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【关键词】地下水污染;水体污染;控制与治理;措施
一、地下水污染的危害
(一)地下水污染直接影响人体的身体健康
地下水受到污染后会直接影响到饮用水的水质,严重时还会危及人体的健康。地下水受到污染后会导致饮用水受到亚酸盐的影响,逐渐引发人体受到癌症的折磨,而婴幼儿引用这类水就会导致出现高铁血蛋白症,危及婴幼儿的生命健康。在地下水受到有机物的污染后就会引发人们出现腹泻、肠道线虫及恶性肿瘤等问题,饮用水受到重金属污染后会导致人体慢性中毒,进而损坏人体的肝、肾的正常功能,不利于人们的身体健康。
(二)地下水污染会造成农业经济损失
地下水污染会直接降低农作物的产量及质量,严重时就会直接造成重大经济损失。地下水作为农业主要的灌溉来源,其在农业灌溉中起着重要的作用,而使用受到污染的地下水进行农作物的灌溉就会直接改变土壤的结构,减少农作物耐寒、耐热及抗病的能力,直接降低农作物的产量及质量,进而造成严重的农业经济损失。
(三)地下水污染会破坏生态平衡
地下水污染会加速生态环境的退化,进而对生态平衡造成破坏,被污染的地下水会经过排给、径流,最终进入河流湖泊,这不仅会对河流湖泊造成二次污染,同时还会威胁到各种生物的生长与繁殖,直接造成生态失去平衡。
二、地下水污染的来源
(一)工业方面
工业在生产过程中会排放大量的废水、废气及废渣,这些“三废”里面大部分含有各种有毒有害的物质,在不经过合理处理的情况下就会直接或者间接的渗入地下水,进而对地下水造成污染,影响地下水的使用。
(二)农业方面
人们在进行农业生产过程中会采用农药、化肥及畜禽粪便对农作物进行养护,这些不会全部被农作物吸收,一部分会残留在土壤内,随着地表径流、降水等会将这些有害物质渗入地下,进而造成地下水的污染,同时,在对农作物进行灌溉时,如果使用的是受到污染的水,那这些水就会直接渗入地下,造成地下水的污染。
(三)生活方面
随着城镇化的发展,生活垃圾与生活污水也在不断地递增,其直接造成了地下水的污染。产生的生活垃圾大部分会采取填埋法,这样就会导致垃圾中的一些污染物通过土壤直接渗入地下,生活污水会随着径流流入河流或是直接渗入地下,这都会对地下水产生严重的污染。
(四)采矿方面
采矿活动污染地下水主要是改变了埋藏条件,在地表水利工程的修建中,地表水流必然会发生改变,这会在很大程度上影响地下水的埋藏状态和均衡。采矿之后产生的尾矿经过雨水淋滤也会对地下水造成污染,矿区中废气的钻孔以及坑道则能够作为污染物质进入通道,而采矿过程中的矿坑水因酸性较高而能够溶解白云石、方解石等,所溶解得到的钙镁离子在融人水中后会导致地下水的硬度上升。
(五)其它方面
除了上述一些地下水污染源外,在进行一些工程建设时也会对地下水造成一定的污染,在进行工程建设时会对地下水的水位、流动方向等产生一定的的影响,造成地下水污染物的大量扩散分解,同时一些自然灾害会引起地壳变化,会将一些污染物带入地下,进而污染到地下水。
三、地下水污染防治在我水体污染控制与治理的措施
(一)增强地下水的保护意识
在对地下水污染防治中,首先应当增强地下水的保护意识,认清地下水资源的重要性,加大对地下水保护的宣传力度,利用报刊、电视宣传或是网络宣传的方式进行大力的宣传,同时可以在一些居民区进行地下水教育与宣传活动,不断加强对地下水保护的宣传力度,进而增强人们对地下水保护的意识,减少对地下水资源的污染。
(二)加强环境执法力度
完善地下水环境保护法律法规体系,构建完善的地下水环境保护制度,明确相关部门的责任,建立起地下水环境保护的综合协调机制,使得地下水与水源的保护工作得到真正落实。加大加强监管力度,依法严格规范污水的排放,做好污废水与粪坑的防渗工作,严禁使用未经处理过的污水进行灌溉,严格执行相关的环境保护法律法规。
(三)加强地下水的水质监测
设立地下水观测专用井,建立地下水动态监测与分析预测服务系统。对重点污染地区进行重点监测,系统掌握区域地表水、地下水水质的污染发展变化及动态特征,同时还要建立地下水污染预警与应急预案,实现对地下水污染信息的实时监控和对地下水污染严重地区的及时预报。
(四)加强地下水污染实用技术的研究
目前常用的地下水污染修复技术有水动力控制修复技术、有机粘土修复技术、电化学动力修复技术、生物修复技术、渗透性反应屏修复技术、抽出处理修复技术等,这些技术可行性较强,但多为理论研究,因此应加强对地下水污染实用技术的研究,并积极推广应用。
(五)加强对地下水污染源的控制
加强对地下水污染源的控制,首先根据地下水污染源进行深入研究与分析,找出主要的污染源,然后再有针对性的进行控制,在对污染源进行控制时可划定地下水污染的治理区、防控区及一般保护区,加大对地下水环境的监管,有效的切除相关的地下水污染源。严格控制工业“三废”的排放,加大对农业养护的监管,合理进行施肥、灌溉,正确处理生活垃圾及生活污水,加大对各类建设的管理,只有加强各个方面的控制,才能真正的控制住地下水污染源。
