的认识,目前普遍 的看法主要有三种:一是认为水体在受到人类活动的影响 后,改变了它的“自然”状况,也就是说,进入水体的某种 物质的含量超过了水体的本底含量;二是认为某种污染物 质进入水体后,使水体质量变劣,破坏了水体的原有用 途;三是认为人类活动造成进入水体的物质数量超过了水 体自净能力,导致水体质量恶化。第一种看法是从绝对意 义上来理解水体污染的,但是,人类活动已经大大地改变 了自然环境,已难以找到“自然”状况的水。目前,更多的 人认为,进入水体污染物的数量超过了水体的自净能力, 水质变劣,影响到水体用途才算是水体污染。 关于地下水污染的含义,目前影响比较大的有以下几 种: 德国的Matthess(1882)认为:“受人类活动污染的地 下水,是由人类活动直接或间接引起总溶解固体及总悬浮 固体含量超过国内或国际上制定的饮用水和工业用水标准 的最大允许浓度的地下水,不受人类活动影响的天然地下 水,也可能含有超过标准的组分,在这种情况下,也可据 其某些组分含量超过天然变化值的现象而定为污染。” 法国的Fried在《Groundwater Pollution》一书中提到: “污染是指地下水的物理、化学和生物特性的改变,从而 限制或阻碍了地下水在各方面的利用。” 美国学者米勒Miller在论述“污染”(contamination或 pollution)时指出:“污染是指由于人类活动的结果使得 天然水水质变到其适用性遭到破坏的程度。” Freeze和Cherry在《地下水》(1987)一书中指 出:“凡是由于人类活动而导致进入水环境的溶解 物,不管其浓度是否达到使水质明显恶化的程度都称 为污染物(Contaminant),而把污染(Pollution) 一词作为污染浓度已达到人们不能允许程度的水质状 况的一个专门术语。” 前苏联水文地质学家E. Л. Mинкин认为, 所谓水源地内地下水的污染是指除水源本身的影响之 外,由于生产和生活条件各种因素的影响而直接或间 接地使地下水质恶化,导致其全部或部分不能作为供 水水源的情况。他还指出,如果是由于TDS含量高的 水在自然条件下扩展到开采水源地,或因TDS含量高 的水与淡水含水层及地表水有水力联系而渗入到水源 地时,便不能称为地下水污染,只说明水源地的取水 量超过了其允许开采量,从而导致了地下水被疏干。 从上述所引用的一些论述中,可以发现一 些相互矛盾的看法,主要分歧有两方面。其一 是污染标准问题:有人提出了明确的标准,即 地下水中某些组分的浓度超过水质标准的现象 称为地下水污染;有人只提一个抽象的标准, 即地下水中某些组分浓度达到“不能允许的程 度”或“适用性遭到破坏”等现象称为地下水污 染。其二是污染原因问题:有人认为,地下水 污染是人类活动引起的特有现象,天然条件下 形成的某些组分的富集和贫化现象均不能称为 污染;而有的人认为,不管是人为活动引起的 或者是天然形成的,只要浓度超过水质标准都 称为地下水污染。 在天然地质环境及人类活动影响下,地下 水中的某些组分都可能产生相对富集和相对贫 化,都可能产生不合格的水质。如果把这两种 形成原因各异的现象统称为“地下水污染”,在 科学上是不严谨的,在地下水资源保护的实用 角度上,也是不可取的。因为前者是在漫长的 地质历史中形成的,其出现是不可防止的;而 后者是在相对较短的人类历史中形成的,只要 查清其原因及途径、采取相应措施是可以防止 的。因此,把上述两种原因所产生的现象从术 语及含义上加以区别,从科学严谨性及实用性 上都更可取一些。 2 在人类活动的影响下,地下水某些组分浓度 的变化总是处于由小到大的量变过程,在其浓度 尚未超标之前,实际污染已经产生。因此,把浓 度超标以后才视为污染,失去了预防的意义。当 然,在判定地下水是否污染时,应该参考水质标 准,但其目的并不是把它作为地下水污染的标 准,而是根据它判别地下水水质是否朝着恶化的 方向发展。如朝着恶化方向发展,则视为“地下 水污染”,反之不然。 尽管人们对水污染的含义的看法有差异,但在污染造成 水体质量恶化这一方面是有共识的。关于水污染的确切含 义,1984年5月11日第六届全国人民代表大会常务委员会通 过的《中华人民共和国水污染防治法》对“水污染”给予明确 的说明:“水污染是指水体因某种物质的介入,而导致其化 学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变,从而影响水 的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶 化的现象”。因此,根据上述各种对“水污染”的论述和有关 的法律,人们认为水体污染(地表水体污染和地下水体污染) 较为合理的定义应该是:凡是在人类活动影响下,水质变化 朝着恶化方向发展的现象,统称为“水污染”。不管此种现象 是否使水质恶化达到影响使用的程度,只要这种现象一旦发 生,就应视为污染。所以判定水体是否污染必须具备两个条 件:第一,水质朝着恶化的方向发展;第二,这种变化是人 类活动引起的。 2. 地下水污染的特征 地表水体和地下水由于储存、分布条件和环境 上的差异,表现出不同的污染特征。 地表水体污染可视性强、易于发现;其循环周 期短,易于净化和水质恢复。 地下水的污染特征是由地下水的储存特征决定 的。地下水储存于地表以下的含水层中,并在其中 缓慢地运移,上部有一定厚度的包气带土层作为天 然屏障,地面污染物在进入地下水之前,必须首先 经过包气带土层。上述特点使得地下水污染有如下 特征: (1)隐蔽性 由于污染是发生在地表以下的含水介质之中,因此常 常是地下水已遭到相当程度的污染,但往往从表观上很难 识别。