地下水污染物迁移及修复研究综述

地下水污染物迁移及修复研究综述

刘渐熙

（重庆交通大学 河海学院，重庆 400074）

摘要：地下水是水资源的重要组成部分，是人类的生活生产活动中的重要水源之一，地下水污染导致人类活动受到限制，影响人类社会发展进步。地下水污染的同时，其中的污染物会由于各种自然因素形成扩散，威胁人类的生命健康安全。本文主要分析了现如今国内的地下水污染现状及污染物来源，总结了一部分对于污染物迁移研究的现状以及地下水污染修复的技术方法。

关键词：地下水污染；污染物迁移；地下水污染修复

1. 地下水污染现状

地下水作为一种自然资源，具有复杂性、系统性、稀缺性、再生性差等独特的水文特性^[1,2]，地下水水体但凡受到污染，其本体很难进行修复，具有不可逆性，并会伴随着污染带来一系列的环境安全问题。在国内，绝大部分自然水体均受到不同程度的污染，其中有33%的地下水受到轻度污染，64%的城市地下水遭受有机和无机有毒有害污染物的污染而不能作为饮用水源^[3,4]。

地下水的污染源并不是始终如一的一个点，而是会经历由点到线、由线到面的扩散迁移发展，城市与乡镇地下水污染会相互影响，地下水污染范围一直在扩大。

2. 地下水污染源

地下水污染源主要可分为工业、农业、人类生活三类。

1. 1. 工业污染

工业生产过程中会产生大量的废水，其中大多数都含具有毒性的化学成分。其中，相当大一部分废水在排出时并没有进行合理有效的净化处理，其各种指标并没有达到安全排放的指标要求，其中的污染物直接经由土壤渗入地下，直接进入了地下水体，导致了地下水污染。

1. 2. 农业污染

农业生产过程中会使用大量的化肥来达到生产目的，化肥中含有的各种有机物并不能被农作物完全吸收，很大一部分都会保留在土壤里，再经降雨下渗的过程，有机物被雨水裹挟带入地下，进入地下水体，导致了地下水污染。

1. 3. 人类生活污染

人类活动随着社会的发展越来越频繁，频繁的活动导致了生活污水、生活垃圾的产生越来越多。生活污水由污水处理厂处理后排放，但很多处理并不达标；生活垃圾的处理基本分为焚烧和填埋两种模式，焚烧的生活垃圾会产生有毒有害气体，气体随着降雨又渗入地下，填埋的垃圾则因为自然分解过程中产生的物质会随雨水直接进入地下，从而导致了地下水的污染。

3 地下水污染物迁移的研究

运用GMS软件及Visual Modflow软件，可以对地下水水文水质进行模拟研究并分析地下水污染物的迁移趋势。朱君妍等^[5]通过对昆山某古镇进行研究，发现GMS模型能较好再现地下水流系统特征，并能应用于流域污染物扩散过程的模拟和预测中，对地下水污染物的迁移趋势进行分析，以便及时采取有效措施控制污染源。

但由于各地不同地层的组合以及不同土层等因素，污染物会呈现出差异化的分布特征和迁移规律，所以需要对针对差异化的地质条件进行专门的分析研究。例如，雷抗等^[6]研究海积平原区浅层地下水污染物的迁移特性，对污染物进行了的采样分析，确定了其在线监测预警的指标；骆成杰等^[7]对某红层地区的临河非正规生活垃圾填埋场的地下水污染进行了研究，并进行了修复模拟；卢丽等^[8]对西南地区典型的岩溶地下水系统污染模式进行了研究，将西南地区的岩溶地下水污染模式归结出4类；赵永胜等^[9]根据渗透系数级差对污染物在低渗透透镜体中的迁移进行了对比研究。

4 地下水污染的修复技术

4.1 物理修复技术

常用的物理修复技术有曝气技术与电动修复技术，曝气技术是将空气注入污染区域以下，将挥发有机物从地下水中解析到空气流中并引导至地面上进行处理，通过使用增稠剂、表面活性剂可使去除效率提高；电动修复技术是利用电动效应（电渗析、电迁移和电泳）对土壤及地下水环境进行修复，适用于离子态污染物、带电离子和吸附在可移动颗粒上的污染物，通过使用pH调节剂、活性炭、电解质及其它物品进行辅助，可以使去污效率提高。

4.2 化学修复技术

通过添加化学药剂，使其与污染物发生化学反应（主要为氧化还原反应），实现减少并消除水污染的目的。常用的氧化剂有高锰酸钾、臭氧、芬顿试剂（过氧化氢与亚铁离子构成）、高锰酸钠等，其中芬顿试剂效果最好，最高去除率可达到99%。在利用化学修复技术的同时，辅以加热、酸处理、催化剂等手段，可以有效提高去除效率。

4.3 生物修复技术

利用天然的或人工培养的生物，将污水中的有毒污染物转化为无毒物质的技术，该技术不会产生二次污染，对环境影响很小。生物修复技术的处理效率受污水中pH、温度、盐度、无机营养物质的含量以及菌种的选择影响。

4.4 渗透反应墙技术（PRBs）

该技术在欧美国家发展较为成熟，我国在该技术领域仍处于初步研究阶段，主要进行的是实验室内的模拟实验，其方法是通过活性填料（零价铁、活性炭、沸石、树叶、稻草、堆肥等）组成构筑物，使地下水流垂直通过，经过反应格栅，发生物理化学及生物反应，使污染物得到有效去除。

5 总结

地下水是水资源的重要组成部分，我国地下水污染情况严重，主要来源于工业、农业以及人类活动，在治理其污染的同时更需要从源头上解决污染的排放，这样才能避免治标不治本的现象发生。在地下水污染物迁移特性的研究上，根据不同地质情况选择合适的研究方法，才能及时采取有效措施控制污染源防止其发生迁移扩散。在类似于渗透反应墙技术的地下水污染的修复技术上，我国需要加强研究，从理论走向实际，拉近与发达国家的差距。

参考文献

[1]安乐生，赵全升.黄河三角洲浅层地下水化学特征及形成作用[J].环境科学，2012,33(2):370-378.

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[3] 吕睿.浅谈我国水资源保护[J].黑河学刊,2017,229(1):1-3.

[4] 李仁仲.浅谈我国水资源污染的现状、原因及对策[J].科技创新导 报,2015,10(7):113.

[5]朱君妍，李翠梅，贺靖雄，项颂.GMS模型的水文水质模拟应用究[J].水文,2019,39(01):66-73..

[6]雷抗，李瑞，李鸣晓，戴昕，孟繁华，姜玉，马武明，张莺，冯传平，席北斗.海积平原区浅层地下水污染在线监测预警指标的确定——以天津市某简易生活垃圾填埋场为例[J].环境工程,2018,36(11):179-184..

[7]骆成杰，刘建，刘丹，宋凯，李青毅，龙伟.某红层地区临河非正规生活垃圾填埋场地下水污染与修复模拟[J].环境工程,2018,36(10):24-26.

[8]卢丽，王喆，裴建国，邹胜章，林永生，樊连杰.西南地区典型岩溶地下水系统污染模式[J].南水北调与水利科技,2018,16(6):89-96

[9]赵勇胜，韩慧慧，迟子芳，李琴，康学赫，刘茹雪.渗透系数级差对污染物在低渗透透镜体中的迁移影响研究[J].中国环境科学,2018,38(12):4559-4565.