土壤地下水环境污染现状及防治探讨

土壤地下水环境污染现状及防治探讨

李程飞

（江苏省有色金属华东地质勘查局八〇五队,江苏南京 211599）

摘要：土壤地下水环境污染是当前全球面临的重要环境问题之一。本文通过对土壤地下水环境污染的现状进行分析，回顾了土壤地下水环境污染的起因和危害，最后，从源头控制、修复技术等方面，提出了防治土壤地下水环境污染的具体措施。

关键词：土壤地下水环境；污染；防治

土壤地下水是生态系统中重要的自然资源之一，但由于人类活动的影响，土壤和地下水遭受了严重的污染。近年来，土壤地下水环境污染问题倍受关注，对人类的健康和生态系统的稳定产生了不可忽视的影响。因此，加强对土壤地下水环境污染的防治工作具有重要意义。

1 土壤地下水环境污染的现状分析

1.1全球土壤地下水环境污染问题的普遍性

在全球范围内，土壤地下水环境污染问题日益严重，成为人类面临的重要挑战之一。这是因为许多工业和农业活动以及城市化进程导致了大量有害物质的排放和释放，对土壤和地下水体造成了严重的污染。主要的土壤地下水环境污染问题包括重金属污染、有机污染物和 有毒物残留、养分过剩和酸碱度失衡等。这些污染物不仅直接影响人类健康，还对生态系统和生物多样性产生了巨大的威胁。

1.2国内外土壤地下水环境污染案例分析

国内外存在许多土壤地下水环境污染案例，这些案例揭示了环境污染的严重性和影响。例如，中国的长江流域存在严重的重金属污染问题，主要是由于工业废水和一些有毒物品的使用引起的。比如，亚利桑那州的凤凰城地区存在地下水中的挥发性有机物污染，这是由于工业活动和地下储存槽泄漏导致的。这些案例表明土壤地下水环境污染不仅在中国，而且在全球范围内都是一个严重的问题。

1.3影响土壤地下水环境质量的主要因素

影响土壤地下水环境质量的主要因素包括以下几个方面：

（1）工业生产和农业耕种是导致土壤地下水环境污染的主要原因之一。排放的废水、废气和废弃物中含有大量的有害物质，进入土壤和地下水体后会引发污染问题。

（2）城市化进程导致了大量的建设活动、人口密集和垃圾排放，加剧了土壤地下水的污染。例如，城市生活垃圾中的有害成分和化学品可能渗入土壤和地下水中，造成污染。

（3）地质条件对土壤地下水环境质量有着重要影响。例如，地下水的流动性和土壤的渗透性会影响污染物的迁移和扩散，进而影响环境质量。

（4）合理的水资源管理对土壤地下水环境质量至关重要。缺乏有效的水资源管理措施会导致水资源的过度开采和污染，进而影响土壤和地下水的质量。

2 土壤地下水环境污染对生态环境和人类健康的影响

2.1土壤地下水污染对生态系统的危害

土壤和地下水是许多生物的栖息地和生态链的重要环节，它们的污染会对生态系统造成长期不可逆转的危害。首先，土壤地下水污染会破坏土壤的物理、化学和生物性质，导致土壤不能正常供应植物所需的养分和水分。这将直接影响到植物的生长和发育，减少农作物产量，甚至导致植物死亡。同时，受污染的土壤还可能释放有毒物质，进而污染周围的水源和空气，进一步对生态系统造成伤害。其次，土壤地下水污染会破坏土壤微生物的多样性和活性。微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，它们参与了土壤养分循环、有机物降解等关键过程。当土壤受到污染，微生物的种类和数量会发生变化，导致生态系统的平衡被破坏，生物多样性下降，进而影响到整个生态系统的稳定性。最后，土壤地下水污染还会引起生态链中物种的迁移和逐渐消失。一些物种对土壤和地下水的状态非常敏感，当这些环境受到污染时，它们会选择离开或无法生存。这将导致食物链中的连锁反应，使得其他依赖于它们的生物也面临威胁。这样的环境破坏可能导致整个生态系统的崩溃，丧失生物多样性和生态服务功能。