一般仍然表现为无色、无味,不能像地表水那样, 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污染的地下水,其对人体的 影响一般也是慢性的,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,如果等待天然地下径流将污染物带走,则需要相 当长的时间。而且作为含水介质的砂土对很多污染物都具 有吸附作用,使污染物的清除更加复杂困难。即使在切断 污染来源后,靠含水层本身的自然净化,少则需要十年、 几十年,多则甚至需要上百年的时间。 (3)滞后性 滞后性表现在: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,会 在一定程度上延缓潜水含水层的污染。对于承压 含水层,由于上部隔水层顶板的存在,污染物向 下运移的速度会更加缓慢。由于地下水是在多孔 介质的微孔隙中进行缓慢的渗透,每日的实际运 动距离常常在米的数量级上,因此地下水中污染 物的运移、扩散是相当缓慢的。 3.1.2 地下水的污染源 地下水的污染源种类繁多,按照其形成原因可 分为两大类: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 其中SS(悬浮固体)、BOD、氮(主要为氨 氮)、磷、氯、细菌和病毒含量高;其次是钙、 镁等;重金属含量一般都微量。 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,表3-1-1列出我国各行业工业废水的主 要污染参数。 3 我国各行业工业废水的主要污染参数 类 别 主 要 参 数 黑色金属矿山(包括磁 铁矿、赤铁矿、锰矿等) pH、SS、硫化物、铜、铅、锌、镉、汞、六价铬等 黑色冶金(包括选矿、 烧结、炼铁、炼钢、轧 钢等) pH、SS、COD、硫化物、氟化物、挥发酚、氰化物、石油类、铜、 铅、锌、砷、镉、汞等 选矿药剂 COD、BOD、SS、硫化物、挥发酚等 有色金属矿山及冶炼 (包括选矿、烧结、冶 炼、电解、精练等) pH、SS、COD、硫化物、氟化物、挥发酚、铜、铅、锌、砷、镉、 汞、六价铬等 火力发电、热电 pH、SS、硫化物、挥发酚、砷、铅、镉、石油类、水温等 煤矿(包括洗煤) pH、SS、砷、硫化物等 焦化 COD、BOD、SS、硫化物、挥发酚、氰化物、石油类、水温、氨氮、 苯类、多环芳烃等 石油开发 pH、COD、SS、硫化物、挥发酚、石油类等 石油炼制 pH、COD、BOD、SS、硫化物、挥发酚、氰化物、石油类、苯类、 多环芳烃等 硫铁矿 pH、SS、硫化物、铜、铅、锌、镉、汞、砷、六价铬等 雄黄矿 pH、SS、硫化物、砷等 磷 矿 pH、SS、氟化物、硫化物、砷、铅、磷等 萤石矿 pH、SS、氟化物等 化学矿开 采 汞 矿 pH、SS、硫化物、砷、汞等 硫 酸 pH、SS、硫化物、氟化物、铜、铅、锌、镉、砷等 氯 碱 pH、COD、SS、汞等 无机原料 铬 盐 pH、总铬、六价铬等 有机原料 pH、COD、BOD、SS、挥发酚、氰化物、苯类、硝基苯类、有机氯 等 磷 肥 pH、COD、SS、氟化物、砷、磷等 化 肥 氮 肥 COD、BOD、挥发酚、氰化物、硫化物、砷等 合成橡胶 pH、COD、BOD、石油类、铜、锌、六价铬、多环芳烃等 橡 胶 橡胶加工 COD、BOD、硫化物、六价铬、石油类、苯、多环芳烃等 塑 料 COD、BOD、硫化物、氰化物、铅、砷、汞、石油类、有机氯、苯 类、多环芳烃等 化 纤 pH、COD、BOD、SS、铜、锌、石油类等 农 药 pH、COD、BOD、SS、硫化物、挥发酚、砷、有机氯、有机磷等 制 药 pH、COD、BOD、SS、石油类、硝基酚类、苯胺类等 染 料 pH、COD、BOD、SS、挥发酚、硫化物、苯胺类、硝基苯类等 颜 料 pH、COD、SS、硫化物、汞、六价铬、铅、镉,砷、锌、石油类等 油 漆 BOD、挥发酚、石油类、镉、氰化物、铅、六价铬、苯类、硝基苯 类等 其他有机化工 pH、COD、BOD、挥发酚、石油类、氰化物、硝基苯类等 合成脂肪酸 pH、COD、BOD、油、锰、SS等 合成洗涤剂 COD、BOD、油、苯类、表面活性剂等 机械制造 COD、SS、挥发酚、石油类、铅、氰化物等 电 镀 pH、氰化物、六价铬、铜、锌、镍、镉、锡等 电子、仪器、仪表 pH、COD、苯类、氰化物、六价铬、汞、镉、铅等 水 泥 pH、SS等 玻璃、玻璃纤维 pH、SS、COD、挥发酚、氰化物、砷、铅等 油 毡 COD、石油类、挥发酚等 石棉制品 pH、SS等 4 陶瓷制品 pH、COD、铅、镉等 人造板、木材加工 pH、COD、BOD、SS、挥发酚等 食 品 COD、BOD、SS、pH、挥发酚、氨氮等 纺织、印染 pH、COD、BOD、SS、挥发酚、硫化物、苯胺类、色度、六价铬等 造 纸 pH、COD、BOD、SS、挥发酚、硫化物、铅、汞、木质素、色度等 皮革及皮革加工 pH、COD、BOD、SS、硫化物、氯化物、总铬、六价铬、色度等 电 池 pH、铅、锌、汞、镉等 火 工 铅、汞、硝基苯类、硫化物、锶、铜等 绝缘材料 COD、BOD、挥发酚等 (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、总有机碳(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-、 S042-、NH4+、BOD、TOC和SS含量高的淋滤液,还可产生CO2和CH4等气体。淋滤液中上述组分的浓度峰值出现在废物排放后的1~2年内,此后相当长的时间内 (或许几十年),其浓度无规律地降低。