地下水污染特征及其修复技术应用探析

地下水是重要的供水水源和生态系统要素,其水质在不断受到污染,地下水污染防治势在必行。分析我国地下水污染的特点,污染物的种类,结合国内外的资料,对地下水污染异位修复技术和原位修复技术在地下水污染修复中的应用进行了分析和总结。研究表明:寻找适用、经济、技术可行、无二次污染的生态修复技术是修复行业的发展趋势。构建地下水污染修复体系,修复存量污染同时,应加强预防新的污染,维系地下水的生态安全。     

广饶县地下水水质调查评价与污染分析

为全面掌握广饶县地下水水质情况,根据实地调查情况选取代表性地下水井进行水质监与评价.其中,浅层地下水井57眼,深层地下水井81眼,在污染河流两侧近距离加密井点布设.结论表明,县内浅层地下水水质呈整体面状和带状污染,Ⅳ类和Ⅴ类地下水井占调查总数的73.7%,污染参数的超标率较高,污染程度较重;小清河南部深层地下水水质状况较好,85%以上地下水井适宜做饮用水水源;小清河以北深层地下水水质状况普遍较差,Ⅳ类和Ⅴ类地下水井占调查总数的58.8%,不宜直接做为饮用水水源.     

岩溶地下水中抗生素污染现状和特征研究综述

抗生素在环境介质中的残留和迁移已引起高度关注。随着地下水污染问题的日益突出,抗生素对地下水尤其是岩溶地下水水质造成的严重威胁不容忽视。本文系统的阐述了岩溶地下水中抗生素的类型、来源、污染模式及污染现状,并总结了抗生素在地下水中的迁移转化特征。由于地下水污染具有隐蔽性和难以逆转性,因此,地下水一旦被抗生素污染,将难以发现和治理。目前,针对抗生素在岩溶地下水中的存在、分布和迁移特征研究及相关数据资料还相对较少,本文据此分析了当前的研究现状并提出了研究展望。     

石油炼化区地下水环境污染预测与防控研究

以云南某石油炼化区为研究对象,模拟预测污染物的迁移规律、污染范围以及污染物浓度分布。在地下水环境污染预测分析的基础上,采用模型验证区域内地下水防控体系的有效性;验证应急井以恒定流量抽水能有效抽出污染物,达到修复地下水的目的。同时分析整个应急防控过程中抽取地下水对区域地下水环境的影响。     

化工区地下水污染预测研究与评价方法探讨

本文介绍了运用溶质迁移模型预测化工区地下水质污染和用统计模型预测化工区区域井水污染,为制定一个防治地下水污染的整体规划提出了科学依据,对控制现有的污染程度和范围有重要的意义。     

陕西省地下水环境质量状况及污染防治对策探析

陕西省地下水的开发与利用时间较长,随着工业发展和城镇化进程的加快,地下水污染的潜在风险也在不断凸显,严重影响到地下水环境安全和居民饮水安全。通过对"十三五"期间陕西省地下水污染防治工作进展、存在问题进行阐述,提出"十四五"陕西省地下水污染防治工作应对策略。结果表明:"十三五"期间,陕西个别县级及以上集中式地下水饮用水源中水质未达到Ⅲ类标准,受地质背景因素影响,超标指标主要为铁、锰、总硬度、硫酸盐、氟化物等。从49个国考点位水质监测结果看,2020年度地下水极差点位比例总体减少了4.08%,级别改善和稳定点位分别为13个和31个。针对地下水污染防治中存在的地下水环境状况底数不清楚和联防联控机制不完善等问题,应在远期防治工作中加大资金支持力度,尽快建立完善的地下水环境监测体系,构建全省地下水环境监测网络和信息平台,为地下水污染防治提供基础保障。     

安徽省沱河沿河地区地下水水质现状

通过对沱河沿河2km范围内地下水取样分析,查明了沿河地带村镇的地下水质现状,10m以浅地下水污染严重,以Ⅴ类水为主;10～20m地下水污染较轻,大部分为Ⅵ类水,其次为Ⅳ类水;20m以下地下水基本未受污染,水质较好,以Ⅶ类水为主。污染原因主要是河水污染、汛期河水倒灌、利用河水灌溉、化肥的过量使用、生活污水等。     

