土壤污染對地下水污染的影響及共同防治分析

董 荷

(甘肅省水文站,甘肅 蘭州 730000)

在研究土壤污染對地下水污染過程中,必須要以土壤污染與水污染的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)以及二者之間的聯(lián)系為依據(jù)進(jìn)行研究分析。當(dāng)前,經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了高質(zhì)量發(fā)展的新階段,治理地下水等環(huán)境污染也成為了當(dāng)前的社會(huì)熱點(diǎn)問題,從目前研究成果看,主要是以地下水污染與防治問題為主,利用土壤污染的進(jìn)行分析,從根本上治理好地下水污染,有一定的理論價(jià)值與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 土壤與地下水污染現(xiàn)狀

1.1 土壤污染現(xiàn)狀

當(dāng)前我國實(shí)際國土面積數(shù)據(jù)中,土壤占比到達(dá)70%,而實(shí)際土地污染超標(biāo)面積占現(xiàn)有土地面積的1/5,重點(diǎn)集中在中東部重工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū),部分土壤污染嚴(yán)重地區(qū),土壤污染指數(shù)超過土壤指標(biāo)基值的40%左右,國內(nèi)某處土壤污染數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 某處區(qū)域超標(biāo)比例情況

分析土地污染的主要原因看,以重金屬為主,多數(shù)達(dá)到了重金屬污染物的最高值,具體污染物情況如表2所示。

表2 超標(biāo)物情況表

查閱相關(guān)資料,將2018年土地污染公報(bào)數(shù)據(jù)與1998年中國環(huán)境污染狀況調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向比較分析,1998年土壤污染處于一個(gè)較低的水平,隨著工業(yè)化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn),土壤中的重金屬含量直線上升。如果以2008年到2018年之間的污染速度推進(jìn),未來二十年內(nèi),我國現(xiàn)有土壤會(huì)全部會(huì)不同程度的受到重金屬污染,重金屬污染不僅僅會(huì)影響我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)一步深入,還會(huì)影響以地下水為代表的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源,更會(huì)影響整個(gè)社會(huì)環(huán)境資源體系。所以,土地污染的核心還是防治重金屬污染,進(jìn)一步遏制土地的酸化速度,有效防止土壤污染對地下水污染的影響,避免對環(huán)境資源的進(jìn)一步影響。

1.2 地下水污染現(xiàn)狀

地下水污染受多種復(fù)雜因素影響,呈現(xiàn)出多點(diǎn)擴(kuò)散的跡象,其污染范圍不斷擴(kuò)大。從多出地下水質(zhì)檢測結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)分析,華北地區(qū)地下水資源相對比較匱乏但污染嚴(yán)重。2022年11月份數(shù)據(jù),我國地下水資源開采總量已經(jīng)將近3億 m3,開采量還在逐年上升,在水資源匱乏地區(qū),居民生活用水和工業(yè)用水占比多數(shù)超過50%以上,農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)的地下水使用比例更是超多了70%。如果地下水污染未能得到有效防治,將會(huì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn),威脅到國家糧食安全。因此,論文分析土壤污染對地下水污染的影響,深入探索地下水污染治理的新思路、新對策,最終使地下水污染得到控制。

2 土壤污染對地下水污染防治的影響

經(jīng)過持續(xù)治理推進(jìn)和經(jīng)驗(yàn)探索積累,我國地下水污染治理整體上已經(jīng)完成了基本體制機(jī)制,為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)土壤污染與地下水污染的共同治理打下基礎(chǔ)。生態(tài)環(huán)境是一個(gè)有機(jī)的和諧體系,在充分利用資源的同時(shí),應(yīng)全面考慮各類資源在整個(gè)體系中的具體功能。土壤是地下水污染第一道防線,地下水污染必將直接或間接導(dǎo)致土壤污染,從位置上看,土壤是地表層植物賴以生存的根基,地下水則是地表巖石以下的水體,土壤與地下水共同存在于環(huán)境體系中,可實(shí)現(xiàn)物質(zhì)與能量間的相互傳遞與移動(dòng)[3]。

