第六章 地下水環(huán)境保護(hù)與污染控制

1、11共38頁1第六章第六章 地下水環(huán)境保護(hù)與污染控制地下水環(huán)境保護(hù)與污染控制 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 概述（了解）概述（了解） 預(yù)防措施（熟悉）預(yù)防措施（熟悉） 治理措施（熟悉）治理措施（熟悉） 管理措施（了解）管理措施（了解）2共41頁2第一節(jié)第一節(jié) 概述概述水利部最近公開的水利部最近公開的2016年年1月月地下水動態(tài)月報(bào)地下水動態(tài)月報(bào)顯示，顯示，全國地下水普遍全國地下水普遍“水質(zhì)較差水質(zhì)較差”。具體來看，水利部于具體來看，水利部于2015年對分布于松遼平原、年對分布于松遼平原、黃淮海平原、山西及西北地區(qū)盆地和平原、江漢平原黃淮海平原、山西及西北地區(qū)盆地和平原、江漢平原的的2103眼地下水水井進(jìn)行

2、了監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果顯示：眼地下水水井進(jìn)行了監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果顯示：IV類水類水691個，占個，占32.9%；V類水類水994個，占個，占47.3%，兩者，兩者合計(jì)占比為合計(jì)占比為80.2%。33共38頁3第一節(jié)第一節(jié) 概述概述月報(bào)月報(bào)還顯示，還顯示，主要污染指標(biāo)中主要污染指標(biāo)中“三氮三氮”污污染情況較重染情況較重，部分地區(qū)存在一定程度的重金屬和有毒，部分地區(qū)存在一定程度的重金屬和有毒有機(jī)物污染。有機(jī)物污染。地下水還遭受嚴(yán)重的超采威脅地下水還遭受嚴(yán)重的超采威脅。數(shù)據(jù)顯示，。數(shù)據(jù)顯示，2016年年1月，全國主要平原區(qū)地下水儲存量比去年同期減少月，全國主要平原區(qū)地下水儲存量比去年同期減少82.4億立方米（

3、約億立方米（約82.4億噸）。億噸）。44共38頁4第一節(jié)第一節(jié) 概述概述基本原則基本原則貫徹貫徹“以防為主，防治結(jié)合以防為主，防治結(jié)合”的原則；的原則；貫徹貫徹“三同時，三同步三同時，三同步”的原則；的原則；貫徹貫徹“環(huán)境綜合整治環(huán)境綜合整治”以及以及“發(fā)展區(qū)域治理發(fā)展區(qū)域治理”的的原則；原則；正確處理綜合回收利用、廢水資源化和凈化處理、正確處理綜合回收利用、廢水資源化和凈化處理、環(huán)境容量利用和工程凈化處理之間的關(guān)系；環(huán)境容量利用和工程凈化處理之間的關(guān)系；正確處理技術(shù)、法制、行政、經(jīng)濟(jì)手段之間的關(guān)正確處理技術(shù)、法制、行政、經(jīng)濟(jì)手段之間的關(guān)系；系；正確處理需要和可能的關(guān)系。正確處理需要和可能的

4、關(guān)系。55共38頁5第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)防措施預(yù)防措施一般性技術(shù)措施一般性技術(shù)措施建立水源地衛(wèi)生防護(hù)帶建立水源地衛(wèi)生防護(hù)帶建立地下水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)建立地下水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)66共38頁6一般性技術(shù)措施一般性技術(shù)措施改進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)，盡量減少改進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)，盡量減少“三廢三廢”排放量；排放量；興建工礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)企業(yè)性質(zhì)和環(huán)境條件來選興建工礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)企業(yè)性質(zhì)和環(huán)境條件來選擇廠址，處理廢水、廢渣的場所應(yīng)該在城市和擇廠址，處理廢水、廢渣的場所應(yīng)該在城市和水源地下游的厚粘土區(qū)，離地表水體較遠(yuǎn)處。水源地下游的厚粘土區(qū)，離地表水體較遠(yuǎn)處。預(yù)防地下水管滲漏，防止污水滲入地下水中，預(yù)防地下水管滲漏，防止污水滲入地下水

