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1、地下水污染基本理论,Fundamentals of Groundwater Contamination,主要内容,1.1 地下水污染的概念1.2 地下水污染源1.3 地下水污染物类型和特征1.4 地下水污染途径,1.1 地下水污染的概念,示例：,岩溶含水层,监测井,铁矿,水质标准,Fe,t,思 考,结合海水入侵现象，请思考：若按照产生污染物的行业划分，由于过量开采地下水引起的海水入侵使水质恶化属于哪种类型的污染源？,海水入侵是源于“人为超量开采地下水造成水动力平衡的破坏”。海水入侵使地下水水质变咸，土壤盐渍化，灌溉机井报废，导致水田面积减少。最严重的会导致工厂、村镇整体搬迁，海水入侵区成为不毛
2、之地。,无机污染物,最常见的无机污染物:氮类：NO3-、NO2-、NH3 盐类：Cl-、SO42-、硬度、 TDS 、F-、CN-、重金属：As 、Cr、Hg、Pb、Cd等,六大毒性物质:氰化物：0.05mgL 砷：0.05mgL 汞：0.001mgL 镉：0.01mgL 铬：0.05mgL 铅：0.05mgL,化学污染物,2006-09-19,6,铬（Cr）,铬是有害废物场地下水中的第二大无机污染物 铬主要以两种价态存在，即Cr()和Cr(III) 铬酸根离子和重铬酸根离子是氧化态Cr()的主要存在形态，铬酸盐矿物极易溶于水，由于铬酸根离子带负电，很难被含水层矿物吸附，而具有很高的迁移能力。
3、因此，它在地下水中的含量可以很高 与之相反，还原态的Cr(III)在微酸-中性的水溶液中主要以难溶的沉淀形式存在，因此，地下水中的Cr(III)浓度一般都很低 毒性： Cr() Cr(III),世界卫生组织（WHO）饮用水水质准则给出了限值 19种有机污染物 30种来源于农业活动的有机农药 18种来源于水处理中应用或与饮用水直接接触材料的有机消毒剂及其副产物 美国EPA现行国家饮用水水质标准 88项控制指标，有机污染物控制指标占有54项。,有机污染物,化学污染物,（1）有机污染物的种类, 生物易降解有机污染物耗氧有机污染物 多属于碳水化合物、蛋白质、脂肪和油类等自然生成的有机物 不稳定，在微生
4、物作用下，都能转化为稳定的无机物 耗氧有机污染物主要来源于生活污水，以及以动植物残体为原料加工生产的屠宰、肉类加工、乳品、制革、制糖和食品等工业废水 无直接毒害作用，在其降解过程中会消耗溶解氧（DO），使水体DO值下降,生物难降解有机污染物 性质稳定，不易分解，能在各种环境介质中长期存在 环境内分泌干扰物（环境激素）：烷基酚、双酚A、邻苯二甲酸酯等 持久性有机污染物（POPs）：在生物体内积累富集、通过食物链对高营养等级生物造成危害性影响，通过蒸气可长距离迁移至遥远的偏僻地区和极地地区，在特定环境浓度下可能对接触该化学物质的生物造成有害或有毒效应 POPs公约中首批控制的POPs共有三大类21
5、种化学物质：杀虫剂和杀菌剂、多氯联苯、化学品的副产物（二噁英 ）,（1）有机污染物的种类,（2）常见有机污染物,多环芳烃：PAH 多氯联苯：PCBs 非水相流体：NAPLs（ DNAPLs &LNAPLs） 挥发性有机化合物：VOCs 半挥发性有机化合物：SVOCs 亚硝基二甲胺：NDMA 持久性有机污染物：POPs,苯并a芘：BaP 多氯代二苯并二噁英：PCDDs 六氯代苯：HCB 六六六：BHC 三氯乙烯：TCE 四氯乙烯 ：PCE 二氯乙烯 ： DCE 苯、甲苯、乙苯和二甲苯： BTEX 甲基叔丁基醚 ：MTBE,概念：,1.4 地下水污染途径,污染物从污染源地进入到地下水中所经过的路径
