水污染防治综述范文

时间:2023-06-18 10:25:24

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水污染防治综述

篇1

随着经济的快速发展、城市化进程加快及流域人口增长,越来越多的污染物排入河流,早已超过了河流自身的容量,使河流受到不同程度的污染,生态系统遭到破坏,导致流域水体污染问题日益严重。污染事件的频频发生已成为世界普遍问题,引起国内外的高度重视。

1.流域污染现状

2013年我国环境状况公报显示:我国十大流域423条河流的国控断面中,Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为71.7%、19.3%和9.0%,主要污染指标为COD、高锰酸盐指数和BOD5。62座重点湖泊(水库)972个国控断面水质优良、轻度污染、中度污染和重度污染的比例分别为60.7%、26.2%、1.6%、和11.5%,主要污染指标为TP、COD和高锰酸盐指数,富营养、中营养和贫营养的湖泊(水库)比例分别为27.8%、57.4%和14.8%。309个地级及以上城市的835个集中式饮用水源地达标率为97.3%,主要超标指标为TP、Mn和NH3-N,地下水水源地主要超标指标为Fe、Mn和NH3-N。

流域所在地工业结构和布局的不合理以及对资源的无序开发使得工业污染成为主要的流域污染源;流域沿岸城市化的加快,城镇生活污水问题日渐突出,部分城镇污水处理厂不正常运行更使得流域废水处理率不高;化肥、农药的大量使用,不仅污染了水质,而且危害水域中的有益动植物,造成相关动植物品种数量的减少甚至濒临灭绝,进一步破坏了水生态环境,从而严重影响了水源涵养功能,使得水资源短缺、水环境恶化的态势更加严峻。

2. 流域污染治理技术

流域污染治理是一项复杂的系统工程,目前国内外已经在使用的或已试验的污染河流水体治理技术主要分为物理、化学和生物―生态3类方法。

2.1 物理方法

2.1.1 曝气技术 曝气技术是利用自然跌水(瀑布、喷泉、假山等)或人工曝气对水体复氧,促进上下层水体的混合,使水体保持好氧状态,以提高水中的溶解氧含量,加速水体复氧过程,抑制底泥N、P的释放,防止水体黑臭现象的发生。河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。人工曝气复氧是指向处于缺氧(或厌氧)状态的河道进行人工充氧能够加强河道的自净能力,改善水质、改善或恢复河道的生态环境。

2.1.2 环保疏浚技术 环保疏浚技术是利用机械疏浚方法清除江河湖库污染底泥, 整个工程对环境及周围水体的影响都较小。疏浚能消除污染水体的内源, 减少底泥污染物向水体的释放。疏浚对沉积物中的营养物、重金属和持久性有机物等污染物的去除明显,这是水体污染治理中普遍采用的方法之一,也是解决内源(P污染)释放的重要措施。

2.1.3 原位覆盖技术。原位覆盖技术是一种控制江河湖库内污染源的技术。 通过在污染底泥表面覆盖清洁的一种或多种覆盖物,来阻隔底泥中的污染物向上覆水释放迁移[1]。

2.1.4 机械除藻 水华蓝藻大量暴发时,采用机械除藻,对控制蓝藻水华污染,有效降低仍N、P等污染物负荷具有十分重要的作用。

物理方法只是使污染物转移而并没有消除,只能缓解污染程度而并非真正净化水质。此类方法治标不治本。

2.2 化学方法

化学治理方法主要是采用各种化学药剂,如加入化学药剂杀藻、混凝沉淀、假如石灰脱氮、加入铁盐促进磷的沉淀(化学固磷)等。

2.2.1 絮凝沉淀技术 絮凝沉淀技术通过投加化学药剂(一般为混凝剂)来去除水体中污染物的水处理技术。该技术较适用于污染严重、较为封闭的地表水体,对SS、浊度、TP、CODCr去除效果较好,对重金属、TN等同样有可观的去除效果,且药剂用量非常少。但该方法由于极易造成二次污染,不推荐广泛使用。

2.2.2 化学除藻 化学除藻是控制藻类生长快速而有效的方法。除藻常用的药剂有硫酸铜、漂白粉、明矾、聚铝和硫酸亚铁等。采用硫酸铜及改变水的pH值可以达到去除水中藻类、降低甚至消除水腥味的效果,并且比单独投放硫酸铜要好。该方法操作简单,可在短时问内取得明显效果,提高水体透明度。不足之处在于不能将氮、磷等营养物质从水体中清除出来,不能从根本上改变水体的富营养化,而且除藻剂的生物富集以及生物放大作用可能会对水生生态系统产生负面影响。因此,除非应急和健康安全许可,化学除藻一般不宜采用。

2.3 生物―生态方法

生物―生态法是国内外近年来发展迅猛的一种新技术,其通过培育的植物或接种、培养的微生物的生命活动的过程,对水中污染物进行降解、转化和转移功能,从而让水体得到净化的方法,在实施中工程造价相对较低、净化效果好、低耗能或根本不会耗能、实施成本低廉等优点。除此之外,这种处理技术的特点是不会在水体中投放药剂,绝对不会产生二次污染。还能够与绿化环境和景观改善连接起来,创造人与自然和谐相处的优美环境。生物方法包括水生植物净化法、生物膜技术、河道曝气复氧、土地处理法、生物修复法等。

2.3.1 水生植物净化 利用水生植物的自然净化机能,对去除富营养化水体中的TN和TP,增加水体中的溶解氧有明显效果,且能有效抑制藻类生长。只有重建并依靠优化的水生植物大面积的稳定存在,才能实现逐步恢复和提高河道水质的目的,在冬季水温3~7℃的低温条件下,大多数本生植物处于生长停滞期,据报道伊乐藻和菹草在低温条件下具有明显的生产能力。但水生植物在富营养化水体中透明度低,不能维持正常的光合作用而难以形成稳定植被。

2.3.2 生物膜技术 生物膜技术是将微生物群体粘附于载体的表面上呈膜状,在与污水接触过程中,生物膜上的微生物吸收污水中的有机物为养料然后同化有机物,而起到净化污水的效果。利用生物膜自净原理在河道内铺设一些卵石或其他填料,进而改变水体环境生态结构的单一性。

2.3.3 生物修复技术 生物修复技术(Bioremediation)是利用微生物或者其他水体生物,将水体或土壤中的有害有毒污染物质通过生物体内分解为 CO2和H2O,或转化为无毒无害物质的系统化的工程技术。生物修复技术有水生植物修复技术、微生物修复技术、水生动物修复技术。

3.展望

综上所述,物理、化学和生物―生态技术各有利弊,所以我们要针对河道具体特点、区域的具体情况,因地制宜,充分借鉴国内外河流治理的实践经验,开发集污染河流治理、资源化利用及生态修复于一体的集成技术,为我国污染河流治理提供参考。

参考文献:

篇2

[6] 陈程,陈明,环境重金属污染的危害与修复.业务探讨:55.

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[8] 于晓莉,刘强.水体重金属污染及其对人体健康影响的研究[J].绿色科技,2011,(10):123-126.

[9]李宁杰.白腐真菌对废水中Pb2+的去除及稳定化机理的研究[D].湖南大学,2015.

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[11] 杨晔,陈英旭,孙振世等.重金属胁迫下根际效应的研究进展[J].农业环境保护,2001,20(1):55-58.

篇3

中图分类号:X703

文献标识码:A文章编号:16749944(2016)12015402

1引言

纺织印染行业是我国国民经济的传统支柱产业和重要民生产业,在繁荣市场、扩大出口、吸纳就业、增加农民收入、促进城镇化发展等方面发挥着重要作用,但是纺织印染行业也是传统的污染大户,是节能减排、淘汰落后产能的主战场。国务院2013年印发的《大气污染防治行动计划》中,对多个行业进行工业废气重点治理,纺织印染行业便是其中之一,工业废气中所含的VOCs与PM2.5二次气溶胶形成有直接关系,我国纺织印染行业VOCs排放量一度占工业过程VOCS排放的30 %以上;废水间接排放标准提高到CODCr200 mg/L,敏感地区甚至到了CODCr60 mg/L;国家没有把印染污泥列入危险废物名录范围,但在环境管理过程中,却将印染污泥作为危险废物对待;废气、污泥以及淘汰落后等处处都是门槛,随着新环保法的实施,印染行业面临新一轮环保压力,做好印染项目废水、废气、噪声及固体废弃物的污染防治势在必行。

2工程实例

此印染项目位于安徽省宣城市宣州经济开发区,主要建设内容为新建捻线、染色、卷绕车间,并建设相关辅助、公用、环保工程等,达产后形成年产3000 t涤纶缝纫线的规模,项目占地面积2.4 hm2,劳动定员500人,项目总投资9009万元,其中环保投资1045万元,占项目总投资的11.6 %。

项目染色工艺流程主要有如下几点。

(1)前处理。包括皂洗、水洗。前处理的目的是利用皂洗剂等去除纱线上的油脂,从而使纱线具有较好的吸水性,便于后续染色过程中染料的吸附与扩散。筒子白线放入染色缸后注软水,加入皂洗剂等,经过15 min升温至90 ℃,保温10 mim后排水,经皂洗清洗后两次水洗,然后染色。

(2)染色。涤纶通常采用分散染料及高温高压筒子纱染色机染色,采取高温高压染色法,染液及各种助剂加入染机、封闭缸盖后,升温至135 ℃,染液pH值控制为5~6,浴比约为1∶6左右,进水水洗两次后排水。染色工段废水特点是pH值、色度、COD较高,但BOD5较低,生化性较差,水质变化大。

(3)还原。为去除沾染于涤纶线表面上的分散染料,经高温高压染色之后,一般需先进行还原清洗、目的是去除纤维表面浮色,提高色牢度。加入烧碱、保险粉、洗涤剂进行还原,在90 ℃保温10 mim后排水。

(4)水洗。还原后经3道清水水洗,时间30 min。

(5)脱水。使用脱水机进行脱水。

(6)烘干。采用筒子纱快速烘干机进行烘干,烘干机为电加热,烘干温度为90 ℃。烘干过程排放废气,其主要成分为水蒸汽。

3废水污染防治措施

根据工程分析,项目废水包括工艺废水(前处理废水、染色废水、水洗废水)、地坪设备冲洗水、生活污水、软水处理系统排污水、锅炉排污水、循环冷却水系统排水,软水系统排水回用于厂区绿化,循环冷却水系统排水回用于地坪设备冲洗水,项目废水产生量为708 m3/d,经厂区自建污水处理站处理达标后,其中320 m3/d进一步深度处理后其中224 m3/d回用于漂洗工段,全厂废水排放总量为484 m3/d。

