工業(yè)污水對(duì)地下水的影響和防治對(duì)策

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1工業(yè)污水中的污染指標(biāo)分析

在過去的研究中，科學(xué)家對(duì)氮、氨、重金屬和病菌等成分關(guān)注較多。最近研究工作者對(duì)污水中的其他污染成分（如有機(jī)污染物）也進(jìn)行了較多的研究。在以前的研究中，研究對(duì)象主要是污水灌溉區(qū)的土質(zhì)污染問題，對(duì)于工業(yè)廢水，其污染成分主要是高濃度重金屬離子［2］。對(duì)于該地區(qū)的地下水污染，主要研究對(duì)象為氮和致病菌。而地下水中的礦化程度和硬度的變化也有所研究，但是這些變化是否是灌溉活動(dòng)引起的，仍值得進(jìn)行更深入的研究。

2工業(yè)污水灌溉對(duì)地下水的影響

2.1研究方法

研究污水中的污染成分向地下水遷移的實(shí)驗(yàn)方法主要包括野外實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查取樣法、土柱淋濾實(shí)驗(yàn)。而其中土柱的淋濾實(shí)驗(yàn)是比較常用的一種研究方法，用工業(yè)污水和天然降水分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能分析出土壤中硬度、溶解性固體和氯離子的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理［3］。實(shí)驗(yàn)結(jié)果能表明灌溉地區(qū)淺層地下水的上述3項(xiàng)污染指標(biāo)變化和工業(yè)污水灌溉有關(guān)。

2.2灌溉區(qū)地下水硝酸鹽變化

盲目的污水灌溉使地下水的硬度和含鹽量大幅增加，尤其是硝酸鹽含量的增加，使得灌溉區(qū)地下水污染日趨嚴(yán)重。水土系統(tǒng)中的反硝化作用能夠降解一部分的硝酸根離子，但是工業(yè)污水灌溉是一個(gè)長(zhǎng)期作用的過程，排放到土壤中的硝酸鹽高于降解量，使硝酸鹽會(huì)在土壤中不斷累積，然后通過水的淋濾作用污染地下水［2］。含氮污水的灌溉試驗(yàn)研究結(jié)果表明：工業(yè)污水灌溉對(duì)底層土壤和地下水中的氨離子濃度影響不大，多數(shù)氨離子被上層土壤吸收和轉(zhuǎn)化；而污水灌溉對(duì)土壤和地下水中的硝酸根離子影響比較大，特別是長(zhǎng)期污水灌溉地區(qū)的土壤，容易使地下水受到硝酸鹽的污染。對(duì)于一般的工業(yè)排放污水，氨離子濃度較高，灌溉土壤之后，水中的氨離子與土壤表面膠體中的鈣離子和鎂離子發(fā)生交換反應(yīng)，造成地下水的硬度和含氮量的提高。而土壤中的氨離子會(huì)發(fā)生硝化反應(yīng)，生成的硝酸鹽會(huì)加重地下水的離子污染。能夠?qū)е碌叵滤捕忍岣叩脑蚝芏啵I(yè)污水的灌溉就是其中一種，工業(yè)污水中一般含有高濃度鈉離子和鉀離子，在遷移和置換的過程中，會(huì)將土壤和含水層中的鈣離子、鎂離子置換出來，造成地下水的硬度升高。

2.3污水灌溉中重金屬污染在地下水中的分布

工業(yè)污水灌溉時(shí)，其中的重金屬會(huì)被土壤中的小顆粒吸附，大多數(shù)的重金屬離子都會(huì)富集在土壤的上層，導(dǎo)致土壤的重金屬離子污染。土壤的吸附作用會(huì)降低重金屬向地下水中的運(yùn)移。對(duì)某污染區(qū)土壤不同深度土層剖面的重金屬元素測(cè)試分析結(jié)果表明，土壤有比較強(qiáng)的重金屬吸附能力，會(huì)阻止污水中重金屬污染當(dāng)?shù)氐叵滤Ｑ芯勘砻鳎寥乐械闹亟饘僦饕獣?huì)在20cm深度內(nèi)的上表層積累，縱向的遷移趨勢(shì)不大。但是不同的工業(yè)污水水質(zhì)不同，有的地區(qū)實(shí)驗(yàn)表明工業(yè)污水對(duì)土壤的重金屬污染都不明顯。進(jìn)入土壤后，重金屬的存在形態(tài)就轉(zhuǎn)而開始控制其遷移性，存在形態(tài)取決于重金屬進(jìn)入土壤時(shí)的組成形式、種類、含量和環(huán)境條件。土柱的淋濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，陽離子的交換作用、表面吸附作用、與有機(jī)質(zhì)的耦合作用和沉淀作用是重金屬離子在土壤中迅速衰減的機(jī)理。對(duì)于Zn和Cu元素在土壤有機(jī)物質(zhì)含量不高的情況下，土壤含水氧化物表面吸附是衰減的主要原因。對(duì)于Cr，Pb元素，沉淀作用是主要的原因。對(duì)以上重金屬離子的淋濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，它們主要在表層以下10cm深度內(nèi)積累，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，重金屬表現(xiàn)出向下搬運(yùn)的趨勢(shì)，然后對(duì)地下水進(jìn)行污染。