6、。,分类：,依据水力学特点，分为5种 。一、间歇入渗型 二、连续入渗型 三、越流型 四、径流型五、由集中通道直接注入,一、间歇入渗型,（3）污染物通过包气带周期性渗入含水层,（4）受污染的对象主要是浅层地下水,（2）常与大气降雨或灌溉对应,（1）污染源一般呈固态,1.特点,（5）污染方式由上而下,图1 降水淋滤废物堆污染地下水示意图,2.污染源地种类 地面废物堆、垃圾填坑、饲养场、盐场、尾矿坝、污水废液的地表排放场、化工原料和石油产品堆放场、污灌的农田、施用大量化肥农药的农田等,3.影响因素 污染物的种类和性质、下渗水源的多少、包气带岩层的厚度和岩性等因素有关。,一、间歇入渗型,16,二、连续
7、渗入型,（1）特点 污染方式由上而下 污染物经包气带连续渗入 污染源一般呈液态,图2 污水池渗漏形成的污染带示意图,（2）污染源地种类废水（废液）坑、污水池、沉淀池、蒸发池、排污水库、污水渗坑、残渣水池、蓄污洼池、化粪池、排污沟渠、管道的渗漏段、输油管和贮油罐坏漏处、石油井或矿化自流井中油或水溢流到地面的地段等,（3）影响因素,主要受包气带岩层厚度和岩性控制。,二、连续渗入型,三、越流型,图3 被污染的潜水向承压水层的越流示意图,（一）污染潜水向层压水层越流,特点：1.开采封闭较好的承压含水层，顶板之上有被污染的潜水；,2.潜水通过弱透水顶板直接越流。,3.通过止水不严的套管（或腐蚀套管）与孔
8、壁的间隙先下渗入到承压含水层中；,4.经由位封填死的废弃钻孔流入。,5.通过承压含水层顶板的水文地质窗流入。,（二）深层承压水向上越流污染潜水或浅部承压水,特点：,1.咸水通过弱透水顶板直接越流。,2.通过止水不严的套管（或腐蚀套管）与孔壁的间隙向上越流；,3.经由未封填死的废弃钻孔向上越流。,4.通过承压含水层顶板的水文地质窗向上越流。,图4 深部咸水向上越流通道示意图,产生的原因：勘探石油、煤田或其它矿产时，打过的勘探孔未经严格封孔处理，破坏了深部咸水层。,（三）越流型总体特点 污染物通过越流形式 人类活动引发越流方向改变 难于查清越流具体的地点及地质部位,21,四、径流型（河水和海水污染
9、地下水）,图5 河水污染导致地下水污染示意图,多发地：布置在河谷里的岸边取水建筑物，常受到河水的污染。,图6 海水入侵示意图,海水入侵地下水的原因： 在沿海地区的滨海处，布置钻孔大量开采地下水，水位下降幅度大，降落漏斗扩展到海岸线时，产生海水入侵，导致地下水污染。,四、径流型（河水和海水污染地下水）,（二）影响因素 污染程度取决于地表水的污染程度、沿岸岩石的地质结构、水动力条件及水源地距岸边的距离。,（一）径流型的特点 污染物通过径流形式 污染范围可能不很大，仅限于地表水体的附近呈带状或环状分布。污染程度往往由于缺乏自然净化作用而显得十分严重,四、径流型（河水和海水污染地下水）,五、由集中通道
10、直接注入,图7 由井中直接注入废液示意图,集中通道类型：井、孔、坑道、岩溶通道,1. 某地浅层地下水为高砷水，为了解决当地居民饮水问题，政府部门进行了改水，开采深层承压水。但近年来，深层水中砷含量不断升高，试分析原因，指出污染源及污染途径？ 2.某电厂不断将冷却水排入附近的溪流，造成当地居民饮用的地下水水温升高，试分析这是否属地下水污染事件？,作 业,课堂内容小结,地下水污染的定义、特点地下水污染的辨别标志（天然异常）地下水污染源定义及分类地下水污染物定义及按理化性质分类 地下水污染途径定义及四种污染途径污染场地定义,作 业,如何判定地下水已受到了污染？水质好的地下水就是没有受到污染，水质差的一定受到了污染，这种观点对吗？,