项目废水污染物产生情况为COD733 mg/L、BOD5226 mg/L、SS321 mg/L、色度477倍、NH3-N 9.2 mg/L、总磷4.2 mg/L,参照《纺织染整工业废水治理工程技术规范(HJ471-2009)》,项目厂区自建污水处理站处理工艺采取“格栅-pH值调整-调节池-混凝沉淀-水解酸化-接触氧化-混凝沉淀”,处理规模800 m3/d;厂区废水回用处理系统规模为320 m3/d,处理工艺为“预处理+超滤+反渗透工艺”。项目废水经厂区自建的污水处理站处理后,废水中各污染物排放浓度分别为COD146 mg/L、BOD541 mg/L、SS64 mg/L、色度23倍、NH3-N 7.0 mg/L、总磷1.3 mg/L,能够满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)表2的中间接排放标准及色度满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)表3的直接排放标准。

4废气污染防治措施

项目无定型工序,不产生定型机有机废气。项目营运期废气主要为天然气锅炉产生的锅炉烟气、食堂油烟、厂区污水处理站无组织恶臭废气。

项目设置天然气锅炉,其污染物产生放浓度较小,不需进行废气治理措施,直接排放;食堂油烟采用油烟净化器处理;厂区污水处理站无组织恶臭废气采取设置100m卫生防护距离的措施。

5噪声污染防治措施

项目营运期噪声源主要为络丝机、捻线机、络筒机、绕线机、染色机、脱水机、烘干机等生产设备及锅炉风机、空压机、水泵等,其声级一般在70~90dB(A)。

主要采取以下噪声防治措施:设备选型上选用性能可靠的低噪声设备或振动小的设备,染色机等从国外进口,设备性能好,生产效率高,噪声源较小;络丝机、捻线机、络筒机、绕线机、染色机、脱水机、烘干机等生产设备设置在厂房内,设备基础安装减振垫;锅炉房采用低噪声型风机进行强制机械通风,进排风口加消声弯头。鼓风机采用隔声、消声处理,排风机应采用消声弯头或消声管处理。水泵房采取密闭隔声措施,设备基础进行相应减震处理。

6固体废弃物处置措施

6.1一般固体废弃物

废涤纶丝、废涤纶线:拟建项目产生的废涤纶丝、废涤纶线全部出售综合利用。生活垃圾由环卫部门统一清运。

6.2危险固废

废染料桶、废包装材料:项目废染料桶、废包装材料经厂内固废临时贮存场所暂存后由原料厂家统一回收。

污水处理站污泥:污水处理站产生的污泥分为前段物化污泥、中段生化污泥、后段物化污泥,前段物化污泥为危险固废,先在厂内固废临时贮存场所暂存,后委托有资质单位处置;中段生化污泥先进行浸出试验,属危险废物的,委托有资质处置;后段物化污泥为一般固废,送城市垃圾填埋场进行卫生填埋。

项目在厂区内建设固废临时贮存场所,内设危险废物临时贮存库房,分类贮存各种危险废物,危险废物临时贮存库房按照相关要求设置防腐防渗等措施。

7结语

印染项目应关注的是废水、废气及固废污染治理,通过印染项目污染防治对策的分析,为今后的印染行业污染防治工作提供参考和建议。

参考文献:

[1]

戴日成,张统.印染废水水质特征及处理技术综述[J].给水排水,2000,26(10):33~37.

[2]刘豪.印染废水处理技术研究综述[J].环保科技,2014(2):44~48.

[3]许申来,周昊.“十二五”时期印染行业减排对策研究:以绍兴市为例 [J].环境科学导刊, 2012, 31(1):39~41.

篇4

中图分类号:TV213 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

煤炭中含有大量的元素,其在开采和加工过程中,会对地下水造成不同程度的污染。面对当前水资源匮乏的现状,如何加强煤矿开采和加工过程中对地下水的污染防治,是摆在我们面前的一个重点问题,也是难点问题。

二、当前我国地下水污染现状

地下水占中国水资源总量的1/3,也是居民生活用水的重要来源。2011 年,全国共200 个城市开展了地下水质监测,其中“较差”、“极差”水质监测点比例为55%;与2010 年相比,15.2%的监测点水质变差。全国90%的地下水遭受不同程度污染,60%污染严重。地下水污染与地表水污染有明显的不同:一是地下水的污染源不易确定;二是在排除地下水污染源之后,进入其含水层的污染物仍将长期产生不良影响。

三、地下水中的污染源

我国地下水开采以每年25 亿立方米的速度递增,由于地下水占到水资源总量的1/3,全国近70%的人口饮用地下水,因此地下水是重要的饮用水源。但地下水正在面临污染加剧,我国大约有90% 的地下水正在遭受着不同程度的污染。进入地下水的污染物有人为因素,也有自然过程。我们常说的地下水污染是人为因素造成地下水水质恶化的现象。

质种类繁多,一般根据物质成分及其对人体的影响划分为地下水细菌污染与地下水化学污染两大类,也有人把地下水的热污染单独划分一类,而成为三种类型划分。细菌污染与热污染的时间与范围均有限;而化学污染则常具有区域性分布特点,时间上长期稳定,难以消除。地下水污染源具体包括:

1、自然源:无机物、痕量金属、放射性元素、有机物、微生物。

2、农林业污染源:化肥、农药、禽畜粪便、灌溉回归水、秸杆残余、造林与砍伐。

3、城市污染源:生活固体废物处置、生活废水排放、废水集中排放、废物堆场、其他城市污染源。

4、工矿业污染源:尾矿、采矿排水、采矿废水、工业固液废物、废水回注井、倾泄与滴漏。

5、管理失误造成的污染源:地下水源地选址失误、咸水入侵、海水入侵、成井失误、废弃钻孔、无序土地开发和灌溉。

四、造成地下水污染主要的因素

根据分析,管网建设滞后、污水直接排放、固体废弃物渗滤液、开采活动、土壤污染物淋溶、地表水污染等因素是造成地下水污染的最主要原因。

1、管网建设滞后:城市快速扩张,管网维护保养不及时,污水外渗进入地下水体。

2、污水直接排放:部分工业企业通过渗井、渗坑和裂隙排放、倾倒工业废水,造成地下水污染。

3、固废渗滤液:城市生活垃圾处理能力尚存较大缺口,垃圾渗滤液对地下水形成巨大威胁;监管不严,2008 年新的渗滤液标准尚未全面实行,国内大量垃圾填埋场需改造;全国超过2 亿吨工业废弃物待处置,渗漏污染地下水。

4、开采活动:石油化工行业勘探、开采及生产等活动显著影响地下水水质。

5、土壤污染物淋溶:国内土壤污染问题相当严重,其中一些污染物易于淋溶,对相关区域地下水环境安全构成威胁

6、地表水污染:在地表水污染较严重地区,因地表水与地下水相互连通,地下水污染十分严重。

五、采煤与煤加工对地下水的污染

1、采煤

煤的采掘生产活动需排放各类废弃物,如矿坑水、废石和尾矿等。这些废弃物的不合理排放和堆存,对矿区及其周围地下水环境构成了以下危害:

一是矿坑充水。矿坑充水使处于封闭状态的煤系地下含水层与空气接触, 由于煤层中含有大量的黄铁矿及其他金属硫化物, 矿坑充水可在较短时间内使地下水形成酸水。

二是废石、尾矿。废石经过雨水的冲泡之后所形成渗滤液会对矿区地下水带来危害,具体情况根据废石所含微量元素的不同影响程度也不相同。

煤矸石和粉煤灰渗滤污染地下水。在煤矿区,煤矸石分布广泛,粉煤灰在灰场区内排放堆存,在雨水和洒水作用下,煤矸石和粉煤灰中有毒有害元素可渗滤进入土壤,并向浅层地下水迁移,污染浅层地下水。

2、煤燃烧

煤在燃烧时会释放出重金属。在高温燃烧时难以气化的重金属元素在燃烧过程中被飞灰和底渣所吸附, 存留灰和底渣中,再经冲灰渣水排至贮灰场。灰渣中的部分可溶的微量重金属元素会因雨水冲洗、渗透等原因渗入地下水中,对地下水体造成污染。

3、 煤气化

煤的地下气化。是通过直接对地下蕴藏的煤炭进行可控制性的燃烧产生煤气后,输出地面的一种能源采集方式。煤的地下气化对地下水产生的有机污染物是酚类化合物且主要是石炭酸。在煤的地下气化带附近:一是煤层高温分解的有机污染物向周围岩层的扩散和渗透; 二是有机污染物通过地下水的渗透向含水层四周迁移;③逸出的气体如氨气、硫化物在溶解后会改变地下水的pH、Eh 值, 进而影响地下水的BOD 和COD。

六、煤炭开发对地下水污染的防治措施

1、充分利用矸石山

要消除矸石山灾害, 最好的办法是使其变废为宝进行综合利用。煤矸石的利用途径,分为以下三类:一是煤矸石的热能利用。利用煤矸石中含有一定数量煤炭的性质进行回收;二是煤矸石的建材利用,煤矸石作为建筑材料,是当前煤矸石综合利用的主要途径,技术相对比较成熟;三是煤矸石的其它方面利用。

2、地下含水层保护措施

消除地下水污染源和切除污染物渗入地下含水层的途径。如禁止用渗坑、渗井方式排放废水;严格控制污水灌溉水质;采矿过程中注意矸石及尾矿堆放点的选择;酸性矿井水、高矿化度矿井水经处理后方可外排;建立地下水动态监测网,及时发现水量、水质变化,找出影响因素。

3、煤燃烧前净化技术

一是清洁的加工技术。指在减少污染和提高利用效率的煤炭洗选加工、燃烧转化、烟气净化和污染控制等一系列新技术的总称,是使煤炭释放的污染控制在最低水平,达到煤炭的高效清洁利用的技术。

二是洗选煤技术。煤炭洗选是洁净煤的源头技术,煤炭通过先进的物理选煤技术可降低原煤灰分50%——80%,脱除黄铁矿硫60%——80%。洗选煤是降低燃煤烟尘和SO2,直接有效的洁净技术。采用先进的洗选技术可使煤中重金属元素含量明显降低。

三是型煤技术。是利用一定比例的粘结剂或固硫剂将一种或数种煤粉, 在一定压力下加工成具有一定形状和一定理化性能的煤加工技术。使用型煤的环境效益和节能效果非常明显。

4、煤燃烧后净化技术

采用高效除尘器脱除亚微米颗粒, 使重金属与煤灰尘一同减少; 如湿式烟气脱硫技术能有效地控制易挥发重金属元素;烟道后处理系统,采取能同时净化多种污染物的多段净化装置。