5、中，并在地下建立層狀排水設(shè)施。并在地下建立層狀排水設(shè)施。77共38頁7一般性技術(shù)措施一般性技術(shù)措施廢渣必須妥善存放，附底，且坑底不能低于地廢渣必須妥善存放，附底，且坑底不能低于地下水面；礦山的尾礦應(yīng)盡量堆放在與含水層隔下水面；礦山的尾礦應(yīng)盡量堆放在與含水層隔絕的廢礦坑中。絕的廢礦坑中。污水灌農(nóng)田時必須注意當(dāng)?shù)貤l件，包氣帶土層污水灌農(nóng)田時必須注意當(dāng)?shù)貤l件，包氣帶土層厚度大透水性差時才能污灌，嚴(yán)格控制污灌量。厚度大透水性差時才能污灌，嚴(yán)格控制污灌量。88共38頁8建立水源地衛(wèi)生防護(hù)帶建立水源地衛(wèi)生防護(hù)帶水源地的衛(wèi)生防護(hù)一般分為兩個帶：水源地的衛(wèi)生防護(hù)一般分為兩個帶：I帶（嚴(yán)禁活動帶）帶（嚴(yán)禁活動帶

6、）：此帶系指取水構(gòu)建物周圍附：此帶系指取水構(gòu)建物周圍附近的小范圍。該帶內(nèi)應(yīng)該取消一切可能引起污染近的小范圍。該帶內(nèi)應(yīng)該取消一切可能引起污染的活動及妨礙取水構(gòu)筑物運(yùn)行的活動。范圍大小的活動及妨礙取水構(gòu)筑物運(yùn)行的活動。范圍大小取決于取水建筑物的結(jié)構(gòu)和布置情況。取決于取水建筑物的結(jié)構(gòu)和布置情況。II帶（活動限制帶）帶（活動限制帶）：位于嚴(yán)禁活動帶的外圈，：位于嚴(yán)禁活動帶的外圈，包括了更大的區(qū)域范圍。一般認(rèn)為在包括了更大的區(qū)域范圍。一般認(rèn)為在25年的開采年的開采期內(nèi)，保證水質(zhì)不受污染，以此來確定范圍。期內(nèi)，保證水質(zhì)不受污染，以此來確定范圍。99共38頁9建立水源地衛(wèi)生防護(hù)帶建立水源地衛(wèi)生防護(hù)帶防護(hù)帶確

7、定：防護(hù)帶確定：在無地下水天然潛流的水源地，衛(wèi)生防護(hù)帶在無地下水天然潛流的水源地，衛(wèi)生防護(hù)帶應(yīng)以水源井為中心，以應(yīng)以水源井為中心，以Rp（開采條件下，地（開采條件下，地下水經(jīng)下水經(jīng)25年的時間年的時間Tp 運(yùn)移的距離）為半徑運(yùn)移的距離）為半徑所圈定的圓形地帶。所圈定的圓形地帶。如果存在地下水天然潛流，則以補(bǔ)給帶寬度如果存在地下水天然潛流，則以補(bǔ)給帶寬度2d為寬，以為寬，以L為長的矩形地帶為衛(wèi)生防護(hù)帶。為長的矩形地帶為衛(wèi)生防護(hù)帶。pRrL10 10共38頁10建立水源地衛(wèi)生防護(hù)帶建立水源地衛(wèi)生防護(hù)帶在不同邊界條件和集水井類型下，在不同邊界條件和集水井類型下，Tp可以有相應(yīng)可以有相應(yīng)不同的公式計(jì)算

8、：不同的公式計(jì)算：如遠(yuǎn)離河流的承壓水單井和干擾井組的計(jì)算公如遠(yuǎn)離河流的承壓水單井和干擾井組的計(jì)算公式為：式為： 在無潛流的無限邊界條件下，在無潛流的無限邊界條件下，Rp的計(jì)算公式為的計(jì)算公式為AmnQTRpp)|ln|(pppppepxRxxRqAmnT11 11共38頁11建立水源地衛(wèi)生防護(hù)帶建立水源地衛(wèi)生防護(hù)帶在衛(wèi)生防護(hù)在衛(wèi)生防護(hù)II帶帶內(nèi)分為三類防護(hù)措施：內(nèi)分為三類防護(hù)措施： 第一類是第一類是必須執(zhí)行的措施必須執(zhí)行的措施； 第二類是第二類是補(bǔ)充性措施補(bǔ)充性措施； 第三類也是第三類也是補(bǔ)充性措施補(bǔ)充性措施。對于對于大型水源地大型水源地（大于（大于5萬萬m3/d），如果在第），如果在第II帶