(六)加大资金投入,切实提高污染防治能力
地下水污染与地表水污染不同,污染物一旦进入到地下含水层,其运移速度将会很缓慢,一经污染将很难消除。因此,各级部门与企业必须加大对地下水污染的预防,应当努力做好排污系统、城市生活垃圾填埋场、城市污水处理厂以及废物销纳场防渗的建设。在农业生产中尽量使用科学的耕作方式和高效的灌溉技术,污水排放单位及机关应当加快改进生产工艺、采用先进技术等措施,在生产过程中彻底消灭“工业三废”的污染。
四、结语
总之,随着城镇化及经济的快速发展,地下水污染情况也越来越严重,其中地下水主要的污染源就是工业、农业及生活着三大方面,一旦地下水受到污染,不仅会影响到生态平衡,造成一定的经济损失,严重的还会威胁人们的身体健康,因此必须加大对地下水污染的防治,加大地下水保护的宣传力度,不断完善相关法律法规,同时加大对地下水污染防治技术的研究,加大对污染源的控制等,从各个方面加强对地下水污染的防治,真正做到对地下水的保护。
参考文献:
[1]陈立萍,车大鹏.浅析地下水污染及其防治措施[J].黑龙江环境通报,2014(04).
关键词:地下水污染 防治
中图分类号: E835.7 文献标识码: A 文章编号:在我国经济的长期发展过程中各种地下水环境问题日益凸现,地下水污染现象普遍,且不同程度地呈加重和爆发的趋势。由于地下环境的隐蔽性和系统的复杂性,地下水污染问题长期没有得到足够的重视,对我国社会经济发展,生态环境安全和饮水安全保障产生严重影响,制约我国社会,经济和环境的协调发展。鉴于我国地下水环境污染的严峻形势,建立健全地下水污染的法律法规,政策规范,构建地下水污染有效防治技术,工程与管理体系,对于实现我国生态和水环境安全的国家战略目标十分重要。
一、地下水污染的途径
我国地下水的污染,在城市中主要来源于无下水道区域的化粪池、厕所、污废水排放渗坑、渗井、排污沟以及垃圾堆置场、不完善的氧化塘或污水库的渗漏;在郊区和农村地区,利用原生城市污水和工业废水的不合理灌溉、大量地施用化肥和农药等活动,也会导致地下水受到污染。污染物质进入地下含水层,首先引起潜水水质日益恶化,潜水温度自然上升。在超采承压水地区,由于承压水水位大幅下降,造成上部污染了的潜水越流补给承压水,使承压水也受到污染,同时含水层疏干变为饱气带,改变了地层的物化条件,由还原环境变成了氧化环境,使下渗水饱气带中溶解了更多的物质成份,加速了地下水的污染。
二、地下水对人类生活的影响分析
1、地下水污染对人体健康的影响 当地下水遭受污染后,往往引起水中“三氮含量的变化。如果饮用水中硝酸盐或亚硝酸盐含量过高,就会对人体尤其是婴儿造成危害,引发硝酸盐急性中毒即正铁血红肮症。硝酸、盐氮、亚硝酸盐氮在人体定条件下还会转化成致癌物——亚硝胺。此外,地下水受污染后硬度过高,作为饮用水源不仅苦涩难饮,而且会引起人体胃肠功能紊乱,出现呕吐、腹泻、胀气等症状。地下水源如果受到严重的有机污染甚至重金属污染,那么对人体健康将造成更大的危害。沈阳市修建的东工地下水源地由于电镀废水污染,铬含量超标31倍,仅使用9个月就被报废,不仅损害了群众的身体健康,而且造成了很大经济损失。
2、地下水污染对工业生产的影响 天然地下水的硬度,不同自然地理条件相差较大,但从时间上看变化较小,因此地下水硬度迅速上升一般系人为污染所引起。地下水中钙镁含量升高一般不是直接来自污水,污水中的硬度通常很低,而是由污水和地表组成物质发生化学作用所致。在我国尤其是北方地区,工业生产用水中地下水占很大比重。地下水的污染将严重影响工业生产。首先地下水硬度增高,会使工业锅炉的炉内和管道上结垢,直接影响炉寿命甚至引起爆炸。同时锅炉内结lmm厚的水垢,大约要多消耗4%左右的燃料。就纺织印染行业面言用高硬度浆洗产品,不仅会大量消耗洗剂,而且会产生次品或废品。此外,高硬度地下水还会对化工、制药、酿酒、发电、造纸等许多行业造成危害。由于受污染的地下水硬度过高,就迫使一引起行业必须对硬水进行软化和纯化处理,从而增大了工业生产的成本。
3、地下水污染对农业生产的影响 地下水污染对农业生产的危害也是显而易见的。首先长期用pH值过高的井水灌溉农田,会改变土壤结构,使土壤板结,无法耕作。灌溉水中的硝酸盐含量过高,会减弱农作物的抗病力,降低作物的质量、等级。粮食作物吸收过量的硝酸盐会降低粮食中蛋白质的含量,营养价值下降;蔬菜作物则易腐烂,无法贮存和运输。另外如果受污染的井水中硫酸盐、氯离子含量过高,还会抑制农作物的生长,造成大面积减产,并且使农作物的质量大大降低。
三、对地下水污染整治存在问题
1、对地下水污染的危害认识不足
长期以来,由于地下水污染的隐蔽性和复杂性,人们对地下水污染危害的认识严重不足,没有将地下水污染防治提到与地表水环境治理同等重要的位置,对预防与治理的重要性认识不到位,导致地下水环境质量状况长期得不到改善,全国地下水环境质量不断下降,严重影响了生态环境的安全和社会经济的发展.