5、 矿区废水的控制技术

在矿区采取各种措施,严格控制废水的排放量,减少废水对地下水的污染。包括:

(1)改革生产工艺,尽量减少废水排放量。如选矿厂可采用无毒药剂代替有毒药剂,选择污染程度小的选矿工艺,减少选矿废水中的污染物质。

(2)循环用水,一水多用。开展水采矿井煤泥水处理技术的研究, 使水采煤泥和洗煤厂洗煤煤泥经浮选后全部厂内回收。

七、结束语

世界能源的紧张,需要加大对我国煤炭资源的开采和利用。水资源的匮乏,需要加强对水资源的保护。这两个方面是同等重要,不能只抓一面而放弃另外一面。因此,在煤炭开发利用的过程中,就要在各环节加强对地下水的保护。

参考文献

[1] , 燃煤污染现状及其治理技术综述[J]煤炭资源,2012

篇5

Research Progress on the treatment technology of groundwater pollution

Sun Decheng 1 , Zheng Jixing 2 , sun Naren 2

(1. Inner Mongolia University for the Nationalities 028000; 2. Tongliao Municipal Water Affairs Bureau 028000)

Abstract: groundwater is not only a kind of precious natural resources, the basic factor is the environment, is an important part of the water cycle in nature, is the important foundation of human survival and social development depend on, and closely related to human activities and survival, but this resource by industry, urbanization, city agriculture and the acceleration of the human activities, have become less and less pollution is more and more serious. This paper reviews the current groundwater pollution in the process of technology.

Keywords: groundwater, pollution, control technology, PRB, composite governance

目前人类对地下水资源的掠夺性开发利用,地下水资源储量越来越少,污染越来越严重。我国地下水污染面积不断扩大和更加严重,目前在我国平原地区很难找出一块未被污染的地下水区域。在水资源相对短缺的北方地区,污染状况更加令人触目惊心[1]。我国目前地下水污染的治理技术方面刚刚起步,治理技术还没有完善和没有形成一个完整的体系,对地下水资源的科学开采利用和地下水污染的综合治理是重要系统工程。

1、研究地下水污染治理技术重要性

随着工业生产的高速发展、农业生产的不断进步和国民生活水平的不断提高,我国地下水污染问题日益突出,地下水污染所带来的对环境和经济发展的影响日益突出,所以加强对地下水污染的治理和相应技术的研究就成为一种迫切的需要。客观上讲,我国目前在地下水污染调查及地下水污染物迁移转化模式方面做了不少基础性工作,但在具体的地下水污染治理技术方面的工作却不多[2]。而国外,尤其是欧美国家在20世纪70年代以来在地下水点源污染治理方面取得了很大进展,且逐渐发展成较为系统的地下水污染治理技术。

2、地下水污染治理技术

地下水污染治理技术种类繁多,根据目前国内外地下水污染治理中常用的技术进行归纳阐述。

2.1 物理治理技术

地下水污染的物理治理技术是指用物理的手段和技术对受污染地下水进行治理的一种技术,概括起来有展蔽治理技术、被动收集治理技术和原位物理治理技术等。

2.1.1 展蔽治理技术

这种治理技术只能处理小范围的剧毒、难降解污染物时应用,是临时性的地下水污染初期治理方法。这种方法常用的有灰浆帷幕法、泥浆阻水墙、振动桩阻水墙、板桩阻水墙、块状置换、膜和合成材料帷幕圈闭法等多种[1]。其原理基本相似,在受污染地下水周围用压力法建立各种物理屏障,将受污染水体圈闭起来,防止受污染水进一步扩散蔓延。

2.1.2 被动收集治理技术

这种治理技术是一般在处理轻质污染物(如油类)效果显著,国外应用较广。基本原理是在地下水流的下游挖一条足够深的沟道,在沟内布置有效的收集系统,将水面漂浮的污染物质或被污染水地下收集起来进行处理的一种技术。

2.2 化学治理技术

这种技术是使用化学原理来治理地下水污染的技术。利用地下水污染区的井群系统,确定地下水污染源的种类和性质,根据氧化还原法和中和法等化学原理确定治理污染物的化学药品和添加量,用自然填充或加压填充等方法对受污染地下水注入有效化学药品与水体污染物进行化学反应,将污染物消除。目前常用的有有机粘土法和电化学动力治理技术及原位化学治理技术等。

2.3 生物降解治理技术

利用天然存在的或特别培养的生物(植物、微生物和原生动物)在可调控环境条件下将土壤和地下水体中的有毒有害污染物降解转化为无毒无害物质的治理技术[3]。地下水中微生物有自然降解污染物的能力,利用抽出技术和井群系统等技术,有治理效果的生物注入被污染的地下水体中,对水体中的污染物进行降解达到净化目的。目前常用的有天然生物治理技术和原位生物治理技术等。

2.4 水动力控制治理技术

这种治理技术一般用作临时性的控制地下水污染,在地下水污染的初期能够有效防止污染物的扩散蔓延。这种技术能利用井群系统,通过抽水或向含水层注水,人为地改变地下水的水力梯度,从而将受污染水体与清洁水体分离隔开。根据井群系统布置方式不同此法分为上游分水岭法和下游分水岭法。上游分水岭治理法的原理是受污染水体的上游布置一排注水井,并注入清水,在此处形成地下分水岭,阻止上游清洁水体向下补给已污染水体,同时在受污染水体下游布置一排抽水井,将受污染水体抽出处理[1]。下游分水岭治理法是注水井布置在受污染水体下游,将抽水井布置在受污染水体上游,原理与上游分水岭治理法相同。

2.5 抽出治理技术

这种治理技术当前应用很普遍,将受污染地下水抽出后进行处理,处理方法与处理地表水相同。根据所抽出的地下水污染物种类和类型来选择治理技术。一般有吸附法、重力分离法、过滤法、吹气法等物理治理技术;氧化还原法、中和法和离子交换法等化学治理技术;厌氧消化法、活性污泥法和生物膜法等生物治理技术。

2.6 原位治理技术

2.6.1 原位物理化学治理技术

目前国内外经常使用此类治理技术,包括渗透性治理床物理技术,这种技术主要适用于较薄、较浅受污染含水层,在受污染地下水下游挖一条深沟,沟内填充灰岩、活性炭和沸石等,受污染水流入沟内后与该介质发生反应,达到净化的目的。还有填充化学药物治理技术,通过井群系统对受污染地下水体灌注对污染源有效治理效果的化学药物,用化学反应原理对地下水污染源进行净化[5]。此外还有土壤改性治理技术和冲洗治理技术等多种治理技术。

2.6.2 原位生物治理技术

这种技术是地下水自然生物降解过程中的人工强化过程。首先通过大量的研究,确定原位微生物种类及降解污染物的能力,再确定其所需氧气及其养分配比,然后用于实际地下水污染治理过程。这种治理能激发受污染水体原位微生物的生长,强化污染物的自然生物降解过程[5]。这种技术的工艺种类很多,有生物充气治理技术、溶气水供氧治理技术、过氧化氢供氧治理技术等。但一般情况下原位生物治理要与井群系统配合运行效果更佳。

2.7 复合治理技术

复合治理技术是在物理治理技术、化学治理技术、生物治理技术、PRB技术和抽出治理技术等多种治理技术中能同时使用两种或以上治理技术的方法。如渗透性反应屏复合治理技术中同时应用了物理吸附、氧化-还原反应、生物降解等几种技术;抽出处理复合治理技术中,对受污染的地下抽出水同时应用物理、化学和生物降解治理技术。在实际治理地下水污染的过程中基本上都是采用复合治理技术,复合治理效果比单一治理效果显著。

2.8 PRB治理技术

可渗透反应墙(Permeable reactive barrier PRB)是一种将溶解的污染物从污染水体和土壤中去除的钝性处理技术。近年来国内外流行的地下水污染原位治理技术中,PRB治理技术具有对多种污染物治理效果好、安装施工方便、性价比较高等优点,目前欧美一些发达国家已对其做了大量的实验和工程技术研究,并已经进入商业应用阶段[4]。在我国目前PRB治理技术仍然处于试验摸索阶段,今后通过大量的研究,PRB治理技术在地下水污染物治理方面将起到重要作用。

3、结语

地下水是地球水资源的重要组成部分,是人类生存、生活和生产活动必不可少的宝贵的自然资源。它具有很高的生态价值和经济价值。这种资源随着社会的发展储蓄量越来越少、污染越来越严重,对地下水资源的科学利用和有效的预防和治理污染是人类面临的重大责任。■

参考文献

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作者简介:

篇6

[DOI]1013939/jcnkizgsc201714249

1研究背景

京津冀一体化协同发展已上升为国家战略,是打造新型首都经济圈的有效路径。三地经济的发展带来了人口、资源和要素流动,产业升级、企业和人力资源数量的增长,对水资源的需求不断增加,导致了水质的破坏及水资源的匮乏,生态环境的问题日益突出,这制约和影响了人们的生活质量,阻碍京津冀一体化进程。三地水质安全和水源保护面临巨大压力,迫切需要采取行动加以解决。

2京津冀水污染现状分析

京津冀三地同属于海河流域水系,京津两地多条河流互为上下游,河北省位于上游地区,京津冀地区水资源极为匮乏,据国家统计年鉴最新数据显示:2015年全国人均水资源量203925立方米,北京人均水资源量12401立方米,天津人均水资源量8356立方米,河北省18246立方米,三地人均水资源量总和仅为390立方米,不足全国人均水资源量的1/5,水资源匮乏不言而喻。另外,京津冀地区地表水污染严重,地下水开采过度,近五年三地废水排量以3%~5%的比例逐年增加,水质恶化,水位持续下降,加剧了水资源的供需矛盾。京津冀三地在水污染问题上的“荣损共俱”的现实状况,使得三地应该根据不同地区特点,统筹京津冀水资源调配和山水林田湖等各要素,这成为三地水资源协同治理的不二选择。

3京津冀地区水污染协同治理存在的问题

31京津冀协同发展与水污染协同治理“不同步”

京津冀协同发展的国家战略为三地的水资源协同保护提供了坚实的战略保障,京津冀在水资源保护诸多环节展开建设性合作,但是对该问题的认识层面仍存在不一致现象,仍存在“一亩三分地”的思维定式,区域间行政化管理模式难以突破,缺乏跨界水资源污染一体化治理的联控机制,使得区域协同发展与共同治理错位。

32京津冀水资源利用机制和水生态补偿机制“不协同”

