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水文地质
地下水污染的途径有哪些?
1:工业污染源
主要包括工业废水、废渣。工业废水中含有各种有害的物质,特别是未经处理的废水,通过地表水 入渗污染地下水,岩溶泉水内各类工矿企业在生产和加工过程中产生的废渣、废料、废水等各种污染物排入河道后,变成纬状污染源,在灰岩河道大量入渗,导致地下水水污染。不同工业废水所含的有害物质不同,对地下水污染的影响不同。
化学工业中排出废物的污染最严重,污染的种类最多,它的污染源主要来自化学反应不完全所产生的废料、副反应所产生的废料、以及冷却水所含的污染物等。对水质污染的污染物主要是酸、碱类污染物、氰化物、酚类有毒金属及其化合物、砷及其化合物、有机氧化物等。冶金工业中的污水主要来源于高炉、电炉冷却水、焦化厂的蒸氨废水,轧钢冷却水。这些废水中含有酚、氰,渗入地下则使地下水遭受严重的毒性污染。另外各种机械厂的电镀车间,镀件冲洗水中常含有氰和铬等毒物,热处理厂,铸造厂等的污水主要来源于煤气发生炉,其主要毒物是酚、氰。电厂的冲灰水中主含有砷、汞等毒物。工业废渣主要包括高炉废渣、钢渣、粉煤灰、火电厂灰渣以及污水处理厂的淤泥等。这些废渣中常含有多种有害物质,有的甚至有剧毒。如:辽宁锦州铁合金厂,自上世纪50年代,露天堆放铬渣数年后,发现20多km的地下水均受六价铬的污染,8000多眼井水无法饮用。因此工业废水、废渣,若处置不当,经过分解、淋滤作用和下渗将会污染地下水。
2:农业污染源
农业污染源主要来源于土壤中的剩余农药、化肥和废污水灌溉等。一些常效农药如DDT、六六六等,由于它们在自然界比较稳定,在一定的时间内,会残留在土壤、水域及生物体内,并随着食物链逐步在人体内。引起一些不良后果。常用的化肥有氮肥、磷肥、钾肥等,土壤中这些剩余的肥料将随下渗水一起淋滤渗入地下水中,引起地下水污染。污水灌溉虽然在一定程度上可以使土壤的含氮量增加,土壤肥力大大增加,但另一方面,因污水含有各种有毒有害物质,长期使用污水灌溉,可能引起对农作物、土壤及地下水的污染,甚至造成农作物的减产。陕西渭河,她也是中华文明发祥地之一,是陕西人民的母亲河,是陕西经济社会发展的核心地带,上世纪80年代以前,河水清澈见底,人们可以下河捉鱼摸虾,游泳戏水,可谓一方乐水,但随着经济的发展和城镇人口的膨胀,这条河就开始污染,而且逐年加剧,上世纪90年代到现在已经发展到河水泛沫,臭不可闻,渭河基本丧失生态功能,被当地老百姓称为“关中下水道”,据2000年统计显示渭河流域80以上的工业废水和生活污水,通过渭河排放到黄河。目前这条河上不少农田,仍然在抽取这样的污染水进行灌溉。
3:生活污染源
城市的生活垃圾、废塑料、废纸、金属、煤灰、渣土等,含有较多硫酸盐、氯化物、氨、细菌混杂物和腐败的有机质,这些废物在生物降解和雨水淋滤的作用下,产生CL一、SO-。、NH、生化需氧量,总有机碳和悬浮固体含量高的淋滤液,并产生CO:和CH,这些垃圾的随意堆放,最终以污水形式补给并污染地下水,特别我国地下水埋深较浅的广大地区。有相当一部分农村,由于人们的生活方式发生了很大变化,单一的生活垃圾,在过去经过处理变废为宝,送到农田作为肥料,而现在生活垃圾到处乱堆乱放,有多少过去是地下水出露的洼地、池塘被生活垃圾填平,经过长期腐烂及大气降水淋滤,臭水、脏水、有害元素直接下渗地下水污染。
城市生活污水包括城市居民生活污水,科研、文教单位实验室排放的污水,医院污水等,未经处理直接排放,将直接或间接对地下水造成污染,对城市下游用水造成极大的威胁。陕西省2005年全省废水排放量总量为11.05亿t,其中工业废水7.55亿t,占废污排放总量的68.3,生活废污水3.5亿t,占废污水排放总量的31.7%。从地域分布上讲,废水主要分布在西安、宝鸡、咸阳、渭南四个市,工业废水和生活污水分别占全省的82.69%和83.8%。(太原市
某地区地下水水质演化趋势)?