我国煤矿区矿井水污染问题及防控技术体系构建

煤炭开采必然产生大量的矿井涌水,我国目前的矿井水整体上表现出水质相对较差、水处理成本较高等问题。首先明确了我国典型矿区矿井水水质的主体特征:常规离子是造成矿井水水质差的主要化学组分;矿井水中有毒有害物质占比小,且基本优于地下水Ⅲ类水质量标准。其次,详细探讨了我国矿井水水质形成、演化的几个科学问题,包括不同水文地质结构下物理–化学作用所起的主导作用,时间效应对水质演化的影响,微生物群落结构特征及其与环境因素的相关关系,水动力场–化学场–微生物场–温度场的多场耦合问题等。接着重点介绍矿井水污染防控的技术方法,以减少矿井突(涌)水量和水资源保护为前提,以实现煤–水双资源协调开采、煤炭绿色开采为目标,以矿井水“阻断、减量、保护”为主要防控思路,围绕煤矿区矿井水阻断技术、污染负荷减量技术、污染区修复治理等科学问题展开分析;通过各种现有技术、方法、工艺,最大可能地降低吨煤矿井水处理成本,如采用井下预处理、地面深度处理、超深回灌封贮、生态资源化利用等。最后,提出研发煤矿区地下水及污染物的阻断材料和吸附材料、注浆装备、监测设备、投料设备、原位取样检测设备等,形成我国煤矿区矿井水污染防控技术体系。该技术体系的构建可对煤矿绿色开采、煤矿区深层地下水污染防控、闭坑矿井水污染防控、矿区地下水资源及生态环境保护利用等提供理论及技术支撑。      

城市生活垃圾填埋场污染风险评价

本文是在系统调查和收集各类资料的基础上,根据垃圾场地固有的防污性能和垃圾场与地下水水源保护区间的关系进行综合评价,垃圾场地内在风险采用灰色聚类法进行评价。垃圾场地下水污染风险评价可以为地下水污染防治和修复提供技术支持。     

基于GIS的农业面源硝酸盐地下水污染动态风险评价

地下水中的硝酸盐污染具有全球性,这不仅是一个环境问题,也是一个经济和人类健康问题。DRASTIC方法可以进行地下水污染的脆弱性评价,但是却没有涵盖风险的概念,也忽视了污染物随地表水流运动的动态特性。因此,所得结果可能有碍于“欧洲水管理框架指南”在地下水水质管理中的执行。笔者基于DRASTIC方法开发了一个动态风险评价方法,并将其运用于英国北爱尔兰Upper Bann流域中的一个小流域。研究区地下水硝酸盐污染风险评价结果表明,此方法将有效地帮助决策者在流域范围内开展农业面源地下水污染预防措施。“非常高风险”和“高风险”区分别占研究区面积的5.1%和10.5%。此结果可帮助当地政府针对流域内这些“非常高风险”和“高风险”区的特点制订地下水质保护政策。此方法同样适用于任何面源可溶性污染物的地下水污染动态风险评价。     

华北平原区域地下水污染评价

华北平原是我国的重要经济区,人口近1.3亿,地下水是其主要供水水源。在工业和生活污染物排放及农业施用化肥农药的影响下,地下水已遭受一定程度的污染。综合分析了地下水污染评价的各种方法后,将单因子污染指数法进行了改进,提出了单指标污染标准指数法。在华北平原开展了野外调查,采集了6 063组地下水样品,每个样品检测34 项指标。采用单因子污染标准指数法对华北平原地下水污染状况进行了评价。结果表明:华北平原35.47%采样点的地下水已受到不同程度污染,以轻污染为主,深层地下水也有一定的污染,但比浅层地下水轻,未受污染的深层地下水占87.14%。单因子污染标准指数法基本解决了区域污染评价指标之间对比问题,能够直接反映区域地下水污染情况,并为有针对性地治理地下水污染提供了依据。     

