棕地地下水污染修复技术筛选方法研究——以某废弃化工厂污染场地为例

科学合理的地下水污染修复技术筛选方法对于有效修复受污染地下水体、节约修复工程成本、保护地下水资源、维护生态系统安全和人体健康具有重要意义。以某化工厂遗址早期排污渗坑为目标污染源,在结合水文地质勘查和地下水人体健康风险评价的基础上确定场地受污染地下水修复目标污染物,根据污染物迁移性、降解性、人体健康风险等指标及抽出处理、化学修复、生物修复、渗透反应格栅等地下水污染修复技术特点,使用偏好顺序结构评估法(PROMETHEE)进行修复技术筛选。结果显示,该场地地下水中主要污染物为1,2-二氯乙烷、1,4-二氯苯等有机污染物,其中1,2-二氯乙烷在呼吸吸入条件下的最大致癌风险达9.54×10-7。化学清除、监测自然衰减等四项技术适用于该场地地下水1,2-二氯乙烷修复,化学清除法综合排序分值最高,而在成本优先控制条件下,监测自然衰减技术更为适宜。研究对于我国场地地下水污染调查评估及修复工作具有积极的参考意义。     

浅析地下水污染及其防治措施

地下水是人类宝贵的淡水资源,受到人类活动的影响,遭受污染日益严重。地下水污染的成因有地下水超采导致地下水水质下降,地表污水、废水排放和农耕污染造成的硝酸盐污染,石油和石油化工产品的污染,垃圾填埋场渗漏污染。地下水污染的复杂性表现在污染物种类繁多、污染途径隐蔽、污染机理复杂、污染防治系统庞大、地下水流缓慢等,一旦污染很难治理,即使花费很大的代价,耗时较长,也难奏效,故应以预防为主,防治结合,加强地下水保护。提高对地下水污染的重视程度,要强化政策、法制和管理手段,统筹规划,合理开发地下水资源,建立水质监测网,加强水质监测,发现问题及时解决,人工补给被污染的地下水,对污染的地下水采用物理、化学和生物方法进行治理。     

基于不确定性的地下水污染风险评价研究进展

地下水污染风险研究在工程决策中具有重要意义。但地下水系统本身具有各种不确定性,基于这些不确定性的地下水污染风险评价也因此具有不确定性,而且贯穿整个地下水污染风险评价过程。所以,进行不确定性分析是对地下水污染风险进行评价时的必要步骤。一般来讲,基于不确定性分析的地下水污染风险评价结果更可靠,因此也更具有实用价值。本文在对不确定性进行分类（随机不确定性和模糊不确定性）的基础上,通过大量文献调研和分析,对目前国内外用于地下水污染风险评价分析的不确定性分析方法（包括随机理论方法、模糊理论方法、随机-模糊耦合方法等）进行了归纳总结,并基于各种方法目前的研究现状,分析了不确定性理论在地下水污染风险评价研究中的发展前景。     

污染地下水治理过程不确定性的影响因素分析

污染含水层系统中地下水质的恢复之所以往往收效不大，在于地下水去除污染过程中存在诸多不确定性因素。文中把之分为两类：一类具有客观不确定性；另一类则具有主观不确定性。前一类中包括：(1)污染含水层介质的非均一性；(2)污染物的非平衡吸附作用；(3)污染物吸附分配系数的非均一性；(4)部分有机污染物的非水溶性；(5)PAT方案中非完整井以及水流的影响等。后一类则包括数值模拟中模型的概化以及参数的取值等。最后，概述了研究此类问题较为有效的方法，即应包括问题的定义、不确定性分析以及风险(或失效)评估等。     

城市地下水污染成因分析——以山西省太原市为例

太原市属于我国北方的半干旱地区,地下水资源是区内最重要的供水水源。然而,该地区代表性地下水的水质演化趋势与常规污染物分布特征表明,区内地下水已经遭受污染,在研究区南部,地下水污染问题尤为突出。分析了研究区地下水污染的原因,结果表明人类活动是最主要的因素,包括地下水开采、工业与生活废弃物的排放、农业污灌、化肥及农药的施用、采矿活动等。     

