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重点领域水环境综合治理第六话 地下水污染综合治理

北极星环境修复网  来源:水环境联盟    2020/9/25 9:36:43  我要投稿  

北极星环境修复网讯:地下水污染现状及特征

根据《全国城市饮用水安全保障规划(2006—2020年)》数据,全国近20%的城市集中式地下水水源水质劣于Ⅲ类。部分城市饮用水水源水质超标因子除常规化学指标外,甚至出现了致癌、致畸、致突变污染指标。同时《2017中国生态环境状况公报》也显示,2017年全国5100个水质监测点位中,地下水较差级和极差级占比近七成。

另外,据近十几年地下水水质变化情况的不完全统计分析,初步判断我国地下水污染的趋势为: 由点状、条带状向面上扩散,由浅层向深层渗透,由城市向周边蔓延。南方地区地下水环境质量变化趋势以保持相对稳定为主,地下水污染主要发生在城市及其周边地区。北方地区地下水环境质量变化趋势以下降为主,其中,华北地区地下水环境质量进一步恶化;西北地区地下水环境质量总体保持稳定,局部有所恶化,特别是大中城市及其周边地区、农业开发区地下水污染不断加重;东北地区地下水环境质量以下降为主,大中城市及其周边和农业开发区污染有所加重,地下水污染从城市向周围蔓延。

由于地下水含水介质的差异性和复杂性,造成地下水污染有以下特征:

(1)隐蔽性和延时性

相较地表水,地下水污染常不会引起人们的关注,其污染很难被发现,不像地表水污染直观明显而易于监测。因此地下水一旦被污染,早期不宜被察觉,待被发觉时已被污染或严重污染。

(2)广泛性和不确定性

在地质环境复杂的体系中,地下水经历着补给、径流、排泄各个途径,是处于不断运移和循环中,因此地下水污染范围较广泛且很难准确圈定。

(3)难以控制和治理

地下水在含水系统中的循环周期也相当长,从而决定了污染地下水体在地下滞留时间也长,使污染的地下水在近期内很难得以彻底修复还原。相较地表水,地下水污染由于其自身复杂性和隐蔽性,其修复治理工作面临很大困难;地下水污染一旦发生,其治理周期很长、费用极高、难度极大。

地下水污染治理的政策与目标

2011.10 《全国地下水污染防治规划(2011—2020年)

预期到2020年,全面监控典型地下水污染源,有效控制影响地下水环境安全的土壤,科学开展地下水修复工作,重要地下水饮用水水源水质安全得到基本保障,地下水环境监管能力全面提升,重点地区地下水水质明显改善,地下水污染风险得到有效防范,建成地下水污染防治体系。

2016.4 《水污染防治行动计划》

要求到2020年,地下水超采得到严格控制,地下水污染加剧趋势得到初步遏制。全国地下水质量极差的比例控制在15%左右。攻关研发前瞻技术支撑地下水污染修复。完善地下水监测网,调查评估水源地状况,重点污染源开展防渗,加油站双层罐或防渗池改造。废弃井回填,公布京津冀污染场地清单并开展试点修复。

2019.5 《地下水污染防治实施方案》

提出到 2020 年,初步建立地下水污染防治法规标准体系、全国地下水环境监测体系;全国地下水质量极差比例控制在15%左右;典型地下水污染源得到初步监控,地下水污染加剧趋势得到初步遏制。到 2025年,建立地下水污染防治法规标准体系、全国地下水环境监测体系;地级及以上城市集中式地下水型饮用水水源水质达到或优于Ⅲ类比例总体为85%左右;典型地下水污染源得到有效监控,地下水污染加剧趋势得到有效遏制。到2035年,力争全国地下水环境质量总体改善,生态系统功能基本恢复。主要任务方面,方案指出:主要围绕实现近期目标“一保、二建、三协同、四落实”:“一保”,即确保地下水型饮用水水源环境安全;“二建”,即建立地下水污染防治法规标准体系、全国地下水环境监测体系;“三协同”,即协同地表水与地下水、土壤与地下水、区域与场地污染防治;“四落实”,即落实“水十条”确定的四项重点任务,开展调查评估、防渗改造、修复试点、封井回填工作。方案还提出,2020年年底前,制定《全国地下水污染防治规划(2021—2025年)》。

地下水污染治理技术及其适应性

01监测自然衰减技术

自然衰减基于污染场地自身理化条件和污染物自然衰减能力进行污染修复,以达到降低污染物浓度、毒性及迁移性等目的,过程包括土壤颗粒的吸附、污染物的微生物降解、地下水的稀释和弥散等。通常会采用相应的监测控制技术,对地下水的自然修复过程进行监测评价。

该技术优势是施工简易、费用低、对原生态环境干扰小、无二次污染源等;但同样有弊端,其适用范围窄,仅用于污染程度低的区域环境,而且需长期监测。此外,此技术主要依赖于自然界的作用去除污染物,若污染物的自然衰减速率大于其迁移速率,理论上可有效控制污染范围,应用此技术是可行的。有时可通过向地下环境注入辅助物质等方式来提髙自然衰减效率,以达到更好的修复目的。

