发布时间:2023-09-18 16:37:03
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇水污染防治综述,期待它们能激发您的灵感。
关键词:流域污染;治理技术;研究进展
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:
[1] 唐艳.污染河流治理技术综述[J].河南科技,2014,3(2):179.
【关键词】水体污染;现状;危害;防治;控制方法
1、水体污染及其类型
1.1 水体污染[1]
水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在人类活动和生产中的作用,降低了水体的使用价值和功能的现象。我国水污染具有影响地域广、持续时间长、水质季节性变化、污染类型复杂等普遍特征。
1.2 水污染现状
近年来,我国江河、湖泊和海域普遍遭受不同程度的污染,各种类型的水污染事件更是不断地发生。如2004年2月在四川沱江发生严重氨氮超标排放事件,工业废水不合格排放致使大量鱼类死亡,100多万人饮水受到影响,直接经济损失超过3亿元;2005年11月,中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸,苯类污染物泄露流入第二松花江,造成水质污染[2]。当然,我们也采取了很多措施来缓解我国水污染严峻的状况,如从1998年开始的“淮河水专项”,到今天为止已经坚持了16年之久。
1.3 水体污染的类型[1]
从污染成因上来看,水体污染可以分为自然污染和人为污染。从污染源来看,水体污染可分为点源污染和面源污染。从污染的性质来看,水体污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。
2、水体污染的危害
水体污染将直接降低生活饮用水的品质,影响人类健康,并对水生生物的生存环境造成不同程度的破坏,影响工农业生产的正常进行,进而导致水生态失衡、生态系统退化,产生一系列的社会生态问题,并且直接影响到社会的安全稳定和经济的正常运转。
3、水污染控制技术
3.1水污染控制原则
要实现对水污染的全局调控和有效综合防治,需从宏观控制、技术控制和管理控制三个方面着手,以可持续发展为指导思想,对产业结构和工业布局进行合理的优化与调整,对工业生产工艺和污水处理技术进行改进,对受纳水体和排污口进行科学有效的管理和监督控制。
3.2水污染处理技术[3-4]
随着水污染状况的不断恶化,及其对人类生产、生活带来的诸多不利影响,越来越多的人认识到了水污染控制与管理的重要性和迫切性。现代污水处理技术,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类。
废水的物理处理通常是借助物理力或机械力使得废水中的某些污染物质得以分离的单元操作过程。废水的化学处理,就是利用化学反应的作用去除水中的杂质,其处理对象主要是废水中无机或有机(难于降解的)溶解物质或胶体物质。生物化学处理法,是利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。
4、水污染防治面临的困难[5-8]
4.1 水资源保护的意识淡薄, 可持续发展的观念不强
人们对水资源保护和水污染治理的重要性还缺乏足够认识,在发展当地经济的过程中, 只注重经济效益, 忽略水资源的合理利用与保护,个别地区和企业甚至损人利己,以污染临近或下游地区的水资源与环境为代价来发展本地经济。
4.2 管理体制不顺, 缺乏配套的政策措施
现行管理体制未能有效利用经济手段, 未能形成一系列激励水污染治理、水资源优化配置和节约用水的政策措施, 从而导致水污染严重和水资源的有效利用程度不高, 用水浪费惊人。
4.3 有法不依, 执法不严现象根深蒂固
目前, 与水资源保护和水污染治理有关的法律不少, 如《中华人民共和国水法》( 2002 年)中第三十四条规定,禁止在饮用水水源保护区内设置排污口。另外在《中华人民共和国水土保持法》( 1991 年) 、《中华人民共和国水污染防治法》( 1996 年修订)等立法中, 也有关于水污染防治的相应条款。但是由于在处理水污染事件过程中,相关法律法规未能得到及时落实和有效贯彻,使得“有法不依,执法不严”情况持续存在,水污染状况日趋严重。
4.4 科研滞后, 缺乏有效的技术支持
由于水资源时空分布的不均匀性、动态性和随机性, 使得水污染防治技术不能得到统一、系统的规划和研究。流域水资源优化配置、水资源和环境的承载能力与经济发展的关系、水污染防治的有效措施, 水资源保护与管理的决策支持系统等都缺乏深入研究。
5、对水污染防治的建议[9]
5.1 源头控污
5.1.1 加强环保宣传,提高环保意识
5.1.2加强企业的环境管理,合理安排企业布局
5.1.3 加强法律法规建设,改善相应的执行机制
5.2 选择适合本地区的水污染控制技术
我国地大物博,水资源时空分布不均,经济发展地区性强,针对这一情况,不同地区在污水处理时应根据当地的地形地势,道路交通条件及居民住宅布局等具体不同情况,选择适宜当地自然环境且成本低,管理维护简单,效率高的污水处理技术。
6、总结
水是生命之源、生产之要、生态之基,水作为人类生产、生活必不可少的宝贵资源,它的污染和短缺将给人类带来致命的威胁。特别是在经济飞速发展的今天,水污染的问题更不能被忽略,我们应该吸取以往城市发展中水污染对人们的经济生活带来的严重影响的教训,充分重视水环境问题,努力实现各个地区的经济和水环境保护的持续、健康、和谐的发展。
参考文献:
[1]毕润成.生态学[M].北京:科学出版社,2012: 83-86.