序

中国是世界上水资源极为短缺的国家之一。作为一种重要的国家战略资源,地下水对于保障我国饮用水供水安全具有举足轻重的作用。据水利部2018年水资源公报,我国地下水供水量976.4亿m3,占总供水量的16.2%,是400多个城市（占城市总数的60%以上）的主要水源。作为重要的饮用水源,地下水的水质好坏直接影响饮水安全和人民身体健康。 我国有1/3左右的地下水是在天然地质条件下形成的原生劣质地下水,分布广泛,不宜作为生活饮用水源。 随着人类活动加剧,地下水污染日趋严重。据中国地质调查局的调查结果显示：在北方地下水强烈开采的地区,浅层地下水矿化度、硬度显著升高;南方部分地区浅层地下水酸化明显,珠江三角洲地区酸化尤为突出。国家地下水监测工程2018年对全国地下水监测点35项无机组分水质指标测试结果显示我国地下水水质为I类的仅占2.13%,II类的占11.01%,III类的占1.91%,而IV类高达68.39%,V类的占16.56%,可见全国地下水水质污染程度之高。地下水质的恶化造成”水质性缺水”,它又进一步地加剧了我国缺水的严峻局面。 地下水污染具有来源复杂和污染途径众多的特征。环境中的污染物可以通过各种自然和人为途径进入地下水系统,导致地下水污染。人类活动,如农业灌溉、农药化肥的使用、工业废水和城市污水的下渗、化学或有毒有害废物的泄漏、地下水开采、地面污染物随降水淋滤渗入、受污染的地表水与地下水交互作用等,都是污染物进入地下水的主要途径。 地下水污染是一个复杂的地质地球化学生物地球化学的耦合过程。污染物进入地下水系统后,受各种物理、化学和生物因素的影响在地下水中迁移转化。对流、扩散、弥散等物理过程,沉淀溶解、吸附解吸、氧化还原等化学反应,生物富集、降解、萃取等生物过程,不但直接和间接影响地下水污染物的迁移和转化速率,以及地下水中污染物的浓度及其时空分布,而且也会导致地下水环境条件（如溶解氧浓度、氧化还原电势、微生物群落组成和功能的改变等）的变化,而环境条件的改变反过来又影响污染物迁移转化速率。 地下水污染具有长期性、隐蔽性和难以修复的特征。开展地下水污染过程的深入研究,不仅是认识污染物在地下水系统中迁移转化规律以及它们对生态环境影响的基础,也是控制污染源头、开发经济高效地下水修复和管控技术的关键,对保护地下水资源和饮用水安全具有重要的战略意义。 20世纪80年代以来,美国等发达国家投入大量资金和人力资源,在地下水污染防治技术领域取得了众多创新成果,地下水环境修复产业也日趋成熟。而我国地下水污染的系统防治工作开展相对较晚,加上我国地下水污染成因和水文地质条件复杂多样、研发投入不足、地下水环境修复产业基础较为薄弱等,造成我国在地下水污染防治技术方面还存在着一系列亟待解决的难题。 当前地下水面临的巨大污染风险和水质安全问题,引起了党中央和各级政府的高度关注。习近平总书记特别强调“确保地下水质量和可持续利用是重大的生态工程和民生工程,坚决遏制地下水污染加剧的趋势”。近年来,在科学技术部、国家自然科学基金委、生态环境部、自然资源部等支持下,我国相继开展了一系列有关土壤和地下水污染防控的重大科技攻关项目,在地下水污染调查和评价、地下水污染物迁移转化机理、地下水质保护和地下水污染修复关键技术、材料和设备研发等方面都取得了重要进展,有力地推动了地下水污染防治工作。 科技期刊是科技事业的重要组成部分,是科学技术发展的基础支撑和国家战略资源。《地学前缘》作为具有广泛和重要影响的地学主题性学术期刊,创刊以来,出版发行了一系列主题专辑,对推动地学事业发展和服务现代化建设发挥了重要作用。为及时总结我国地下水污染和修复的前沿研究成果、发展态势、研究热点和难点,《地学前缘》编辑委员会约请郭华明、苏小四两位数授担任特约主编,指导和组织了本期“地下水污染与修复”专辑,共收录了21篇稿件。这些稿件紧扣中国地下水污染现状,内容丰富,涵盖了地下水污染调查与评价、地下水污染监测、地下水污染成因与模拟、地下水污染修复技术等诸多领域,很好地展现了我国地下水污染防控领域研究的新进展。相信本专辑相关论文的发表,必将进一步推动我国地下水污染防控领域的科技进步。 正如习近平总书记所强调的那样,“确保地下水质量和可持续利用是重大的生态工程和民生工程”。我国地下水污染的防控任重而道远,需要一代又一代的科研工作者瞄准学科发展前沿,响应国家需求,不断攻坚克难,为取得“蓝天、碧水、净土”攻坚战的胜利做出我们应有的贡献。 吉林大学 2021年9月10日     