9、以帶以外存在污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)時，則需建立外存在污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)時，則需建立第第III帶帶，消除，消除地下水和與之有關(guān)的地表水的污染源，以及控制和地下水和與之有關(guān)的地表水的污染源，以及控制和堵截已發(fā)生在含水層中的污染中心。堵截已發(fā)生在含水層中的污染中心。12 12共38頁12建立地下水水質(zhì)監(jiān)測站網(wǎng)建立地下水水質(zhì)監(jiān)測站網(wǎng)監(jiān)測站點(diǎn)布置原則監(jiān)測站點(diǎn)布置原則監(jiān)測項(xiàng)目及分析評價(jià)監(jiān)測項(xiàng)目及分析評價(jià)13 13共38頁13第三節(jié)第三節(jié) 治理措施治理措施人工補(bǔ)給人工補(bǔ)給物理化學(xué)處理法物理化學(xué)處理法生物處理法生物處理法其他方法其他方法輔助方法輔助方法14 14共38頁14人工補(bǔ)給人工補(bǔ)給通過人工入滲措施，把地表水補(bǔ)充到

10、地下通過人工入滲措施，把地表水補(bǔ)充到地下水含水層中，解決地下水資源不足的矛盾水含水層中，解決地下水資源不足的矛盾和改善地下水的儲存量，并加快地下水的和改善地下水的儲存量，并加快地下水的稀釋和凈化過程。稀釋和凈化過程。具有水力阻攔污水入滲、調(diào)節(jié)水溫、保持具有水力阻攔污水入滲、調(diào)節(jié)水溫、保持取水構(gòu)筑物出水能力、防治地面沉降。取水構(gòu)筑物出水能力、防治地面沉降。15 15共38頁15人工補(bǔ)給方法人工補(bǔ)給方法地表入滲補(bǔ)給法地表入滲補(bǔ)給法：主要是利用河床、水庫、：主要是利用河床、水庫、渠道、天然洼地或農(nóng)田灌溉等來蓄集地表水，渠道、天然洼地或農(nóng)田灌溉等來蓄集地表水，借助地表水和地下水之間的天然水頭差，使借助

11、地表水和地下水之間的天然水頭差，使之自然滲漏補(bǔ)給含水層。之自然滲漏補(bǔ)給含水層。因地制宜、工程簡單、投資較少、補(bǔ)給量大、因地制宜、工程簡單、投資較少、補(bǔ)給量大、易于管理；占地面積大、受地質(zhì)地形限制、易于管理；占地面積大、受地質(zhì)地形限制、在干旱區(qū)易蒸發(fā)或造成鹽漬化和沼澤化在干旱區(qū)易蒸發(fā)或造成鹽漬化和沼澤化16 16共38頁16人工補(bǔ)給方法人工補(bǔ)給方法井內(nèi)灌注補(bǔ)給法井內(nèi)灌注補(bǔ)給法：將補(bǔ)給水通過鉆孔、管井：將補(bǔ)給水通過鉆孔、管井或大口井直接注入含水層?；虼罂诰苯幼⑷牒畬?。占地面積小，不受地形、巖性和氣候限制，占地面積小，不受地形、巖性和氣候限制，水量浪費(fèi)少；工程和管理費(fèi)較高，含水層易水量浪費(fèi)少；工

12、程和管理費(fèi)較高，含水層易堵塞。堵塞。17 17共38頁17人工補(bǔ)給方法人工補(bǔ)給方法誘導(dǎo)補(bǔ)給法誘導(dǎo)補(bǔ)給法：在河流或其他地表水體附近開：在河流或其他地表水體附近開鑿抽水井，抽取地下水的同時，使地面水與鑿抽水井，抽取地下水的同時，使地面水與地下水間的水位差不斷加大，導(dǎo)致地表水大地下水間的水位差不斷加大，導(dǎo)致地表水大量滲入補(bǔ)給含水層。量滲入補(bǔ)給含水層。占地面積小，受地形、巖性和氣候限制；工占地面積小，受地形、巖性和氣候限制；工程和管理費(fèi)較高，含水層易堵塞。程和管理費(fèi)較高，含水層易堵塞。18 18共38頁18物理化學(xué)處理法物理化學(xué)處理法臭氧分離法臭氧分離法：向被污染的含水層中輸入臭氧：向被污染的含水層中