[2]程声通.水污染防治规划原理与方法[M].北京:化学工业出版社,2010.5: 5-8.
[3]赵庆良,任南琪.水污染控制工程[M].北京:化学工业出版社,2005.3: 79.
[4]张宝军.水污染控制技术[M].北京:中国环境科学出版社,2007.3: 19.
[5] 谭炳卿, 孔令金, 尚化庄. 河流保护与管理综述[J]. 水资源保护, 2002(3) : 53-57.
[6] 汪恕诚. 资源水利――人与自然和谐相处[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2003.
[7] 钱正英, 张光斗. 中国可持续发展水资源战略研究综合报告[M] . 北京: 中国水利水电出版社, 2001.
关键词:城市污染水;危害性;对策
中图分类号:F062.1 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2016)28-0143-02
随着我国国民经济增长、人民生活水平不断提高、城市的不断扩张、化肥的过度使用以及各种工厂和生活污水的肆意排污,使得中国的水资源不断受到严重污染,导致城市水资源恶化、水污染事件等情况发生,水资源的污染已危害了人类的生存与发展。
据《中国城市水蓝图》报告中,大自然保护协会检测了多个城市的135个集水区的水质的73%的集水区遭到中度到重度污染,这些水被供给超过8 000万人口,其中包括上海、广州和武汉、成都、哈尔滨、昆明、宁波、青岛和徐州等城市的集水区。2004年2月底3月初,四川沱江特大水污染事故,50万公斤网箱鱼死亡,直接经济损失在3亿元左右,被破坏的生态需要五年时间来恢复。2005年11月13日,松花江重大水污染事件,事故产生的约100吨苯、苯胺和硝基苯等有机污染物流入松花江。2006年2月,河北发生白洋淀死鱼事件,9万多亩水域遭受严重污染,整个水域发黑散臭,水草枯死,鱼类全部死亡。2006年9月8日,湖南省岳阳县发生城饮用水源含砷严重超标污染事件,直接威胁近10万城市居民的饮用水安全。
一、城市污染水来源及危害性
水的污染源主要有未经处理而排放的工业废、生活污水及农田污水等,水污染对工农业生产及人体健康十分有害。水污染对工农业生产的影响是破坏设备、降低肥力等,影响人类身体健康,受污染的水使胃癌、肝癌发病率高出60%多。城市污染水来源及危害分析如下:
1.化学用品及死亡有机质。主要来源:如未经处理的城市生活污水、药厂排放水、造纸排放水、农业污水、都市垃圾、化学洗剂、农用杀虫剂、除草剂等。绝大部分有机化学药品有毒性,流入江河湖泊使水发黑、变臭,毒害或毒死水中生物,食用后伤害人畜。
2.石油化工洗涤剂、悬浮物等。大多数洗涤灵都是石油化工的产品,家庭、餐馆等大量使用餐具洗涤剂及水上机动交通运输工具及油船泄漏,排入河中难以溶解严重污染水体。向河流倾倒垃圾如塑料类包装材料,对水中生物十分有害,阻塞河道,破坏水生生物的生态环境。
3.磷矿物质、重金属及酸例。磷是生物生长所需的重要元素,磷洗衣粉及磷氮化肥的大量施用后排放进入湖泊之后,会使湖中的藻类获得丰富的营养而急剧增长,使湖水生存的鱼类死亡,湖泊老化、死亡。重金属(汞、铅、镉、镍、硒、砷、铬、铊、铋、钒、金、铂、银等)主要来源有采矿和冶炼过程、纺织厂废水等,含有重金属的水可使作物有毒性。酸类物质来源有矿山废弃物、向河流中排放酸的工厂等,毒害水中植物及鱼类,严重破塘和湖泊的生态系统。重金属的危害性(见下页表)。
二、城市污染水防治对策
城市水污染事件的不断出现,我们除了建立应急预案外,还应采取相应预付措施,保障城市水质不受污染。