地下水污染研究中的几个问题

地下水污染研究中要讨论的问题很多。本文的主要内容是介绍关于地下水污染含义的各种观点,并提出作者的看法;综合归纳包气带中污染物的各种水文地球化学作用,并介绍监测包气带污染物迁移的各种方法;最后讨论地下水资源区域防护及局部防护的问题,并提出含水层防污性能的分类及地下水供水水源地防护带确定方法。     

地下水水质评价与水资源管理：水文地球化学与同位素方法的应用研究进展

地下水系统是包含地质环境、地下水动力、地下水化学等子集的综合系统,早在2000年前的古罗马时代,人们就已应用水文地球化学方法开展地下水的水化学特征、地下水补给、径流与排泄等研究。近现代同位素技术的发展,为开展地下水补给和可更新性、追踪地下水污染等方面的研究,提供了极大帮助。研究者通过分析地下水样品的水文地球化学指标,如K~+、Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+)等离子,结合δ18 O、δD、δ37 Cl、δ81 Br等稳定同位素指标,在地下水径流特征分析、水岩相互作用过程、地下水咸化、地下水资源管理以及地下水水质问题等研究方面取得了大量成果。本文概述了国内外近年来应用水文地球化学与同位素结合的手段进行地下水系统研究取得的成果及进展,着重回顾了在地下水咸化、地下水硝酸盐及微量有机污染以及地下水资源管理研究中的应用成果。文末讨论了应用水文地球化学与同位素结合的手段研究地下水系统的基本方法,探讨了开展地下水质质量评价与地下水资源管理的科学方法,展望了水文地球化学与同位素方法在地下水有机污染调查研究中的应用前景,认为该方法可以为地下水中新型及持久性有机污染物的来源及污染特征研究提供重要支撑。     

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。     

基于过程模拟的地下水脆弱性评价研究进展

地下水脆弱性评价是进行地下水污染防控的关键。经过近40年的研究,过程模拟法被认为是最具实际意义和最精确的评价方法。目前学者对地下水水流和溶质运移模型与地下水脆弱性评价的耦合进行了探索研究,充分发挥了过程模拟法物理意义明确、评价结果可靠度高、主观性低、实用性强等优势。但该法仍受限于水流和水质长观资料、存在不确定性、不易获取表征特征污染物在地下水系统中的转化过程的定量参数等缺点,因此,未来包气带中溶质迁移转化理论、包气带和饱和带的耦合模型、随机模型和各种智能方法与过程模拟法的结合、过程模拟法和评价结果的不确定性以及GIS技术与各种数学模型的结合都将是基于过程模拟研究地下水脆弱性的重要发展方向。     

地下水污染场地风险管理与修复技术筛选

国际上对于地下水污染场地的控制与修复研究已经取得了许多成果,已有成功的修复实例。我国虽然起步晚,但非常重视地下水污染的防治,开展了全国范围的地下水污染调查,并进行了地下水污染的防治规划。地下水污染的控制与修复已经逐渐进入示范性研究阶段。面对地下水污染场地风险管理的不同方法,以及众多的污染修复技术,如何制定风险管理策略,如何在各种各样的修复技术中筛选合适的技术或技术组合,对于地下水污染场地的防治具有非常重要的意义。笔者分析了发达国家地下水污染风险管理策略,结合在地下水污染场地研究方面的经验,对一些主要的地下水污染修复技术进行了分析论述,提出了考虑污染物特征、场地水文地质条件的地下水污染修复技术的筛选过程和方法。     

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。     

地下水常见无机污染物研究进展

地下水是水资源的重要组成部分,随着人类社会工业化的不断发展,地下水污染问题也日益严重。全球对地下水污染的研究飞速发展,欧美等发达国家对地下水污染的研究开展较早,已形成了较完善的研究和水污染治理机制,而我国对地下水的研究和治理起步较晚。文章综合论述了地下水中几种常见无机污染物的研究和治理现状,总结了它们的检测技术、污染物来源以及危害和目前主要治理技术,以引起对地下水污染研究和治理的高度重视,为正确认识和辨别地下水污染的毒害,达到科学准确检测、合理高效治理的目的。     

盘锦市盘山县地下水可持续利用研究

我国现今地下水的储蓄量在逐年下降,地下水的匮乏已成为不可忽视的资源问题。根据盘山县地下水资源的特点,针对盘山县地下水资源采补失衡的现状与存在的主要问题,从加强监测、压缩开采、合理利用等方面进行保护研究,既可改变地下水被破坏的现状,又能实现盘山县地下水资源的可持续利用,进而为盘山县经济社会发展提供可靠的水资源支持。     

