地下水污染的控制與修復(fù).ppt

1、地下水污染控制與修復(fù)、趙勇勝吉林大學(xué)環(huán)境資源學(xué)院2007年5月、一、地下水污染防治預(yù)警系統(tǒng)地下水污染防治規(guī)劃二、地下水污染場地監(jiān)測、控制和管理國際地下水污染場地管理法規(guī)的建立三、 地下水污染的控制和修復(fù)技術(shù)異位處理技術(shù)原位修復(fù)技術(shù)地下水污染修復(fù)技術(shù)效果分析地下水污染修復(fù)的終點4、地下水污染控制和修復(fù)的基本原則5、地下水污染調(diào)查的一些思路6、結(jié)語、內(nèi)容、發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗表明，地下水被污染，其管理和恢復(fù)非常困難，管理費用龐大，所需時間長。 例如美國的超級基金項目是世界上規(guī)模最大、投資最多的環(huán)境污染修復(fù)計劃，在20世紀(jì)的最后20年里，美國的土壤和含水層污染管理費用達(dá)到了7500億美元，只去除由漏油引起

2、的土壤和地下水的污染費用就是11 一、地下水污染防治、地下水污染預(yù)警系統(tǒng)地下水污染預(yù)警是指，當(dāng)自然力或人類活動作用于地下水環(huán)境時，監(jiān)測、分析、評價、預(yù)測地下水及其環(huán)境發(fā)生的影響變化，并確定其變化趨勢和速度動態(tài)過程后，及時給出相應(yīng)水平的預(yù)警信息，以達(dá)到地下水污染防治的目的根據(jù)預(yù)警理論，利用隨機(jī)、非確定性模型預(yù)警地下水水質(zhì)，建立修正機(jī)軟件系統(tǒng)，為合理利用和管理地下水資源提供依據(jù)。 開發(fā)了地下水預(yù)警系統(tǒng)軟件，使地下水監(jiān)測資料分析具有實時性、動態(tài)性的特點，并加強了地下水監(jiān)測作為國民經(jīng)濟(jì)的服務(wù)。 此外，還可以利用該系統(tǒng)進(jìn)行反饋分析，為地下水資源的保護(hù)和開發(fā)利用提供決策支持。 一、地下水污染防治，一、地下

3、水污染防治，地下水污染防治規(guī)劃優(yōu)先考慮地下水飲用水源地保護(hù)、地下水現(xiàn)狀使用功能保護(hù)、地下水系統(tǒng)完整性、地下水和地表水的統(tǒng)一并存。 評價地下水的現(xiàn)實和潛在(或修訂用途)利用價值，多種利用功能地下水的空間分布。 制定國家地下水污染防治區(qū)劃方案，確定在重點流域、重點地區(qū)開展地下水污染防治區(qū)劃。 確定地下水污染防治分區(qū)，確定不同分區(qū)的污染防治等級。 區(qū)分地下水污染防治的敏感帶、緩沖帶和一般帶，根據(jù)不同帶提出相應(yīng)的污染防治措施。 一、地下水污染的預(yù)防、國際地下水污染場所的管理發(fā)達(dá)國家對地下水污染的監(jiān)測、控制和管理十分嚴(yán)格，已形成系統(tǒng)的法律法規(guī)，束縛了排污者的行為。 從地下水污染的監(jiān)測到污染的控制和修復(fù)都

4、有具體的要求和標(biāo)準(zhǔn)。 基于風(fēng)險評估的污染場地控制和修復(fù)、地下水污染場地人體健康或生態(tài)風(fēng)險評估、風(fēng)險評估結(jié)果，最終確定地下水污染場地是否需要修復(fù)、采用何種技術(shù)進(jìn)行修復(fù)等。 制定地下水污染管制標(biāo)準(zhǔn)、地下水污染整備標(biāo)準(zhǔn)等法規(guī)，以法律形式規(guī)范地下水污染場所管理。 二、地下水污染場地的監(jiān)測、控制和管理，部分國家和地區(qū)地下水污染場地的管理制定土壤和地下水污染治理法，對地下水污染場地進(jìn)行較嚴(yán)格的治理。二、地下水污染場所監(jiān)測、控制和管理、臺灣地區(qū)地下水污染場所管理地下水污染控制標(biāo)準(zhǔn)重金屬8項：砷、鎘、鉻、銅、鉛、汞、鎳、鋅單環(huán)芳烴2項：苯、甲苯多環(huán)芳烴1項：奈氯化烴2-二氯乙烷，1， 1-二氯乙烯、順- 1，

5、2 -二氯乙烯、反- 1，2 -二氯乙烯、總酚、四氯乙烯、三氯乙烯、氯乙烯農(nóng)藥8個項目： 2，4 -地我國地下水污染場所規(guī)定的確立我國目前地下水發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗表明，今后我國必然面臨地下水污染場所的控制和修復(fù)問題。 因此，我們需要盡早展開相關(guān)研究，探討適合中國實際的地下水污染場所控制和修復(fù)的方法和技術(shù)。 特別是首先探討確定地下水污染場地控制、管理的法律法規(guī)，需要確定是采用基于風(fēng)險評價的污染場地管理，還是基于制定一系列控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理。 有了地下水污染場所管理的法規(guī)，地下水污染控制和修復(fù)技術(shù)的確定等，可以保證這項工作的后續(xù)開展。 二、地下水污染場所監(jiān)測、控制和管理、地下水污染場所控制技術(shù)阻隔法回收