京津冀地区三地地位不对等,产业结构不一致,尽管河北省水资源紧缺,仍担负着为京津两地提供足够优质水资源的主体功能,经常先保障京津两地的需求,却没得到相应的补偿,获得合理的回报,区域水生态补偿机制和污水排放交易机制不健全,没有体现资源与水生态的“共建”与“共享”,相应的法律法规不健全,这是制约和影响京津冀水污染协同治理的主要原因,造成水资源保护和经济发展不“协同”。

33农村地区缺乏相应污染源控制机制

就区位环境而言,京津冀地区囊括华北平原、海河流域,农村环境污染问题日趋严重,成为不容忽视的污染源。县域经济发展中追求GDP增长,高碳工业依然在发展,特别是农村燃煤散烧、污水乱排、土壤污染问题日益严重,农村环境污染随着不合理的施肥比例而日趋严重,而且重氮肥轻磷钾肥,重化肥轻有机肥,使得施肥结构不合理。农村目前散居的生活方式,不可能根本改变农村能源利用结构,再加上农村机动车也在不断增加,脏、乱、差状况相对严重,使农村地区是水污染的主战场。此外所采取的水资源保护措施,以及相关整治措施在农村最难以执行到位。京津冀地区地下水污染问题已成为限制该区域农业可持续发展的重大障碍之一。

34京津冀地下水开发利用程度偏高

相较于全国,京津冀地下水超采量严重,水位明显下降,据中国测绘科学研究院数据显示,截至2014年6月京津冀地区年均沉降速率超过50毫米的面积达到4569平方千米,这与过量开采地下水息息相关。随着京津冀一体化进程的推进,三地产业结构升级,产业转移,可能会引起地下水开发利用的加剧,还会进一步扩大华北平原地下水漏斗。

4京津冀协同发展中水污染治理对策构想

41构建京津冀水资源一体化统筹协同机制

建立从国家战略高度统筹污水治理的顶层设计,全盘考虑,从水污染防、水态保护与修复到水污染排放总量的限制以及排污标准的设定等方面分工协作,统筹安排,建立相关组织,降低协调成本。

42构建水资源利用与水生态补偿相协同机制

京津冀三地定位不同,产业结构不对等、不合理,按照生态补偿的理论,“谁受益,谁补偿”保证保护生态环境的地区有收益,愿意干。京津冀建立流域之间的水生态补偿制度,落实生态补偿资金,让水资源的主要提供者得到相应的补偿,此外还可建立用于保护跨区域水源保护专项事项的专项补偿基金。通过建立京津冀水资源补偿机制,重新进行利益分配,使得河北在水资源的防治工作中得到补偿,加快京津冀污水治理的一体化进程。

43重视农村、农业水污染机制建设

一方面,建立基层宣传机制,从农业基础进行宣传,近期来看,增加农业科学种植信息,避免过量使用化肥、农药,根源上减少地下水污染的机会;长期来看,结合农业土地流转政策,增强生物化种植,利用自身的生态系统进行控制。另一方面,改善农村生态环境和农民生活方式,通过发展现代新农村和非农产业发展提升农村城镇化水平,进而从根本上改善农村的生态环境。

44实施长期有效的水污染质量监测机制

根据《水十条》要求“2017年年底前,京津冀等区域、海域建成统一的水环境监测网”。借助于“互联网+”平台,利用公众监控、监督,不仅可以指导水污染治理工作的开展还可以防止水污染行为的扩张,基于信息平台:一方面综合分析三地的水环境状况,明确治理重点,有的放矢;另一方面建议从顶层成立治理部门,明确制度责任,并探索“河长制”形成跨区域管理模式。最终,建立跨界水污染信息交流平台、完善区域水污染突发状况应急响应预案,加大联防联控力度。

45呼吁全社会参与水污染治理工作

区域化水污染治理需要政府全力支持并形成有依据的法律和法规,同时,需要借助于微观群体――企业和社会公众等各个层次都纳入到水污染治理的范畴中。企业在生产过程中要注重水资源的利用以及污染的排放,严格遵守水环境保护制度;社会公众在生活过程中自身做起节约用水,按序排放污染垃圾等,从基层环节支援治污工作。

综上所述,京津冀地区开展水污染协同治理,必须要本着优势互补、合作共赢互惠互利的原则,以服务产业转型升级为目标,统筹考虑以水资源和水环境的关系,体现协同治理对三地生态环境的重要联合支撑作用。

参考文献:

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篇7

随着经济的发展,水污染趋势日益加深,如何合理利用水资源及了解水资源污染的现状,越发重要。目前,水污染评价的方法多种,国内也没有制定统一的标准,各个行业各个部门制定的评价标准不一。有时候对同一水资源的评价,评价方法不一样,评价的结果也不一样。国内外用的水污染评价方法概括起来主要包括单因子评价法,多因子评价法及基于数学模型的评价方法。

1评价方法

1.1模糊综合评价法

模糊综合评价方法,是基于模糊数学原理以此来分析和评价具有“模糊性”事物的一种系统分析方法。这是一种以模糊推理为主、定性和定量相结合、精确与非精确相统一的一种分析评价方法。此评价方法在处理各种难以用数学方法精确描述的复杂系统问题方面表现出了独特的优越性。郑文瑞[1]以长春市咸阳路水质监测数据为依据,考虑到水环境系统的模糊性,分别用模糊综合评价法和马尔可夫链法先对水质污染状况进行评价,然后对水污染的变化趋势的风险进预测。这为水资源的管理和科学利用提供了一种新方法,这种定量风险评价方法研究为水环境风险管理提供一定的科学依据。

叶招莲[2]利用幂函数法、向量模法和加权平均法3种综合指数评价法与模糊评价法相结合的综合集成法模糊综合指数法和综合加权法对常州市区几条主要河流水环境现状进行了评价,模糊综合指数法能更好地把评价因子结合在一起考虑,但还是过于平均,关键污染因子显得不够突出。加权综合法的评价结果与水质类别相统一,且可以直接指数比较河流水污染程度。但经验系数ρ的选取是否科学合理,应通过大量的实践来验证,使评价更为可靠[3~5]。并且具有一定的片面性。当待评项目各评价因子的指数相差不大,采用模糊综合评价法比较合理。相反,加权平均法比较适用于单个评价因子指数相差较大的情况。

1.2灰色系统理论方法

从系统信息明确与否来看,水质评价实际上是一个外延确定而内涵不确定的问题,属于灰色系统范畴。同模糊集理论一样,灰色系统理论在环境评价中的应用也是从聚类分析开始的[6]。该方法通过建立与隶属函数相似的白化函数,进行灰色聚类,确定所有断面的水质级别[7,8]。系统的模糊性和随机性是系统灰色性的两个不同方面的不确定性。

吴文业[9]应用灰色关联分析对某城市的地表水环境质量评价,对该水体质量环境进行评价,该方法推导严谨,概念清晰,能够得出准确合理的分析结果。另外,该方法在应用过程中,较模糊综合评判等方法简单、计算量小、可比性强,具有较高的实用价值。由此可知模糊综合评判法易使评价结果偏重,而用灰色关联法评价水质又容易偏轻。

1.3水污染指数法

采用综合指数对各种污染物的共同影响进行评价。在单因子评价的基础上,把不确定性赋予不同权重,弥补不确定性的缺点。主要缺点是因子太多,选择的不确定性增加。

关云鹏[10]结合内梅罗综合指数法的原理,提出了水质评价标准的计算方法,水质的划分标准临界值的确定视参评指标项的具体情况而定。利用改进的内梅罗指数法和文中提出的评价标准对山西省某市的地下水水质进行了评价,并将评价结果与常用的内梅罗指数法的评价结果进行了对比。对比结果表明,两种方法具有比较明显的差异,文中采用方法的评价结果更为客观、合理。受单项组分含量最大值的影响较大,但最大值未必对人类健康及水的利用价值影响最大,改进的内梅罗指数法削弱了最大值的影响能力。而且地下水质量的评价考虑了评价因子的权重因素,将权重值最大的评价指标纳入评价过程,其结果相对更为客观。

1.4模型法

人工神经网络是20世纪80年代迅速崛起的一门非线性科学,它力图模拟人脑的一些特征,如自适应性、自组织性和容错能力等,对事物进行分析判断。曹春松等[11]应用RBF神经网络对某6个水质样本进行水质监测评价,计算结果比较符合实际,表明用RBF神经网络模型进行水质评价提高水质评价的精度。

SPSS(Statistical Package for the Social Science)是由美国SPSS公司自20世纪80年代初开发的大型统计学软件包,潘国营[12]用SPSS软件中的单变量频数分布分析法确定污染起始值,然后计算综合污染指数,依据其大小并结合研究区地下水形成环境和水文地质条件,将研究区划分为轻微污染区、中等污染区和严重污染区. 评价结果符合实际,为地下水污染评价找到了新的途径。

2发展趋势

(1)随着工业和农业的发展,很多水体既有重金属污染又有有机污染,呈现出复合污染的态势。如果仅仅是按照国家相关标准对水体进行评价,只能评价出水质的等级,但是对于水体中的污染物究竟污染到什么程度却无从知晓。为了更为准确地反映水环境质量水平,就必须考虑水质指标属性值的多样性。如何从随机不确定性角度评价水体质量状况可能成为今后研究的一个重要方向。

(2)现有的很多评价方法评价结果不够稳定,经常出现同一水质样本,当采用不同评价模式进行评价时,所得结论不一致的现象,所以在实际工作中人们往往还是简单地以单项水质指标最差所属级别来确定水体的综合水质级别。因此,需要一个评价结果稳定、可靠,计算过程简单、实用的评价方法。

(3)随着计算机、通讯和自动监测技术的迅猛发展,深入研究和完善概率评价方法和发展利用地理信息系统(GIS)作为数据库的可视化载体,将是未来水质评价模式的发展方向。

3结语

我国地下水正面临着由点到面,由浅到深,由城市到农村不断扩展和污染程度日益严重的趋势,地下水污染防治迫在眉睫。水质评价是掌握水环境状况和进行水质管理的基础。总的来说,现有的水质评价理论模式,尤其是确定性评价方法,已不能适应水环境保护的需要。随着人民生活水平的不断提高,以及经济、社会、资源和环境的持续协调发展的要求,人们开始更为关注水源水质和周围水体生态环境状况问题。因此,从水资源可持续开发利用和水环境保护角度看,有必要对这一课题作进一步深入研究。

