地下水污染场地污染控制与修复研究_黄小龙.pdf

地下水污染场地污染控制与修复研究黄小龙(广东省地质局第八地质大队 广东 梅州 5 1 4 0 0 0)作者简介黄小龙(1 9 8 8年),男,籍贯:湖北省丹江口市;工程师;本科;专业:水工环地质,研究方向:水工环地质。摘 要 面对地下水环境污染问题,文章认为未来必须建设地下水环境污染的预警系统,为环境污染的防治奠定坚实的基础。文章也阐述了地下水环境污染管理和恢复技术,同时针对于地下水环境污染防治与管理的基本原则展开了论述。文章对地下水污染修复技术处理效果进行了分析,以期为同行进行地下水污染场地污染控制与修复提供参考。关键词 地下水;污染场地;污染控制;修复 引言随着国民经济的高速发展,各种垃圾的排放量日益增多,使得地下水污染日趋严重。例如,工业废水污染治理、工业垃圾、城市垃圾填埋场的泄漏、石油化工传输、粮食贮存罐破坏、农作物灌溉等,这些都造成对地下水环境造成污染,从而使得原本就已经比较紧迫的水资源紧缺问题更加严峻。地下水如果受到污染,治理费用和耗时巨大。以美国超级基金项目为例,在二十多年里,美国政府对于土地和自然资源污染所达到的总花费大约为7 5 0 0亿美元,而单单清理因石油渗透带来的环境污染花费就超过了1 6 0 0亿美元。因此未来首先就必须做好污染源的分析、污染物排放途径的分析、污染物排放在地下水环境中的移动与转化工作,在这一基础上进行对地下水污染的控制和修复。1.地下水污染场地的类型地下水污染场所场地将会给中国地下水资源带来巨大的危险和负面影响,未来需要进行研究。图1是我国地下水污染场所分类,在下图中可以发现,我国地下水类型的环境污染场所类型基本覆盖了人们经济生活的方方面面,比如工业、农村、市政等等。单单城市居民生活垃圾堆填地渗筛液泄漏所造成的地图1 地下水污染场地类型下水环境污染问题就相当巨大,大部分城市以前建立的垃圾填埋场,都缺乏相应的卫生防护措施,从而导致了对浅层地下水的污染。再比如,都市中诸多的站点地下储油罐泄露和污水排放管线的泄露等问题就相当常见,这也导致对地下水的环境污染。2.地下水污染修复的基本原则参照发达国家对地下水环境污染修复的研究成果与经验,根据自笔者所进行的对地下水环境污染研究、模拟预测、污染预防等的研究经历,总结出了地下水环境污染与控制的主要几个原则。首先污染源的消除是重要方面,对地下水的污染控制与处理关键就在于可以消除和净化污染源,并且断绝流入地下含水层的污染源头。其次,也就是对污染晕的控制是重要前提,在地下水污染修复的过程中,就必须避免地下水污染的范围逐步扩大,进而导致污染面积随之增大。发达国家的成功经验已经证明,污染地下水的恢复属于一项十分漫长的过程,必须通过更加科学的方式和技术手段抑制污晕的扩散,以防止造成环境进一步的损害和影响,这才是污染防治的基本前提。最后,必须在基本消除污染源、污染晕得以有效控制的情况下,才能采取更综合的方案与技术措施来开展环境污染修复工作。3.地下水污染预警系统的建设根据防患于未然的基本原则,提供预防水体进一步污染以及提高地下水环境质量的科技措施十分关键。所以,在这一过程中就有需要及时对地下水资源的变化状况做出分析和预警,为自然资源管理提供了相应的依据。中国国土资源部门对全国地下水水质开展了系统化的监控,水利部门也进行了检测和分析,虽然同时拥有丰富的系列监测资源,但对这些资源的充分研究与运用很多时候仍然不够,主要问题就是缺少对全820DOI:10.16631/15-1331/p.2022.06.014国地下水水质发展变化进行预报与预警等方面的工作。尽管地下水数值模拟的研究进展迅速,已经能够对水量、水质等作出了三维的预测,不过在数据模型中需要具备相应的地层岩性、水文条件等方面的资源时,就必须具备更高的研究程度,涉及主要因素的模拟要求的数量也相当大,所以必须在条件具备的地方,才可以使用数据模型。其实,通过运用各种地下水动态资源对地下水水质进行大数据分析和调查,也是一个切实可行的方法。