4:采矿活动?
1)采煤过程中破坏了煤层所处的环境,使其原来的还原环境变成了氧化环境,煤炭中大多含有硫,煤层开采后处于氧化环境,以硫铁矿形式存在的与矿井水和空气接触后,经过一系列反应,使水呈酸性会形成PH值低于6的酸性矿井水,酸性矿井水会下渗污染下伏含水系统,或者经排水污染地表水水源。酸性矿井水排入河流PH值小于4时会使鱼类死亡,酸性矿井水排入土壤,破坏土壤的团粒结构,使土壤板结,农作物枯黄。酸性矿井水长期接触,可使人们手脚破裂,眼睛痛痒,通过食物链进入人体,影响人体健康。
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2)由于矿坑排水降低了地下水,是原来处于饱和带的矿体岩,转化为包气带,有些难溶矿物可转变为易溶矿物,经过风化,雨水渗入淋滤,或由于暂时停止抽水,水位回升时的溶解,是矿区地下水中增加某些成分,造成地下水水质恶化。?
3)石油的开采对地下水也产生一定影响,在对某油田地下水进行分层采样分析中,研究以本区外围的地下水作为背景值,以及地下水的三类标准作为判断标准,对地下水进行评价,得出本地区地下水2/3受到了污染,其主要的污染物是石油类污染物与NH一N,NO2一一N。?
太原市是山西省采矿业的集中地之一。采矿后堆积的尾矿经雨水淋滤后,极易形成地下水污染,而矿区废弃的坑道与钻孔在雨水或地表水体的影响下,恰好可能成为地下水污染的通道。同时,采矿排出的矿坑水(如采煤排水)通常pH值很低,这种酸性水渗入地下后可导致某些盐类进入含水层,由此产生的盐效应促使土体中方解石、白云石溶解,使钙镁离子溶入水中,地下水的总硬度升高。此外,采煤排水会降低地下水位,先前处于饱水带的矿物与大气接触后,由于氧化还原条件的改变会变得易于溶解,经风化、雨水淋滤后溶入地下水,使地下水的TDS升高。?
5:地下水超采
人类开采地下水活动可显著改变天然环境水文地质条件,促进了地下水污染的形成。为满足工农业生产发展的需要,太原市的水资源需求量极大,这必然导致大量开采地下水,从而引发地下水位续下降,形成地下水降落漏斗。水动力条件的改变使不同含水层之间发生联系,最明显的后果就是导致极易被污染的浅层潜水越流补给下伏承压含水层,使本不易受人类排污影响的中深层孑L隙水 也遭受污染。同时,在形成地下水降落漏斗的地区,先前的饱水带变为包气带,大气的进入促使土 体中的有机物分解,增大了土体中的二氧化碳分压,进而溶解了原本难溶的方解石、白云石等矿物,Ca¨,Mg进入水中,地下水的总硬度因此而升高。
在沿海城市,滨海区域,如果发生超采,产生地下水漏斗并不断扩大,会使海水倒灌,造成海水入侵,污染地下水。如我国北濒临黄海、渤海的沙质海岸和基岩海岸地带。在辽宁省大连、锦州、锦西、营口市,河北省秦皇岛市、山东省烟台、威海、青岛市的29个县(市、区)发生了海水入侵。据前几年统计发生海侵后Cl含量超过1000mg/L。海水入侵深入内陆的距离一般达5~8km,最大达11.5km。随着地下水超采日益加剧,海水入侵速度加快,面积增大。截止2007年,位于渤海 南部的莱州湾严重海水入侵面积为1000km,海水人侵最远距离达45km,海水入侵使滨海区域环境恶化,生态破坏。莱州市29个市属以上企业中,有18个企业所在地已受海入侵影响。一些产值和利润较高的工业单位,由于水源供水水井变成报废,而严重影响了正常生产。
大连市金州区西依渤海,东拥黄海,受自然地理条件和人为因素影响,海水入侵问题较为严重。1966年该地区地下水平均氯离子含量198.8mg/L,l969年379.5mg/L。1970年后开始大量开采地下水,氯离子含量以年递增58.3mg/L的速度增加。其中1979~1982年增长速度最快,平均 年递增162.2mg/L,1982年平均氯离子含量1136.8mg/L。1983年以后,由长年连续开采改为季节性断续开采,氯离子平均含量年递减89.2mg/L。l969年以前,海水影响最大距离l525m,属天然海水影响。到1977年共推进350m,1978年又推进375m。控制开采后,海水入侵的推进过程虽被扼制。但海水入侵面积仍不断扩大,1986年达21.3km,最大入侵距离4450m。
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