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篇8

水中有机污染物对人群健康的影响长期以来备受关注。本文针对松花江流域的研究状况进行了综述分析,对有机氯农药、邻苯二甲酸酯类及多环芳烃类污染物的污染做了具体的健康影响效应评价分析,最后阐述了防控措施的建议。本综述将为此类研究提供参考依据。

关键词:

松花江;有机污染;人群健康

松花江有机污染由来已久,上世纪70年代受吉林三大化工厂排污污染,甲基汞导致渔民中出现甲基汞中毒病人,2005年中石油双苯厂爆炸造成的约100t硝基苯污染松花江,沿江200余个污染企业造成水污染的情况时有发生,直到2006年实施国家级污染治理措施,情况明显好转。然而5年后经监测,松花江中仍存在较多种类和较高浓度的有机污染物[1-2]。研究文献表明,有机污染物可以在水体长期存留,经食物链及生物氧化、富集造成人体内分泌、生殖、免疫等系统机能紊乱、失调,严重的导致畸变和癌变效应[3-4]。

1松花江流域水系概况

松花江全长1927km,跨越内蒙古、吉林、黑龙江三个省区。干流由北部的嫩江和南线吉林段的第二松花江在吉林省松原汇合而成,主要流经哈尔滨、佳木斯、同江地域,然后汇入黑龙江。全流域涉及三千多万人口、20多个城市,以松花江为饮用水源的城市有哈尔滨、吉林、佳木斯等[5]。哈尔滨2005年硝基苯污染事件后,停用了松花江水源地,2014年哈尔滨市政府又批准了重新运用松花江水源的规划。松花江除做为饮用水源之外也是三省水利灌溉、防洪、发电、农业运输及旅游业的重要组成部分。掌握松花江污染状况和防控规律具有显著的社会经济效益。

2松花江有机污染

上世纪80~90年代,邱炳源、李青山等[6-7]在松花江水中检测出有机化学污染物364种,主要分布在第二松花江和干流江段,以多环芳烃类、硝基苯和苯胺类为主。本世纪初翟平阳[8]等在松花江水体中先后检出607种有机污染物,其中致癌、致畸物达30多种,并从中选出了80种优先污染物。2006年王东辉等[9]研究发现松花江水有机污染物中多环芳烃占的22.7%,这显然与2005年硝基苯污染有关。2007年史鑫源等[10]采用液—液萃取和GC-MS仪器分析多氯联苯、多环芳烃、和多溴联苯醚等,结果表明工矿企业三废排放仍然是污染的重要来源。近几年刘志彬、于云江等[2,11]筛选出了10种优先有机污染物和11种特征污染物。与上世纪相比松花江有机污染状况大为好转。2012年X市CDC在松花江不同江段检查9类有机污染物,其中主要污染物为有机氯农药类、邻苯二甲酸酯类及多环芳烃类等,表明了松花江有机污染新的变化。

3有机污染对人群健康的影响

3.1甲基汞对人群健康的影响上世纪中末期,松花江有机污染物通过生物转化,食物链及生物蓄积等方式对沿江居民及渔民等人群造成了严重的健康影响。黑龙江肇源县出现了类似水俣病患者,部分渔民视野狭窄、共济失调等甲基汞中毒症状十分明显,经专家确诊为甲基汞中毒[12]。宋增仁、高良文等[13]在松花江鱼体中检出甲基汞含量为0.3~0.5mg/L,并制定了我国最早的地表水中甲基汞卫生标准。2004年张磊等[14]调查结果显示松花江沿江居民的发汞含量比1990年降低了72.1%。2010年张磊等[15]对第二松花江沿岸人群甲基汞健康风险进行了卫生学评价,提示了甲基汞对胎儿的健康危害风险仍然存在。

3.2苯和硝基苯对人群健康的影响2005年11月,中石油吉林双苯厂苯胺车间发生剧烈爆炸,爆炸产生的100t苯类污染物伴随消防用水进入雨水通道排入了松花江,造成松花江硝基苯超出国家标准33.15倍[16]。2008年段小丽等[17]参考美国环境保护局健康风险模型评估了此次事故中沿岸居民暴露硝基苯的健康风险,结果显示上游暴露人群和下游部分暴露人群的健康风险略高于可接受的风险水平,但与对照点并无显著性差异,儿童的饮水暴露和妇女的皮肤暴露是此次评价突发性水污染事故中应当重点关注的问题。然而长期接触低浓度苯的氨基、硝基化合物对中枢神经系统可能有一定损害,其毒作用特征主要为形成高铁Hb造成机体各组织缺氧引起中枢神经系统、心血管系统及其他脏器的损害[18]。

3.3有机氯农药类对人群健康的影响有机氯农药是一类廉价而广谱的杀虫剂曾在全世界范围内大量生产和广泛使用,主要包括DDT和六六六,由于这类农药在自然条件下半衰期长又难以降解,可通过多种途径进入人体并且不断的在体内蓄积。有机氯农药又可作为一种环境内分泌干扰物的,其生殖和发育毒性成为当前的研究热点[19-20]。2008年,HE等[21]分析显示六六六是松花江中主要的持久性有机氯污染物,其含量高于国际标准ISQG水平,提示松花江中存在生态风险。2010年安娜等[22]研究表明松花江上游肇源江段水体有六六六类和DDT类农药残留,且DDT类农药的残留量高于六六六残留量并有统计学意义,松花江水中(DDE+DDD)/DDT的比值为0.382,说明近期有DDT类的污染物排入江水中,虽未超过国家标准,但对人体健康的潜在威胁不能被忽视。最近国外进行了一项病例对照流行病学研究表明,在对病例组与对照组人群进行了年龄和体质指数(BMI)调整后,血浆p,p’-DDE水平每升高1ng/g发生自然流产的危险性即增加为原来的1.13(95%CI1.02-1.26)倍[23]。

3.4邻苯二甲酸酯类对人群健康的影响邻苯二甲酸酯类是一种环境激素,其致畸性、致突性、致癌性受到国内外的大量关注。2007年陆继龙等[24]研究表明第二松花江下游水中以邻苯二甲酸二正丁酯和邻苯二甲酸二异辛酯两种化合物为主,其含量显著高于国内外一些河流水中含量,且已超过我国地表水标准限值,这表明第二松花江中下游水体已受到一定程度的邻苯二甲酸酯类污染并且对水环境构成了潜在生态风险危害,然而常规的自来水处理工艺不能有效地去除源水中微量邻苯二甲酸酯类等有机污染物,目前关于松花江中邻苯二甲酸酯类的健康风险评价未见报道,但地面水特别是饮用源水邻苯二甲酸酯类污染还是存在较大的健康风险,应引起相应管理部门的重视。据2005年美国Rochester大学的Swan等[25]针对134名2~36月龄的男性婴儿进行流行病学研究显示胎儿期暴露于邻苯二甲酸酯引起男性婴儿生殖系统畸形。

3.5多环芳烃类对人群健康的影响松花江水质污染物以多环芳烃类比例最大,2010年孙清芳等[26]采用推广风险系数法和健康评价四步法对多环芳烃类进行生态风险评价和人体健康风险评价。结果表明枯水期和平水期蒽对水生生物的风险最大,人体健康评价结果表明多环芳烃类对人体健康存在风险,风险值在10-6~10-7属于可接受范围。同时,马万里等[27]致癌风险评估模型研究也表明松花江水样中多环芳烃类的致癌风险小于10-6,即致癌风险较小。多环芳烃类的生殖毒性是继致癌性后普遍关注的生物学效应。已有研究表明,苯并芘具有卵巢毒性,其代谢产物作用于雌性生殖系统可造成卵巢原始和初级卵泡数目减少[28]。在动物实验和体外研究的结果显示,多环芳烃暴露与发生,活力,血清睾酮浓度以及形态相关[4]。

4松花江有机污染对人群健康影响研究的展望

上世纪90年代,松花江有机污染物污染日趋严重,自2006年国家实施松花江有机污染物治理方案,通过热技术、物理法、化学法、生物法等技术对松花江有机污染进行治理[29],同时提升公众对有机污染物有害风险的认识,加强对有机污染物的污染监测、管理和风险评价制度,使松花江有机污染物逐年减轻。对水中有机物污染浓度的分析及与人群健康效应之间关系的研究,尚存在许多需要努力的地方:①进行多部门联动机制,实时调查监测松花江有机污染来源、种类及浓度变化的情况,进行人群健康影响风险评估;②利用连续在线监测研究,结合环境流行病学的方法研究松花江有机污染物浓度与人群健康效应之间的关系;③结合毒理学和分子机制的方法进一步研究松花江有机污染物浓度对人群神经系统、内分泌系统、生殖系统等危害;④借鉴国内外优先控制污染物的判断原则,研究松花江有机污染物对人群健康危害较大的优控污染物来源和环境中排放的情况,探索合理安全的治理技术以及制定行之有效的污染防治方法。

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篇9

1 引言

地下水资源是我们人类赖以生存的基本组成部分,也是自然界水循环的重要一个环节。据相关的数据统计,目前在我国对地下水利用量的勘查评价数据中显示,其中的集中供水的水源地有近1500处,并且已开采水源地约1000处,日开采量超过1亿立方米。而在我国依靠地下水供水的城市近500个,数量约为全国城市总数的62%。由地下水资源利用所诱发的环境问题与我们的生存发展有着直接的关系,所以对地下水资源的可持续发展和合理开发利用尤为重要。

由于地下水所赋存的环境不同,决定其与周围环境的物理和化学变化的过程十分隐蔽和缓慢。因此,在在短时间内对地下水开发的过程中所引起的环境问题也很难被发现,当发现需要处理其在短时间内很难见效。其诱发主要问题体现在地下水过量开采引发的生态平衡、地下水污染问题、地下水过度开采引发的地面沉降与塌陷等。针对地下水开采一系列问题,笔者对此进行相关的防治研究的综述,提出相应可持续发展的方法,以生态环境基础作为切入点,以求实现对地下水水资源的可持续开发与利用。

2 地下水开采引起的相关环境问题研究

2.1 过度开采引发生态失衡

地下水资源作为我国水资源的重要组成部分,其在生态环境平衡等方面起着不可替代的作用。由于地下水资源的开发利用不合理,造成我国目前地下水资源供需不足。其结果进一步引发地下水开采的加剧,使得地下水位持续下降,包气带增厚,植被衰退严重,对原有生态平衡造成破坏。由于地下水水位的下降,对于上覆的岩层及沉积物会在压力作用下压实,孔隙被变小,储水空间压缩,从而进一步导致地下水含量的减少。

