地下水污染與防治教學課件

1、匯報人：張一鳴匯報人：張一鳴學號：學號：20132051712013205171日期：日期：2013.10.252013.10.2511 1、地下水基本知識、地下水基本知識3 3、地下水污染修復、地下水污染修復3.1 3.1 污染修復方法污染修復方法3.2 3.2 方法總結方法總結1.1 1.1 地下水相關概念地下水相關概念1.2 1.2 地下水的重要性地下水的重要性2 2、地下水污染概況、地下水污染概況2.1 2.1 地下水污染現(xiàn)狀地下水污染現(xiàn)狀2.2 2.2 地下水污染途徑地下水污染途徑Page 3渤渤 海海萊萊州州灣灣承壓水承壓水潛水潛水隔水層隔水層潛水面潛水面包氣帶水包氣帶水泉泉河流河

2、流自流井自流井Page 4地下水資源重要性Page 5北京目前用水中，40%為地下水，60%為地表水。而自1999年以來，北京已連續(xù)14年干旱，地下水位持續(xù)下降，平均每年下降90厘米，地下水已嚴重超采，包括永定河在內的北京依托的21條主要河流都全部斷流。19992012年，密云、官廳水庫來水量3.8億立方米，不足多年平均量的1/4。北京市17座大中型水庫總庫容為90多億立方米，但目前蓄水量不足15億立方米。 中國是地方病流行較為嚴重的國家，地方病分布廣、病種多，主要有地方性砷中毒、氟中毒、克山病、大骨節(jié)病以及地方性甲狀腺腫等，這些病在“老少邊貧”地區(qū)以及部分農(nóng)村地區(qū)尤其普遍。 要根治地方病，就

3、必須治地下水，但隨著中國地下水面臨越來越多的地表污染的威脅這是一種更大范圍的污染，影響的人群更廣泛，更難治理。 農(nóng)村受害最直接：農(nóng)村受害最直接：除了生活和工業(yè)污染源，化肥、農(nóng)藥的大量使用污染了農(nóng)村的地下水源，更由于村民大多是用手壓井直接抽取淺層的地下水，農(nóng)村因此往往成為地下水污染最直接的受害者。 例如，淮河出現(xiàn)各種化學和重金屬的污染，淮河兩岸不僅出現(xiàn)癌癥的高發(fā)村，當?shù)卮迕癫辉胁挥默F(xiàn)象增多，而且后代還有不少畸形兒。這些多是金屬和持久性化學物的污染所致。區(qū)別于地表水污染 隱蔽性：隱蔽性：由于地表以下地層的復雜性，污染物進入含水層以及在含水層中的運動都比較緩慢，因此，污染往往是逐漸發(fā)生的，若不進行

4、專門監(jiān)測，很難及時發(fā)覺；發(fā)現(xiàn)地下水污染后，確定污染源也不像地表水那么容易。 難以逆轉性：難以逆轉性：更地下水污染不易消除，即便是排除污染源之后，地表水可以在較短時期內達到凈化；而地下水，已經(jīng)進入含水層的污染物仍將長期產(chǎn)生不良影響。如重金屬難以降解，尤其是深層的地下水一旦被污染，治理起來需要千年的時間。污染類型1地下淡水的過度開采，引起地下水位下降，導致沿海地區(qū)的海（咸）水入侵。2地表污（廢）水排放和農(nóng)耕污染造成的硝酸鹽污染。農(nóng)耕污染具有量大面廣的特征，未經(jīng)利用的氮肥在經(jīng)過地層時通過生物或化學轉化成亞硝酸鹽等，長期飲用這種污染的地下水將可能導致氰紫癥、食道癌等疾病的發(fā)生。 3石油和石油化工產(chǎn)品的

5、污染?？梢詫е碌叵滤杏袡C物多達100多種，而且毒性極大，足以引起各類疾病，不僅殘留物維持數(shù)十幾年乃至上百年，其降解中間產(chǎn)物亦會污染環(huán)境。垃圾填埋場滲漏污染。造成地下水的總礦化度TDS、總硬度、硝酸鹽和氯化物含量的升高，有時也會造成病原體污染。污染途徑1 1間歇入滲型：間歇入滲型：大氣降水或其他灌溉水使污染物隨水流通過非飽水帶，周期地滲入含水層，主要是污染潛水。例如:淋濾固體廢物堆引起的污染。2 2連續(xù)入滲型：連續(xù)入滲型：污染物隨水不斷地滲入含水層，主要也是污染潛水。例如：廢水聚集地段（如廢水渠、廢水池、廢水滲井等）和受污染的地表水體連續(xù)滲漏造成地下水污染。3 3越流型：越流型：污染物是通過越

6、流的方式從已受污染的含水層轉移到未受污染的含水層。例如：地下水的開采改變了越流方向，使已受污染的潛水進入未受污染的承壓水。徑流型：徑流型：污染物通過地下徑流進入含水層，污染潛水或承壓水。例如：污染物通過地下巖溶孔道進入含水層。屏蔽法 總的來說，物理屏蔽法只有在處理小范圍的劇毒、難降解污染物時才可考慮作為一種永久性的封閉方法，多數(shù)情況下，它只是在地下水污染治理的初期，被用作一種臨時性的控制方法。 在地下建立各種物理屏障，將受污染水體圈閉起來，以防止污染物進一步擴散蔓延。常用的灰漿帷幕法是用壓力向地下灌注灰漿，在受污染水體周圍形成一道帷幕，從而將受污染水體圈閉起來。其他的物理屏障法還有泥漿阻水墻、