2.管理体制不完善
为了加强地下水的管理,合理开发,利用和保护地下水,防止水质污染和地质灾害,国家及各相关部委出台了一系列保护管理措施,但是现行的法律法规不健全,难以支撑地下水污染防治工作的开展与实施.在管理层面上,与国外先进水平相比,差异明显.表现为管理体制和运行机制不顺,各级管理部门缺乏有效的地下水污染保护规划和管理措施,执法不严.地下水污染监测没有形成统一的监测网络和管理体系,监测制度不统一,监测工作管理不到位,地下水保护和管理的部门职能与分工不明确,没有形成共同保护地下水资源的体制合力。
3、技术支撑能力薄弱
我国地下水污染防治技术研发与工程实践与发达国家相比处于起步与落后状态,地下水污染控制与修复技术体系尚未形成,适合中国国情的高效地下水污染控制与修复集成技术体系几乎还处于空白状态.地下水污染防治的标准,规范及技术体系不完善,综合管理决策保障体系缺乏,难以适应地下水环境管理的新要求.由于长期缺乏针对性的重大科技和工程项目支持,污染防治各种手段和技术还十分薄弱,难以对国家重大地下水污染防治工程的实施和相关生态环境问题解决提供有力的技术支撑。
4、监控体系不完善与预警应急缺位
我国的地下水监测网点主要始建于上世纪50年代.由于管理,维护等方面的投入严重不足,目前,在23847个监测点中,能够正常运转的只占三分之一,国家级监测点仅有1422个,监测范围仅为国土面积的10.2%,与我国地下水资源开发利用的现状严重脱节.同时,各级部门监测能力与监测项目严重不足,无法为管理工作提供及时有效的支持。我国缺乏对区域地下水污染的实时监控,缺少国家级地下水污染防治的预警评价与信息系统,应急保障体系,遇到突发或长期污染事件,难以准确迅速采取有效控制措施。
5、法律法规不完善
我国现行的有关法律法规规定了地下水资源的保护措施,但是,都不够系统和具体,不利于地下水资源的保护.主要表现在法律,法规体系很不完善,至今没有一部系统的地下水资源保护法规.相关内容分散在有关部门法中.所颁布实施的相关法律文件中,仅有很少部分涉及地下水保护条款,缺乏系统完整的地下水污染防治的法律法规,标准规范体系,难以明确法律责任.缺乏针对农村地下水资源保护的法律法规,影响农村广泛开展地下水资源保护工作,难以有效规制农村中现实存在的各种破坏性开采及污染地下水的行为.我国现有的法律法规已经难以满足地下水污染防治工作的需要,进一步完善地下水污染防治和资源保护的法律体系已极为必要和紧迫。
6.经费投入严重不足地下水的污染防治属于非经营性质的公益事业,但政府的财政投入严重不足,导致基础信息不足,科学研究滞后,治理工程缺乏,严重影响了地下水污染防治工作的开展,难以应对目前地下水污染防治的总体要求.
