造成地下水污染的几个因素研究

  地下水是非常宝贵的淡水资源，广泛应用于人民生活和工农业生产等各个方面。随着国家经济建设发展和人口继续增加，城市开发利用地下水日益广泛，迄今地下水已经成为我国城市和工农业用水的主要水源，全国三分之二的城市以地下水作为主要的供水水源，约四分之一的农用田灌溉靠地下水。地下水开采总量超过1000亿立方米，约占全国用水总量的15%-20%。有64%的城市地下水遭受了严重污染，33%的城市地下水受到轻度污染，基本清洁的城市地下水只有3%。

 

  一、农药对地下水的污染

 

  农药是农业生产中必不可少的生产资料，但它又是具有毒物属性的有害化学物质，因农业生产中农药的大量使用，其中相当一部分农药在土壤中具有较强的移动性，使用后易淋溶到地下水。地下水环境中微生物较少，同时处在避光和缺氧状态下，农药在地下水中往往不易降解，具有持久性，即地下水农药污染不可逆转。

 

  农药在土壤中迁移、淋溶特性的主要影响因子包括:农药的本身的理化性质(溶解性、吸附性、降解性等)、土壤的理化性质(有机质含量、粘度、粒径大小、结构等)、气候因素(降水、地下水埋深、光照、温度、湿度等)、耕作方式和微生物等。

 

  1、农药性质的影响

 

  农药对地下水造成污染，与农药本身的理化性质密切相关，如农药的溶解性与稳定性。农药水溶性越大，土壤对其的吸附越弱，越易通过淋溶作用进入地下水。不稳定的农药，其在淋溶过程中会很快消解，不易造成对地下永的污染。

 

  2、土壤理化性质的影响

 

  土壤质地的影响：土壤质地对农药在土壤中的移动性有很大影响，同一种农药，在砂性土壤中比在粘性土壤中移动性要强。研究表明，不同农药的淋溶速度大小均依次为:砂土>砂壤土>粘壤土>粘土。氯吟磷在土壤中淋溶移动性研究表明强弱分别为:砂土>砂壤土>粘壤土。杀虫双和多效畔在红壤较易移动，在黄棕壤和潮土次之。

 

  有机质及微生物的影响：有机质通过吸附降解作用，显著地影响着农药的移动性。对于分子型农药，土壤有机质含量越高，其对农药的吸附性越强，农药的移动性则越弱;反之，有机质含量越小，移动性越强。

 

  pH值的影响：土壤的酸碱性对农药的迁移转化有较大影响，主要表现在pH值对农药水解特性及其稳定性的影响。如克草胺在酸性条件下较易水解;甲基异柳磷在碱性条件下易水解;单甲脒在中性及碱性条件下均不稳定;而嘧啶氧磷在酸碱条件下都易水解。  土壤结构的影响：农药对地下水的污染，一般是通过土壤淋溶作用进入地下水的。而土壤的结构会直接影响土壤中水分子的流向，从而影响农药进入地下水及其在土壤一地下水间的分配。

 

  3、降雨量与地下水埋深的影响

 

  农药在土壤中的迁移主要是通过水的溶解作用随水进入地下水。降水或灌溉水是导致农药在土层中淋溶的动力学因素，降雨愈大，则农药的最大淋溶深度也愈大，两者呈正相关关系。降雨方式的不同，农药的迁移也会有别。大量集中降雨会使部分农药随地表径流流失，从而减少了对当地地下水的污染，但增加了河流的污染程度。长时间的小雨会增加土壤对水的吸持量，使其进入地下水的量增加，从而增加了农药对地下水污染的可能性。

 

  4、耕作方式及其它环境条件的影响

 

  农药对地下水的污染与农药的施用量、施用频率、施用后管理等因素有关。农药对地下水的污染大多发生在正常和大量施用农药后管理不善的地区。地下水中检出有高浓度农药的地区与该地区高频率地使用农药成正相关。

 