2.4工業(yè)污水中的生物致病體對(duì)地下水系統(tǒng)的污染

在工業(yè)污水灌溉對(duì)地下水污染的研究中，生物致病體的污染需要特別注意。導(dǎo)致地下水污染的病原體可以分為三大類：寄生蟲、細(xì)菌和病毒，主要污染物為后兩者。具體地區(qū)實(shí)驗(yàn)研究表明，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的工業(yè)污水灌溉，地下水中并未出現(xiàn)污水中測(cè)試到的大腸桿菌。但是一些病毒卻可以通過運(yùn)移作用到達(dá)深度較大的土層。原因主要是病毒的個(gè)體大小比細(xì)菌小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在通過土壤孔隙時(shí)不容易被土壤過濾除凈，從而容易隨著灌溉水進(jìn)入地下水系統(tǒng)，地下水受到病毒污染的可能性已經(jīng)開始受到科學(xué)家們的關(guān)注［4］。

2.5工業(yè)污水中有機(jī)成分對(duì)地下水系統(tǒng)的污染

石油工業(yè)排放的污水中會(huì)帶有很多種類和較高濃度的有機(jī)化合物。隨著科技進(jìn)步，人們對(duì)用水的水質(zhì)要求不斷提高，工業(yè)污水灌溉對(duì)地下水系統(tǒng)的有機(jī)物污染成為了新的研究課題。在我國某些污水灌溉區(qū)的地下水樣本中檢驗(yàn)出了接近60種有機(jī)物，其中致癌物質(zhì)達(dá)到數(shù)十種［5］。

3污水灌溉污染的影響因素和防治措施

污水灌溉對(duì)地下水系統(tǒng)的污染由多重因素決定，包括灌溉年限、灌溉強(qiáng)度和灌溉方式、污水中污染物種類及性質(zhì)、土壤類型及性質(zhì)、地貌及水文地質(zhì)條件等。必須經(jīng)過詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)研究，才能比較正確地分析預(yù)測(cè)利用工業(yè)污水灌溉可能對(duì)地下水系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。能否采用工業(yè)污水進(jìn)行農(nóng)田灌溉取決于當(dāng)?shù)氐耐寥李愋秃退牡刭|(zhì)條件。應(yīng)該避免在土層滲透系數(shù)大、含水層出露和地下水位偏高的地區(qū)進(jìn)行污水的灌溉操作，在水源周圍地區(qū)應(yīng)該嚴(yán)格禁止利用工業(yè)污水灌溉。土壤對(duì)污水有一定的凈化作用，但是凈化容量是有一定限值的，不能將灌溉的工業(yè)污水無限制地排放到同一地區(qū)土壤中；同時(shí)應(yīng)該對(duì)土壤污染程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，時(shí)刻把控污染閾值；及時(shí)對(duì)該地區(qū)地下水的硬度、重金屬和微生物等污染物的積累速度和地區(qū)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免出現(xiàn)嚴(yán)重和長(zhǎng)期的地下水污染事故［5］。對(duì)于所采用的工業(yè)污水，其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一定要達(dá)到污灌要求。當(dāng)前我國很多地區(qū)不采用科學(xué)的處理方法，直接使用未經(jīng)過無害化處理的工業(yè)廢水進(jìn)行農(nóng)田灌溉。而科學(xué)的利用工業(yè)污水進(jìn)行灌溉作業(yè)，應(yīng)該在灌溉區(qū)推行污水預(yù)處理技術(shù)，灌溉前對(duì)工業(yè)污水進(jìn)行簡(jiǎn)單的無害化處理，同時(shí)對(duì)灌溉區(qū)土壤和地下水水質(zhì)的各項(xiàng)污染指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。要實(shí)行科學(xué)的灌溉制度，避免灌溉用水水量過剩，引起地下水大面積的污染，應(yīng)該把灌溉污水當(dāng)作一種水資源，進(jìn)行合理調(diào)配，科學(xué)規(guī)劃。

4結(jié)語

工業(yè)污水灌溉技術(shù)可以作為緩解部分地區(qū)水資源稀缺問題的處理方案。但如果不進(jìn)行科學(xué)的管理調(diào)配，污水就有可能導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐叵滤到y(tǒng)的污染，使地下水中的硬度、硝酸鹽、微病原體、重金屬、硬度和有機(jī)污染物的濃度升高。國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，只要實(shí)施科學(xué)的管理措施，在灌溉之前進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查，制定出合理的灌溉方案，對(duì)灌溉用污水進(jìn)行灌溉前無害化處理，控制灌溉水量，避免盲目漫灌等，工業(yè)污水灌溉引起的污染完全是可以避免的。

本文作者：陳正想工作單位：蒼南縣環(huán)境保護(hù)局