四、地下水污染防治对策
1、贯彻执行国家水污染防治法和其它有关水源保护法规。对重要地下水源应划分保护区并制定管理办法,健全水资源管理机构,科学合理地开发利用地下水资源。
2、兴建地下水库,大力提倡节约用水。过量开发地下水,使地下水位下降,是造成地下水污染的重要原因之一,因此提倡一水多用,以地表水或浅层地下水代替优质地下水用于工农业用水或园林绿化等方法。同时将暂不利用的地表水;较优质的工业冷却水及大气降水引渗回灌到地下含层中。
关键词:污水 泄漏 预测评价 修复能力
中图分类号:X70 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(a)-0100-04
在油气田的开发和处理过程中,将会产生大量的污水,在正常工况下,这些污水都会经过处理安全地回注地层,不会对地下水形成污染,但在非正常工况下,污水污泥池中的污水泄漏将会对地下水产生污染。针对油气田开发和处理过程中产生的污水可能对地下水环境的影响,前人曾做过一定的分析和研究[1-3]。该文以苏里格气田第六处理厂为例,假定在污水污泥池发生泄漏情况下,预测和分析了对地下水的污染,并对地下水遭受污染后的自修复能力和人工修复能力进行了分析,可为地下水的污染防治措施提供技术依据。
1 研究区概况
苏里格气田第六天然气处理厂地处乌审旗巴彦柴达木东南(图1),距乌审旗直线距离27km,距巴彦柴达木直线距离3km,距海流图河支流2km,距陕蒙界2km。
研究区位于海流图河中游地区,毛乌素沙地腹地。地表多为风积砂覆盖,地形起伏很小,微地貌以滩地为主,滩地间夹有沙丘,沙丘高度2~4m。海流图河是区内唯一的河流,自西北向东南流经研究区南部,多年平均径流量0.82亿m3/a,多年平均降水量346mm。
研究区含水层主要包括第四系萨拉乌素组含水层与白垩系含水层。两个含水层上下叠置,其间无有效隔水层,构成了一个统一含水层。第四系与白垩系含水层富水性好,厚度大,是区内重要供水层位。包气带岩性主要为渗透性较强的风积砂与萨拉乌素组,地下水位埋藏浅(1~3m),包气带防污性能弱,含水层易受污染。地下水主要接受大气降水补给,开采、蒸发及向海流图河溢出为主要排泄方式,总体上由东北向西南径流[4-5]。
2 地下水数值模型的建立
模拟软件选择使用美国Briham Young University 开发的GMS(Groundwater Model System),利用MODFLOW模块来建立水流数值模型,在此基础上,利用MT3D模块建立溶质数值模型。
研究区模型东北部以1 216m水位等值线为界,西南部以1 200m水位等值线为边界,东南、西北部以地下水流线为边界。模型边界性质见图2。东北部、西南部边界为定水头边界,东南部、西北部为隔水边界。模拟区面积8.28km2。
综合考虑模拟区面积、计算精度和计算速度,网格剖分为:东西方向上,共剖分为107列,南北方向上,分别剖分为110行。单元格规格32.8×40.9m,整个研究区计剖分为6 313个单元格。在边界条件、汇源项概化、模型离散基础上,建立地下水流数值模型,并以此为平台,建立溶质数值模型。
3 地下水污染预测
第六天然气处理厂在非正常工况下,可能对地下水产生污染的设施和装置有脱油脱水装置、甲醇回收装置、污水处理装置、污水回注管线和污水回注井等。这里假定生产污水处理装置中的污水污泥池在事故状态下发生泄漏,采用数值法来对其可能造成的地下水环境影响进行预测和评价。
污水污泥池中污染组分有COD、SS、石油类等,这里选择石油类为预测评价因子。生产污水总量864.65m3/d,考虑到出现渗漏时,渗漏量有不确定性,因此这里虚拟10%、30%两种不同的渗漏量级,并概化为连续恒定排放的点源。《苏里格气田第六天然气处理厂工程初步设计》中,生产污水处理工艺要求的进水水质含油控制指标为≤500mg/L,因此将500mg/L作为污染因子预测的源强。
基于确定的评价因子和源强,在研究区水流模型基础上,采用MT3D对污水污泥池的泄漏对地下水的污染进行预测和分析。预测分短期(60d)和长期(730d)两种时段。
3.1 发生少量泄漏对地下水污染预测评价
设定工业污水在污水污泥池发生10%的渗漏(渗漏量86.47m3/d),短期(60d)及长期730d形成的污染晕预测结果见表1、图3、图4。
由预测结果可以看出:工业污水在污水污泥池发生10%的渗漏,无论长期(730d4)还是短期(60d),均会在地下水中形成污染晕。短期形成的污染晕范围不是很大,顺地下水径流方向扩展距离不超过150m,长期污染晕的扩展范围相对较大,但不超过300m。
3.2 发生大量泄漏对地下水污染预测评价
