造成地下水污染的幾個(gè)因素研究

  地下水是非常寶貴的淡水資源，廣泛應用于人民生活和工農業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)方面。隨著(zhù)國家經(jīng)濟建設發(fā)展和人口繼續增加，城市開(kāi)發(fā)利用地下水日益廣泛，迄今地下水已經(jīng)成為我國城市和工農業(yè)用水的主要水源，全國三分之二的城市以地下水作為主要的供水水源，約四分之一的農用田灌溉靠地下水。地下水開(kāi)采總量超過(guò)1000億立方米，約占全國用水總量的15%-20%。有64%的城市地下水遭受了嚴重污染，33%的城市地下水受到輕度污染，基本清潔的城市地下水只有3%。

 

  一、農藥對地下水的污染

 

  農藥是農業(yè)生產(chǎn)中必不可少的生產(chǎn)資料，但它又是具有毒物屬性的有害化學(xué)物質(zhì)，因農業(yè)生產(chǎn)中農藥的大量使用，其中相當一部分農藥在土壤中具有較強的移動(dòng)性，使用后易淋溶到地下水。地下水環(huán)境中微生物較少，同時(shí)處在避光和缺氧狀態(tài)下，農藥在地下水中往往不易降解，具有持久性，即地下水農藥污染不可逆轉。

 

  農藥在土壤中遷移、淋溶特性的主要影響因子包括:農藥的本身的理化性質(zhì)(溶解性、吸附性、降解性等)、土壤的理化性質(zhì)(有機質(zhì)含量、粘度、粒徑大小、結構等)、氣候因素(降水、地下水埋深、光照、溫度、濕度等)、耕作方式和微生物等。

 

  1、農藥性質(zhì)的影響

 

  農藥對地下水造成污染，與農藥本身的理化性質(zhì)密切相關(guān)，如農藥的溶解性與穩定性。農藥水溶性越大，土壤對其的吸附越弱，越易通過(guò)淋溶作用進(jìn)入地下水。不穩定的農藥，其在淋溶過(guò)程中會(huì )很快消解，不易造成對地下永的污染。

 

  2、土壤理化性質(zhì)的影響

 

  土壤質(zhì)地的影響：土壤質(zhì)地對農藥在土壤中的移動(dòng)性有很大影響，同一種農藥，在砂性土壤中比在粘性土壤中移動(dòng)性要強。研究表明，不同農藥的淋溶速度大小均依次為:砂土>砂壤土>粘壤土>粘土。氯吟磷在土壤中淋溶移動(dòng)性研究表明強弱分別為:砂土>砂壤土>粘壤土。殺蟲(chóng)雙和多效畔在紅壤較易移動(dòng)，在黃棕壤和潮土次之。

 

  有機質(zhì)及微生物的影響：有機質(zhì)通過(guò)吸附降解作用，顯著(zhù)地影響著(zhù)農藥的移動(dòng)性。對于分子型農藥，土壤有機質(zhì)含量越高，其對農藥的吸附性越強，農藥的移動(dòng)性則越弱;反之，有機質(zhì)含量越小，移動(dòng)性越強。

 

  pH值的影響：土壤的酸堿性對農藥的遷移轉化有較大影響，主要表現在pH值對農藥水解特性及其穩定性的影響。如克草胺在酸性條件下較易水解;甲基異柳磷在堿性條件下易水解;單甲脒在中性及堿性條件下均不穩定;而嘧啶氧磷在酸堿條件下都易水解。  土壤結構的影響：農藥對地下水的污染，一般是通過(guò)土壤淋溶作用進(jìn)入地下水的。而土壤的結構會(huì )直接影響土壤中水分子的流向，從而影響農藥進(jìn)入地下水及其在土壤一地下水間的分配。

 

  3、降雨量與地下水埋深的影響

 

  農藥在土壤中的遷移主要是通過(guò)水的溶解作用隨水進(jìn)入地下水。降水或灌溉水是導致農藥在土層中淋溶的動(dòng)力學(xué)因素，降雨愈大，則農藥的最大淋溶深度也愈大，兩者呈正相關(guān)關(guān)系。降雨方式的不同，農藥的遷移也會(huì )有別。大量集中降雨會(huì )使部分農藥隨地表徑流流失，從而減少了對當地地下水的污染，但增加了河流的污染程度。長(cháng)時(shí)間的小雨會(huì )增加土壤對水的吸持量，使其進(jìn)入地下水的量增加，從而增加了農藥對地下水污染的可能性。

 

  4、耕作方式及其它環(huán)境條件的影響

 

  農藥對地下水的污染與農藥的施用量、施用頻率、施用后管理等因素有關(guān)。農藥對地下水的污染大多發(fā)生在正常和大量施用農藥后管理不善的地區。地下水中檢出有高濃度農藥的地區與該地區高頻率地使用農藥成正相關(guān)。

 

  二、生活垃圾對地下水的污染

 