13、輸入臭氧可以形成分解石油的微生物的生長環(huán)境，減可以形成分解石油的微生物的生長環(huán)境，減少融解有機(jī)碳的含量，同時又可促使氰的分少融解有機(jī)碳的含量，同時又可促使氰的分解。解。石油污染的含水層，注入法適用面積較小的石油污染的含水層，注入法適用面積較小的污染層，否則需要多口井，或抽出處理。污染層，否則需要多口井，或抽出處理。19 19共38頁19物理化學(xué)處理法物理化學(xué)處理法活性炭吸附法活性炭吸附法：在污染含水層開鑿凈化井，：在污染含水層開鑿凈化井，向井中投入粒狀活性炭進(jìn)行吸附。向井中投入粒狀活性炭進(jìn)行吸附。當(dāng)污染水體面積較大時，成本高，速度慢，當(dāng)污染水體面積較大時，成本高，速度慢，難見效。難見效。20

14、20共38頁20物理化學(xué)處理法物理化學(xué)處理法利用高錳酸鉀清除砷利用高錳酸鉀清除砷：高錳酸鉀作為氧化劑，：高錳酸鉀作為氧化劑，將三價(jià)的砷氧化成五價(jià)的砷，產(chǎn)生大量的五將三價(jià)的砷氧化成五價(jià)的砷，產(chǎn)生大量的五價(jià)砷的化合物沉淀出來。價(jià)砷的化合物沉淀出來。針對特殊污染場所，污染面積較小，需要輔針對特殊污染場所，污染面積較小，需要輔助其他方法。助其他方法。21 21共38頁21生物處理法生物處理法生物處理法生物處理法：利用微生物凈化含水層，分解：利用微生物凈化含水層，分解地下水中的某些有機(jī)物成分，使污染物濃度地下水中的某些有機(jī)物成分，使污染物濃度降低或完全被清除。降低或完全被清除。微生物處理法通過在含水層中

15、微生物處理法通過在含水層中培育出微生物培育出微生物或向含水層或向含水層引入菌種引入菌種兩種方法進(jìn)行。兩種方法進(jìn)行。22 22共38頁22生物處理法生物處理法微生物法處理含水層污染的微生物法處理含水層污染的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：l去除碳水化合物和其他有機(jī)物效果明顯；去除碳水化合物和其他有機(jī)物效果明顯；l迅速、安全、解決，不需大型設(shè)備，周期短；迅速、安全、解決，不需大型設(shè)備，周期短；l處理過程沿整個污染帶自然地進(jìn)行。處理過程沿整個污染帶自然地進(jìn)行。微生物法處理含水層污染的微生物法處理含水層污染的缺點(diǎn)缺點(diǎn)：l對胺、甲基化合物、鹵素化合物、苯的衍生物等有機(jī)對胺、甲基化合物、鹵素化合物、苯的衍生物等有機(jī)物尚不適用；

16、物尚不適用；l大量使用會使地下水的色、味發(fā)生異常，二次污染大量使用會使地下水的色、味發(fā)生異常，二次污染23 23共38頁23其他方法其他方法 加大抽水排出污水加大抽水排出污水 污水灌溉污水灌溉24 24共38頁24主要輔助方法主要輔助方法屏蔽法屏蔽法被動收集法被動收集法水動力控制法水動力控制法抽出污水抽出污水原位加化學(xué)藥品、微生物、空氣等原位加化學(xué)藥品、微生物、空氣等25 25共38頁25屏蔽法屏蔽法在地下建立各種在地下建立各種物理屏障物理屏障，將受污染水體圈閉起來，以，將受污染水體圈閉起來，以防止污染物進(jìn)一步擴(kuò)散蔓延。防止污染物進(jìn)一步擴(kuò)散蔓延。常用的常用的灰漿帷幕法灰漿帷幕法是用壓力向地下灌

17、注灰漿，在受污染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。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其他的物理屏障法還有泥漿阻水墻、振動樁阻水墻、板泥漿阻水墻、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樁阻水墻、塊狀置換、膜和合成材料帷幕圈閉法等，原等，原理都與灰漿帷幕法相似。理都與灰漿帷幕法相似。物理屏蔽法只有在處理物理屏蔽法只有在處理小范圍的劇毒、難降解污染物小范圍的劇毒、難降解污染物時時才可考慮作為一種永久性的封閉方法，多數(shù)情況下，它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，