对于地下水的补给与排泄而言,其受到地形、水文地质构造、气候等多方面因素影响。在地下水资源形成的循环系统中,循环保持着一种动态的平衡,在区域范围内,一个地区的地下水资源的开采,就会造成原有平衡状态的破坏。所以在许多开采区范围内,地下空间会形成水位降落的漏斗。当地下水的补给量大于开采量时,这种水位降落形成的漏斗将会随季节变化,在丰水时期水位上升,枯水时期水位下降,并且不会出现较大的升降幅度。但当地下水的补给量小于开采量时,将会会造成地下水水位的持续降低,其在丰水时期水位也不能升高。

2.2 地面沉陷与塌陷

导致地面沉降的主要原因:天然条件下,承压水与上下隔水层之间为一种平衡状态,地下水开采,使得水头高度下降,引起对上层地层的浮托力减小,承压水所受到的应力,有一部分将会转移到含水层颗粒的支撑面上,使得颗粒之间的间隙减小,其结果是上部地层受到压缩,从而产生地面的沉降甚至塌陷。相关研究还表明,沉降速度和沉降程度不仅与抽水量的大小、地下水水位的下降速度相关,而且还与区域内地层条件相关,如:地层的孔隙度等。对于地层粒径较大时,其在释水压密时表现的变形为弹性变形,水位恢复后可以时变形复原,沉降消除;而地层粒径较小时,在其颗粒之间表现较强的粘结力,形成结构孔隙,其在释水压密时土层变形不能够还原,其引起地面沉降不会消除。

地面沉降所带来的环境问题较为严重,含水层的性质会因此而改变,其在在沉降时会引起地面开裂、建筑物倾斜,管道扭曲或折断,港口的破坏以及海水的入侵等。在我国,北方地面沉降较为严重城市有太原、天津、沧州、西安等;南方有上海、阜阳、苏州、无锡、常州等。其沉降的原因均是由于开采地下水过量,造成地下水水位的大幅度下降所诱发。

2.3 滨海地区海水入侵

随着经济的发展,使得我们对地下淡水的开采量逐年增加。而主要河流补给和降雨量确趋于减少,自然补给不足,造成淡水水位下降。自然条件下咸淡水保持一种平衡,地下水向海洋方向排泄,随着地下水水位下降,二者保持某种动态平衡。海水水头高于地下水水头,咸水向低水位的淡水区流动,使原来淡水区的地下水变咸,形成了海水入侵,该现象在滨海地区尤为突出。

沿海地区由于其地貌环境的复杂性,海水入侵的表现形式有带状入侵、面状入侵、锥状入侵等。海水入侵湾沿海地区造成的危害较大,主要表现在农业方面。其会导致地下水咸化,致使土壤盐碱化,粮食产量下降,在旱年甚至会造成绝产。还容易使现有的深水井失效,再打更深的水井,形成恶性循环并加速海水入侵。其在工业方面,会由于地下水咸化,导致设备锈蚀和产品质量下降,并出现因淡水供应不足使企业停产,影响企业的经济效益。在人民生活方面,则由于水质的变化,人畜将饮用不达标劣质水,导致人畜疾病增加。如问题较为严重的地区:大连、秦始岛,青岛、厦门以及北海等。

2.4 地下水污染

由于工业,生活的相关活动,致使地下水受到不同程度的污染。人为的因素的影响之下,地下水的水质质恶化的程度严重。造成地下水水质污染的主要来源有以下:受污染的地表水侵入到地下的含水层,向地下直接排放的工业废水,人畜粪便以及因农药使用过量而受污染的水渗入地下等。其导致的结果:使地下水中的有害元素如汞、砷、铬等放射性物质,有机物,细菌等的含量严重超标。受到污染的地下水不仅对人体健康产生很大的危害,甚至影响工农业生产。据统计,在我国的大多数城市的地下水均受到不同程度的污染,一些工业、生活聚集地区的地下水水质污染严重。

地下水的流动更新周期及其漫长。因此,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染,没有办法在短时期内进行治理。需要的十几年,甚至几十年才可能使水质复原。至于进行人工的地下含水层的更新,问题就更为复杂。

3 采取防治措施

3.1 引发生态失衡防治措施

把地下水的利用和地表水的利用有机地结合起来。在工农业的生产过程中以地表水利用为主,地下水利用为辅。城镇人口聚集区生活用水以地表水的利用为主,地下水的利用为辅;而在农村、郊区居民的生活用水则可以以地下水利用为主;根据工业、人口分布位置不同和实际环境因素的影响,在地下水和地表水利用中应各有侧重,综合利用。并号召相关行政部门建立后备地下水水源地,做好地表水的蓄存,合理做好周边地下水回渗、补给。同时建立相应的水源涵养区,调节区域范围内的环境气候,使得各地地下水水源,能够得到合理的利用并与周围环境协调发展,以求达到经济发展和社会需求同步协调发展。

3.2 地面沉陷与塌陷防治措施

在松散沉积物覆盖的岩溶地区,当抽取地下水,使其水头位置下降到覆盖层以下时,水对覆盖层的浮托力支撑随之减小,由于水流的潜蚀作用或负压吸蚀作用,可以致使松散沉积物崩塌,就会在地表形成塌陷坑和漏斗,引起建筑物、管道、公路、铁路等的破坏和农田的毁坏。根据沉降速度和沉降程度除了与抽水量的大小、水位的下降速度相关外,还与区域内地层颗粒度的相关关系。减少地下水的开采量,并向含水层进行适度的人工补给,是控制地面沉降的有效措施之一。

3.3 海水入侵防治措施

对于海水入侵,其防治办法的关键是有效保持淡水含水层的水头高度,除了控制抽水量之外,最有效可行的办法是实施人工干预——进行人工回灌,通过人工干预的方式来控制海水入侵。人工回灌可以引用地表水,或者在抽水井与生活区海岸之间布置回灌井,形成一个压有效的力脊,使其水头位置高于海平面。亦或,在沿海岸布置相关抽水井,使其形成相对应的水头高度的低槽,来使其高度低于海平面,从而防止海水向内陆入侵。对于海水入侵,还可以合理利用沿海地域的一些特殊的地质条件,进行帷幕的灌浆,形成地下隔水层,以阻挡海水入侵。

3.4 地下水污染

引起污染的原因是多方面的,主要有:废水的排放,水土流失以及化肥、农药的不合理使用等。通过污染源有效控制,增强大家的环保意识,加强政府门对地下水的管理。同时加强环保监督部门工作的监管力度,对水资源的利用加以合理控制,采取有效的防治办法,防止地下水进一步污染和水质持续恶化。同时对地下水利用进行监测管理,实行商业用地下水价格与地表水价格的分离收费方式,以使地下水资源得以饱和利用,使宝贵的地下水资源得到充分合理的利用,也实现地下水资源的可持续利用。

4 结语

地下水资源既是一种宝贵的自然资源,也是自然环境的重要组成部分。在其开采利用中,诱发一系列的问题,值得我们思考和研究。也需要我们针对地下水资源再利用中,存在的问题进行深入的探究,以期促进经济发展、自然资源开发利用与地质生态环境保护三者间的协调发展统一。并且人类社会发展,只由合理地利用和由效地保护地下水资源,才能保证经济和社会的持续发展。

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随着我国区域经济迅猛发展,各个地区的生态环境遭受严重破坏,区域环境审计越来越受到社会公众的广泛关注。区域环境审计对推进主体功能区发展战略、加快经济转型升级具有重要意义,有利于引导区域经济发展与生态环境承载能力相适应,实现可持续发展。本文参考相关研究文献,对区域环境审计的涵义进行阐述,并回顾相关理论研究。在此基础上,重点探讨区域环境审计的内容,为推动我国区域环境审计研究提供参考。

一、区域环境审计的涵义及其研究现状

(一)区域环境审计的涵义

依据区域经济学、生态经济学和环境审计的相关理论,本文提出了区域环境审计的涵义:基于区域经济发展和生态环境保护的政策制度,审计部门以区域环境承载能力为导向,结合环境污染问题和环境治理的区域特征,通过检查区域环境保护政策的有效性及其执行情况,分析环保资金的收缴与管理使用情况,评价区域环境绩效,最终形成区域环境审计报告,并提出相关建议,以此完善区域经济发展战略与环境保护政策制度,解决环境治理问题,从而实现区域经济发展与生态环境保护相协调。

(二)我国区域环境审计的研究现状

1.湖泊流域环境审计。浙江省审计学会课题组(2004)对太湖流域水污染的综合治理问题进行环境审计调查研究,并从审计机构体制、环境信息披露与环境会计等多方面提出了改进建议。黄溶冰等(2010)依据复杂适应系统相关理论,探索了适合我国太湖流域水污染审计的治理模式。伍金条等(2010)提出了鄱阳湖生态经济区建设的切入点,认为应对国家政策的执行情况、水利枢纽工程的建设项目、专项资金等方面加强环境审计力度。宋莎莎等(2010)对滇池水污染治理的环境审计进行调查研究,并提出了相关改进建议。

2.江河流域环境审计。严飞(2004)对江苏淮河流域的环境信息系统建设情况和污染源的控制情况等方面进行了审前调查,发现区域体制和地区发展不平衡等问题,导致环境保护政策未能有效执行,认为应在淮河流域水污染防治中进行资金、项目、污染源治理等多方面环境审计。李芳(2011)在对渭河流域水污染的特点以及工程绩效问题进行分析的基础上,提出渭河流域水污染治理的绩效审计模式。厦门市审计学会课题组(2013)结合地方审计部门的实际情况,提出应以环境政策评价为目标、以环保项目与环保资金为基础、以环保法规执行为重点,有效开展九龙江流域环境审计。

3.理论体系方面的环境审计。杨肃昌等(2013)对区域环境审计进行文献综述,并在此基础上提出应把握区域经济发展政策与产业发展动态,以区域环境承载力为导向,联系环境问题与治理的区域特征,拓宽研究领域并创新研究方法等建议。审计署驻重庆特派办理论研究会课题组(2013)提出区域环境审计的涵义,并从宏观与微观两个方面,阐述区域环境审计的总体目标与思路。

综合上述研究文献,从研究视角来看,大部分文献是基于审计领域进行研究,对于区域经济、环境管理领域的研究偏少;从研究内容来看,我国区域环境审计大多以合规性审计为主,对环境绩效审计与环境责任审计的研究较少;从研究方法来看,实证研究和案例研究所占的比重较大,对区域经济学、生态经济学和环境管理学等理论运用较少。总体而言,我国区域环境审计研究主要集中于扩大研究视角、完善研究内容以及创新研究方法等方面,并借鉴国外先进的理论研究。