设定工业污水在污水污泥池发生30%的渗漏(渗漏量259.40m3/d),短期(60d)及长期730d形成的污染晕预测结果见图5、图6及表2。
很明显,工业污水在污水污泥池发生大量(30%)泄漏时,短期形成的污染晕范围不超过150m,长期不超过350m。与少量渗漏形成的污染晕相比,形成的污染晕不但面积较少量泄漏时要大,且污染晕内污染物浓度相对也较高。
由此可见,污水污泥池中工业污水一旦在非正常工况下发生泄漏,将会对地下水产生污染,而且泄漏时间越长,污染面积越大;泄漏量越大,污染面积也越大。
4 地下水污染修复能力
4.1 地下水污染自修复能力
假定污水污泥池中工业污水在大量泄漏60d后不再泄漏,污染源终止,这样以前面预测的工业污水大量渗漏60d形成的污染晕(图5)为初始浓度场,以研究区水流数值模型为平台,采用MT3D对污染晕的迁移、扩散及演化进行预测,预测结果见图7。
由预测结果可见,污水污泥池发生大量工业污水渗漏,60d形成的污染晕,在污染源终止后,如果仅靠含水层自修复能力,就是历时20年,也难以完全消除;污染晕演化过程中,中心区污染物深度虽有很大程度降低,但污染晕面积在不断扩大;依靠地下水系统自身修复能力,使地下水环境恢复到污染前状态,将是一个极其慢长的过程。由此说明:在污水污泥池发生大量工业污水渗漏后,必须人为干预,才有可能使地下水环境得到改善和恢复。
4.2 地下水污染人工修复能力
人工修复受污含水层的效果与具体修复方案有关,通过不同布井与抽水方案比较,最终确定在污染晕下游布置3口应急抽水井,每口抽水量为500m3/d,是较为适宜的人工修复方案(图8)。依该方案对受污含水层进行修复预测,修复效果预测结果见图9。
由图9可以看出:采用施工3口应急抽水井,每口抽水量500m3/d的污染晕修复方案,需连续抽水550d,可以使地下水环境中的石油类浓度恢复到符合《生活饮用水卫生标准》中的限值要求(石油类限值0.3mg/L),这在地质技术和经济技术上都是可行的。
5 结语
在非正常工况下,污水污泥池中的工业污水发生泄漏时,会造成有限范围内地下水的污染,而且这种污染依靠含水层自修复能力很难恢复到污染前环境,但通过人工修复,基本可以恢复到污染前的地下水环境状态。
参考文献
[1] 王玉梅,党俊芳.油气田地区的地下水污染分析[J].地质灾害与环境保护,2000,11(3):271-273.
[2] 姬园,黄健.苏里格气田回注水污染防治措施[J].油气田环境保护,2012,22(5):41-44.
[3] 岳勇,邓皓.地下水中石油类污染物运移模拟研究[J].油气田环境保护,2009,19(4):17-21.
【关键词】水污染现状;防治对策;防治成效
水是人类赖以生存和发展的最重要的资源之一,然而随着人口的增长和经济的发展,水资源紧缺和水污染已经成了全世界需要共同面对的问题,特别是水污染问题,已经严重威胁到了人类的健康和生存。我国近年来由于经济的快速发展及水资源的短缺,致水污染问题日益严重,已经成为制约发展的主要因素之一。
水污染是由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失,污染环境的水。污水中的酸、碱、氧化剂,以及铜、镉、汞、砷等化合物,苯、二氯乙烷、乙二醇等有机毒物,会毒死水生生物,影响饮用水源、风景区景观。污水中的有机物被微生物分解时消耗水中的氧,影响水生生物的生命,水中溶解氧耗尽后,有机物进行厌氧分解,产生硫化氢、硫醇等难闻气体,使水质进一步恶化。
一、陕西省水污染现状与防治对策
陕西省位于中国西北地区东部的黄河中游,东隔黄河与山西相望,西连甘肃、宁夏,邻内蒙古,南连四川、重庆,东南与河南、湖北接壤。全省地域南北长、东西窄,南北长约880公里,东西宽约160~490公里,面积19万多平方千米。按地理方位划分属于西北地区,北部地区位于黄土高坡,南部有关中平原,渭河谷地,属于温带季风气候,夏季高温,冬季寒冷干燥,全年降水比较少。
西北地区黄河干流水质污染相当严重,而内蒙古段是黄河干流污染最严重的一段。黄河经内蒙古出境进入陕西、山西的界河段,由于沿岸,由于没有大的排污口汇入,水质基本能达到Ⅲ类。黄河干流兰州段,延河入黄断面石油污染严重,超标均在7倍以上。渭河干流污染严重,生态功能已经丧失。渭河上游大量引水,致使渭河径流量大为减少,水环境容量丧失殆尽。渭河2000年19个有监测数据的水质断面中,仅有1个断面达到Ⅳ类,其它断面均为Ⅴ类和劣于Ⅴ类,已经丧失了水生态功能,城市附近河段普遍污染严重,部分城镇河段已经变成了排污沟。