7、振動樁阻水墻、板樁阻水墻、塊狀置換、膜和合成材料帷幕圈閉法等，原理都與灰漿帷幕法相似。 被動收集法 被動收集法一般在處理輕質污染物(如油類等)時比較有效，它在美國治理地下水油污染時得到過廣泛的應用。 在地下水流的下游挖一條足夠深的溝道，在溝內布置收集系統(tǒng)，將水面漂浮的污染物質如油類污染物等收集起來，或將所有受污染地下水收集起來以便處理的一種方法。 水動力控制法 利用井群系統(tǒng)，通過抽水或向含水層注水，人為地改變地下水的水力梯度，從而將受污染水體與清潔水體分隔開來。根據(jù)井群系統(tǒng)布置方式的不同，水力控制法又可分為上游分水嶺法和下游分水嶺法。 上游分水嶺法是在受污染水體的上游布置一排注水井，通過注水井

8、向含水層注入清水，使得在該注水井處形成一地下分水嶺，從而阻止上游清潔水體向下補給已被污染水體；同時，在下游布置一排抽水井將受污染水體抽出處理。 下游分水嶺法是在受污染水體下游布置一排注水井注水，在下游形成一分水嶺以阻止污染羽流向下游擴散，同時在上游布置一排抽水井，抽出清潔水并送到下游注入。 抽出處理法物理法。吸附法、重力分離法、過濾法、反滲透法、氣吹法和焚燒法等?；瘜W法。混凝沉淀法、氧化還原法、離子交換法和中和法等。生物法?；钚晕勰喾ā⑸锬し?、厭氧消化法和土壤處置法等。 受污染地下水抽出后的處理方法與地表水的處理相同，需要指出的是，在受污染地下水的抽出處理中，井群系統(tǒng)的建立是關鍵，井群系統(tǒng)要

9、能控制整個受污染水體的流動。處理后地下水的去向有兩個，一是直接使用，另一個則是用于回灌。用于回灌多一些的原因是回灌一方面可稀釋受污染水體，沖洗含水層；另一方面還可加速地下水的循環(huán)流動，從而縮短地下水的修復時間。 地下水抽取、處理、回灌裝置地下水抽取、處理、回灌裝置滲透反應隔柵(PRB) 法 在污染羽流的下游挖一條溝，該溝挖至含水層底部基巖層或不透水粘土層，然后在溝內填充能與污染物反應的透水性介質，受污染地下水流入溝內后與該介質發(fā)生反應，生成無害化產(chǎn)物或沉淀物而被去除。 常用的填充介質有：a.灰?guī)r，用以中和酸性地下水或去除重金屬；b.活性炭，用以去除非極性污染物和CCl4、苯等；c.沸石和合成離

10、子交換樹脂，用以去除溶解態(tài)重金屬等。 滲透性處理床主要適用于較薄、較淺含水層，一般用于填埋滲濾液的無害化處理。原位曝氣技術 原位曝氣技術將空氣注入污染區(qū)域以下，將揮發(fā)有機物從地下水中解析到空氣流并引至地面上處理的原位修復技術。 該技術被認為是去除地下水揮發(fā)性有機物的最有效方法。同時原位曝氣還為地下水中殘留的NAPL的去除創(chuàng)造了更有利條件。曝入的空氣能為地下水中的好氧微生物提供足夠氧氣，促進土著微生物的降解作用。 該技術在可接受的成本范圍內，能夠處理較多的受污染地下水，系統(tǒng)容易安裝和轉移，容易與其它技術組合使用。但是對既不容易揮發(fā)又不易生物降解的污染物處理效果不佳，并且對土壤和地質結構的要求比較

11、高。 原位電動修復技術 原位電動修復技術越來越多地和其它技術或輔助材料相結合，如超聲技術。用來清除一些有機污染物和重金屬離子，具有環(huán)境相容性、多功能適用性、高選擇性、適于自動化控制、運行費用低等特點。 利用電動力學原理對土壤及地下水環(huán)境進行修復的一種綠色修復新技術。在電動修復過程中，金屬和帶電荷的離子在電場的作用下發(fā)生定向遷移，然后在設定的處理區(qū)進行集中處理；同時在電極表面發(fā)生電解反應，陽極電解產(chǎn)生氫氣和氫氧根離子，陰極電解產(chǎn)生氫離子和氧氣，而對于大多數(shù)非極性有機污染物，則通過電滲析的方式去除。 原位生物修復技術 原位生物修復技術有其獨特的優(yōu)勢，表現(xiàn)在：現(xiàn)場進行，從而減少運輸費用和人類直接接觸

12、污染物的機會；以原位方式進行，可使對污染位點的干擾或破壞達到最??；使有機物分解為二氧化碳和水，可永久地消除污染物和長期的隱患，無二次污染，不會使污染物轉移；可與其它處理技術結合使用，處理復合污染；降解過程迅速、費用低，費用僅為傳統(tǒng)物理、化學修復法的30%50%。 原位生物修復是利用生物的代謝活動減少現(xiàn)場環(huán)境中有毒有害化合物的工程技術系統(tǒng)。用于原位生物修復的微生物一般有三類：土著微生物、外來微生物和基因工程菌。 目前地下水有機物原位生物修復方法主要包括生物注射法、有機粘土法、抽提地下水系統(tǒng)和回注系統(tǒng)相結合法等。 縱觀任何一種污染修復技術，都有其適用條件和局限性，沒縱觀任何一種污染修復技術，都有其適用條件和局限性，沒有哪一種修復方法能夠無副作用得、徹底得解決污染問題，有限有哪一種修復方法能夠無副作用得、徹底得解決污染問題，有限的修復方法和處理場地對于全國范圍內大面積嚴重污染更是杯水的修復方法和處理場地對于全國范圍內大面積嚴重污染更是杯水車薪。車薪。 所有這些先污染后治理的修復技術對于環(huán)境破壞來說都是為所有這些先污染后治理的修復技