二、区域环境审计的内容

(一)区域环境“免疫力”审计

1.总体承载能力。区域环境“免疫力”是指某一区域内环境对人类活动造成影响的最大承受能力,例如大气、水、动植物等都有各自的承受能力限度,环境污染超过最大限度,这一生态平衡就会遭受破坏。近年来,我国关于重要流域水污染的防治规划,其根本依据就是相关重要流域所能承载污染的最大限度。区域环境承载能力是确立一个地区经济可持续发展的限制条件,也是建立区域环境审计目标和评价标准的重要依据,审计人员可以通过当地环保部门取得区域环境的最大承载能力。具体来说,审计人员应对区域环境承载力进行评价,确定区域内的主要环境问题,进而探寻区域环境承载能力所适合的经济发展战略和环境污染评价标准,制定相应的环境信息披露政策制度。

2.当前环境污染状况。审计人员可以通过上级监管部门的检查结果,以及专业监测部门所收集的数据获知区域内的环境质量状况。根据区域环境的总体承载能力,判断该区域内环境污染是否超标,检查区域内各个企业污染物的排放总量是否在环境承载能力评价标准的限度范围内。

(二)区域环境管理审计

1.环境保护政策的有效性。某一区域内的环境保护政策对生态环境保护有效与否直接关系到区域环境质量的高低,审计人员应通过一系列的程序与方法对环境保护政策的总体目标、具体措施、评价指标等方面进行综合分析,并提出完善政策制度的相关建议。

2.环境保护政策的执行情况。环境保护政策的执行情况审计主要包括:是否建立有效的部门协调机制;各项环境保护措施的落实情况;建设项目是否遵守环境保护法律法规,严格执行“三同时”制度;区域内重污染行业落实环境保护政策的情况。

3.环境保护的规划情况。对环境保护规划的战略目标、具体内容及其指标体系的制定情况进行总体评价;审查环境保护规划的实施过程与结果;区域内重污染企业的环境会计制度与环境保护规划是否充分有效。

(三)区域环保资金审计

1.环保资金的收缴情况。主要审查排污费、垃圾处理费和污水处理费等环保资金的征收是否及时、足额,有无应征未征、违规减免的情况;分析收缴核算的真实性、合规性,以及环保资金增减变动的原因。

2.环保资金的管理使用。主要包括:评价资金管理使用的经济性、有效性;监管部门是否及时、足额拨付环保资金,有无弄虚作假,以及挪用、贪污等问题;资金使用是否符合国家规定,投向是否符合产业发展战略,资金使用是否达到预期效果;有无因管理不善、决策失误、可行性研究不充分等原因造成环保资金浪费等问题。

(四)区域环境绩效审计

区域环境审计的关键是基于经济发展与生态环境保护的区域特征,对区域内环境保护状况与环境治理进行环境绩效审计,从而改善区域生态环境,促进区域经济可持续发展。审计部门应从动态与静态两个层面,分析区域经济活动对生态环境现状及其未来的影响。建立合理的环境绩效评价体系,对区域环境保护进行有效评价,分析区域经济与生态环境的现状、未来发展趋势,最终形成区域环境审计报告,提出区域环境保护的相关建议,以促进区域经济与环境保护协调发展。

三、推进区域环境审计的相关建议

(一)深化区域环境审计的理论体系研究

我国区域环境审计研究处于起步阶段,需要深化研究相关理论体系。区域环境审计的理论体系主要由两个方面组成:一是理论基础,包括区域生态经济学、环境治理学、政府公共管理理论、受托环保责任理论、企业社会责任理论,是正确认识区域环境审计、形成区域环境审计基本理论的前提;二是基本理论,包括区域环境审计的涵义、本质特征、目标、内容以及报告等方面,是创新区域环境审计制度、正确指导区域环境审计实践的理论基础(李璐等,2012)。此外,要加快制定操作性强的区域环境审计细则、执业标准和评价指标,解决好怎么审、审什么、怎么衡量等实际问题,使区域环境审计更加制度化、规范化。

(二)结合经济发展与环境治理的区域性特征

当前,我国已实施《全国主体功能区规划》,依据不同区域的环境承载能力、现已开发程度和未来发展潜力等因素,统筹规划区域经济发展与城镇化建设,逐步形成区域经济发展与生态环境保护相协调的国土开发格局,这为深化区域环境审计研究提供了政策支持与指导。同时,由于各个地区的经济结构和经济发展水平不同,自然条件和生态环境现状存在较大差异,环境治理问题也呈现出区域性差异。因此,区域环境审计应结合区域经济发展特点、产业结构特征、环境质量现状与环境治理问题的区域性特征,制定出区域环境审计的差异化审计策略。

(三)加强区域环境审计跨部门的组织协调

区域环境审计的难点在于其区域性、专业性与协同性。因此,审计人员应当注重联合审计机制,借助当地环保部门、水利部门和农业部门的专业条件,了解区域环境质量状况。应当制定跨部门、多领域合作的环境审计法律制度,由审计部门与其他部门构建联合环境审计主体,加强部门间的组织协调力度,推动区域环境审计跨部门的组织协调与统筹安排,促进经验交流与信息共享,积极有效的开展环境审计。

(四)组建区域环境审计专业队伍

审计部门开展区域环境审计最需要解决的是专业人才缺乏问题。拥有一支专业化程度高,胜任能力强的审计队伍是至关重要的。环境污染问题的成因复杂、跨领域性导致区域环境审计涉及很多不同领域的专业问题。审计部门可以借区域环境审计的契机,吸引环境经济学、环境管理学、生态经济学、区域经济学等方面的专业人才,采取多种形式进行专业培训,培养出审计部门自己的专家人才;同时,审计部门可以对内部审计人员进行培训,加强审计人员在环境管理学、区域经济学等方面的理论学习,提升区域环境审计的技术性、专业性与综合性。此外,可以设置环境审计的外部专家机制,形成区域环境审计的专家队伍,提高区域环境审计的效率和效果。J

篇11

关键词:地下水污染;六价铬;粉煤灰;铁屑

地下水作为地球上的淡水资源,具有很高的生态价值和经济价值。近几年来,由于我国人口的增长、经济的发展和城市化进程的加快,地下水资源发生了严重的危机,突出表现在城市地下水资源超量开采和污染加剧,其中地下水的重金属污染的现状给城市居民生产和生活带来了巨大危害。我国城市地下水污染日益加剧。据有关部门对118个城市2~7年的连续监测资料,约有64%的城市地下水遭受了严重污染,33%的城市地下水受到轻度污染,基本清洁的城市地下水只有3%[1]。

焦作市的地表水贫乏且污染比较严重,随着工农业生产的发展及城市人口增长对水需求量也越来越大。工业“三废”的大量排放使地下水污染呈扩展趋势。焦作市环境监测站监测结果表明,焦作市地下水在1996年各项指标均未超标,但已有超标趋势。在随后的几年内,部分污染物已经超标,尤其在工业区,由于企业废水,废渣的无组织排放或处理不当,使其中的污染物经过大气降水或地表水的淋溶作用渗透入地下造成地下水污染,导致部分地区地下水中重金属严重超标[2]。

铬属于铁族元素,是一种有毒的重金属元素,其毒性对人体及环境产生极大的危害。因此,预防Cr6+对地下水的污染以及处理已经被污染了的地下水,是现阶段一个亟待解决的问题,也是本论文讨论研究的主要目的和意义。

1处理Cr6+污染地下水的技术综述

对于已经被Cr6+污染的地下水,目前国内外常采用的治理方法按照治理方式分主要有传统的抽出处理法和原位修复法。下面对这两种方法做一个简单的介绍。

1.1抽出处理法

顾名思义,抽出处理法是通过被污染地下水的下游的抽水机,把已经污染的地下水抽出,通过地面处理设施和方法,将废水中的污染物去除掉,达到了处理的标准,然后再排入自然界或者直接利用。

目前,国内外对受铬离子污染地下水的抽出处理法主要有如下几种:药剂还原法、离子交换法、活性炭吸附、反渗透法。

1.2原位处理法[3]

原位处理法即可渗透反应格栅。反应格栅法就是在地下水污染源的下游,在隔水层和地面之间的含水层中间,修筑一道一定厚度的可渗透格栅,中间填满生物或者化学介质,当受到Cr6+污染的地下水渗透流过格栅时,其中的介质和水中的Cr6+反应,生成无害的或者沉淀物质。这样就解决了Cr6+污染地下水的水质处理问题。

1.3受Cr6+污染的地下水处理方法综合分析和比较

活性炭吸附法,处理容量大,可去除各种金属离子和酸根离子。其优点是工艺简单,操作方便,处理效果好。缺点是再生效率低,使用寿命短,处理费用高,耗酸、耗碱等。而离子交换法,在我国现阶段只适用于处理含铬 (Cr6 +)漂洗废水,尽管基建费用高,工艺复杂,但可将有毒的六价铬回收为较纯的铬酸并可直接回镀槽使用,净化后的水可回到生产系统重复使用,从而达到综合利用的目的。因而,这两种抽出处理方法完全用于受重金属铬污染的地下水处理而言不合适。

原位处理法,工程量相对较小,处理过程简单,持续处理周期比较长。具有很大的发展前途。缺点是:设计要根据当地的地质条件进行,还要考虑地下水运动方面的问题,所选的介质也要根据水质分析及处理结果要求有所限制。

2实验方法过程以及数据处理

2.1实验装置简

1.水样;2.可控水速导管;3.玻璃管;4.介质;5.漏斗;6.出水水样

该实验模拟污染地下水原位处理的渗透格栅的原理,采用淋滤的方法,将Cr6+浓度达到0.203毫克/升的自配受污染水样,通过Ф15mm×40cm的玻璃管制成吸附柱;水样在上端用可控水速的导管引出,以固定的速度流过玻璃管,其内装质量比为1:1的铁屑+粉煤灰共5g;水样在玻璃管中经反应后流出,玻璃管下端用纱布处理。实验装置如上图1

2.2实验过程技术数据统计及处理

①实验过程。根据对比设计的研究结果,设计试验时间为4天。实验时间从吸附管的下端开始出水计时;开始出水的时刻为7月13日的中午12:05分,然后每隔4个小时取一次水样,保存在事先准备好的干净的水瓶中,贴好标签及日期。试验中所得的数据主要包括出水的体积,水样的PH值 ,Cr6+的浓度(在实验中表现为水样在分光光度计540μm下的分光光度),在最后的一天时间内,由于出水速度变得比较慢,因此把取水样的间隔时间改为了8小时。