TOC的80% 以上为脂肪酸,经细菌降解可变为分子量高的有机 物,在潮湿的温带地区,其降解期为5年~10年。在 干旱地区,由于缺乏水分,其降解速度可能受到限 制。 ② 工业垃圾 工业垃圾来源复杂,种类繁多。冶金工业产生 含氰化物的垃圾,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、农药、酚焦油、矿物油、碳氢化合物 溶剂及酚的垃圾;燃煤热电厂产生粉尘、粉煤灰, 粉煤灰淋滤液含砷、铬、硒、氯等。 ③ 污泥 污泥除富集有各种金属外,还有大量的植物养 分,如氮、磷、钾等(用污泥进行绿化)。 (3)农业生产及采矿活动 农业生产中使用了大量的杀虫剂、杀菌剂、除莠剂、化 肥以及农家肥等。这些物质被施用后,除被生物吸收、挥 发、分解之外,大部分残留在土壤和水中,然后随农田排 水和地表径流进入水体,造成污染;挥发进入大气中的部 分仍有可能随降水过程进入水体,也造成污染。农田排水 是非点污染源,天然水体中的有机物质、植物营养物(氮、 磷)、农药等主要来源于农田排水。从长江水质监测结果 知,在雨季和农田耕作季节,长江水中的有机氯农药含量 往往上升,约为枯水期和农闲时节的2倍多,因此,对农田 排水造成的水污染不可等闲视之。 农业活动对地下水环境的污染已成为人们关注的热点问 题。如土壤中残留的DDT、六六六和未被植物全部吸收的化 肥,随水一起下渗会污染地下水。此外,我国部分地区利 用污水灌溉,也会对地下水造成大面积的污染。 在矿床开采过程中,可能成为地下水污染源的是尾 矿淋滤液及矿石加工厂的污水。此外,在矿坑疏干过程 中,氧气进入原来的地下环境里,使某些矿物氧化可成 为地下水的污染源。例如煤矿,其主要污染来源是含煤 地层中的黄铁矿,它被氧化并经淋滤后,使地下水的Fe 和S042-浓度升高,pH降低;此外,采煤过程中从地层中 分离出的水,也可使地下水的Cl-浓度升高。开采金属矿 时,其主要污染来源是尾矿及矿石加工的污水,它可使 地下水中相关的金属离子的浓度升高。 2. 天然污染源 天然污染源是天然存在的,地下水开采活动可能导 致天然污染源进入开采含水层。天然污染源主要是海水 及含盐量高和水质差的地下水。 在沿海地区的含水层,如果过量开采地下水,则可能导 致海水(地下咸水)与地下淡水界面向内陆方向的推移,从 而引起地下淡水的水质恶化。地下卤水也可能产生类似的后 果。我国沿海的一些城市和地区都已先后出现了上述的地下 咸水入侵问题。 3.1.3 地下水的污染物 地下水的主要污染物组分可分为两类,一类为毒性物 质,另一类为无毒性的污染物质。 1. 毒性物质 当今水污染最显著的特点是化学性污染,这是由于现代 工业生产及日常使用的化学物质种类不断增长而造成的。 1977年,化学物质总计为400多万种,并且平均6000种每年的 速率增加。全世界人工合成的化学物质1950年为700万吨, 1974年增至6000多万吨,1985年达25000多万吨。每7年全世 界化学物质消耗量增加1倍。这些化学物质除了通过大气、食 品和直接接触危害人类之外,还经各种途径进入水体,对水 体、水生生物乃至人类产生危害。下面将对一些主要毒性污 染物予以阐述。 5 (1)多氯联苯、多环芳烃 多氯联苯分布很广,存在于环境的各个角落, 而且生物难以分解,它对鱼类、贝类、鸟类及人 类都造成危害。在美国的鸡蛋和牛奶中都发现了 这种物质。 多环芳烃是通过石油化工和炼焦化学工业过程 进入水中的。在地表水中常见的多环芳烃有十多 种,其中被认为有致癌作用的有3,4-苯并芘、苯 并蒽、苯并萤蒽。 (2)酚 酚的来源很广,如焦化、冶金、炼油、合成纤 维、农药等工业都要排出含酚的废水,因此目前在 自然界已广泛地存在。然而它是剧毒物质,当酚的 浓度为0.1mg/L~0.2mg/L时,水中的鱼肉就会有酚 味。低浓度的酚能使蛋白质变性,高浓度酚能使蛋 白质沉淀并对各种细胞都有直接危害。长期饮用受 酚污染的水,可引起头昏、出疹、搔痒、贫血和各 种神经系统症状。 我国北方常用含酚量作为河流被污染的标志: 微污染河流:含酚量0.001~0.005 mg/L; 轻污染河流:含酚量0.005 ~0.0l mg/L; 中污染河流:含酚量0.01~0.5 mg/L; 重污染河流:含酚量大于0.5 mg/L。 (3)亚硝胺 亚硝胺是一类化合物,其重要代表是二甲基亚硝胺。自 然界中硝酸盐分布很广,硝酸盐在还原条件下可转变为亚硝 酸盐,而亚硝酸盐再与仲胺接触就可能产生亚硝胺。 食品工业中制火腿、香肠等时常用亚硝酸盐充当防腐 剂,因而常使这些食品中含有亚硝胺。 (4)重金属; 汞:在天然水中汞的本底浓度很低,一般不超过0.1 μg/L。但水银法制碱工业、塑料工业、农药工业、造纸工业 等的废水都将大量的汞带入水体中。如1950年至1960年间日 本水俣湾发生的水俣病,就是由于该镇一个塑料厂排出的废 水中含有有机汞化合物,而居民食用被汞污染的鱼类造成的。 汞及其化合物属剧毒物质,极易在中枢神经系统、肝及肾中 蓄积。尤其是有机汞,一旦在体内积累就不易降解。水俣病 就是甲基汞中毒的典型病例,其症状严重的呈现中枢神经系 统损伤、四肢麻痹、小脑血供给失调、失明等,重患者终身 残废或死亡。 ™镉:在天然水中镉含量很低,通常小于0.001mg/L。 金属镉本身无毒,但镉的化合物毒性很大。镉污染来 源于采矿、冶炼、电镀、颜料等工业部门。镉对人体 和生物的危害是积累性的。在日本高山县神通川流域 发现的“骨痛病”就是慢性镉中毒的实例。 ™铬:六价铬化合物毒性很大,三价铬次之,单质铬对 人身无害,人体缺铬反而会引起动脉粥样硬化。