陕西省地下水污染现状分析及防治对策

我国地下水污染正面临着由点到面、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。根据地下水污染的成因,地下水污染源可以分为工业污染源、农业污染源、生活污染源和自然污染源。在我国目前的地下水污染防治工作中,存在着法律法规不健全、管理责任不明确、地下水资源定价不合理、监测网络建设滞后和缺乏有效的防治技术等政策与管理问题,使得目前的地下水污染问题没有得到有效的遏制。提出完善地下水环境保护的法律法规体系、将地下水和地表水污染防治纳入统一规划和管理、合理确定地下水资源价格、加强地下水监测网络建设和污染防治技术攻关的政策建议。     

地表水污染源识别方法研究进展

地表水污染源的准确识别对于突发水污染事件中制定补救策略、确定责任方具有重要的指导意义。从污染源识别的基本问题出发,综述了地表水污染源识别的两类方法,一类是数学模拟法,包括直接求解法和间接求解法,直接求解法又包括解析法和正则化方法,间接求解法又包括模拟优化法、概率统计法及耦合算法;另一类是足迹分析法。在此基础上,系统地讨论了污染源识别的不确定性,包括污染源信息、观测数据、地表水模型、水动力条件、污染物性质5个方面。并指出地表水污染源识别的不确定性和时效性是制约其应用价值的关键因素,需要在方法耦合、识别效率提高、不确定性分析及污染物性质等方面做进一步的研究。     

地表水污染源识别方法研究进展

地表水污染源的准确识别对于突发水污染事件中制定补救策略、确定责任方具有重要的指导意义。从污染源识别的基本问题出发,综述了地表水污染源识别的两类方法,一类是数学模拟法,包括直接求解法和间接求解法,直接求解法又包括解析法和正则化方法,间接求解法又包括模拟优化法、概率统计法及耦合算法;另一类是足迹分析法。在此基础上,系统地讨论了污染源识别的不确定性,包括污染源信息、观测数据、地表水模型、水动力条件、污染物性质5个方面。并指出地表水污染源识别的不确定性和时效性是制约其应用价值的关键因素,需要在方法耦合、识别效率提高、不确定性分析及污染物性质等方面做进一步的研究。     

地下水污染风险预警等级及阈值确定方法研究综述

预警等级及阈值的科学确定对地下水污染风险预警系统的建立起着至关重要的作用。当前我国地下水污染风险预警相关研究尚处在探索阶段,未形成科学完备的理论与方法体系。文章基于国内外已有研究报道,较系统地梳理了地下水污染风险预警相关研究,归纳总结了预警等级及阈值确定方法的研究现状,并对进一步研究做了展望。目前阈值主要的划定方法有相关标准法、临界值法、综合评判法等。相关标准法适用于大尺度宏观区域,临界值法在基础资料较完善的研究区域具有较强的针对性和准确性,而综合评判法能够处理多个变量因素,能对定性因素做出量化评价,适用于变量、定性因素较多的研究区域,为不同条件研究区地下水污染风险预警等级划分及阈值划定方法的选择提供了理论依据。最后指出在完善我国地下水污染风险预警体系理论方法的工作中,应当进一步关注:（1）多学科研究成果的交叉渗透,借助多方法交互应用;（2）加强与地下水污染相关的水文地质调查与监测工作,不断提高地下水污染调查研究程度;（3）综合分析地质、污染源、地下水价值及动态等地下水污染影响因素,以提高预警结果科学性。     

基于MAROS平台的地下水污染监测网优化设计

以东北地区某石油烃污染场地为例,在充分掌握研究区内地质、水文地质条件以及相关污染监测数据的基础上,以最优化监测决策支持系统——MAROS为平台,对研究区内现有地下水污染监测网进行优化设计。在阐述数理统计方法、Delaunay方法以及修正的CES方法原理的基础上。分别对区内单井浓度变化趋势和监测网系统污染物质量的空间矩特征、监测井的冗余性以及单井监测频率的有效性进行了分析:基于MAROS平台优化结果,并结合现有地下水污染监测网中取样点的冗余性、空间分布以及监测频率的有效性的分析,提出了该研究区的地下水污染监测网的优化设计方案并分析了其相关影响因素及不确定性因素的影响。研究结果显示,在现有地下水污染监测网中可以去除5口监测井,并根据每口井中污染物浓度的变化趋势、空间分布及其冗余性调整为一年四次、一年一次、两年一次或不监测,进一步提高区内地下水污染监测网的监测效率、降低监测费用,并对地下水污染防治和修复工作具有重要的指导意义。     

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。