②数据处理。首先测量每次经过处理的出水的体积,并且作出体积随时间变化图(见图2),然后利用pH计测出每个出水水样的PH值,并做出pH值随时间变化图(见图3),最后对每个出水水样,根据分光光度法绘制标准曲线,先作出标准曲线,然后分析计算出水样的Cr6+浓度,可得图4。

3试验结果分析及存在问题

3.1结果分析

分析以上数据及图表,本次试验的结果可以表明:

在实验刚出水阶段,由于介质中的间隙比较大,水流速度较快,出水水样中的Cr6+浓度也比较大,达到了0.038mg/L,随后,Cr6+的浓度逐渐降低,但是可以看到,其浓度变化并不稳定,始终没有达到超标的0.05mg/L,而且在随后的4天时间内,一直没有出现有规律的变化情况。

通过PH值随时变化图可以看到,本试验的出水水样的PH值随着时间的变化有着很明显的变化,从刚开始12.04逐渐递减到了7.7左右,然后趋向与稳定。

而出水水样的体积变化规律及结果是,在刚开始的时候出水量大一些,而后逐渐的减少,最后趋于一个稳定的体积范围。本次试验共配制水样5L。实验用水1171ml。

3.2试验结论

地下水原位处理法的处理装置应该考虑,流经渗透处理隔筛后的出水量,也就是地下水渗流速度,以及铬、pH值的处理后数据。根据实验数据以及分析,可以看出此次实验结果比较理想。根据《地下水质量标准》GB/T14848-93,经过模拟实验后,可以看出地下水处理后pH值在8.0以下,符合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类地下水标准(标准范围6.5~8.5)。

铬离子浓度在处理阶段的最初36小时,处理效果呈显著下降趋势,随后出现反弹,随着时间推移,铬离子浓度的下降和反弹没有固定规律,但是,总体来说铬离子的浓度完全低于0.05mg/L,符合Ⅲ类地下水标准,适用于集中式生活饮用水水源。

针对Cr6+浓度处理下降幅度平缓且有回复的原因,认为有以下一些方面的问题:

①试验期间实验室中的温度变化范围比较大,这也会对实验造成一定的影响。②在用分光光度法测定Cr6+的浓度的时候,所用的显色剂二苯碳酰二肼溶液不是当天配制,这样可能对测定水样的分光度造成影响。③由于在最后进行的测定实验中,所要加入的药品的量都比较小;小小的误差就有可能造成实验结果的偏差。

参考文献

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水环境是流域内储存、传输和提供水资源的水体,是水生生物生存与繁衍的空间,也是各种污染物的最终归宿。根据水的地理位置,将流域中的水环境分为地表水环境和地下水环境。地表水环境指河流、湖泊、水库、海洋、沼泽、冰川等以暴露在地面的水为主的水域;地下水环境指泉水、浅层地下水、深层地下水等存在于包气带以下底层空隙的水域[1]。

人类不合理的生产和生活方式对水环境造成了不同程度的损害,世界水资源委员会指出,全世界有50%以上的水域已被污染,水域生态系统遭到严重破坏。我国水环境受损也比较严重,超过60% 的河流、湖泊和湿地生态系统的结构与功能遭到不同程度的破坏[2]。

水环境修复,就是利用生态系统原理,采取各种技术手段,提高水体质量,修复生态系统结构,使流域生态系统实现整体协调、自我维持和自我演替的良性循环[3-5]。

随着水环境恢复理论地不断完善和深入,近年来水环境恢复研究发展较快。美国有关受损水环境的修复研究,自1970 年起由clean lake program(clp)组织实施,投入经费逐年增加[6]。欧洲一些国家也从20 世纪70 年代开始水环境治理和修复工作。如荷兰在1990 年对aldefeane 地区水环境进行修复,成效显著[7]。20 世纪80 年代,我国开始了对水环境恢复的研究工作,并在巢湖、太湖等不同地区开展了水环境恢复的研究与实践[8-10],取得了许多成功的经验。

为了保证人类的可持续发展,开发切实可行的技术对受损水环境进行修复,成为了环境科学与技术领域的研究热点之一。水环境修复的对象不仅包括水体,还有水体相关的生物地理环境。而不同的水域形式,因其物理环境、化学环境以及生物环境的不同,需要不同的修复技术体系。河流、湖泊水库和地下水是与人类生产生活密切相关的水环境,本文将从这3个方面,综述其最新的水环境修复技术,为水环境修复技术的研究提供基础。

1 河流修复技术

河流修复是指使河流生态系统恢复到未被破坏前的近似状态,且能够自我维持动态均衡的复杂过程[11]。河流修复技术多种多样,①物理技术:河道引水技术、生态防渗技术、底泥疏浚与物理覆盖技术、人工增氧技术等[12-15];②化学技术:投加絮凝剂促进污染物沉淀、加石灰脱氮、投加化学药剂除藻、调节ph值对重金属进行化学固定、原位化学反应技术等[16];③生物-生态技术:微生物修复技术、水生动植物修复技术[17-19]、人工湿地技术以及多自然型河流构建技术等。

本文将重点介绍以下方法:河道引水技术、原位化学反应技术和水生植物修复技术。

1.1 河道引水技术

河道引水技术是指引进外部清洁水源来改善河道水质[20],在水源允许的情况下,引进外部清洁的水源,增加河水水量,不仅可以人为地缩短水在河道中的停留时间,增加浮游植物的生物量[21],使污染河水不易黑臭,同时水体复氧量也会增加,提高河道自净能力。利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的处理工程。

1.2 水生植物修复技术

水生植物在水环境修复中的作用方式主要包括物理过程、吸收作用、协同作用和化感作用[22]。水生植物修复技术利用水生植物及其共生的微环境去除水体中的污染物质并恢复永生生态系统[16]。水生物修复技术的核心是将植物漂浮种植到水面上,利用植物生长从水体中吸收利用大量污染物[23]。生物浮床是其典型的技术应用之一。

1.3 原位化学反应技术

原位化学反应技术是指通过化学反应和生物反应(氧化、还原、吸附、沉淀、有机金属络合等),在受污染的地点,原地使重金属离子固定下来的方法。常用的物质包括石灰[ca(oh)2]、灰烬(koh)硫化钠na2s)等。此外,化学氧化可以将有机物转化为无毒或者毒性比较小的化合物,常用的氧化剂为二氧化氯、次氯酸钠或者次氯酸钙和臭氧等[3]。

2 湖泊水库修复技术

湖泊水库水质恶化主要有2 个原因:一是外界输人的大量营养物质在水体中富集,二是内

源性负荷。因此湖泊水库修复可从外源性污染物质的控制和内源性污染物质的控制2方面展开。外源性污染物的控制技术主要有:清洁生产、退耕还林、改变消费模式[4]、废水集中处理技术[3]等;内源性污染物的控制技术主要有稀释和冲刷、底泥疏浚和覆盖、水力调度技术、气体抽提技术、空气吹脱技术、投加石灰法、水生植物修复技术、生物调控技术、生物膜技术、微生物修复技术、仿生植物净化技术、土地处理技术、深水曝气技术等[3]。外源性污染物控制技术中清洁生产是一项有效技术,内源性污染物控制技术中底泥疏浚是修复湖泊水库的一项有效技术,这不同于河流的修复。

2.1 清洁生产

清洁生产是指通过原材料和能源的调整替代、工艺技术的改进、设备装备的改进、过程控制的改进、废弃物的回收利用、产品的调整变更等措施,达到污染物的源头削减、过程控制、提高资源利用效率的目的,减少或者避免生产和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境危害的技术[24]。清洁生产技术主要包括源头控制、过程减排和末端循环3类技术。源头削减应尽量采用无污染、少污染的能源和原材料;过程减量应尽量采用消耗少、效率高、无污染、少污染的工艺和设备;末端循环时对必须排放的污染物,采用回收、循环利用技术,回收其中有利用价值的资源。清洁生产可以产生环境和经济双重效益,使得汇入湖泊水库中的外源性污染物浓度大大减少,达到修复的目的。  2.2 底泥疏浚

底泥是湖泊水库中的内污染源,有大量的污染物质积累在底泥中,包括营养盐、难降解的有毒有害有机物、重金属离子等[3]。底泥中的有害物质释放到水体中会使水质急剧恶化。底泥疏浚可以彻底去除其中的有害物质。一般有2 种形式的疏挖,一种是把水抽干,然后用推土机和刮泥机进行疏挖,另一种是采用带水作业。第1 种方法存在一定的技术限制,第2 种方法应用性更强。带水疏挖可以采用机械式疏挖,也可以采用水力式疏挖。疏浚技术主要包括确定疏挖底泥体积、选择挖泥机、计算压头和功率、设计底泥堆放场以及底泥利用几个部分。疏浚时应注意防止底泥泛起以及底泥的合理处置,避免二次污染。欧洲多国均采用过该技术对湖泊水库进行修复,并且效果显著。例如瑞典的trummen 湖,清除表层1 m 厚的底泥后,水深增加1.1~1.7 m,tp 浓度迅速下降,这种状态维持了18 年[25]。

3 地下水修复技术

地下水具有多种功能,与人类生活密切相关。随着工农业的快速发展和人民生活水平的提高,地下水受到了严重污染。因此,对受污染的地下水环境修复变得越来越重要,其修复技术的研究已引起国外学者的广泛关注[26]。

根据其主要工作原理地下水修复技术可大致归并为4 类,即物理技术、化学技术、生物技术和复合技术[27]。物理技术包括水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法、水力破裂处理法等[27];化学技术包括有机粘土法[28]和电化学动力修复技术[29];生物技术包括原位生物修复技术例如bs 技术,和异位生物修复技术例如堆肥式处理法、预制床法、厌氧处理法、生物反应器法等;复合技术包括渗透性反应屏法、抽出处理法、注气~土壤气相抽提(sev)法[27]。复合法修复技术兼有以上2 种或多种技术属性,例如抽出处理法同时使用了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术,综合各种技术有点,在修复地下水时更加有效。抽出处理技术,简称b&t 技术,是最常规的污染地下水治理方法。该方法采用水泵将含水层中地下水面附近的地下水抽取出来,把水中的有机污染物质带回地表,然后在地面用地面污水处理技术对其进行净化处理,最后将处理好的水重新注入地下或排入地表水体,以防止地面沉降,或海水人侵,并且可以加速地下水的循环流动。地面污水处理技术方法很多,最常用的包括以下7 种:沉淀、膜分离、交换树脂、活性炭吸附、空气吹脱、化学氧化和生物降解[30]。由于液体的物理化学性质各异,p&t 技术只对有机污染物中的轻非水相液体去除效果很明显,而对于重非水相液体来说,治理耗时长而且效果不明显[27]。

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