天然 来源的铬多以单质铬和三价铬形式存在。而金属加工、 皮革处理、电镀等工业都大量排放含六价和三价铬的 废水。铬的化合物能以多种形式危害人体健康,会使 全身中毒,致过敏及癌症等。 ™砷:元素砷无很大的毒性,但砷的化合物有 剧毒。 ™硒:微量的硒是一种营养素,但食物中含硒 量超过5mg/L即对人体有害,硒的化合物毒 性较强。 ™锌:锌是人类及哺乳动物体内必需的微量元 素之一,但熔炼时产生的氧化锌具有毒性, 锌对鱼类的毒性最大。 ™镍:金属镍毒性较低,但其化合物的毒性 大,可致癌。镍化合物的浓度超过2.5mg/L 就能使鱼类死亡。 (5)氰化物 氰化物的来源主要是工业废水及杀虫剂。氰对 许多生物有害,0.1 mg/L氰就能杀死虫类;0.3 mg/L能杀死水体赖以自净的微生物,人只要口服 0.3 mg~0.5 mg就会致死。 (6)氟化物 氟化物污染来源于化工生产及磷肥生产等。氟 化物对鱼类可产生毒性,低浓度的氟化物对人体 有益,但浓度超过1mg/L就会发生齿斑,更高时能 使骨骼变形。 6 (7)有机农药 有机农药对水体的污染是十分严重的,常用的 有有机氯农药、有机磷农药等。 有机氯农药种类繁多,目前已使用的不下数十 种,如DDT、狄氏剂、六六六、六氯苯等。其最大 的特点是化学性质比较稳定,易溶于脂肪和有机溶 剂而不溶于水。有机氯农药分解一半的时间(即半 衰期)大约为50年,而且由于它的高脂溶性,极易 在动物组织内累积。目前有机氯农药的污染已相当 普遍,它可以伤害鱼类,也可在身体内残留,造成 慢性中毒。 有机磷农药包括对硫磷、马拉硫磷等,它们虽 然有毒性,但容易分解,一般不会残留在环境中造 成危害。 2. 其他污染物质 (1)可生物分解的有机质 可生物分解的有机物主要是指来自酿酒、制糖工业废水 的碳水化合物和来自屠宰场、牛奶场废水的蛋白质(包括 氨基酸、胺、脂肪酸、羟基脂肪酸等)。这类有机物经生 物氧化和化学氧化时,会大量消耗水中的溶解氧,使水质 恶化,甚至使水体发臭,不仅不能直接饮用,还会造成鱼 类死亡。 (2)营养物质 营养物质是指促使水中植物生长、从而加速水体富营养 化的各种物质,这类物质可分为:化肥、生活污水(含氮、 磷)、洗涤剂(含磷)等。其中化肥又分为磷肥和氮肥, 后者包括硝态氮肥(硝酸盐)和铵态氮肥。 大量氮和磷进入水体,会使水中藻类等浮游植物大量生 长,引起水体富营养化。硝态氮肥还会形成亚硝酸根致癌 因子。 (3)耗氧物质 耗氧物质是指大量消耗水体中溶解氧的物质,这 类物质主要是:含碳有机物(醛、醋、酸类)、含氮 化合物(有机氮、氨、亚硝酸盐)、化学还原性物质 (亚硫酸盐、硫化物、亚铁盐)。 (4)生物污染物质 生物污染物质主要来源于生活污水及肉类、制革 等工业废水,这类污染物可分为:水生病毒(如肝炎 病毒等)、细菌(如大肠肝菌、弧菌等)、寄生真菌、 原生动物、寄生蠕虫等。 在生物污染物质中最常见的是大肠杆菌。它本身 并不是致病的,但它是粪便污染水体的一个指标。有 些细菌可以引起痢疾、伤寒和霍乱,原生动物可引起 传染病,寄生蠕虫可引起贫血症等。 (5)悬浮固体 悬浮固体是指进入水中的废渣、泥沙等颗粒物 质,这些固体物质的存在会使水体混浊不清,甚至 淤塞河道。 (6)放射性物质 由于原子能的使用日益广泛,加之天然放射性 物质的存在,近年来放射性物质进入水体的数量不 断增高。 参考文献 1 Matthess G .The property of groundwater. New York:John Wiley & Sons,1982。 5.2 几种常见地下水污染源的 5.2.1 城市固体垃圾填埋场 最初引起科学界关注的废物处置问题之一就是由于垃圾 填埋所导致的地下水污染。上世纪60年代之前,美国的城 市及工业固体垃圾常常是被例行公事地进行填埋处置,很 少对场地的水文地质条件进行研究,而且也缺乏对环境进 行保护的意识。在随后的几十年中,垃圾填埋场的设计及 管理发生的巨大变化,通常都要对场地进行全面地调查, 水文地质条件成为对场地进行选择的重要因素。目前,垃 圾填埋场的设计通常包含了多层衬砌系统及淋滤液收集系 统,以使废物与水文系统完全隔绝,这样的垃圾填埋场通 常被称为卫生垃圾填埋场,这些保护措施使得垃圾填埋场 的造价急剧增大,尚未使用这些技术的发展中国家很有可 能都会经历发达国家所遇到的地下水污染问题。 垃圾填埋场中淋滤液形成的主要驱动力是水,许 多场地都使用低渗透性物质进行覆盖以阻止水渗透 到废物中。Lee和Jones(1990)批评了这种做法, 他们认为垃圾填埋场的覆盖层和衬砌系统最终将会 失效,因此保持废物处于干燥状态只会延迟淋滤液 的形成和运移。相反,他们建议使水和氧气循环通 过废物以加速其生物化学分解,一旦完成了这一过 程,体积大大减少且稳定的废弃物便可在封闭性要 求不高的系统中保存。 7 1.淋滤液的形成 在城市卫生垃圾填埋场中,淋滤液的形 成通常经过了三个阶段(图3-2-1),每个 阶段中均具有较高的有机物含量(Qasim and Chiang,1994)。 第一个阶段称为有氧阶段(Aerobic Stage),在该阶段中,废物中初始含有的 氧气被很快地消耗殆尽。同时,因为有机物 的有氧分解反应为放热反应,因此填埋场的 温度在该阶段不断升高。 淋滤液形成 的三个阶段 中气体及相 关化学组分 含量的变化 需氧阶段 产酸阶段 产甲烷阶段 第二个阶段称为乙酸生成阶段(Acetogenic Stage), 其主要特征是:厌氧微生物对废物的分解主要通过发酵作用 把糖类物质转化为乙酸及其他的挥发性脂肪酸(Owen and Manning,1997);当没有缓冲性物质存在时,淋滤液的pH 值在该阶段持续降低;CO2和H2不断生成,氧化还原电位降低 到较低的状态;大量的挥发性脂肪酸使得淋滤液的碱度很 高,这是因为有机阴离子(如醋酸根)像碳酸根和重碳酸根 那样可在碱度滴定过程中接受质子(Baedecker and Back, 1979;Kehew and Passero,1990)。