從已有的治理方式看,以土壤為切入點(diǎn)治理地下水的方法,多數(shù)比較簡單片面,具體實(shí)施過程中,也經(jīng)常忽略土壤與地下水之間的關(guān)聯(lián)性,由于這種一致性思維的欠缺,導(dǎo)致從土壤污染方式治理地下水這種思路通常被忽略,相反還可能產(chǎn)生保護(hù)過度等問題?；趯?shí)際現(xiàn)狀,在實(shí)施治理的過程中要明確主體部門與治理人員之間的聯(lián)系,將土壤、地下水所具有的生態(tài)功能發(fā)揮出來,以尊重自然、敬畏自然的原則,切實(shí)提升土壤、地下水的完整性、自然性;同時(shí),土壤與地下水在生態(tài)循環(huán)方面的協(xié)同作用比較明顯,對兩者共同治理較為有利。這也充分說明了土壤對地下水污染治理的重要作用,以此為切入點(diǎn)也是科學(xué)性較強(qiáng)的方式方法[4]。

農(nóng)耕牧業(yè)、工業(yè)活動(dòng)甚至簡單性環(huán)境資源開采開發(fā),均有可能導(dǎo)致地表水從通過表層土壤向深處滲透,導(dǎo)致地下水受到不同程度的污染;此外,被污染的地下水也會(huì)不斷循環(huán),通過人類活動(dòng)再次進(jìn)入地表土壤。地下水與土壤,二者無論哪一方受到污染,均會(huì)相互影響,相互滲透。因此,要想治理好地下水,必須首先治理好土壤污染,不管是整體治理還是分塊治理,治理土壤污染對治理地下水污染都非常重要,即在進(jìn)行生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合治理過程中,必須重視土壤污染與地下水污染之間的關(guān)系,提升共同治理意識(shí),最終實(shí)現(xiàn)地下水污染的有效治理。

3 土壤與地下水污染原因分析

3.1 土壤污染的原因

常見的土壤污染主要有物理、化學(xué)等兩大方面,生活中的生物污染也會(huì)不同程度的污染土壤。物理污染主要是電磁污染和放射性污染等,放射性物質(zhì)的源頭放射性同位素和各種不達(dá)標(biāo)射線設(shè)備,物理污染如果不能及時(shí)處置,其污染范圍會(huì)不斷擴(kuò)散。化學(xué)污染主要來自于工業(yè)化學(xué)廢料任意排放,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化學(xué)及農(nóng)藥不合理使用,此外,工業(yè)中的“三廢”(廢氣、廢水、廢渣)處置不當(dāng)也會(huì)造成土壤污染。生物污染較為常見,主要是未經(jīng)過有效處理的人類、動(dòng)物糞便任意直接排放到自然環(huán)境中。物理、化學(xué)、生物三方面的污染也會(huì)直接導(dǎo)致土壤內(nèi)出現(xiàn)多種傳播性巨毒物質(zhì),對土壤中的動(dòng)植物都會(huì)造成影響,對生產(chǎn)生活最直接的影響是造成農(nóng)作物大規(guī)模減產(chǎn),甚至引發(fā)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)局部失衡[5]。

3.2 地下水污染的原因

地下水污染主要有化肥、垃圾場填埋及工業(yè)生產(chǎn)等方面。

3.2.1 化肥的使用導(dǎo)致污染

土壤本身具有一定的自我調(diào)整恢復(fù)能力,地表中的雨水、河水等水資源也會(huì)不斷向地下滲透,在不斷滲透的過程中水體表面的生物殘骸、微生物等會(huì)被土壤過濾掉,一直在土壤表面區(qū)域?；手械南跛猁}等多種物質(zhì)為水溶性化學(xué)物質(zhì),如果農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中大量施加化肥,農(nóng)作物一般不能完全吸收,而多余的化肥特別是化學(xué)物質(zhì)則會(huì)隨著水體滲透而滲透,進(jìn)而污染地下水資源。

3.2.2 垃圾場填埋處理過程中產(chǎn)生的污染

目前來看,城市人員聚集規(guī)模越來越大,人口數(shù)量還在不斷增長,由此帶來的生活垃圾不能被及時(shí)處理處置。為創(chuàng)造舒適的生活環(huán)境,城市周邊通常都會(huì)設(shè)置垃圾處理區(qū)域建設(shè)垃圾處理設(shè)備,這些垃圾填埋區(qū)域一般會(huì)鋪設(shè)完備的防水滲透及排水設(shè)備,隨著地質(zhì)變化和長時(shí)間使用,土壤內(nèi)最底層的防水層會(huì)受到破壞,垃圾中的重度污染物會(huì)不斷向地下滲透,污染地下水質(zhì)。