2.2土壤地下水污染对人类健康的威胁

人类通过农作物和饮用水摄入受污染的土壤和地下水中的有害物质，会引发许多健康问题。一些化学物质如重金属、有害物质等可能在人体内积累，并对器官系统造成毒害。此外，受污染的土壤和地下水还可能包含病原体和细菌，导致传染性疾病的爆发。其次，土壤地下水污染还可能通过食物链传递有害物质进入人体。当农作物根据受污染的土壤中所含的物质吸收养分时，这些物质将被转移到农产品中。当人们食用这些受污染的农产品时，会摄入这些有害物质，增加罹患疾病的风险。受污染的土壤和地下水无法被安全利用，限制了农田的使用和粮食生产，同时也使得水资源面临严重威胁。这将影响到粮食供应、人们的饮水安全，甚至导致社会稳定和经济可持续发展受到影响。

3 土壤地下水环境污染防治技术

3.1土壤污染治理技术

3.1.1原位修复技术

   原位修复技术是指在不移除土壤的情况下，通过改变土壤内污染物的性质或促进其自然降解来实现土壤污染物的去除或减少的技术手段。常见的原位修复技术包括生物修复技术、化学修复技术和物理修复技术等。

（1）生物修复技术利用微生物、植物或其代谢产物来分解、转化或吸附土壤中的有机污染物。常见的方法包括原位生物修复、植物修复和微生物固定化等。原位生物修复是通过引入特定的微生物菌株或菌群到受污染土壤中，利用其代谢能力分解有机污染物，并将其转化为无毒或较低毒性的物质。植物修复则是利用植物的自身生长和代谢能力来吸收、转化或稀释土壤中的污染物。微生物固定化是将能够降解有机物的微生物固定在载体上，然后将其引入受污染土壤进行修复。

（2）化学修复技术则是通过添加化学物质改变土壤中污染物的性质，使其转化为无毒或难溶于水的形式。常见的方法包括氧化还原法、酸碱中和法和固化法等。氧化还原法利用化学物质的氧化还原反应改变污染物的性质，将有机污染物氧化为无毒的二氧化碳和水。酸碱中和法则是通过调节土壤的酸碱性，改变有机污染物的溶解度和活性。固化法则是通过添加固化剂将土壤中的有机污染物与固化剂反应生成稳定、不易迁移的复合物。

（3）物理修复技术主要通过物理手段改变土壤的物理结构，以达到去除或减少土壤中污染物的目的。常见的方法包括热解吸附法、电动力修复法和高压水射流法等。热解吸附法是利用高温加热来挥发或分解土壤中的有机污染物，并通过吸附材料吸附污染物。电动力修复法则是利用电场力和离子迁移来驱动土壤中的污染物移动，并通过收集和处理移动的污染物达到去除的效果。高压水射流法则是利用高压水射流冲击土壤，使土壤颗粒分离并与污染物分开。

3.1.2隔离技术

隔离技术是一种通过建立隔离层或屏障的方法，将污染源与环境隔离开来，防止污染物进一步迁移和扩散，以达到控制和治理土壤污染的目的。以下是几种常见的隔离技术：

（1）地下垃圾围堰。用于处理地下垃圾堆场引起的土壤污染的技术。它通过在地下垃圾周围建造混凝土围堰，将垃圾与土壤隔离开来，防止垃圾渗滤液对土壤的污染。围堰的建造可以有效地阻止垃圾渗漏出去，从而减少对周围土壤和地下水的污染风险。为了确保围堰的牢固性和密封性，需要选择合适的材料和施工方法来进行建造。

（2）沟槽封堵。用于处理地下沟槽中存在污染物的技术。当地下沟槽中存在污染物时，可以采取沟槽封堵技术来阻止污染物向周围土壤扩散。封堵的方法可以包括在沟槽入口处设置防渗透层，或者在沟槽内利用吸附材料吸附污染物。防渗透层可以阻止污染物沿着沟槽流动到周围土壤中，而吸附材料可以吸附污染物，减少其扩散的可能性。

（3）土壤覆盖。适用于浅埋土壤污染场地的处理技术。通过在受污染的土壤表面添加一层覆盖材料，如聚乙烯薄膜、复合材料等，可以隔离土壤与大气、降雨以及生物的接触，减少污染物的释放和迁移。覆盖材料具有防水和隔离作用，可以防止降雨水进入土壤中并带走污染物，同时也可以减少土壤中污染物与空气和生物的接触，降低其对环境造成的危害。