在这一过程中可以参照预警理论,运用随机、非确定性模式来对地下水水质变化实施预警,并建立了计算机软件系统,从而能够为地下水资源环境污染防治提供科学依据。通过开发地下水预警系统,可以使地下水观测与资料的分析更具实时性、动态性,同时也提高了利用地下水观测资料为国民经济的服务水平与帮助。除此以外,政府还能够使用这一系统来实现反馈数据分析,这就能够为国家地下水资源的有效保护与发展提供决策支撑。4.地下水污染的控制与修复首先必须从污染源展开调查和研究,内容主要涉及污染源的性质辨析、污染程度、区域确定因素等。对地下水污染场所污染的遏制与恢复首先必须消除污染源、限制物质来源,然后则是必须兼顾到环境污染的降低,包括含量与毒性物质的减少,还有物质在环境中产生的转化能量的减少等。要研究环境污染的地下环境迁移和转化效应,则是必须构建数值模型并通过仿真预测,从环境污染的传播途径上阻断环境污染的转化,从而实现对污染晕的可控。最后再实现对通过环境风险评价后的已污染场地废水实行异位处置和原位恢复。4.1地下水污染的异位处理方法首先分析污染混凝土体挖掘方式,针对环境污染区域较小的情形下,可通过挖掘污染源处的污染混凝土体,然后再加以处理的方式来消除污染源。这个方式对地下水污染的监控与管理效果特别好,不过对环境污染面积很大的区域,挖掘土体的方法在很多时候都难以实现。其次,则是需要分析提取方法与处置方式,这些方案都可以通过提取已经污染的地下水,然后直接在地表加以处置。处理方式既可以是物理化学法,也可能是微生物法等。通过持续抽污染地下水,还可以使污染晕的范围与污染水平逐步减小,从而使含水层介质中的污质通过向水体转移而得以消除。目前,抽取的处理方式已被广泛应用于对地下水环境中易溶性污质的回收和处理上,但在这一处理过程中有时需加入表面活性剂,来提高对溶质粒子的溶解能力,进而提高处理速度。对由含水层中提取出的污染地下水,可通过环保行业污水处理的多种方法进行处理,比如碳吸收、化学氧化、微生物处理等。4.2地下水污染原位处理方法首先分析了污染土壤气体提取法,污染土壤气体提取法属于对土壤中挥发性有机污染物进行原位恢复、处置的一个新方式,这一方式可用于解决包气带中岩石介质的环境污染问题,从而保证了包气带土中的污染物质进入气相,进而得到排除。这一系统还要求能够在包气带当中设有抽气井,并且通过真空泵从地表抽出了包气带当中的所有空气,至于抽出的空气则是必须进行碳吸附和除水汽处理以后,方可进入大气环境之中。其次,则是需要分析微生物排气法,这一方法同时也是污染土壤废气提取法的一部分,属于直接从地包气带中注入和抽出的空气,从而提高了地下空气含量,并促进了非饱和带细菌的降解。这一方案也可能应用于所有可降解的物质污染,不过一般来说常应用于对石油等碳氢化合物污染的处理。再次则是井中汽提方式,这一废气除去方式包含了透过地下水加以循环系统,在除去井中废气将地下水当中挥发性的有机物汽化,而污染废气可选择直接在地表处理或是加入包气带,透过微生物加以分解。部分经过管理的地下水能够直接透过注入包气带后再渗透到地下水面内部,没有经过管理的地下水则由底层流入大水井以代替已被提取的地下水。而部分经过管理的地下水则能够透过逐渐地循环流入大水井内部再被提取管理,这样继续推进循环系统,直至最后实现管理目标。4.3地下水污染修复技术处理效果分析一般的地上水污染物理化学解决、微生物处理方式都相对完善,但对于解决水中的环境污染很多时候出 现 了 费 用 过 大、持 续 时 间 较 长 等 问 题。所以,目前针对于已被严重污染的地下水环境,人们比较趋向于采用对废水进行的原位处理,尤其是微生物原位处理方式。而事实上,在环境污染刚刚出现时,由于地下水污染浓度比较高,特别是在污染源附近,此时采用抽取处理方式十分合理,但在地下水环境环境污染逐渐恢复的后期,这一方法效果较差。之所以出现这个状况,最主要的原因是由于污染物由含水层结构以及固相介质向水体的转移速度都越来越低,具 有一 定 的 拖 尾 效 果 和 回 弹 效果,所以若只通过抽取处理方式完成污染对地下水区域的恢复,则大概需要数十年的时间。