2013年3月18日至4月17日,陕西省环保执法局对新河、皂河、Y河流域及西咸新区范围内排污企业进行了专项执法检查。据称,新河、皂河、Y河是关中汇入渭河中,污染最严重的三条河流。在检查的176家企业中,执法人员发现有146家企业存在环境违法问题。
科技部在“九五”期间,组织实施了“西北地区水资源的开发利用与生态环境研究”项目。该项目深入开展了西北地区的水资源现状调查,摸清了水资源的家底,进行了水资源合理配置的方案研究,并通过计算当地水资源的承载能力,提出了必须保障水资源总量的三分之一作为生态用水,发展节水型生态经济的总体战略,为西北地区在西部大开发中实现经济社会的可持续发展,解决经济建设和水资源紧缺的矛盾打下了坚实的基础。
全省地下水污染防治规划实施方案(2012-2020年)我省将总体规划实施期为2012-2020年,分两个阶段实施。到2015年前,我省全面掌握地下水污染状况,启动地下水污染修复示范项目,初步遏制地下水水质恶化趋势,初步建立地下水环境监管体系,城镇集中式地下水饮用水水源水质得到基本保障。到2020年,全省地下水环境质量明显改善,乡镇地下水饮用水水源水质安全得到基本保障,开展农村分散式水源的保护,建立农村地区地下水饮用水水源安全保障体系。对典型地下水污染源实现全面监控,全省地下水污染防治监管和风险防范体系基本建成。
我省将严格控制地下水饮用水水源补给区农业面源污染。通过工程技术、生态补偿等综合措施,在水源补给区内科学合理使用化肥和农药,积极发展生态及有机农业。
针对地下水污染物来源复杂、有机污染日益凸显、污染总体状况不清的现状,开展全省地下水污染状况调查。在国土、水利及环保等部门已有的地下水监测工作基础上,整合并优化地下水环境监测布设点位,完善地下水环境监测网络,实现地下水环境监测信息共享。
目前,我省共有74个城镇集中式地下水饮用水水源地,我省将优先保障地下水饮用水水源环境安全,建立地下水饮用水水源风险评估和防范机制。未经稳定化处理且含水率超过60%的城镇污水厂污泥不得进入生活垃圾填埋场填埋,我省将完成未划分集中式地下水饮用水水源保护区划分审批工作,并推进饮用水水源保护区内的退耕还林还草,开展农业面源污染地下水监控试点示范。
二、陕西渭河流域水污染防治成效
2015年5月6日,陕西省人民政府新闻办举行会,陕西省环保厅总工程师郝彦伟介绍了渭河流域水污染防治三年行动方案的实施情况。
省委、省政府从2012年开始,每年将渭河水质改善情况纳入省市目标责任考核体系。三年来,在省委、省政府的坚强领导以及人大、省政协的监督支持下,渭河流域水污染治理工作顺利进行,渭河流域水质基本达到预期目标。
三年行动实施以来,干流主要污染物平均浓度大幅度下降。2014年,干流化学需氧量平均浓度较2011年下降32.9%,氨氮下降45.2%。其中化学需氧量浓度全程达到了III类水质。渭河干流水质综合评价由2011年的重度污染、2013年的中度污染变为2014年第四季度的轻度污染。
三年行动方案对4条污染严重的渭河支流:小韦河(宝鸡)、皂河(西安)、新河(源于西安经咸阳入渭)、尤河(渭南)效果明显。新河、尤河、小韦河水质目标提前半年(即2014年7月起)达到水质目标,皂河2014年底实现水质目标。17条主要支流化学需氧量平均浓度较2011年下降48.9%,氨氮下降37.9%。沣河、涝河、临河、灞河等支流达到IV类水质。其它支流基本达到水功能区划标准。
沿渭河各市(区)水质目标完成情况如下:宝鸡市、杨凌示范区:渭河干流出境断面达到III类水质。咸阳市、西安市:渭河干流出境断面基本达到IV类水质。渭南市:渭河干流华县以上断面基本达到IV类水质。铜川市:石川河出市境断面水质达到地表水标准。
关键词:煤气储存和输送企业场地 污染特征 多环芳烃、苯系物、石油烃
Abstract:Based on a case study of a former gas storage and transportation plant sit investigation,tHe major COntaminants and COntamination distribution cHaracteristics of tHe site are analyzed and induced. THe major COntaminants include PAHs,BTEX,and TPH,and COntamination is found mainly in topsoil of gas tank areas,soil along pipelines,soil in oil tank areas,and soil in wastewater tank area.