广西钟山县非正规垃圾填埋场地下水污染调查评价与治理

由于历史的原因,我国迄今存在大量的非正规垃圾填埋场,由于它们在运行之前没有采取严格的防渗防污措施,致使垃圾渗滤液下渗导致当地地下水环境严重污染。为了探明广西钟山县非正规垃圾填埋场地下水的污染现状,对该埋场开展了详细的水文地质工程地质勘察。通过取水样进行水质监测发现,该场地的地下水环境中氨氮、汞、铁、大肠杆菌等指标已严重超标。利用解析法预测污染物的迁移速度,结果表明在地下水流作用及弥散作用下,污染物向下游缓慢迁移。基于地下水污染的后果及治理成本,建议采用"好氧降解+原位开采+机械分选+分类处置+场地恢复"修复工艺。     

吉林省城市地下水污染状况及防治途径

地下水的开发、利用和保护,不仅关系到国民经济的发展,而且关系到人民生活和健康。吉林省现有九个市,具有人口集中,资源、水源和能源消耗以及污染源集中的环境特点。尤其是“三废”任意排放和环境保护差的城市,不仅大气、土壤和地表水污染严重,也使地下水遭到不同程度的污染,成为全省地下水水质恶化最重的地区。因此,保护城市地下水资源和防治地下水污染是我省城市经济建设和发展中的一个重要内容。一、地下水污染状况根据1979——1982年我站城市环境水文地质调查资料,各市第四系浅层地下水污染比较严重,主要污染物见表1。概括来说,全省城市地下水污染有以下特点:     

甲苯在土壤地下水中迁移规律研究

石油泄漏导致甲苯等有机污染物污染土壤地下水,并且甲苯等石油类有机污染物对土壤地下水污染具有隐蔽性强、难以逆转等特点,污染治理难度大。因此,研究甲苯有机污染物在土壤地下水中运移规律是治理的关键。该文以某污染场地为研究区,以甲苯有机污染物为研究对象,考虑了淋滤、吸附的影响,采用模型计算方法,分析了甲苯在污染场地土壤地下水中迁移规律。结果表明：甲苯在土壤地下水中迁移过程中,淋滤作用对甲苯浓度变化影响显著;吸附影响下扩散作用及地下水位变化对甲苯迁移产生的影响均受到抑制。该文获得的甲苯在土壤地下水中迁移规律可为甲苯有机污染物污染场地修复提供依据。     

基于“层级阶梯评价方法”的地下水质量与污染评价：以铜川市为例

掌握区域地下水质量及污染状况,对于地下水污染防治、地下水资源保护与管理具有重要作用,尤其是对西部内陆干旱区地下水资源尤为重要。本研究针对陕西铜川市地下水进行了系统采样,通过分析常规指标、无机毒理指标、微量有机指标,利用"层级阶梯评价方法"进行了地下水质量与污染评价。水质评价表明,2011年铜川市浅层水水质相对较差,可作为饮用水源或经适当处理后可做饮用水源的样品占样品总数的60%,不宜作为生活饮用水源的样品占40%。浅层水质量受天然背景和人类活动的共同影响,主要影响指标为总硬度、NO_3~-、TDS、Mg~(2+)、SO_4~(2-);深层水水质相对较好,所有采样点均可作为饮用水源。深层水主要受天然背景影响,主要影响指标为Fe。污染评价表明,浅层水污染等级为1级、2级、3级、4级的样品分别占样品总数的44%、16%、32%、8%,污染主要分布在金锁关以南至川口以北的漆水河河谷地带;而深层水污染等级全部为1级,尚未受到人类污染影响。相比其他评价方法,层级阶梯评价法在区分天然背景和污染对地下水水质影响方面具有明显优势,结合区域背景分析和现场调查认识,能够成为科学掌握地下水水质及污染状况的有效手段。     

北京城近郊区地下水质特征与污染研究

目前,北京平原区地下水总体较好,局部地下水污染主要集中在城近郊区。通过研究表明,地下水的污染程度、范围与地下水的赋存条件、开采利用状况有密切联系。通过对历史资料的系统分析,查明其污染发展过程可划分为四个阶段:水质自然状况、水质污染缓慢发展阶段、水质污染加快阶段和趋于稳定阶段。目前北京在城近郊区地下水质逐渐趋于稳定。北京城近郊区地下水污染主要是工业、生活以及排污河渠等污染源的影响,其污染的程度．分布范围还与地区包气带岩性、结构、厚度有关,含水层的岩性及地下水流场控制着污染物的迁移。     