所以,在地下水污染场地的后期处置中许多时候都必须采取微生物原位处置等综合性方法。结论综上所述,在地下水污染场地污染控制与修复过920 水文地质、环境地质、工程地质程中,必须要坚持目标可达性、技术有效性、经济合理性、技术安全性以及可实时性这几点基本原则。与此同时,为从根本上解决地下水污染问题,降低地下水污染发生的概率,还需要建立一个完善的地下水污染预警系统,以便于第一时间发现并及时解决地下水污染问题。一旦发生污染,则可以采取地下水污染原位处理与异位处理这两种技术手段。首先采取异位处理能够使污晕的范围与污染水平逐步减小,从而使含水层介质中的污质通过向水体转移而得以消除;采取原位处理能够解决所有可降解的物质污染,推进循环系统,最后实现管理目标。未来我们在地下水污染控制与修复过程中,还需要合理的应用智能化技术与设备,提高地下水污染控制与修复的智能化水平,从而提高工作效率与质量。参考文献1杨文兴.关于工业污染场地及地下水污染控制与修复J.低碳世界,2 0 2 1,1 1(1 0):2 2-2 3.2李凌,周智来,陈辉.对地下水污染场地污染的控制与修复研究J.资源节约与环保,2 0 1 8,(0 8):6 3.3黄沈发,杨洁,吴健,喻恺.城市再开发场地污染风险管控研究及实践J.环境保护,2 0 1 8,4 6(0 1):3 1-3 5.4程曦,胡雪芹,涂震江,成一知.老工业基地搬迁改造污染场地再开发利用修复规划案例研究J.中国人口资源与环境,2 0 1 7,2 7(S 2):5 4-5 7.5靳超,左锐,王金生,张宏凯,滕彦国,翟远征.傍河污染场地地下水修复技术筛选J.北京师范大学学报(自然科学版),2 0 1 7,5 3(0 6):6 8 9-6 9 7.6许石豪.某有机污染场地环境调查评估与修复设计研究J.环境与发展,2 0 1 7,2 9(0 9):1 7-1 9.7许石豪,陈晶.典型有机污染场地环境调查评估与修复设计研究J.中国资源综合利用,2 0 1 7,3 5(1 1):1 3-1 7+2 2.8蒲敏.污染场地地下水抽出处理技术研究J.环境工程,2 0 1 7,3 5(0 4):6-1 0.9许伟.污染场地修复工程环境监理存在的问题及对策J.广州化工,2 0 1 6,4 4(0 9):1 4 7-1 4 8+1 9 8.1 0国庆,胡燕丽,王婵.对地下水污染场地污染的控制与修复研究J.山东工业技术,2 0 1 6,(0 4):2 0.(上接0 1 8页)制,科学把握钻探动作的规范化。面对不稳定的地层作业环境,因为岩石的硬度偏低,容易被其他作用力扰动,为不对孔壁造成任何影响,需采取轻压的处理方式,以免形成过多的岩粉,发生埋钻的现象。同时,为处理小口径的缩孔事故,要格外强调钻进的速度,而且需格外注意缩径的情况。在岩心钻探中,设置适宜的钻头回转速度,如果下调速度还是无法适应现场施工条件,也能选择手动钻进处理。除此之外,为防止发生缩孔,需对孔壁进行特殊处理,实际钻探时,选择适宜的升降效率参数,以降低安全事故发生的可能性,控制由此形成的成本消耗。小口径的岩心钻探中,相关施工方需对洗井环节保持较高的关注度。按照钻探作业现实状况,合理落实此项工作,并全面开展维护处理,才能真正对岩心钻探的全过程实施管控,避免发生孔内事故,确保钻探施工能有序完成,收获更多的经济利益。因此,钻探作业施工者在现实钻探期间,必须完全根据维护工作的设计安排,保障该项作业能高质量落实。在现场钻探进行中,清理掉已经堆积起来的泥浆,保持该材料的基本流态,以此确保其应用率。某丘陵地带的矿区,整体地势条件较佳,施工区内存在断流构造,现场作业时,涉及到的岩石类型复杂,实际厚度也存在差异,同时,中粒砂岩部分有岩泥。受到强风化的影响下,地层既会出现明显的变动,还会遭到膨胀的问题,尤其是在施工区域内,存在诸多黏土,容易引发失水问题。面对该作业条件,极易形