1.严格项目审批,建立水质监测预警预报体系。对重点企业、重点敏感地带河段等的污染隐患情况加强预防跟踪,建立预警体系,准确、及时、全面地进行水质监测。鼓励节水型、高技术、污染少的企业发展。针对城市建设过程中存在的涉河建设项目行政主管部门应当保护生态、分类管理的原则,严格新建项目环境准入制度,尤其是对高度污染项目如制革造纸、印染电镀、排放含磷与氮污染物企业等进行严格控制审批,从源头上确保项目建设的科学性,减少对水域污染,
2.加大水域环境保护管理与水污染防治力度。加强水域环境保护,可采取如下措施:严禁向水域排放污染物质如酸碱液、剧毒废渣废液及携带病原体污水等;依法核发排污许可证,依法关、停、并、转超标排放水污染物的企业;定期评价监督流域内各类项目建设环境影响;加强水污染治理力度,严格要求污水处理厂保证出水水质达到排放标准大力倡导农业清洁生产,宣传农药残留物危害性积极引导使用生物农药或高效、低毒、低残留农药;提高农民科普知识,科学使用病虫草害综合防治、精准施药等技术,减少农田氮磷流失,有力保护环境与水域安全。
3.积极宣传环境保护法律,加强城市污染水污水再处理利用。加强环境保护观念的教育,在人民群众中树立“保护水域,爱护水体”的意识,使人民自觉做到不随意排放生活污水,不随意往河中乱扔、乱堆废物。同时,可以通过多部门联动管理、群众监督管理等方式齐心协力保护水质,提高水体质量。污水回用既节约水资源,又消除了环境污染,同时也可以节约成本,具有多重经济效益。近年来,阿根廷、俄罗斯等国将城市污水经一级或二级处理后应用于农业灌溉,其规模逐年扩大。污水的再生利用可以弥补城市水的部分需求,对自然水需求减少了,就减轻了对水环境的污染负荷,是更加科学维持健康水循环。各种媒体有义务和有责任使公众更充分意识到水资源紧缺性及中水回用的必要性,进行中水回用对解决当今城市用水矛盾意义重大。譬如,磷回收利用既可以减少水域磷含量,又能使磷资源可持续循环利用。对一些高消耗水的行业,我们要创新提高科学技术来提高水的综合利用率,提高水的浓缩倍数及循环利用。城市污水的再生利用实际上包括再生和利用两部分,加大水污染的防治和控制,对保护好水资源生态环境,促进城市与水环境协调发展,建设“亲水受水,人水和谐”的人居城市,具有十分重要的现实意义。
参考文献:
[1] 刘岩.突发性水污染事件应急处理措施探讨[J].东北水利水电,2009,(1):60-61.
【关键词】水资源;现状;煤炭对地下水污染;防治
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
[2] 李曼,我国地下水污染现状及防治对策[J]环境保护,2011
关键词:地下水污染;抽取-处理技术;渗透性反应墙技术;土壤气相抽提技术;空气注入修复技术;
: the part of the urban and the rural areas in our country, the groundwater is often the only source of water supply, occupying the important status in life process. In recent decades, with the development of the industry and social economy, more and more high to the requirement of groundwater resources, and the water quality of groundwater is suffered serious damage. In this paper, the ground water pollution in our country present situation and the main control technology to do the review.