在乙酸生成阶段,通 过硫酸盐还原菌进行的挥发性脂肪酸的生物分解使得硫酸根 不断消耗,醋酸盐与丙酸盐的摩尔浓度比呈现出1:1的比 例,因为这两种酸的氧化均与硫酸盐的还原相联系 (Manning,1997)。伴随着有机酸及CO2的形成,废物中无 机盐类及盖层土壤中碳酸盐矿物(如果存在的话)的溶解使 得淋滤液的总溶解固体及电导率达到最大。 第三个阶段是甲烷生成阶段(Methanogenic Stage), 当硫酸根消耗殆尽后,产甲烷生物成为了主要的微生 物菌群,挥发性脂肪酸及其他的有机物在该阶段被转 化成了CO2和CH4,氧化还原电位在该阶段达到了最低 值。伴随着微生物甲烷的形成还发生了气体中碳、氢 同位素的分馏,垃圾填埋场甲烷同位素的分馏模式表 明,甲烷形成的主要形式是醋酸盐发酵而不是CO2的 还原(Hackley et al.,1996)。 由于有机物基质的还原,分解速度最终变得慢了 下来,废物的体积由于分解过程的进行而减小,这将 引起垃圾填埋场的下陷及盖层的开裂,并为含有氧气 的水入渗进入垃圾填埋场提供了条件,因此有氧环境 有可能在废物系统中重建。 2. 淋滤液的成分 垃圾填埋场淋滤液的成分随着废物的类型、填埋场的年 龄、降雨及其他因素的不同变化很大。表3-2-1列出了不同年 龄垃圾填埋场淋滤液中组分含量的典型值。由表中的BOD和 COD显见其有机物含量较高,其中COD高于BOD是因为淋滤液中 含有难以被生物氧化的有机物而造成的。淋滤液中的无机离 子含量很高,因此其电导率和TDS也相对较高。硫酸根的初始 含量可能很大,但在乙酸生成阶段硫酸盐的还原作用可使其 含量显著减少。在年轻的垃圾填埋场淋滤液中,由于氧化还 原电位较低,铁和锰可能以较大的浓度存在,但最终它们会 以硫化物和碳酸盐的形式沉淀出来。由于在较低的氧化还原 电位下,硝酸根处于不稳定状态,因此氮主要是以铵的形式 存在的。微量金属离子的含量通常并不高,尽管其中一些元 素的含量相对饮用水标准有一定程度增大。 垃圾填埋场淋滤液中的组分含量随时间的变化 组分 1年 5年 15年 BOD 7500~28000 4000 80 COD 10000~40000 8000 400 pH 5.2~6.4 6.3 TDS 10000~14000 6794 1200 TSS 100~700 电导率 600~9000 - 碱度(CaCO3) 800~4000 5810 2250 硬度(CaCO3) 3500~5000 2200 540 8 总磷 25~35 12 8 正磷(Ortho P) 23~33 - NH4-N 56~482 NO3- 0.2~0.8 0.5 1.6 Ca 900~1700 308 109 Cl 600~800 1330 70 Na 450~500 810 34 K 295~310 610 39 SO42- 400~650 2 2 Mn 75~125 0.06 0.06 Mg 160~250 450 90 Fe 210~325 6.3 0.6 Zn 10~30 0.4 0.1 Cu <0.5 <0.5 Cd <0.05 <0.05 Pb 0.5 1.0 注:除了电导率的单位为µ Ohm/cm、pH为pH单位外,其他项目的单位均为mg/L。 在垃圾填埋场淋滤液中通常也含有有毒或 危险性的化学物质,表3-2-2给出了美国一些 城市垃圾淋滤液中危险性有机物和无机物含 量的平均值,表中各组分后括弧内的数字表 示所测试的样品的个数。这些测试结果表明 对垃圾填埋场进行衬砌、对其淋滤液进行收 集是非常必要的,尤其是在水文地质条件脆 弱的地区更是如此。 垃圾填埋场淋滤液中的组分含量随时间的变化 组分 浓度(ppm) 组分 浓度(ppm) 无机物: 有机物(续): 锑(11) 4.52 1,4-二氯苯(12) 13.2 砷(72) 0.042 二氯二氟甲烷(6) 237 钡(72) 0.853 1,1-二氯甲烷(34) 1715 铍(6) 0.006 1,2-二氯甲烷(6) 1841 镉(46) 0.022 1,2-二氯丙烷(12) 66.7 总铬(97) 0.175 1,3-二氯丙烷(2) 24 铜(68) 0.188 邻苯二甲酸二乙酯(27) 118 氰化物(21) 0.063 2,4-二甲酚(2) 19 铁(120) 221 邻苯二甲酸二甲酯(2) 42.5 铅(73) 0.162 异狄氏剂(3) 16.8 锰(103) 9.59 乙苯(41) 274 汞(19) 0.002 二邻苯二甲酸盐(10) 184 镍(98) 0.326 异佛尔酮(19) 1168 硝酸根(38) 1.88 六氯化苯(7) 0.020 硒(18) 0.012 二氯甲烷(68) 5352 银(19) 0.021 丁酮(24) 4151 铊(11) 0.175 萘(23) 32.4 锌(114) 8.32 硝基苯(3) 54.7 有机物: 4-硝基酚(1) 17 丙烯醛(1) 270 五氯苯酚(3) 173 苯(35) 221 苯酚(45) 2456 溴甲烷(1) 170 1,1,2,2-四氯乙烷(1) 210 四氯化碳(2) 202 四氯乙烯(18) 132 氯苯(12) 128 甲苯(69) 1016 9 氯仿(8) 195 毒杀芬(1) 1 二醚(1) 250 1,1,1-三氯乙烷(20) 887 p-Crestol(10) 2394 1,1,2-三氯乙烷(4) 378 2.4D(7) 129 三氯乙烯(28) 187 4,4-DDT(16) 0.103 三氯氟甲烷(10) 56.1 Di-n-邻苯二甲酸丁酯 (5) 70.2 1,2,3-三氯丙烷(1) 230 1,2-二氯苯(8) 11.8 氯乙烯(10) 36.1 (据Kehew,A. E.,2001)。 