18、被用作一種只是在地下水污染治理的初期，被用作一種臨時性臨時性的控的控制方法。制方法。26 26共38頁26該法是在地下水流的下游挖一條足夠深的溝道，在溝內(nèi)該法是在地下水流的下游挖一條足夠深的溝道，在溝內(nèi)布置布置收集系統(tǒng)收集系統(tǒng)，將水面漂浮的污染物質(zhì)如油類污染物等，將水面漂浮的污染物質(zhì)如油類污染物等收集起來，或?qū)⑺惺芪廴镜叵滤占饋硪员闾幚淼氖占饋?，或?qū)⑺惺芪廴镜叵滤占饋硪员闾幚淼囊环N方法。（滲透性處理床技術(shù)）一種方法。（滲透性處理床技術(shù)）被動收集法一般在處理被動收集法一般在處理輕質(zhì)輕質(zhì) 污染物污染物(如油類等如油類等)時比較有時比較有 效，它在美國治理地下水油效，它在美國治理地下水

19、油 污染時得到過廣泛的應(yīng)用。污染時得到過廣泛的應(yīng)用。被動收集法被動收集法27 27共38頁27水動力控制法水動力控制法水動力控制法是利用水動力控制法是利用井群系統(tǒng)井群系統(tǒng)，通過抽水或向含水層注，通過抽水或向含水層注水，人為地水，人為地改變地下水的水力梯度改變地下水的水力梯度，從而將受污染水體，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，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水力控制法又可分為上游分水嶺法上游分水嶺法和和下游分水嶺法下游分水嶺法。28 28共38頁28水動力控制法水動力控制法上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

20、，是在受污染水體的上游布置一排注水井，通過注水井向含水層注入清水，使得在該注水井處形成通過注水井向含水層注入清水，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(bǔ)給已被污一地下分水嶺，從而阻止上游清潔水體向下補(bǔ)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。出處理。29 29共38頁29水動力控制法水動力控制法下游分水嶺法下游分水嶺法則是在受污染水體下游布置一排注水井注則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(kuò)散，水，在下游形成一分水嶺以阻止污染羽流向下游擴(kuò)散，同時在上游布置一排抽

21、水井，抽出清潔水并送到下游注同時在上游布置一排抽水井，抽出清潔水并送到下游注入。同樣，水動力控制法一般也用作一種臨時性的控制入。同樣，水動力控制法一般也用作一種臨時性的控制方法，在地下水污染治理的初期用于防止污染物的擴(kuò)散方法，在地下水污染治理的初期用于防止污染物的擴(kuò)散蔓延。蔓延。 30 30共38頁30抽出處理法抽出處理法受污染地下水抽出后的處理方法與地表水的處理相同，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(guān)鍵，井群系統(tǒng)要能控制整個受污染水體的統(tǒng)的建立是關(guān)鍵，井群系統(tǒng)要能控制整個

22、受污染水體的流動。流動。處理后地下水的去向處理后地下水的去向有兩個，一是直接使用，另一個則有兩個，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(fù)時間。的循環(huán)流動，從而縮短地下水的修復(fù)時間。31 31共38頁31抽出處理法抽出處理法32 32共38頁32原位處理法原位處理法原位處理法是地下水污染治理技術(shù)研究的熱點(diǎn)，原位處理法是地下水污染治理技術(shù)研究的熱點(diǎn)，不但處理費(fèi)用相對節(jié)省，而且還可減少地表處理不

23、但處理費(fèi)用相對節(jié)省，而且還可減少地表處理設(shè)施，最大程度地減少污染物的暴露，減少對環(huán)設(shè)施，最大程度地減少污染物的暴露，減少對環(huán)境的擾動，是一種很有前景的地下水污染治理技境的擾動，是一種很有前景的地下水污染治理技術(shù)。原位處理技術(shù)又包括物理化學(xué)處理法及生物術(shù)。原位處理技術(shù)又包括物理化學(xué)處理法及生物處理法。處理法。 33 33共38頁33原位處理法原位處理法加藥法加藥法通過井群系統(tǒng)向受污染水體灌注化學(xué)藥劑，如灌通過井群系統(tǒng)向受污染水體灌注化學(xué)藥劑，如灌注中和劑以中和酸性或堿性滲濾液，添加氧化劑注中和劑以中和酸性或堿性滲濾液，添加氧化劑降解有機(jī)物或使無機(jī)化合物形成沉淀等。降解有機(jī)物或使無機(jī)化合物形成沉淀等。34原位處理法原位處理法加藥法加藥法35 35共38頁35原位處理法原位處理法沖洗法沖洗法對于有機(jī)烴類污染，可用對于有機(jī)烴類污染，可用空氣沖洗空氣沖洗，即將空氣注入到受污染區(qū)域底部，空即將空氣注入到受污染區(qū)域底部，空氣在上升過程中，污染物中的揮發(fā)性氣在上升過程中，污染物中的揮發(fā)性組分會隨空氣一起溢