簡(jiǎn)論地下水污染自然衰減研究進(jìn)展

1、簡(jiǎn)論地下水污染自然衰減研究進(jìn)展摘要：監(jiān)測(cè)自然衰減法作為地下水污染修復(fù)的一種可選方法已得到普遍認(rèn)可，執(zhí)行監(jiān)測(cè)自然衰減法之前必須進(jìn)展自然衰減有效性評(píng)價(jià)。綜述了國(guó)內(nèi)外地下水污染自然衰減研究進(jìn)展，特別是我國(guó)在污灌區(qū)水土污染自然衰減研究進(jìn)展，介紹了在不同土地利用下厚近30包氣帶和地下水在微生物學(xué)、分子生物學(xué)、氮同位素等方面獲得的最新研究成果。關(guān)鍵詞：自然衰減;地下水;包氣帶;污灌區(qū)researhadvanesnnaturalattenuatinfgrundaterntainatinzhangui-yun,zhangsheng,yini-ying,alin-na,heze,ningzhu(theinsti

2、tutefhydrgelgyenvirnentalgelgy,hineseaadeyfgelgysienes,shijiazhuang050061,hina)abstrat:nitrednaturalattenuatinisanptinalreediatinethdfrntainatedgrundater,hispaper,itasrevieedfrinternatina

3、landdestiresearhadvanesnnaturalattenuatinfrntainatedgrundater,fusingnnaturalattenuatinfrthevadsezneandgrundaterintheasteaterirrigatinarea,thesuthernhina.lastfindingsereintrduednirbilgy,leularbilgyandnitrgenistpesinnear30thikvadseznesandgrundaterunderdifferentlanduses.keyrds:naturalattenuatin;grundat

4、er;thevadsezne;theasteaterirrigatinarea地下水污染已成為一個(gè)全球性的環(huán)境問題。水短缺和水污染等同于氣候變化被列入21世紀(jì)最緊急的環(huán)境議題。地下水既是主要的飲用水源，也是灌溉和工業(yè)用水水源。近幾十年的經(jīng)濟(jì)快速開展和人口劇增,使地下水遭受不同程度的污染1-3。污染物主要包括：石油烴、有機(jī)溶劑，殺蟲劑、重金屬，硝酸鹽，放射性核素和氰化物等。污染源主要是工農(nóng)業(yè)和生活排放的污水、地下儲(chǔ)油罐的泄漏、垃圾滲濾液、農(nóng)業(yè)上施用的化肥、使用的殺蟲劑和污水灌溉等。對(duì)已污染的地下水，傳統(tǒng)的修復(fù)方法是抽出-處理法，即通過抽水井將污染的地下水從含水層中抽到地面，再送到水處理廠處理,處

5、理后的水回灌到地下或作其它用處。這種方法的缺點(diǎn)是需要抽出大體積的水和地面處理設(shè)施，本錢很高；對(duì)一些比水輕或比水重的污染物或溶解性低的污染物很難從含水層中抽出,導(dǎo)致修復(fù)結(jié)果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果人們轉(zhuǎn)向本錢較低，效果更好的原位修復(fù)法。監(jiān)測(cè)自然衰減法就是其中的一種修復(fù)方法4。監(jiān)測(cè)自然衰減法是利用污染場(chǎng)地天然存在的自然衰減作用使污染物濃度和總量減小，在合理的時(shí)間范圍內(nèi)到達(dá)污染修復(fù)目的的一種地下水污染修復(fù)方法。自然衰減作用包括對(duì)流、彌散、稀釋、吸附、沉淀、揮發(fā)、化學(xué)反響和生物降解作用，其中對(duì)流、彌散、稀釋、吸附、沉淀、揮發(fā)等作用是濃度的稀釋，或是一種相轉(zhuǎn)移到另一種相，污染物仍然存在，屬非破壞性

6、作用；純化學(xué)的轉(zhuǎn)化一般很少見，過程也很緩慢，更常見的是有微生物參與的生物降解作用，這種作用可將污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，屬破壞性作用，是污染物真正的去除作用。因此，生物降解作用是非常重要的自然衰減作用。污染物的自然衰減存在于任何一個(gè)污染場(chǎng)地，但是自然衰減強(qiáng)度不盡一樣，取決于污染物性質(zhì)和地下環(huán)境條件。對(duì)一個(gè)詳細(xì)的污染場(chǎng)地，地下水污染修復(fù)是否采用監(jiān)測(cè)自然衰減法修復(fù)需要調(diào)查評(píng)價(jià)。通過野外和室內(nèi)物理、化學(xué)、生物調(diào)查獲得有關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)展自然衰減有效性評(píng)價(jià)，包括污染場(chǎng)地水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)，提供生物自然衰減正在發(fā)生的證據(jù)，估計(jì)污染物衰減速率和衰減容量，預(yù)測(cè)修復(fù)到達(dá)目的所需的時(shí)間等5。1國(guó)外研究進(jìn)展20世紀(jì)50年代初