Key words: groundwater pollution; Extraction - processing technology; The technique of building diaphragm wall by osmotic reaction; Soil vapor phase extraction technology; Air injection technology to repair;
中图分类号:TU991.11+2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1 引言
地下水资源是农业、工业供水的重要水源。全世界超过15亿的人口主要依靠地下水作为饮用水,我国水资源总量的1/3和全国总供水量的近20%来自地下水【1】。但随着人口的增长和社会经济的快速发展,对水资源的需求量也大幅度增长。近30年来,我国地下水的开采量以每年25亿立方米的速度递增,全国有400个城市开采地下水,40%的耕地部分或全部依靠地下水进行灌溉,地下水的供给量已经占到了全国总供水量的20%【2】。
近几十年的经济快速发展和人口剧增,使全球地下水遭受不同程度的污染【3】。根据中国地质环境检测院公布的信息,目前,我国地下水污染扩展趋势呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村,污染程度也日益严重。全国195个城市地下水污染监测结果表明,97%的城市地下水受到不同程度污染,40%的城市地下水污染趋势加重;北方17个省会城市中16个污染趋势加重,南方14个省会城市中3个污染趋势加重【4】。
据估计,目前至少有50个国家约2000万公顷的耕地使用未处理或部分处理的污水进行灌溉【5】,其中我国污水灌溉面积为361.84 万km2(以1995年计),占我国总灌溉面积的7.33%【6】。
由于地下水不接触阳光和空气,其自净能力比地面水弱得多,而且污染物被捕集在地下,挥发性化合物无法蒸发,也可能附在蓄水层的凹处和裂缝中或吸附于岩石表面,使其去除更加困难【7】。因此,通过分析地下水的污染现状及污染途径,加强对地下水的污染治理,成为社会发展的迫切需要。
2 地下水污染类型及污染来源
2.1地下水污染的类型
地下水污染的种类按理化性质可分为:物理污染物、化学污染物、生物污染物、综合污染物;按形态可分为:离子态污染物、分子态污染物、简单有机污染物、复杂有机污染物、颗粒状污染物;按污染物对地下水的影响特征可分为:感官污染物、卫生污染物、毒理学污染物、综合污染物【8】。
2.2地下水污染的来源
按引起地下水污染的自然属性可划分为:天然污染源和人为污染源。人为污染源又根据产生各种污染的部门和活动划分为:工业污染源、农业污染源、生活污染源、矿业污染源。从我国地下水现状污染情况看,地下水污染主要来自人类活动的影响。
按污染的几何形状特征可划分为:点污染源、线污染源,面污染源,按污染物的运动特性划分为:固定源、移动源。
2.2.1工业污染源
工业污染源主要指未经处理的工业“三废”,即废气、废水和废渣。工业废气如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物质会对大气产生严重的一次污染,而这些污染物又会随降雨落到地面,随地表径流下渗对地下水造成二次污染;未经处理的工业废水如电镀工业废水、工业酸洗污水、冶炼工业废水、石油化工有机废水等有毒有害废水直接流入或渗入地下水中,造成地下水污染;工业废渣如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、硫铁渣、电石渣、赤泥、洗煤泥、硅铁渣、选矿场尾矿及污水处理厂的淤泥等,由于露天堆放或地下填埋隔水处理不合格,经风吹、雨水淋滤,其中的有毒有害物质随降水直接渗入地下水,或随地表径流往下游迁移过程下渗至地下水中,形成地下水污染。
2.2.2 农业污染源
农业污染源主要来源于土壤中的剩余农药、化肥和废污水灌溉等。一些常效农药如DDT、六六六等,由于它们在自然界比较稳定,在一定的时间内,会残留在土壤、水域及生物体内,并随着食物链逐步在人体内,引起一些不良后果【9】。常用的化肥有氮肥、磷肥、钾肥等,土壤中这些剩余的肥料将随下渗水一起淋滤渗入地下水中,引起地下水污染。污水灌溉虽然在一定程度上可以使土壤的含氮量增加,土壤肥力大大增加,但另一方面,因污水含有各种有毒有害物质,长期使用污水灌溉,可能引起对农作物、土壤及地下水的污染,甚至造成农作物的减产。
2.2.3 生活污染源