3.2.3 金屬冶煉廠造成的污染

金屬冶煉廠在生產(chǎn)運(yùn)營過程是通過多種金屬物質(zhì)與化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,各種金屬礦物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)處理,隨后完成金屬物質(zhì)的分離提取。生產(chǎn)過程中,產(chǎn)生大量重金屬物質(zhì)與重金屬化學(xué)液體,對生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水廢渣常用的處理方式是填埋處理,后根據(jù)生產(chǎn)需要再次進(jìn)行提煉處理。污染過程出現(xiàn)在填埋土壤后,廢水廢渣會(huì)不斷與土壤中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),同時(shí)會(huì)向地下水滲透,直接造成污染。

3.2.4 石油化工產(chǎn)品造成的污染

石油作為化石燃料是工業(yè)中不可或缺的能源,由于石油的大量使用,勢必造成了土壤與地下水的污染。就物質(zhì)分類來看,石油市一種濃稠的液體物質(zhì),對土壤污染的同時(shí),也會(huì)不斷向地下水滲透。如果污染物密度比實(shí)際地下水密度低,污染物則不會(huì)垂直滲透,但也是在地下水表層不斷向四周擴(kuò)散,各種不溶于水的物質(zhì)均會(huì)在地下水表層持續(xù)存在,并長期污染地下水質(zhì)。

4 土壤與地下水污染防治技術(shù)及路徑

4.1 土壤污染防治技術(shù)

4.1.1 生物修復(fù)技術(shù)

土壤中各種微生物較多,所以微生物修復(fù)也是土壤污染防治中的主要技術(shù)手段。生物修復(fù)防治的原理就是通過微生物實(shí)現(xiàn)有機(jī)物質(zhì)之間的相互反應(yīng)(代謝),進(jìn)而將有機(jī)物質(zhì)分解,到達(dá)防治污染的目的。從修復(fù)方式上看,主要包含植物、微生物兩大類型。兩大類型中,微生物降解成本較低,污染防治過程中也不會(huì)產(chǎn)生其他次生污染物,所以被普遍廣泛使用。國內(nèi)環(huán)境治理相關(guān)學(xué)者已經(jīng)通過不斷探索實(shí)驗(yàn),研究出了成本低、操作方便、效率高的微生物治理方案,可有效降低土壤中的重金屬物質(zhì)含量,修復(fù)效果較為理想,同時(shí)結(jié)合其他修復(fù)技術(shù)可提升重金屬活性。

4.1.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要依靠化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,化學(xué)修復(fù)手段可通過化學(xué)反應(yīng)改變污染物的化學(xué)成分,改變其化學(xué)性質(zhì),切實(shí)降低污染物比例?；瘜W(xué)修復(fù)過程包含還原、改良及氧化等多種程序。與物理手段相比,化學(xué)方式相對研究時(shí)間較長,實(shí)驗(yàn)比較成熟,是相對穩(wěn)定、可持久的修復(fù)技術(shù)。

4.1.3 物理修復(fù)技術(shù)

物理方式進(jìn)行污水處理,主要是通過污染物從與土壤之間的相互分離實(shí)現(xiàn)的,常用的物理修復(fù)方式包含熱力學(xué)、電吸熱等具體方法。隨著物理修復(fù)技術(shù)的不斷發(fā)展,目前熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)發(fā)展最為成熟,使用熱力學(xué)修復(fù)方式具有便捷操作、修復(fù)速度快等優(yōu)點(diǎn),因此,熱力學(xué)修復(fù)方式也是物理修復(fù)技術(shù)中最常用的手段,但由于工程量大,修復(fù)成本較高,因此也不會(huì)成為主流修復(fù)技術(shù)[6]。

4.2 地下水污染防治技術(shù)

4.2.1 生物處理技術(shù)

生物技術(shù)污水處理是目前最常用的方法,其原理是通過微生物的進(jìn)行污染物的分解,在實(shí)際操作過程中,通常需要搭配氧氣和無機(jī)離子來完成。同時(shí),在污水處理過程中,自然降解是一種非常有效手段,微生物與污染物之間的化學(xué)反應(yīng)也不會(huì)產(chǎn)生其他有害物質(zhì)。物生物生存的環(huán)境必須具有自然界內(nèi)硝酸鹽、硫酸鹽等其他各種無機(jī)物,在污水處理過程中要按時(shí)添加物生物生長所需養(yǎng)料,確保微生物可以持續(xù)有效降解污染物。