一、引言
随着各地产业结构调整和城市化进程的加快,特别是2008年《焦化行业准入条件》修订后,提高了行业准入门槛,炼焦和钢铁等一些重污染企业搬离了城区,在城市中留下了大量的污染场地,其中不少场地的污染状况十分复杂,污染物种类繁多,且土壤和地下水均受到严重污染[1-3]。根据国家和地方环境保护部门的相关规定,工业用地原址在改变原土地使用性质,进行二次开发利用前必须对原址土壤和地下水进行污染调查和风险评估,并对需要修复的污染场地制定治理修复方案,以保障人体健康、防止场地性质变化带来的环境风险。本研究选择某废弃煤气储存和输送工业场地作为案例,研究此类污染场地的污染类型和分布特征,为煤气储存和输送工业场地的场地调查、风险评估、修复治理以及开发利用提供参考。
二、材料和方法
1. 研究区域
本研究选择某废弃煤气储存和输送工业场地作为研究区域,场地占地面积十余公顷。多年前建成作为某焦化厂的配套储气罐区使用,但随着当地焦化产业结构的调整,该厂区的煤气储存设施及配套的生产设施陆续停用和拆除。
2.调查采样方案
本研究现场采样分三步进行。第一步:采用判断布点的原则,在场地污染识别的基础上,选择潜在污染区域进行土壤和地下水布点采样,对污染区域、污染深度、污染物种类进行确认;第二步:在对第一步判断布点后的检测结果进行分析后对污染重点区域进行加密布点;第三步:对第二步样品检测结果进行分析后对仍然不确定污染范围的污染重点区域继续加密布点,另对整个项目区域进行大约50m×50m三角网格布点确定项目区域内的污染范围。因此,本案例在场区范围内共布设47个土壤采样点位和11个地下水监测点位;其中土壤采样的深度为距地表0~15m;地下水采样深度在13.2m~16.3m。
3.检测分析方法
样品分析由第三方实验室实施。为了保证分析样品的准确性,除了实验室已经有CMA认证,仪器按照规定定期校正外,在进行样品分析时还对各环节进行质量控制,随时检查和发现分析测试数据是否受控。每个测定项目计算结果要进行复核,保证分析数据的可靠性和准确性。本场地送检样品共计有224个土壤样品,13个地下水样品;土壤以及地下水样品检测项目及分析方法表1。
4. 风险评估方法
场地环境污染的风险主要取决于场地的污染状况和用途。场地场地健康风险评估程序如下:
4.1危害识别:收集场地环境调查阶段获得的相关资料和数据;掌握场地土壤和地下水中关注污染物的浓度分布,明确规划土地利用方式,分析可能的敏感受体。
4.2暴露评估:分析场地内关注污染物迁移和危害敏感受体的可能性,确定场地土壤和地下水污染物的主要暴露途径和暴露评估模型,确定评估模型参数取值,计算敏感人群对土壤和地下水中污染物的暴露量。
4.3毒性评估:分析关注污染物对人体健康的危害效应,包括致癌效应和非致癌效应,确定与关注污染物相关的参数,如参考剂量、致癌斜率因子和呼吸吸入单位致癌因子等。
4.险表征:在暴露评估和毒性评估基础上,采用风险评估模型计算土壤和地下水中污染物的致癌风险和危害指数,进行不确定性分析。
4.5土壤和地下水风险控制值的计算:在风险表征的基础上,判断计算得到的风险值是否超过可接受风险水平。并根据风险评估结果计算土壤、地下水中关注污染物的风险控制值。
三、结果与讨论
1.场地土壤污染特征分析
将场地土壤污染的分析检测结果与中华人民共和国国家环境保护标准《污染场地风险评估技术导则》(报批稿)居住和公园筛选值以及计算的修复目标值进行对比,通过数据的对比分析了解场地中的污染程度。
本场地送检土壤样品中检出的污染物种类共37种,其中超过本项目筛选值的污染物有二十种。场地土壤主要污染物浓度数据统计结果及相应的筛选值、修复目标值见表2。
2.场地地下水染物统计分析
对于地下水,我国尚未提出有关的筛选值,因此选用饮用水和地表水的相关标准来进行分析比对。本项目送检地下水样中检出污染物种类25种,超过筛选值的有13种,超过修复目标值的污染物有苯、萘、间-二甲苯和对-二甲苯、1,2,4-三甲苯。地下水主要污染物浓度数据统计分析结果见表3。
3.场地风险评估与结果
按照历史规划,目前该场地内有两个主要功能区,即居住区和绿地。因此本场地风险评估按照居住和公园用地两种情景分别计算。单个污染物致癌风险可接受水平设定为10-6,非致癌物风险可接受水平设定为1。通过对计算结果的分析,存在于上层(0~1m)、中下层以及地下水中的污染物均具有一定的健康风险。其中通过吸入挥发性有机污染物气体和口腔摄入污染物颗粒物等暴露途径比较明显。
综合各采样点位的风险计算结果,对于致癌物质,苯并(a)芘、二苯并(a,H)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)蒽、茚并(1,2,3-cd)芘和苯等污染物的风险在罐区内大量超过可接受的风险水平,其风险范围多在数量级10-4至10-6之间,而在罐区外部则超过的采样点位较少;对于非致癌物质,萘和1,2,4三甲苯在罐区的个别点位超过风险可接受水平,而在罐区外部则没有超过的采样点位。