Borden垃圾填埋场(Nicholson等,1983)的成功之 处在于其极其详尽的取样监测网络,据此可以对污染晕 进行精确地三维描述。与其他垃圾填埋场相比,Borden 垃圾填埋场污染晕的不同之处在于,其硫酸根含量较 高,溶解有机碳含量相对较低。尽管填埋场污染晕中也 含有甲烷,但较高的硫酸根含量可能抑制了垃圾填埋场 中的甲烷生成作用。从填埋场所在位置开始向下游方 向,地下水相对石膏处于平衡状态,相对方解石和菱铁 矿则处于过饱和状态。污染晕中较高的铁、锰含量源于 低Eh值条件下地下水对含水层中固体的溶解。此外,污 染晕中的阳离子含量还受到了离子交换作用的影响,该 作用中,K+、Mg2+、Na+被吸附,Ca2+则发生了解吸。 Lyngkilde和Christensen(1992)在丹麦的Vejen 垃圾填埋场中划分出了6个氧化还原带,其划分标准见 表3-2-3。垃圾填埋场污染晕中的氧化还原分带在一定 程度上反映了氧化还原电位的特征,例如:在铁生成 带中,其氧化还原电位主要是由Fe3+还原为Fe2+的反应 所控制的。Heron和Christensen(1994)得出结论认 为,在污染有机物的生物降解过程中,含水层介质中 Fe3+的还原起着重要的氧化还原缓冲作用。在污染晕 中,由Fe3+还原所形成的Fe2+仅有2%是以溶解形式存在 的,其余的则以可交换阳离子或沉淀物矿物(如黄铁 矿、菱铁矿)的形式存在于固体相中。 丹麦的Vejen垃圾填埋场中氧化还原带的划分标准(单位:mg/L) 组分 有氧带 硝酸还原带 锰生成带 亚铁生成带 硫化物生成带 甲烷生成带 O2 >1.0 <1.0 <1.0 <1.0 <1.0 <1.0 NO3- - - <0.2 <0.2 <0.2 <0.2 NO2- <0.1 - <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 NH4+ <1.0 - - - - - Mn2+ <0.2 <0.2 >0.2 - - - Fe2+ <1.5 <1.5 <1.5 <1.5 - - SO42- - - - - - <40 硫化物 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 >0.2 - 甲烷 <1.0 <1.0 <1.0 <1.0 <0.1 >1.0 (据 Lyngkilde J and Christensen T H,1992) 丹麦Vejen垃圾填埋场下游污染晕中的氧化还原分带 3.1.2 工业垃圾填埋场及液体废弃物的处置 工业废物包括了多种类型的化合物,在美国,工业废物过 去通常是与城市生活垃圾混在一起或在同一垃圾填埋场处置 的,其污染晕的特征是,在前述生活垃圾填埋场的基础上又 叠加了特有的有毒或危险化学元素,这主要包括挥发性有机 物及重金属。 1. 挥发性有机物 在工业区,卤代脂肪族化合物是最常见的挥发性有机污染 物。它们是机器润滑中最常用的溶剂,因此在许多工业部门 都有使用。例如,在英国的Coventry城,一工业设备从上世 纪30年代开始便使用TCE及相关的有机溶剂(Bishop等, 1993),污染是由于在位于地表的储存罐周围马虎的操作而 造成的。在过去,当使用油罐卡车给储存罐充油时,一旦储 存罐装满,司机们习惯于把残留在软管中的油放到地面上。 随着时间的延续,这类不良的习惯便在地面上留下了大量的 溶剂。该场地下部的含水层是由一系列的砂岩地层与页岩夹 层组成的,当生产井被污染后,在场地中打了若干试验孔。 10 试验孔为裸孔,使用Packer取样器可在孔中对各砂 岩层分别进行取样。但使用裸孔被证明是一个错 误,因为生产井中污染物的浓度有一定程度增大, Bishop等(1993)猜测污染物通过裸孔运移到了下 部的含水层中。由于含水层是一个双重介质体系, 孔隙和裂隙同时存在,污染物将通过裂隙进入单个 的孔隙中。如果污染物最终从高渗透性的流动途径 上被去除,则扩散过程将发生反转,单个孔隙中的 污染物将运移到主流动通道中,这将使得含水层在 将来的很长一段时间内受到有机溶剂的影响。 在文献中更多见到的是与某一特殊工业相关的、含有更具体 化合物的工业垃圾场地。Goerlitzer(1992)阐述了美国地调局 有机物计划研究的6个场地,其中的一个场地含有制造杀虫剂的 氯代烃类,两个场地含有炸药废弃物,其他三个是木材存储场地。 一个很有趣的现象是两个木材储存场地中PCP(五氯苯酚)运移 情况的不同。木焦油和PCP通常被用来处理木质电线杆,木焦油 是一种由煤焦油提取的含有200多种化合物的混合物,其组成中 85%是PAHs,12%是酚类化合物,3%是氮、硫、氧的杂环化合 物(Goerlitz,1992)。由于PCP的Kow很高,预计它在地下水 中不会运移很远。但这在加利福尼亚的Visalia场地被证明是不正 确的,自从上世纪50年代初开始使用以来,PCP已经从有漏洞的 储存罐位置在地下水中运移了500 m(图5-2-3)。主要为萘和甲 基萘PAHs也运移了大约与PCP相同的距离,酚化合物和杂环族 化合物未在地下水中检出,在污染源附近的水面上存在有非水溶 性的液体。 