6、法水動力場綜合方法、水力阻隔法示意圖， 回收法形象地下水污染場所的修復(fù)技術(shù)異位修復(fù)技術(shù)污染土體挖掘提取處理insitu修復(fù)技術(shù)污染土體氣體提取法井中汽提取法空氣攪拌法insitu洗凈處理墻反應(yīng)帶方法insitu微生物處理自然衰減方法植物處理方法，1 .異位處理技術(shù)污染土體挖掘方法污染范圍小時挖掘污染源的污染土體該方法對地下水污染的控制和管理有效，但在污染面積大的地方挖除污染土體是不現(xiàn)實的，往往難以進(jìn)行。 提取處理方法先提取被污染的地下水，然后在地表處理的方法。 通過不斷提取污染地下水，逐漸減少污染暈影的范圍和污染程度，通過將含水層介質(zhì)中的污染物轉(zhuǎn)化為水中來消除污染。 目前提取處理方法已應(yīng)用于地

7、下環(huán)境易溶污染物的恢復(fù)和管理。 為了提高吸附在地層介質(zhì)粒子上的有機(jī)污染物的溶解性能，加快萃取處理的速度，有時需要注入表面活性劑。 三、地下水污染控制和修復(fù)技術(shù)、三、地下水污染控制和修復(fù)技術(shù)、抽水前地下水流場圖(2006.3.8 )、抽水后地下水流場圖2 .原位處理技術(shù)污染土壤氣體抽出法污染土壤氣體抽出法(SVE )是當(dāng)場恢復(fù)、處理土壤揮發(fā)性有機(jī)污染的新方法將包氣帶土(或土水)中的污染物放入氣相中排出。 微生物排氣法(Bioventing )也是SVE的一種方法，向包氣帶注入空氣，提取提高地下氧濃度，加速非飽和帶微生物的分解。 本方法適用于所有可降解污染物，但實際上常用于石油烴污染的治理，有成功

8、實例。三、地下水污染控制和修復(fù)技術(shù)、三、地下水污染控制和修復(fù)技術(shù)、原位處理技術(shù)井的蒸汽提取方法是使地下水在井中循環(huán)、使揮發(fā)性有機(jī)物VOCs氣化， 可提取污染氣體的2 .原位處理技術(shù)空氣攪拌法空氣攪拌方法：向含水層中注入氣體(通常為空氣或氧氣)使地下水中的污染物氣化的同時，通過增加地下氧濃度的方法加快飽和帶、非飽和帶的微生物分解作用。 汽化的污染物進(jìn)入包氣帶，可以用SVE系統(tǒng)處理。 該方法也稱為微生物攪拌(biosparging )，用于強調(diào)微生物過程，表明以微生物處理為主，揮發(fā)為輔助過程。 空氣攪拌方法可以用于處理土壤、地下水中的大量揮發(fā)性、半揮發(fā)性污染物，例如汽油、與BTEX成分相關(guān)的其他燃

9、料、氯化溶劑。 三、控制和修復(fù)地下水污染的技術(shù)、三、控制和修復(fù)地下水污染的技術(shù)、用原位洗滌技術(shù)將液體注入或滲透到土壤中的沖洗液可以是水、表面活性劑、潛在溶劑等物質(zhì)。 該方法加強了孔隙的清洗效果和作用，可以提高傳統(tǒng)提取處理方法的處理效果。 該方法的應(yīng)用成功與具體場所的情況密切相關(guān)。 該處理方法不受污染深度和位置的限制，但需要事先進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集和可行性研究。 三、地下水污染的控制和修復(fù)技術(shù)、二.原位處理技術(shù)處理墻/反應(yīng)帶方法在污染源下游挖溝后，填充反應(yīng)介質(zhì)，與流動的污染地下水反應(yīng)，處理污染物。 反應(yīng)中使用的填充介質(zhì)包括零價鐵、微生物、活性炭、泥炭、蒙脫石、石灰、鋸末等。 污染物在處理墻上的反應(yīng)

10、包括分解、吸附、沉淀等。 在一些情況下，通常采用“窄路和閘門”(funnel and gate )方法，以確保受污染的地下水充分地與處理墻壁的介質(zhì)交互。 Suthersan等人(2002 )用地下反應(yīng)帶的方法處理受污染的地下水，利用注入井向污染源下游地帶注入反應(yīng)介質(zhì)，形成“污染物反應(yīng)帶”，污染物和注入的介質(zhì)發(fā)生物理、化學(xué)和生化作用，阻斷、固定或分解地下水中的污染物。 三、地下水污染的控制和修復(fù)技術(shù)，二、原位處理技術(shù)如果原位微生物處理微生物的選擇、控制和營養(yǎng)配合適當(dāng)，大多數(shù)有機(jī)污染物都可分解為微生物。 從二十世紀(jì)七十年代開始，對污染含水層的微生物進(jìn)行原位處理的研究開始，現(xiàn)在有很多利用微生物進(jìn)行原