（4）墙体屏障。在土壤中建造的垂直屏障，用于分割受污染区域和清洁区域，并实现污染源的隔离和控制。墙体屏障通常由人工或天然材料构成，如混凝土、橡胶、有机物等。这种屏障可以有效地阻止污染物的扩散，阻挡它们向清洁区域扩散，并限制其在受污染区域内的迁移。墙体屏障的建造需要考虑材料的选择、结构的设计以及施工的技术要求，以确保其密封性和稳定性。

3.2地下水污染防治技术

3.2.1污水处理与回用技术

污水处理与回用技术主要用于处理地下水中的污染物，净化地下水并使其达到可回用标准。常见的污水处理技术包括物理处理、化学处理和生物处理等。

（1）物理处理是一种通过物理方法去除地下水中的悬浮颗粒、浊度、颜色等污染物的技术。常见的物理处理方法包括沉淀、过滤和沉砂等。沉淀是指将污水静置一段时间，利用颗粒物的比重差异使污染物沉淀到底部，从而实现净化地下水的目的。过滤则是通过将污水通过过滤介质，如砂子、活性炭等，去除其中的固体颗粒和其他杂质。沉砂是指通过将污水通过一系列沉砂设备，利用沉砂的作用将污染物分离出来。

（2）化学处理是一种通过添加化学药剂来去除地下水中的有机物、重金属等污染物的技术。常见的化学处理方法包括氧化、沉淀和吸附等。氧化是指通过添加氧化剂，如高锰酸钾、过氧化氢等，使有机物氧化分解为无害物质。沉淀是指将适当的沉淀剂加入地下水中，与污染物发生反应并形成沉淀物，从而达到净化水质的目的。吸附则是指通过添加吸附剂，如活性炭、硅胶等，在地下水中吸附污染物，从而去除水中的有毒有害物质。

（3）生物处理是一种通过利用微生物的代谢作用来降解地下水中的有机物、氨氮等污染物的技术。常见的生物处理方法包括好氧降解和厌氧降解等。好氧降解是指在充足的氧气条件下，利用微生物将有机物降解为二氧化碳和水等无害物质。厌氧降解是指在缺氧的环境中，利用厌氧微生物将有机物降解为甲烷等产物。这些微生物能够有效地降解地下水中的有机物和氨氮等污染物，从而实现地下水的净化与回用。

3.2.2地下水位控制技术

地下水位控制技术是指通过调控地下水位的高低，控制地下水流动速度和方向，减少地下水对污染物的扩散和迁移，从而达到防治地下水污染的目的。常见的地下水位控制技术包括引排水技术、人工补给技术和地下排水技术等。

（1）引排水技术。通过建设抽水井或排水沟等设施来降低地下水位的技术。这样可以减少地下水流动速度和改变其流动方向，从而有效地减少地下水对污染物的扩散。该技术主要适用于需要控制地下水流动方向的区域，通过调整地下水位来达到控制目标。

（2）人工补给技术。通过向地下水体补充清洁水的方法来增加地下水位并形成压力场，从而阻止污染物向周围地区的迁移。通过提高地下水位和形成压力场，有效地阻止了污染物的进一步扩散，使污染物趋于稳定，从而减少对周边环境的影响。

（3）地下排水技术。通过设置排水井或排水沟等设施，将含有污染物的地下水抽出的技术。通过抽出含有污染物的地下水，可以形成负压场，进而阻止污染物继续向地下水体扩散。该技术主要适用于需要控制地下水位和减少污染物扩散的区域，从而保护地下水资源的安全。

4 结语

    土壤地下水环境污染是一个严重的环境问题，对人类和生态系统造成了巨大的威胁。对于土壤地下水污染的防治，需要采取综合的措施。应加强环境监测，建立完善的监测网络和数据管理系统，及时掌握土壤和地下水的污染状况。同时加强法律法规的制定和实施，明确责任主体，加大对违法行为的惩罚力度，形成科学合理的污染防治体系。这样才能够实现土壤地下水的净化和保护，确保我们的环境更加健康、可持续发展。

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