  生活垃圾是地下水資源重要的污染源之一，垃圾問(wèn)題是一類(lèi)特殊的環(huán)境問(wèn)題，具體概括為“四最”:即最難處理的環(huán)境問(wèn)題、綜合性最強的環(huán)境問(wèn)題、最晚得到重視的環(huán)境問(wèn)題、最貼近生活的環(huán)境問(wèn)題。

 

  1、國內外垃圾處理對比

 

  國外對垃圾的處理方法主要是填埋、焚燒和堆肥，不同的處理方法有不同的要求。垃圾焚燒處理要求廢物中可燃物具有一定的比例，垃圾堆肥要求有機質(zhì)含量要高，而垃圾填埋的方法能夠處理所有的城市垃圾。中國垃圾處理起步較晚，垃圾無(wú)害化處理能力較低，曾出現垃圾包圍城市的嚴重局面。近年來(lái)，中國環(huán)境衛生行業(yè)有了較大的發(fā)展，使城鎮垃圾處理水平提高，垃圾包圍城市的現象有所緩解。

 

  2、垃圾堆放場(chǎng)對地下水環(huán)境的影響

 

  垃圾堆放場(chǎng)可以產(chǎn)生垃圾淋濾液，這是一種垃圾經(jīng)壓實(shí)、生物降解生成的水以及滲入場(chǎng)內的雨水、地表水和地下水經(jīng)垃圾層滲濾出的污蝕液體，其成分相當復雜，包含大量的有機物、無(wú)機鹽及品種繁多且含量超標的重金屬類(lèi)物質(zhì)。垃圾淋濾液一旦進(jìn)入土壤和地下含水層造成了污染。

 

  主要包括地層巖性、垃圾組分性質(zhì)和毒性以及污染源的強度等。整體而言，各垃圾場(chǎng)均反映出風(fēng)險隨距離增加而變小的趨勢，對于砂礫石、粗砂等含水層，風(fēng)險隨距離加大基本呈現直線(xiàn)下降趨勢，對粘土、砂質(zhì)粘土等含水層，風(fēng)險與距離基本呈現指數下降關(guān)系，即隨著(zhù)含水層巖性變細，風(fēng)險與距離的關(guān)系由線(xiàn)性關(guān)系逐漸向指數關(guān)系變化。對同種含水層而言，相同距離點(diǎn)的風(fēng)險主要和污染物質(zhì)種類(lèi)、濃度和毒性相關(guān)，污染物種類(lèi)多、濃度大、毒性越強，風(fēng)險越大。污染源的強度主要控制著(zhù)風(fēng)險持續時(shí)間，源強越大，風(fēng)險存在的時(shí)間就越長(cháng)。

 

  三、礦物質(zhì)對地下水的污染

 

  1、國內現狀

 

  中國北方約7Gm3/a的地下水徑流系統中，有約2.7Gm3/a的地下水系統處于人類(lèi)各種采礦活動(dòng)的范圍內。受采礦活動(dòng)影響，這些地區的地下水系統及水資源的天然平衡和補徑排條件發(fā)生了重大變化或者一定程度的破壞。

 

  2、礦區開(kāi)采的影響

 

  由于礦區的開(kāi)采產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)的來(lái)源為矸石山的滲濾液，矸石山的自燃產(chǎn)生的有毒有害氣體在雨水的作用下，滲入土壤而造成污染，洗煤水的滲濾作用，礦并水深入地下水等，造成土壤及地下水的污染。

 

  洗煤水中含有大量的煤及泥沙，有時(shí)含有溶解性有毒物質(zhì)，如銅、鐵、鋅、鋁等。洗煤廢水酸度很高，且含有大量煤。礦物中的硫磺由于生物的作用成為硫酸，與其他元素作用形成其他的如硫酸鐵等的化合物，當洗煤水滲入土壤及地下水中，造成地下水體的污染。  礦井水通常是指煤炭開(kāi)采過(guò)程中所有滲入井下采掘空間的水。

 

  來(lái)自煤礦礦井水和選煤廢水的主要污染物有: 有毒污染物包括:汞、鉛、鉻等重金屬;氟化物、氰化物等無(wú)機毒物及一些有機毒物，很容易被生物吸收和積累;放射性污染物包括:天然鈾、鐳、氧的a系列核素;無(wú)機污染物包括:無(wú)機酸、鹽類(lèi)和無(wú)機懸浮物。

 

  3、礦區污染物的污染機制及特點(diǎn)

 

  礦區污染物對地下水污染的機理：礦區污染物對地下水污染的主要形式有兩個(gè)方面。其一，可溶鹽溶解。污染物 中的無(wú)機鹽類(lèi)具有很強的可溶性，是地下水污染組分的主要物質(zhì)來(lái)源。其二，水文地球化學(xué)作用。

 

  礦區污染物對地下水污染的特點(diǎn)：

 

  a.隱蔽性

 

  b.難以逆轉性

 

  c.遷移性

 

  d.長(cháng)期性

 

  e.污染離子的多樣性。