随着我国城镇化步伐的加快,生活垃圾与生活污水量激增,由于无害化处理率低,造成对陆地生态环境和水生态环境的严重污染。我国每年累计产生垃圾达720亿吨,占地约5.4亿平方米,并以每年占地约3000万平方米的速度发展。全国已有200多个城市陷入垃圾重围之中【10】。由于填埋技术的落后和选址不当,这些废物在生物降解和雨水淋滤的作用下,产生CL-、SO42-、NH4+、生化需氧量,总有机碳和悬浮固体含量高的淋滤液,并产生CO2 和CH4,这些垃圾的随意堆放,最终以污水形式补给并污染地下水,特别我国地下水埋深较浅的广大地区【11】。
2.2.4 采矿活动污染
由于采矿活动破坏了原有地质结构,使氧化环境加强,经过一系列反应,使水呈酸性会形成PH值低于6的酸性矿井水,酸性矿井水会下渗污染下伏含水系统,或者经排水污染地表水水源。同时由于矿坑排水降低了地下水,使原来处于饱和带的矿体岩转化为包气带,有些难溶矿物可转变为易溶矿物,经过风化、雨水渗入淋滤,或由于暂时停止抽水,水位回升时的溶解,是矿区地下水中增加某些成分,造成地下水水质恶化。此外矿区大量积存露天堆放的含硫化物等有害成分的煤矸石和废渣,经同化、淋溶、水蚀作用,形成酸性水流流入河道,渗入地下,使河川径流和浅层地下水遭受污染【12】。
2.2.5 自然污染
有些地区,由于特殊的自然环境与地质环境,地下水天然背景不良,有毒有害成分超标。我国部分地区分布有高砷水、高氟水、低碘水等。全国约有1亿多人在饮用不符合标准的地下水,使这些地区长期以来一直遭受砷中毒(皮肤癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病困扰。
2.2.6 地下水超采引起的污染
地下水超量开采引起地下水位持续下降,形成大面积的降落漏斗,改变了动力条件,引起水质不佳的浅层水越流补给深层水;同时含水层漏斗部分的氧化还原条件增强,促使土体中有机物分解,使二氧化碳分压增大,加之生活污染物进入土体,污染物中有机物质的分解也使二氧化碳分压增大的复合作用,促进土体中难溶的方解石、白云石的溶解,钙、镁离子转入地下水中,这是漏斗区总硬度升高的重要原因。
3地下水污染的控制修复技术
鉴于地下水有机污染的严重性,在过去的几十年中,国内外学者研究设计了许多修复地下水污染物的方法。一个污染现场的修复必须要解决两个主要问题:可溶性羽流性污染及污染源区。
通常所说的“污染控制”是指采用各种防护策略和工程措施控制污染源,使其进入地下水系统的污染物减少到最低限度;或者是把已污染的地下水控制在一定范围内防止其扩散到未污染区【13】。选择修复技术时必须综合考虑污染物的种类,站点的水文地质条件,源区的特征以及表层污染物的位置等方面的因素。
通常用于处理地下水污染问题的修复方案有:1、源区的彻底清除(即挖掘清除)2、源区或羽流的遏制(如设屏障、液压控制)3、质量缩约法(生物修复法、土壤蒸汽萃取法、自然衰减法)。决定任一修复系统最终成败的关键就是看它直接的处理能力。
3.1污染源控制方案
因为常规的泵吸系统有它的局限性,人们越来越对主要用来孤立源区域限制羽流迁移的物理控制方法感兴趣。保护壳的设计原理是用物理方法遏制或水利控制的方法来控制地下水表层污染物的蔓延。保护壳通常局限于池塘、储水池或垃圾填埋场泄漏的源区域,或者用于与一个已经污染的地下水源紧密连接的源区。水压或水力控制法常用在通过一系列围绕在源区的井来进行注射或泵吸的地下水区域或有急速羽流存在的区域。物理控制方法的目的是为了从当时环境中把已经受污染的土壤和地下水分离出来并最大限度的减少污染向下迁移。
3.1.1挖掘去除法
通常挖一条凹渠来去除受污染土壤,或者安装抽水井来控制羽流,并把挖掘出的污泥运到安全地点进行处理,如垃圾填埋场或地表人工湖。一般来说在大多数领域已不再允许这样的做法。挖掘和移走污染土壤和地下水的方法具有局限性,当污染物延伸到地表深处,或污染发生在大型建筑或设备下部以及存在非水相流体,不可能整体移走污染物。
3.1.2堤坝拦截地下水涌流法
这种方法是通过修建拦截地下水涌流的物理屏障来容纳受污染的地下水或沥出液,同时可以阻止未受污染的地下水进入污染的区域,主要有:泥墙、帷帐式灌浆、打板桩、紧密衬层或土工膜。泥墙屏障施工时必须挖掘出一条围绕在污染区域的狭窄渠道,且受地层条件限制较大。帷帐式灌浆屏障施工时注入浆液的速率必须控制好,且只有当土壤中砂粒尺寸过大时化学或微粒灌浆才是最为有效的。打板桩屏障施工时应注意施工时使用的材料,避免使用粗糙致密的原料。衬层法施工时应根据土壤和污染物的性质来选取衬层,并根据条件考虑是否需要与地表水控制和保护壳结合使用。
3.1.3地表水控制
地表水控制主要是通过控制地表水渗透效果来改变污染区域的污染物垂直迁移路径,通常可以和其他地表保护壳方法来结合使用。
3.2 水力控制和泵吸处理系统