基于单体多维稳定同位素分析的地下水有机污染研究进展

单体多维稳定同位素分析技术(MD-CSIA)能够更加深入地解析地下水有机污染物的衰减过程,为监测目标污染物原位修复效果和探究其微生物降解机制提供技术支持。文中分析了MD-CSIA技术在地下水有机污染研究中的应用动态,讨论了利用该技术进行有机污染物来源辨识及其迁移转化过程示踪的可行性,着重指出该技术可有效判识有机污染物在地下水中的转化途径并量化其转化程度,最后预测了MD-CSIA技术应用研究的发展趋势。     

中国东部主要平原地下水质量与污染评价

利用我国东部平原地下水污染调查评价工作所取得的大量数据, 采用单因子评价法进行地下水质量评价, 采用检出法和超标法进行地下水污染评价.地下水质量评价结果显示, 我国东部主要平原可以直接饮用(Ⅰ~Ⅲ类水)或经适当处理可以饮用(Ⅳ类水)的地下水资源占47.9%, 不能直接饮用的地下水资源(Ⅴ类水)占52.1%;深层地下水质量一般好于浅层地下水.影响地下水质量的天然化学组分主要以锰、铁、氟、碘、总硬度等为主, 人类活动影响则主要体现在"三氮"(NO₃-、NH₄+、NO₂-)、镉、铅和微量有机等组分上.地下水污染评价结果表明, 地下水中"三氮"普遍呈面状污染特征, 重(类)金属呈点污染特征, 尤以铅、砷污染较严重, 有毒有害有机污染呈现"检出率高、超标率低"的特征.我国地下水污染形势严峻, 应该尽快推进全国地下水污染调查评价工作, 组织实施全国地下水污染防治规划, 遏制地下水污染恶化态势, 有效保护我国地下水资源与环境.      

地下水污染指示性因子指标体系构建

地下水是京津冀地区重要饮用水源,由于地下水资源不合理的开发利用和污染物排放,京津冀地区地下水受到不同程度的污染,严重威胁当地居民饮水安全,地下水污染预警和防治成为重点关注的环境问题之一。本文从预警和污物防控的角度,厘定了地下水污染指示性因子概念和内涵,提出了区域尺度地下水污染指示性因子指标体系的构建原则、方法和指标体系,从指示地下水地球化学环境、水质演化、地下水污染类型、污染源等4个方面选取了30个典型指标构建了地下水污染指示性因子指标体系,对关键评价指标的意义进行了具体分析。     