7、，zbell(1950)6發(fā)現(xiàn)脂肪烴對(duì)生物降解作用很敏感。后來的實(shí)驗(yàn)研究描繪了更復(fù)雜的環(huán)烴和芳香烴的生物降解機(jī)制，直到80年代中期，科學(xué)家獲得石油烴可以在有氧和無氧的地下環(huán)境發(fā)生生物降解，這個(gè)發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了控制石油烴自然衰減的環(huán)境機(jī)制研究。90年代中初期，幾個(gè)經(jīng)歷性的研究結(jié)果說明，污染物自然衰減的作用主要是生物降解作用。調(diào)查結(jié)果顯示，在美國(guó)1000多個(gè)燃料油泄漏場(chǎng)地中只有8%的地下水污染暈正在擴(kuò)展，大局部處于穩(wěn)定狀態(tài)，或污染暈長(zhǎng)度不超過75rie等，19957。1997年，德克薩斯大學(xué)對(duì)德克薩斯州605個(gè)石油烴污染場(chǎng)地的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果說明，75%的場(chǎng)地地下水中苯污染暈長(zhǎng)度也小于75，只有3%的場(chǎng)地污

8、染暈正在擴(kuò)展；盡管60%的場(chǎng)地在800半徑內(nèi)有公共供水井或家庭自備井，但是只有不到5%的井受到威脅。他們認(rèn)為主要是自然衰減有效地修復(fù)了大局部受石油烴污染的地下水。采用監(jiān)測(cè)自然衰減法進(jìn)展修復(fù)的污染物，在20世紀(jì)90年代初主要用于容易生物降解的有機(jī)污染物，如地下儲(chǔ)油罐泄漏的汽油以及其它燃油、石油管道破裂泄漏的石油烴和工業(yè)上廣泛使用的有機(jī)氯溶劑等。隨后處理的污染物種類越來越多，如可通過放射性衰變處理的核廢料，可通過吸附、沉淀等作用固化的重金屬，也用于具有復(fù)雜混合污染物的垃圾滲濾液、處理后的廢水滲濾液以及軍事基地處理的炸藥tnt、林業(yè)上使用的木頭防腐劑、農(nóng)業(yè)上使用的殺蟲劑等5。監(jiān)測(cè)自然衰減法作為一種有

9、效的修復(fù)方法已開場(chǎng)在世界范圍內(nèi)得到應(yīng)用。在美國(guó)密歇根州原受石油烴和有機(jī)氯溶劑污染的某空軍基地，監(jiān)測(cè)資料說明地下污染區(qū)正在進(jìn)展降解作用；美國(guó)費(fèi)爾班克斯州某鄉(xiāng)村受有機(jī)氯污染的含水層，其生物降解速率很慢，而稀釋作用是天然降解的主要機(jī)制；在丹麥淺層砂質(zhì)含水層中，已采用這種方法觀測(cè)地下水中除草劑的衰減情況；在挪威的一個(gè)飛機(jī)燃料泄漏場(chǎng)地，這種方法用于觀測(cè)污染物的自然生物降解作用。目前，在美國(guó)，受污染場(chǎng)地的47%已采用監(jiān)測(cè)自然衰減進(jìn)展修復(fù)。而且，自然衰減評(píng)價(jià)已成為污染場(chǎng)地采取工程修復(fù)之前必須執(zhí)行的一項(xiàng)法規(guī)。在過去的十多年，許多國(guó)家和機(jī)構(gòu)編制了技術(shù)指南，針對(duì)的污染物主要是石油烴和有機(jī)氯溶劑，少數(shù)是無機(jī)污染物、汽油添加劑tbe。如美國(guó)空軍發(fā)表了第一份污染場(chǎng)地汽油自然衰減施行的技術(shù)方案1994，在美國(guó)環(huán)保署、美國(guó)空軍、美國(guó)地調(diào)局等機(jī)構(gòu)共同努力下完成了評(píng)價(jià)有機(jī)氯的自然衰減技術(shù)方案1998，英國(guó)出版了地下水污染物自然衰減監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指南2000，荷蘭編制了有機(jī)氯溶劑的自然衰減可持續(xù)評(píng)價(jià)方案2022，美國(guó)環(huán)保署發(fā)布了tbe監(jiān)測(cè)自然衰減指南2022和無機(jī)污染物監(jiān)測(cè)自然衰減指南2022。2國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展近十多年來，我國(guó)也開展了自然衰減有關(guān)研究。采用室內(nèi)試驗(yàn)和野外取樣分析方法，研究自然衰減降解機(jī)制，估算降解速率