地下水污染的水力控制主要是通过降低地下水位和地表电位,以阻止污染向站点外排放,通过去除污染物来减少迁移的速率,或者用泵吸和注射井联合的方法将羽流限制到一个低电位。这种方法要求对总井点和水泵的维护比较高,并且要求必须对泵吸到地面的污染水都进行生物处理或物理处理。最后根据污染场地的实际情况,对处理过的地下水进行排放,可以排入地表径流、回灌到地下或用于当地供水等。
这种技术适用范围广,对于污染范围大、污染晕埋藏深的污染场地也适用。但其自身也存在一些局限性:①当非水相溶液出现时,由于毛细张力而滞留的非水相溶液几乎不太可能通过泵抽的办法清除;②该技术开挖处理工程费用昂贵,而且涉及地下水的抽提或回灌,对修复区干扰大;③如果不封闭污染源,当停止抽水时,拖尾和反弹现象严重;④需要持续的能量供给,以确保地下水的抽出和水处理系统的运行,同时还要求对系统进行定期的维护与监测。
3.3生物降解
又称生物修复法,生物修复法是采用诸如提高通气效率、补充营养(对石油污染而言,主要是补充N、P),投加优良菌种、改善环境条件等办法来提高微生物的代谢作用和降解活性水平,以促进对污染物的降解速度,从而达到治理污染环境的目的。
生物类群可把生物修复分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复,而微生物修复是通常所称的狭义上的生物修复。
根据污染物所处的治理位置不同,生物修复可分为2类:原位生物修复(in-situ bioremediation)指在污染的原地点采用一定的工程措施进行;异位生物修复(ex-situ bioremediation)指移动污染物到反应器内或邻近地点采用工程措施进行。异位生物修复中的反应器类型大都采用传统意义上“生物处理”的反应器形式。
3.4土壤蒸汽萃取法
不饱和区域在决定地表下污染物传输和修复的动力学方面起着重要的作用,土壤蒸汽萃取目标在于从不饱和区域中去除不稳定污染物,并使污染物从水蒸汽、NAPL和水流相态中去除。这种方法的优点在于对受污土壤造成尽可能小的扰动,能用标准设备来构造,具有成本效益。它运行能否成功取决于污染物从非水相和水相到气相的转换速率。需要考虑的变量有:(1)污染物的特征;(2)站点的性质。
4小结与展望
地下水是水资源的重要组成部分,在经济发展和社会进步中发挥着重要的作用。受人类生产、生活的影响,地下水污染问题日益突出,严重威胁着人类的生存与发展。为保障人类的健康和经济社会的可持续发展,必须对地下水污染的治理及预防措施展开深入的研究。对于已经污染的地下水,要查明污染源,切断污染途径,努力开发研究有效的污染治理技术。对于没有污染的区域,要未雨绸缪,防范于未然,积极采取预防措施,避免污染的发生。要全面贯彻“预防为主,防治结合”的方针,确保地下水环境的洁净与安全。
参考文献
[1]薛禹群,张幼宽. 地下水污染防治在我国水体污染控制与治理中的双重意义 [J].环境科学学报,2009,(3).
[2]罗兰.我国地下水污染现状与防治对策研究[J].中国地质大学学报(社会科学版),2008,(2).
[3]Burkart, M.R., Stoner, J.D. 2007. Nitrate in aquifers beneath agricultural systems. Water Sci Technol. 56(1),59-69.
[4]熊玲,鄢贵权.浅谈我国地下水的污染现状及防治措施[J].贵州科学,2009,(4).
[5]Hussain, I., Raschid, L., Hanjra, M. A., Marikar, F., & Van der Hoek, W. 2001. A framework for analyzing socioeconomic, health and environmental impacts of wastewater use in agriculture in developing countries.Working Paper 26. Colombo: International Water Management Institute (IWMI).
[6]王贵玲, 蔺文静. 2003. 污水灌溉对土壤的污染及其整治. 农业环境科学学报, 22(2): 163- 166
[7]Julie Stauffer.Water Crisis[M].science press,2000.
[8]吕书君.我国地下水污染分析[J].地下水,2009,(1).
[9]王慎,臧继冬.地下水的污染途径与防治对策[J].科技信息,2010,(13).
[10]赵章元.地下水污染不容忽视[J] .环境经济,2006,(4) .
[11]杨强,李金轩,丁伟翠.浅析地下水污染的主要途径、危害及防治[J].地下水,2007,(3).