因此,本场地明显受到多环芳烃和苯系物的污染,其中多环芳烃类物质对风险的贡献最大。罐区风险较高的污染物质主要有苯并(a)芘、二苯并(a,H)蒽和苯并(b)荧蒽,其致癌风险达到10-4的级别,其次是苯并(a)蒽和茚并(1,2,3-cd)芘,其致癌风险达到10-5级别,苯并(k)荧蒽和部分点位的苯含量也超过了可接受风险10-6。对于场地内的地下水,其健康风险远远低于可接受水平。
综上所述,本场地的健康风险具有明显的区域性不均匀特性。其中罐区土壤的整体健康风险较高,多环芳烃的风险则更为突出,普遍超过可接受水平。而其他建构筑物区的健康风险较低,且普遍低于可接受水平。
4.生产工艺过程与场地主要污染物分析
本场地的生产工艺流程如图1所示。通过现场踏勘、调查访问,收集场地现状和历史资料及相关文献,结合场区的平面布置、生产工艺、原辅料、污染物排放和污染痕迹以及样品检测分析结果,可以认为导致土壤和地下水污染的主要物质为煤焦油、压缩机油,代表性的化学污染物是多环芳烃、苯系物、石油烃。通过分析可以认为场地土壤和地下水污染途径为:a.含焦油冷凝水在输送和存储过程中的泄漏;b.废压缩机油、废油渣在收集存储过程中的泄漏;c.卧罐区内清罐废渣及废液暂存点;d.废渣废液被冲入雨水排水管道。
5.生产工艺过程和建构筑物布局与场地污染的空间分布形态特征分析
5.1石油烃类物质分布特征
在样品采集过程中发现管道沿线特别是雨水管道沿线分布大片墨绿色或黑色的污染土壤,深度均在2.5m左右,而且位于管道沿线或管道接缝处具有明显的气味。石油烃类污染物在纵向上的分布在表层至地下10m左右深度,平面位置在罐区大片区域、压缩机机油储存罐区、废油槽罐区和罐区雨水管道沿线位置。集水池、集水罐和管道的泄露扩散可能是造成较重污染的主要原因。此外,我们也发现石油烃类污染物TPH(C16)。
5.2多环芳烃类物质分布特征
多环芳烃类污染物主要分布在煤气存储罐区,且罐区污水集水池和雨水集水池区域的污染程度比较严重,在废集油槽区域也比较严重。在罐区内,萘、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘和二苯并(a,H)蒽的浓度最高值与筛选值的倍数分别为57、446、626、840、920和656,其浓度平均值分别是筛选值的1.5、2.3、3.6、5.2、5.0和3.8倍,其中苯并(a)芘的污染程度相对偏高,其浓度和范围可以代表多环芳烃类物质的污染分布特征。
上层0~1m土壤中,多环芳烃类污染物普遍存在,多分布在罐区土壤表层有明显灰黑或墨绿污渍的区域、雨水汇集处、雨水排水管道附近以及废集油池槽;此外,在建构筑物区内,车间废机油油罐周边的表层土壤也受到多环芳烃的污染。中层1-6m土壤中,多环芳烃类污染物主要分布在集水池、雨水管道下部1-3m附近和集油槽处。下层6-12m土壤中,多环芳烃类污染物主要分布在污水集水池、雨水集水池和集油槽的下方及其附近。
5.3苯系物分布特征
苯系物中超过目标筛选值的有苯,二甲苯和1,2,4-三甲苯,其中苯的污染程度和污染范围是最严重的,苯的污染分布范围基本覆盖了苯系物的所有污染范围。
根据分析结果可知,苯在场地内的污染范围主要分布在废油槽罐区、罐区和集水池附近,且各点位均分布于管道、集水池和废油槽罐这些具有明显污染特征的区域。
5.4地下水污染分布特征
场地内潜水污染物浓度超过修复目标值的污染物有苯、萘、间-二甲苯和对-二甲苯、1,2,4-三甲苯,综合几种地下水污染物浓度超出其相应修复目标值的范围,苯污染超过修复目标值的范围最大,并完全覆盖了其他污染物的超过修复目标值范围。因此,本场地地下水中苯的污染特征和范围基本上代表了地下水的污染分布特征和范围。。
从污染物的分布来看,地下潜水污染的高浓度区也主要分布在污水集水池、废集油槽等设施位置,和土壤的重污染区基本一致。
四、结论
1.场地主要是污染物是多环芳烃、苯系物和石油烃,与场地含焦油冷凝水的泄露、罐区内清罐废渣及废液排放以及废集油槽泄露具有明显的关联。
2.该场地的污染范围主要集中在罐区、特别是其上层的土壤,这与储罐清洗废渣的随意排放以及废水的不规范处置可能有直接关系。另外上层污染范围也呈现沿管线分布的趋势,这应该与管线的泄露有直接的相关性。压缩机储油罐和集水池区域是另一个严重的污染区域,储油罐和集水池的泄露可能其主要的污染原因。
参考文献
[1] 冯 嫣,吕永龙,焦文涛,等. 北京市某废弃焦化厂不同车间土壤中多环芳烃(PAHs)的分布特征及风险评价[J]. 生态毒理学报,2009,4(3):399-407.
[2] 卢晓霞,李秀利,马 杰,等. 焦化厂多环芳烃污染土壤的强化生物修复研究[J]. 环境科学,2011,32(3):864 -869.