  二、生活垃圾对地下水的污染

 

  生活垃圾是地下水资源重要的污染源之一，垃圾问题是一类特殊的环境问题，具体概括为“四最”:即最难处理的环境问题、综合性最强的环境问题、最晚得到重视的环境问题、最贴近生活的环境问题。

 

  1、国内外垃圾处理对比

 

  国外对垃圾的处理方法主要是填埋、焚烧和堆肥，不同的处理方法有不同的要求。垃圾焚烧处理要求废物中可燃物具有一定的比例，垃圾堆肥要求有机质含量要高，而垃圾填埋的方法能够处理所有的城市垃圾。中国垃圾处理起步较晚，垃圾无害化处理能力较低，曾出现垃圾包围城市的严重局面。近年来，中国环境卫生行业有了较大的发展，使城镇垃圾处理水平提高，垃圾包围城市的现象有所缓解。

 

  2、垃圾堆放场对地下水环境的影响

 

  垃圾堆放场可以产生垃圾淋滤液，这是一种垃圾经压实、生物降解生成的水以及渗入场内的雨水、地表水和地下水经垃圾层渗滤出的污蚀液体，其成分相当复杂，包含大量的有机物、无机盐及品种繁多且含量超标的重金属类物质。垃圾淋滤液一旦进入土壤和地下含水层造成了污染。

 

  主要包括地层岩性、垃圾组分性质和毒性以及污染源的强度等。整体而言，各垃圾场均反映出风险随距离增加而变小的趋势，对于砂砾石、粗砂等含水层，风险随距离加大基本呈现直线下降趋势，对粘土、砂质粘土等含水层，风险与距离基本呈现指数下降关系，即随着含水层岩性变细，风险与距离的关系由线性关系逐渐向指数关系变化。对同种含水层而言，相同距离点的风险主要和污染物质种类、浓度和毒性相关，污染物种类多、浓度大、毒性越强，风险越大。污染源的强度主要控制着风险持续时间，源强越大，风险存在的时间就越长。

 

  三、矿物质对地下水的污染

 

  1、国内现状

 

  中国北方约7Gm3/a的地下水径流系统中，有约2.7Gm3/a的地下水系统处于人类各种采矿活动的范围内。受采矿活动影响，这些地区的地下水系统及水资源的天然平衡和补径排条件发生了重大变化或者一定程度的破坏。

 

  2、矿区开采的影响

 

  由于矿区的开采产生的有毒有害物质的来源为矸石山的渗滤液，矸石山的自燃产生的有毒有害气体在雨水的作用下，渗入土壤而造成污染，洗煤水的渗滤作用，矿并水深入地下水等，造成土壤及地下水的污染。

 

  洗煤水中含有大量的煤及泥沙，有时含有溶解性有毒物质，如铜、铁、锌、铝等。洗煤废水酸度很高，且含有大量煤。矿物中的硫磺由于生物的作用成为硫酸，与其他元素作用形成其他的如硫酸铁等的化合物，当洗煤水渗入土壤及地下水中，造成地下水体的污染。  矿井水通常是指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水。

 

  来自煤矿矿井水和选煤废水的主要污染物有: 有毒污染物包括:汞、铅、铬等重金属;氟化物、氰化物等无机毒物及一些有机毒物，很容易被生物吸收和积累;放射性污染物包括:天然铀、镭、氧的a系列核素;无机污染物包括:无机酸、盐类和无机悬浮物。

 

  3、矿区污染物的污染机制及特点

 

  矿区污染物对地下水污染的机理：矿区污染物对地下水污染的主要形式有两个方面。其一，可溶盐溶解。污染物 中的无机盐类具有很强的可溶性，是地下水污染组分的主要物质来源。其二，水文地球化学作用。

 

  矿区污染物对地下水污染的特点：

 

  a.隐蔽性

 

  b.难以逆转性

 

  c.迁移性

 

  d.长期性

 

  e.污染离子的多样性。