“水文地球化学研究进展”主题专辑目次

这本专辑由沈照理教授（1932—2020）的生前挚友、学生以及学生的学生共同发起,以纪念他90周年诞辰。1952年中国地质大学建校伊始,沈照理教授即来校任教,并一直奋战在教学、科研第一线。他曾任国务院学位委员会地质工科和环境科学与工程学科评议组成员、中国地质学会水文地质专业委员会副主任委员、环境地质专业委员会副主任委员、地质矿产部教育司主管的水文地质课程指导委员会副主任委员。他作为中国水文地球化学的主要奠基人之一,构建了学科体系的基本框架,出版了《水文地球化学》基础教材,前瞻性地对地下水污染、地质环境与人体健康、矿泉水和古水文地质等方面的实际应用问题进行了探索。从20世纪80年代开始带领我国学者参与水岩相互作用系列国际学术会议和相关领域科学研究,在2004年国际水岩相互作用会议上获得“中国水岩相互作用之父”称号。 沈照理教授的学术成就主要体现在以下四个方面：（1）在我国率先开展地下水中氮污染及氮循环机理方面的系统研究,对地下水中氮元素的归宿有了较为全面的认识;（2）倡导和推动我国水岩相互作用研究,提出在水岩相互作用研究中应关注环境问题,使水岩相互作用研究获得了更广阔、更持续的发展空间;（3）建立了古水文地质条件的分析方法,阐明了在不同古水文地质条件下地下水在金属成矿、油气成藏中的作用;（4）较早开展了地下水污染的调查、监测、评价和修复方面的研究,为我国地下水污染的研究起到了示范和推动作用。这些成就为近年来我国水文地球化学领域的人才培养和科技创新奠定了坚实基础,根深叶茂,桃李芬芳。可以告慰沈照理教授的是：他开辟或倡导的学术方向已经并将继续取得长足进步,从本专辑收录的论文,即可部分地看到这些进步。 本专辑共分为三个专题。其中“水文地球化学进展”专题共7篇论文,该专题在继承沈照理教授水文地球化学研究的基础上,研究领域向岩溶关键带、地下水地表水界面和地球深部等领域进行了拓展。专题以《高碘地下水成因与分布规律研究》一文为开篇,系统总结了不同的环境水文地质条件下高碘地下水成因模式,利用大数据模型预测了全国高碘地下水赋存情况,开展了地下水系统中有机碘形态定量表征、碘的水文地球化学行为微观机理识别和迁移活化过程定量模拟研究,为供水水质安全和预防水源性高碘甲肿提供重要的科学依据。紧随其后的是《深部水文地质研究的机遇与挑战》,对深部地下水分布与循环理论研究、深部地下水作用下地热与锂资源成藏、深部地热干热岩与页岩气等清洁能源开发、深部咸水层CO2地质封存、地质储能等方面涉及的深部水文地质研究现状和未来趋势进行了系统总结,提出储层非均质性刻画、热源机制、深部资源能源可持续开发技术、人工干预下深部资源环境演变特征、水力压裂诱发地震以及断层对流体触发的敏感性和触发过程演变等是未来很长一段时间内应给予重点关注的关键性问题。另5篇论文分别从水文地球化学进展、岩溶关键带水文地球化学进展、区域地下水污染调查评价综合研究、地下水典型氧化还原敏感组分的研究热点和趋势、氡在地下水地表水相互作用中的应用5个方面进行了系统总结并分析了未来发展方向。 本专辑的“水岩相互作用研究”专题共8篇论文,该专题除聚焦于沈照理教授关注的天然劣质水成因外,将水岩相互作用的研究思想和研究方法向岩溶碳汇领域扩展。其中《城镇化地区高砷地下水的赋存特征》《塔里木盆地南缘绿洲带地下水砷氟碘分布及共富集成因》《化隆—循化盆地不同类型高氟地下水的分布及形成过程》《华北平原高氟地下水中稀土元素分布和分异特征》《黄河三角洲浅层地下水盐分来源及咸化过程》5篇论文阐述了孔隙地下水中地质背景天然劣质水的成因以及人类活动驱动的影响;《普定岩溶水碳循环模拟试验场水体双碳同位素特征与碳足迹》《天津平原区浅层地下水水化学特征及碳酸盐风化碳汇研究》《湿润亚热带典型白云岩流域的岩溶无机碳汇强度》3篇文章从水岩相互作用的机理分析了岩溶区碳汇的形成过程。 本专辑的“地下水环境保护”专题共有8篇论文,该专题延续了沈照理教授将水文地球化学和水岩相互作用的原理应用到含污染物地下水系统研究的思想,并通过微生物技术的融入丰富和发展了该研究思想。这部分论文中提到的主要污染物涉及了有机污染物（《污染场地原位热修复技术与能效分析》《微生物场影响下的场地有机污染物迁移转化初步研究》《天津平原区加油站地下水石油烃污染特征及其生物降解机理研究》）、无机污染物（《高氯酸盐自然衰减的柱实验研究》）和放射性物质（《砂岩含水介质中铀的吸附和迁移行为研究》）等,涵盖了场地调查评估、室内模拟实验、数值模拟（《基于图像法的多孔介质双分子反应溶质运移IM-ADRE模拟》）和场地技术应用的环节,从物理、化学和生物视角（《准饱和地下水中驱替速率圈闭气体饱和度和准饱和渗透系数的关系》《长江经济带某石化场地中污染物分布与微生物特征》）提出了地下水中污染物迁移转化修复机理和技术。 值此专辑出版之际,感谢所有作者（包括论文未在本期刊出的）、审稿专家、廖福博士和编辑部同志所付出的辛勤劳动。我们坚信,沈照理教授开创的科学事业一定能够代代相传,一定会结出累累硕果！