加利福尼亚Visalia木材处理场地地下水中PCP的浓度等值线(1976年秋季) 佛罗里达州的Pensacola木材处理厂使用了与Visalia场 地相同的化合物,但污染物的最终结局和运移情况却有很 大的不同。该场地中的PCP 相对较稳定,但酚化合物和氮 的杂环化合物的浓度却很高。两个场地的一个重要差别就 是其pH值的不同,Visalia场地地下水的pH值为7.9~8.6, Pensacola场地地下水的pH值则为5.0~6.3。Goerlitz(1992) 认为在低pH值条件下,PCP的溶解度要小得多,因此只是 在Pensacola场地的污染源处被检测到。但在Visalia场地高 pH值的条件下,PCP要易溶得多,而且其运移过程中没有 明显的吸附和生物降解,两个场地中生物降解作用的不同 也可能对污染物行为的不同产生着影响。 2. 重金属 工业废物中的另一种常见组分是重金属,它们在淋滤液中 的含量可比天然地下水中的浓度高许多倍。在饮用水标准中对 其浓度有限制的微量金属元素主要包括铬、铅、铜、银、镉、 锌、镍和汞。要对这些元素的迁移状况进行准确预测,首先需 要根据氧化还原电位对其平衡分布状态进行分析。大部分金属 元素具有多种氧化态,因此需要了解污染晕的地球化学特征, 以便于对金属的平衡分布进行预测。 铬是一种引起严重地下水污染问题的金属,在氧化条件 下,铬以6价铬的形式存在于铬酸根中(图3-2-4),这时,铬 的迁移能力很强。最早报导的地下水铬污染晕是纽约长岛 (Long Island)由铬电镀废弃物所引起的(Perlmutter and Lieber,1970)。长岛的地表物质是可渗透的冰川沉积物,其 下为浅层和深层含水层。地下水是该地区的主要饮用水源,随 着城市化在该区的不断扩展,废水经常性地通过地表凹陷、化 粪池及雨水滞留池排入地下。二次世界大战中在该地区为一飞 机制造厂修建了一个铬合金电镀废弃物储存池,在其下游方 向,地下水中铬和镉的污染晕延伸了约1300 m,并且排泄到了 一小溪中(图3-2-5)。 25℃、1 atm下Cr-O-H2O体系的pE-pH图 (溶解度定义为铬的活度等于10-6) 纽约长岛电镀废弃物所引起的铬污染晕 (据Perlmutter and Lieber,1970) 11 Henderson(1994)研究了美国得克萨斯州 Odessa城附近一个含水层中铬酸盐的污染晕。在6年 的监测期内,污染晕中六价铬的最大浓度减少了10 倍。根据污染晕的体积可对溶解铬的总量进行了估 算,通过测定Cr6+的吸附分配系数(Kd), Henderson还估算出了Cr6+的吸附量,结果发现含水 层中六价铬的总量(溶液和固体相中Cr6+含量的总 和)呈一阶反应式减少(图3-2-6)。为了解释含水 层中六价铬含量的这种减少,Henderson把水样的 实测Eh值绘制到了铬的Eh-pH图中(图3-2-7)。 可见大部分点位于Cr3+的稳定区内,这时含水层中 的六价铬将被还原成三价铬,并且沉淀或被吸附到 氧化物或Fe(OH)3表面上,其反应式为: 3Fe2+ + CrO42- + 7H2O → 3Fe(OH)3 + Cr(OH)2+ + 3H+ 得克萨斯Trinity砂岩含水层中 由于还原作用引起的Cr6+含量的减少 铬的Eh-pH图 (数据点为Trinity含水层的实测值) 含水层中的二价铁或溶 解有机碳被作为还原剂,三 价铬被吸附到了氢氧化物的 表面上。借鉴一级反应模型 半衰期的概念,Henderson (1994)能够对何时六价铬 的浓度将降到饮用水标准之 下进行预测。这是一个通过 天然衰减使含水层污染得到 净化的实例,若要对含水层 污染进行积极的人工治理, 就必须深入了解含水层的地 球化学环境。铬的Eh-pH图(数据点为Trinity含水层的实测值) 3. 有机物和金属共存的情况 (了解) 最复杂的地球化学问题发生在工业废物处 理场地中有机物和金属相互反应的情况下, Davis等(1994)给出了这种情况的一个很 好实例。该场地位于马萨诸塞州的Woburn 城,从1927年开始便在这里进行皮革的加工 和着色。此前,从1853年开始还在该场地进 行了含砷和含铅杀虫剂的制造,曾有上百个 制革厂处在该场地所在的流域。 场地中所发生的地球化学反应和过程见图5-2-8,从 皮毛堆中释放出的富含有机物的淋滤液,在地下形成了 一个与垃圾填埋场污染晕非常类似的还原性污染晕,其 中的砷和铬分别起源于杀虫剂和制革过程。在还原性的 污染晕中人们预计砷和铬的迁移性不会很强,但实际情 况却相反。Davis等(1994)认为含有砷和铬的有机络合 物使其迁移性大大增强。图3-2-8用字母表示出了假定的 化学反应,砷(a-b-c-d序列)与污染晕中的甲烷反应形 成了易迁移的化合物一甲砷酸(MMAA,CH3AsO(OH)2)和 二甲砷酸(DMAA,(CH3)2AsO(OH)),在这些化合物中, 砷为+V价的氧化态。随着污染晕运移到皮毛堆下游氧化 性更强的区域,MMAA和DMAA发生了脱甲基作用,同时砷 在排泄池附近也被还原成了三价砷。 影响铬的化学反应在图中用e-f-g序列来表示,着色过 程中用的是六价铬,它在还原性皮毛堆下部的污染晕中被 还原成了三价铬,如前所述,这一过程将使铬发生沉淀。 但在存在有机酸的情况下,三价铬将与其结合形成可溶性 的络合物,从而增强了三价铬的迁移性,这样,它也被运 移到了排泄池中。 12 污染晕中还发生了其他的化学反应,如处于过 饱和状态的石膏的沉淀反应(h),这里SO42-起源 于黄铁矿中硫化物的氧化,Ca2+起源于碳酸钙的溶 解。此外,部分SO42-还可能被还原为硫化物并且与 铁结合形成非晶质的硫化亚铁沉淀(i)。