11、位處理的實例。 大多數(shù)微生物原位處理采用好氧模式(不排除特殊情況下的厭氧處理方法)。 地下水中有氧含量，但微生物處理的需求不充分。 例如，氧化1mg的汽油污染物理論上需要2.5mg的氧。 因此，該處理方法需要將氧和營養(yǎng)物質(zhì)注入地下。 三、地下水污染控制和修復(fù)技術(shù)、三、地下水污染控制和修復(fù)技術(shù)、營養(yǎng)物質(zhì)、空氣等、2 .原位處理技術(shù)如果有機(jī)污染物泄漏到土壤或地下水中，則存在一些天然過程分解和這些過程統(tǒng)稱為自然衰減通過吸附土壤顆粒，使一部分污染物不移出場所，微生物分解是污染物分解的重要作用。 稀釋和分散不能分解污染物，但可以有效降低很多地方的污染風(fēng)險。三、地下水污染控制和修復(fù)技術(shù)、三、地下水污染控制

12、和修復(fù)技術(shù)、2 .原位處理技術(shù)植物處理方法使用植物凈化受污染土壤和地下水。 其優(yōu)點是利用植物的天然能力吸收、聚集、分解土壤和水環(huán)境中的污染物。 研究結(jié)果表明，植物工藝的處理方法可用于處理多種污染物，包括金屬和放射性物質(zhì)、各種有機(jī)化合物(如氯化溶劑、BTEX、PCBs、PAHs、農(nóng)藥、殺蟲劑炸藥、營養(yǎng)物質(zhì)和表面活性劑)。 據(jù)資料顯示，該方法適用于大面積到中表面土層(0-3英尺)的污染治理以及大量水體的低濃度污染問題，且處理目標(biāo)要求也不夠嚴(yán)格。 有植物根吸收法、植物吸收法、植物轉(zhuǎn)化法、植物激化或植物輔助下微生物降解、植物穩(wěn)定方法五種植物處理方法。 三、地下水污染控制和修復(fù)技術(shù)、三、地下水污染修復(fù)技

13、術(shù)效果分析污染物泄漏量大，污染初期采用提取處理方法非常有效，可以大幅減輕污染，去除污染物。 但是，在地下水污染修復(fù)的后期，提取處理方法的效果越來越差。 三、地下水污染的控制和修復(fù)技術(shù)，四、地下水污染修復(fù)終點污染修復(fù)終點或修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)對地下水污染場所的修復(fù)非常重要。 根據(jù)健康風(fēng)險評價制定，綜合考慮不同場所可能的飲用水標(biāo)準(zhǔn)等，制定統(tǒng)一的地下水污染修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。 例如，不同的美國州對地下水污染的修復(fù)有不同的法規(guī)。 但是，整體地下水污染的去除標(biāo)準(zhǔn)(Cleanup Standard )是在基于地下飲用水中的化學(xué)物質(zhì)的最大污染水平(MCLs )和基于非強制性感觀的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(SDWR )等現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行毒性分析、污染

14、風(fēng)險評價等的基礎(chǔ)上制定的。 三、地下水污染控制與修復(fù)技術(shù)、美國部分污染物土壤地下水污染去除標(biāo)準(zhǔn)、三、地下水污染控制與修復(fù)技術(shù)、美國部分污染物土壤地下水污染去除標(biāo)準(zhǔn)、三、地下水污染控制與修復(fù)技術(shù)、(1)污染源去除至關(guān)重要。 控制和管理地下水的關(guān)鍵是首先清除、清除污染源，切斷進(jìn)入地下含水層的污染源，為后續(xù)污染管理奠定基礎(chǔ)。 (2)控制污染光暈是前提。 在地下水污染的修復(fù)過程中，防止地下水污染進(jìn)一步擴(kuò)大，增大污染面積。 發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗表明，修復(fù)污染地下水是一個漫長的過程，因此采用科學(xué)的方法和技術(shù)控制污染光暈的擴(kuò)大，避免進(jìn)一步的危害是非常重要的，是污染管理的前提。 (3)排除污染物是最終目標(biāo)。 排除污染源、污染光暈受到控制時，采用綜合方法和技術(shù)進(jìn)行污染修復(fù)。 目前條件下，污染場所修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)制定，原則上應(yīng)達(dá)到控制污染范圍，逐步緩解和消除地下水污染。 四、地下水污染控制和修復(fù)的基本原則、四、地下水污染控制和修復(fù)的基本原則、調(diào)查的目的地下水狀況污染調(diào)查地下水的質(zhì)量調(diào)查？ 抽樣代表區(qū)域的不同土地利用的不同結(jié)果的分析和利用了所有樣品的分析指標(biāo)是否相同？ 分析結(jié)果的動態(tài)反饋和調(diào)查分析表明，五、地下水污染調(diào)查的一些思路是： (1)中國地下水污染非常嚴(yán)重，存在大量污染場所，根據(jù)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，今后中國必然面臨地下水