4.2.2 化學(xué)處理技術(shù)

化學(xué)處理技術(shù)顧名思義是通過化學(xué)反應(yīng)完成的,其過程是在地下水中添加大量化學(xué)物質(zhì),根據(jù)化學(xué)試劑的具體分類,可以將化學(xué)處理技術(shù)分為中和處理和吸附沉淀處理兩類。中和處理主要是對被污染地下水進(jìn)行酸堿中和處理,動(dòng)態(tài)調(diào)整地下水PH值;吸附處理方式是利用化學(xué)試劑對地下水各類污染物進(jìn)行吸附的化學(xué)反應(yīng),在化學(xué)反應(yīng)的過程中的沉淀會(huì)使污染物與地下水質(zhì)分離,進(jìn)而得到清理后相對純凈的地下水資源。

4.2.3 抽出處理技術(shù)

抽出處理技術(shù)是一種與傳統(tǒng)污水處理手段不同的處理方式,其核心原理是將地下被污染的水抽出,將污水運(yùn)用常規(guī)防治辦法進(jìn)行處理,從防治目的上看,這種方法可以有效處理地下水污染問題,但是由于地下水污染區(qū)域通常比較廣,處理過程中要消耗大量成本,僅適用于小范圍內(nèi)的污水處理工作。

4.2.4 滲透反應(yīng)墻

這種方式是一種實(shí)用性較強(qiáng)的治理方式,其機(jī)理是將含水層內(nèi)部物質(zhì)的各種反應(yīng)將污染物消失,完成對地下水重金屬污染的治理,達(dá)到地下水防治的目的。

4.3 合理劃分分管部門職責(zé)

在地下水污染的治理過程中,由于涉及職能部門較多,各部門之間的相互推諉現(xiàn)象持續(xù)存在,同時(shí)涉及監(jiān)管職責(zé)交叉邊界問題,較多尖銳問題得不到有效處理。針對這一客觀問題,亟需土壤、地下水污染主管部門牽頭,使用合理有效統(tǒng)籌手段,開展統(tǒng)一管理治理,明確各部門之間的具體職責(zé)任務(wù),將具體責(zé)任明確到人,建立與國內(nèi)地下水治理相匹配的治理體系;以法定要求明確各部門職責(zé),對沒有治理到位或者應(yīng)當(dāng)擔(dān)責(zé)的部門,務(wù)必按照法定細(xì)則執(zhí)行;在落實(shí)具體方案時(shí),考慮治理雙方之間的關(guān)系,切實(shí)避免污染治理過程中產(chǎn)生其他違法違規(guī)問題;同時(shí),落實(shí)好治理責(zé)任制,對治理不到位或污染治理措施為落實(shí)的,應(yīng)追究責(zé)任,提升職能部門人員的責(zé)任心,有效促進(jìn)生態(tài)環(huán)境健康房展。在落實(shí)好上述要求外,關(guān)鍵是責(zé)任部門要正確認(rèn)識(shí)到土壤污染對地下水污染的影響,建立合理的水環(huán)境檢測結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系。生態(tài)環(huán)境資源管理部門和水利部門應(yīng)密切配合,健全區(qū)域控制管理體系,加強(qiáng)多部門之間的信息共享與共治,以對地下水資源資源的高度責(zé)任的態(tài)度完成完成污染防治工作。

5 結(jié)語

論文研究土壤污染與地下水污染相互影響的過程中,應(yīng)同時(shí)探討生態(tài)環(huán)境問題,持續(xù)深入分析土壤污染對地下水污染的影響,利用好兩者之間共同治理的共同特點(diǎn)。同時(shí),應(yīng)根據(jù)土地污染對地下水污染的不同程度,分類制定差異化防治策略及可行性具體方案,建立健全土地污染、水污染檢測系統(tǒng),各項(xiàng)方案的實(shí)施過程中,明確劃分不同監(jiān)管部門的職責(zé),系統(tǒng)推進(jìn)實(shí)施,合理進(jìn)行各種治理成效的匯總調(diào)度,確保土壤污染和地下水污染的共同防治。