上述过 程表明了混合废物源污染晕中地球化学反应的复杂 性,同时也说明为了全面地描绘污染晕的特征,需 要对大量的化合物进行分析,以便于全面了解各种 组分迁移的地球化学控制过程。 3.1.3 污水处理 污水处理对地下水产生的污染主要是化学和生物 污染,其影响的程度主要取决于污水的处理方法、含 水层的水文地质和水文地球化学条件。 污水处理中引起地下水污染的做法主要包括用处 理后的污水进行灌溉、用污泥施肥、污水入渗、生活 污水管的泄漏以及污水对井的地表污染。 致病微生物是被污水污染的地下水对人体产生的 最大威胁,Yates等(1993)综述了细菌和病毒污染 对人体健康产生的影响,并对其在地下水中的迁移和 最终结局进行了讨论。据此,他们认为上世纪80年代 美国由饮用水传染的大约200种疾病中,约1/2是由未 处理或消毒不充分的地下水所引起的。 在地下水流系统中,细菌和微生物可存活数 月,运移数百米(Yates等, 1993)。两种微生物 都是在低温下可存活更长的时间,当温度为8℃ 时,它们甚至可以无限期地存活。物理性的过滤可 阻止细菌的运移,尤其是在细颗粒的土壤中更是如 此。但病毒的体积很小,大部分的土壤不能使其含 量明显地减少。吸附是使两种微生物含量减少的重 要作用,Langmuir和Freundlich等温线均可用来描 述地下水运移过程中两种微生物的吸附作用。 污水的化学污染比生物污染的公认程度更高, 污水中的许多污染物(如硝酸根)同时还与其他类 型的污染相关。在污水中还含有各种类型的其他大 量或微量组分,它们或者对人体健康有影响,或者 可用来示踪污染晕。几乎所有常见的稳定同位素都 被可用来研究污水的污染问题。 1.污水处理厂对地下水的污染 污水可使用多种技术进行处理,污水处理的程 度可划分为初级、二级和三级(高级)。初级处理 是指通过滤网或沉淀池除去其中的固体,二级处理 指的是使用微生物除去废水中的有机负荷,三级 (高级)处理则是指去除废水中特定化学物质(如 硝酸根、磷酸根)的过程。经过二级处理后,废水 就允许排泄到天然水道中,或通过渗床渗入地下, 或用来灌溉农田、高尔夫球场及其他的植被。其对 地下水的影响就是在这些处置过程中发生的,从废 水中分离出的固体可进一步的进行处理,或者在垃 圾填埋场中填埋,或者用于施肥以提高土壤肥力, 这样,污泥的淋滤也会对地下水产生影响。 2. 化粪池系统 在北美缺乏下水道的大部分地区,化粪池系统 是废物处置的首选方法。据估计,美国三分之一的 废水是通过化粪池系统处理的。在该系统中,废水 在一个水池中通过沉淀作用与固体废物分离,然后 被排放到多孔排泄瓦筒中,进而释放到滤床,在这 里,废水很快地渗入了土壤。另一种方法是在表层 土壤中垂直安装多孔下水管,用以代替滤床。化粪 池系统的原理是,通过土壤的过滤,可除去废水中 的污染物。很遗憾的是,很多化粪池系统都在浅层 潜水中形成了污染晕,它可对附近的水井和地表水 体产生影响。 对化粪池系统污染晕水文地球化学过程的 研究是近年来研究工作的一个焦点(Harman 等,1996),其中最受关注的污染组分是硝 酸根和磷酸根。硝酸根有时可导致婴儿发生 致命性的疾病-高铁血红蛋白症,这主要是 由于婴儿血携氧能力的减小而造成的。硝酸 根也是水体富营养化的养分元素,地下水则 是这些水体的补给源。磷酸根虽然比硝酸根 的迁移能力弱,它也是水体富营养化的主要 诱因之一。致病微生物的迁移也是可渗透性 含水层值得关注的问题。 13 对化粪池系统致病细菌和病毒污染危害的 评估,目前所作的研究工作还相对较少 (Bitton and Gerba,1984;Bales等, 1995;Canter and Knox,1985;Yates, 1985)。很多微生物的分析和检测都比较困 难且昂贵,当前所进行的研究工作主要集中 在确定指示性微生物的迁移特征上,它能够 间接地表明相应致病微生物的潜在迁移特性。 大肠杆菌常被用作为指示性细菌,人类的肠 道病毒以及大肠杆菌噬菌体(一种能够感染 肠道大肠杆菌的病毒)常被用作为指示性病 毒。 3. 污水灌溉 来自污水处理厂的污水及污泥经常被用来灌溉 或施肥,这种处理方法对地下水化学成分的影响与 化粪池系统是类似的,但其在含水层中的影响范围 要更大一些。用污水及污泥灌溉或施肥时对环境影 响最大的污染物是硝酸根。如果场地下部具有好氧 包气带,废物中的有机氮或铵将被氧化为硝酸根。 在饱水带中,只要保持氧化性条件,硝酸根在迁移 过程中将不发生任何转化作用。Spalding等(1993) 研究了内布拉斯加州的一个场地,在这里,一块玉 米田使用污泥进行施肥,从而在其下游方向形成了 一个很大的硝酸根污染晕(图3-2-13)。浓度大于 10 mg/L的NO3--N的范围在地下水位之下延伸了大约15m,尽管一细粒沉积物透镜体阻止了其进一步 下渗。氮同位素分析证实氮的来源是动物排泄物。 图3-2-13 使用污泥施肥形成的硝酸根污染晕 3.1.4 农业及其他非点源污染 广大的农业生产区显然是浅层地下水最大 的非点源污染源,各种各样的农业活动对地 下水产生了广泛的影响。一般来说,这种影 响可划分为由营养物质引起的污染,这主要 包括硝酸根、杀虫剂和除草剂等,以及不常 见的由致病微生物、微量元素及溶解固体 (盐化作用)引起的污染。 1.硝酸根污染 2.杀虫剂污染 3.干旱区的灌溉 4.其他非点源问题 在许多地区,其他一些人类活动也对地下 水质产生了影响,其中就包括冬季在道路上加 盐融雪。 在具有多个含水层的情况下,确定高氯化 物水的来源也可能成为一个难题。 3.3 地下水污染的治理 在城市、工农业生产基地,地下水资源与该地 区人民的生活、生产密
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