02异位处理技术

地下水异位处理泛指将受污染的土壤或地下水进行开挖或抽取后在地面上进行处理。污染土壤的开挖处理较少应用,通常适用于污染范围较小、污染较集中、埋深较浅的区域性污染。通常会结合污染源处地下水文地质条件和污染土壤范围考虑是否进行污染土壤的开挖,若污染范围较大,则不宜进行土壤开挖处理;或开挖后对周边环境造成较严重的二次危害,也不宜进行开挖异位处理。

03原位修复技术

针对地下水中挥发和半挥发性有机污染物的去除,主要处理技术有土壤气相抽提(SVE)、空气扰动(AS)和井中汽提方法等。其共同特点是利用挥发汽化等手段将污染物质转移至气相,随气体排出。

地下水污染治理进展及存在问题

从国内外实践来看,目前没有哪种技术能将被污染后的地下水完全修复到污染之前的状态。近年来,我国地下水修复做了一些工程,但最多的仍是针对点源污染。如何有效治理地下水面源污染,在技术上仍存在瓶颈。由于地下水治理不仅包括水资源污染治理,还包括含水层中沉积物的处理。因此需要地质、环境、化学、微生物、工程等不同学科的结合,共同推动相关研究发展和技术转移转化。

目前,我国地下水污染治理需解决的主要问题有三个。

(1)地下水污染源点多面广,污染防治难度大

由于地下水水文地质条件复杂,治理和修复难度大、成本高、周期长,一旦受到污染,所造成的环境与生态破坏往往难以逆转。当前,我国相当部分地下水污染源仍未得到有效控制、污染途径尚未根本切断,部分地区地下水污染程度仍在不断加重。

(2)地下水污染防治基础薄弱,防治能力亟待加强

长期以来,我国在重点区域、重点城市地下水动态监测和资源量评估方面取得了较为全面的数据,但尚未系统开展全国范围地下水基础环境状况的调查评估,难以完整描述地下水环境质量及污染情况。颁布实施的法律法规,仅有少部分条款涉及地下水保护与污染防治,缺乏系统完整的地下水保护与污染防治法律法规及标准规范体系,难以明确具体法律责任。地下水环境保护资金投入严重不足,导致相关基础数据信息缺乏,科学研究滞后,基础设施不完善、治理工程不到位,难以满足地下水污染防治工作的需求。地下水环境管理体制和运行机制不顺,缺乏统一协调高效的地下水污染防治对策措施,地下水环境监测体系和预警应急体系不健全,地下水污染健康风险评估等技术体系不完善,难以形成地下水污染防治合力。上述问题严重制约了地下水污染防治工作的开展。

(3)对地下水污染防治的认识有待提高

当前,地方各级人民政府和相关部门对地下水污染长期性、复杂性、隐蔽性和难恢复性的认识仍不到位。一方面,在石油、天然气、地热及地下水等资源开发过程中,“重开发、轻管理”现象普遍存在,环境保护措施不完善,往往造成了含水层污染。另一方面,长期以来我国水环境保护的重点是地表水,很多地方地下水污染防治工作并没有被纳入重要议事日程,无论是从监管体系建设、法规标准制定还是科研技术开发等方面,相关工作明显滞后。

地下水污染治理产业现状及发展前景

地下水污染治理产业主要包括上游的污染调查、风险评估、中游的治理技术工程设计、治理工程实施和下游的验收监测。目前地下水污染治理行业正处于产业成长的起步阶段,与行业配套的国家相关发展计划、执行标准以及法律法规的制订还有待完善,商业模式也处于探索阶段,且缺少符合国情的实用技术与工程经验。

2011年我国发布了《全国地下水污染防治规划(2011—2020 年)》,规划安排了约400亿元财政资金投向该领域,主要包括地下水污染调查项目,地下水饮用水水源污染防治示范项目,典型场地地下水污染预防示范项目,农业面源污染防治示范项目,地下水污染修复示范项目,地下水环境监管能力建设项目。

2019年我国发布的《地下水污染防治实施方案》提出,2020年年底前,加强现有地下水环境监测井的运行维护和管理,完成地下水监测数据报送制度;2025年年底前,构建全国地下水环境监测网,按照国家和行业相关监测、评价技术规范,开展地下水环境监测;京津冀、长江经济带等重点区域提前一年完成。从环保的各个细分领域来看,地下水污染防治市场的启动首先将利好环境监测领域公司。从国际地下水修复经验来看,在修复过程中格外注重监测领域,在该领域的投入大约占整个修复资金的50%。地下水污染监测体系的建立健全是污染防治的基础,中国地下水修复进一步深入后,预计会给水体监测企业带来市场机遇。

未来,我国地下水治理产业的进一步的发展刻不容缓,据预测,未来三年(2020—2022年)市场规模的年平均增长率会超过40%,三年后将进入快速发展阶段,其市场发展前景比较可观。

以上内容主要来源于《中国水环境治理产业发展研究报告 (2019) 》,感谢参编单位——中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司。

原标题:重点领域水环境综合治理 #第六话 地下水污染综合治理#

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