当污染物进入河流、湖泊或地下水等水体后,其含量超过了水体的自然净化能力,使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象,被称为水体污染。大量的无机、有机污染物进入水体,不仅破坏水生生态系统,而且危害及到人体健康,造成水质性缺水使人们工农业生产、生活受到影响.要解决我国的水污染问题要从多方面着手综合考虑,经过坚持不懈的努力。其对策措施有:1、减少耗水量:当前我国的水资源的利用,一方面感到水资源紧张,另一方面浪费又很严重。同工业发达国家相比,我国许多单位产品耗水量要高得多。耗水量大,不仅造成了水资源的浪费,而且是造成水环境污染的重要原因。通过企业的技术改造,推行清洁生产,降低单位产品用水量,一水多用,提高水的重复利用率等,都是在实践中被证明了是行之有效的。2、建立城市污水处理系统:为了控制水污染的发展,工业企业还必须积极治理水污染,尤其是有毒污染物的排放必须单独处理或预处理。随着工业布局、城市布局的调整和城市下水道管网的建设与完善,可逐步实现城市污水的集中处理,使城市污水处理与工业废水治理结合起来。3、产业结构调整:水体的自然净化能力是有限的,合理的工业布局可以充分利用自然环境的自然能力,变恶性循环为良性循环,起到发展经济,控制污染的作用。关、停、并、转那些耗水量大、污染重、治污代价高的企业。也要对耗水大的农业结构进行调整,特别是干旱、半干旱地区要减少水稻种植面积,走节水农业与可持续发展之路。4、控制农业面源污染:农业面源污染包括农村生活源、农业面源、畜禽养殖业、水产养殖的污染。要解决面源污染比工业污染和大中城市生活污水难度更大,需要通过综合防治和开展生态农业示范工程等措施进行控制。5、开发新水源:我国的工农业和生活用水的节约潜力不小,需要抓好节水工作,减少浪费,达到降低单位国民生产总值的用水量。南水北调工程的实施,对于缓解山东华北地区严重缺水有重要作用。修建水库、开采地下水、净化海水等可缓解日益紧张的用水压力,但修建水库、开采地下水时要充分考虑对生态环境和社会环境的影响。6、加强水资源的规划管理:水资源规划是区域规划、城市规划、工农业发展规划的主要组成部分,应与其他规划同时进行。合理开发还必须根据水的供需状况,实行定额用水,并将地表水、地下水和污水资源统一开发利用,防止地表水源枯竭、地下水位下降,切实做到合理开发、综合利用、积极保护、科学管理。利用市场机制和经济杠杆作用,促进水资源的节约化,促进污水管理及其资源化。为了有效地控制水污染,在管理上应从浓度管理逐步过渡到总量控制管理。
随着工业化进程的不断推进,水污染的覆盖面也随之不断扩大,这给环境造成了严重的破坏,下面是我精心推荐的水污染控制技术论文范文,希望你能有所感触!
水污染及其控制方法
【摘要】水是人类生产生活中必不可少的宝贵资源,因此水体一旦受到污染,不仅使水资源的数量、质量下降,直接或间接地危及人类的生存和发展,而且污染后的水体也很难再得到恢复和控制。本文主要对水体污染的类型特征及我国的水污染现状进行了综合评述,简要的阐明了水污染可能会带来的危害及水污染的常规处理方法,并就目前水污染防治过程中所面临的困难提出几点建议。
【关键词】水体污染;现状;危害;防治;控制方法
1、水体污染及其类型
水体污染[1]
水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在人类活动和生产中的作用,降低了水体的使用价值和功能的现象。我国水污染具有影响地域广、持续时间长、水质季节性变化、污染类型复杂等普遍特征。
水污染现状
近年来,我国江河、湖泊和海域普遍遭受不同程度的污染,各种类型的水污染事件更是不断地发生。如2004年2月在四川沱江发生严重氨氮超标排放事件,工业废水不合格排放致使大量鱼类死亡,100多万人饮水受到影响,直接经济损失超过3亿元;2005年11月,中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸,苯类污染物泄露流入第二松花江,造成水质污染[2]。当然,我们也采取了很多措施来缓解我国水污染严峻的状况,如从1998年开始的“淮河水专项”,到今天为止已经坚持了16年之久。
水体污染的类型[1]
从污染成因上来看,水体污染可以分为自然污染和人为污染。从污染源来看,水体污染可分为点源污染和面源污染。从污染的性质来看,水体污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。
2、水体污染的危害
水体污染将直接降低生活饮用水的品质,影响人类健康,并对水生生物的生存环境造成不同程度的破坏,影响工农业生产的正常进行,进而导致水生态失衡、生态系统退化,产生一系列的社会生态问题,并且直接影响到社会的安全稳定和经济的正常运转。
3、水污染控制技术
水污染控制原则
要实现对水污染的全局调控和有效综合防治,需从宏观控制、技术控制和管理控制三个方面着手,以可持续发展为指导思想,对产业结构和工业布局进行合理的优化与调整,对工业生产工艺和污水处理技术进行改进,对受纳水体和排污口进行科学有效的管理和监督控制。
水污染处理技术[3-4]
随着水污染状况的不断恶化,及其对人类生产、生活带来的诸多不利影响,越来越多的人认识到了水污染控制与管理的重要性和迫切性。现代污水处理技术,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类。
废水的物理处理通常是借助物理力或机械力使得废水中的某些污染物质得以分离的单元操作过程。废水的化学处理,就是利用化学反应的作用去除水中的杂质,其处理对象主要是废水中无机或有机(难于降解的)溶解物质或胶体物质。生物化学处理法,是利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。
4、水污染防治面临的困难[5-8]
水资源保护的意识淡薄, 可持续发展的观念不强
人们对水资源保护和水污染治理的重要性还缺乏足够认识,在发展当地经济的过程中, 只注重经济效益, 忽略水资源的合理利用与保护,个别地区和企业甚至损人利己,以污染临近或下游地区的水资源与环境为代价来发展本地经济。
管理体制不顺, 缺乏配套的政策措施
现行管理体制未能有效利用经济手段, 未能形成一系列激励水污染治理、水资源优化配置和节约用水的政策措施, 从而导致水污染严重和水资源的有效利用程度不高, 用水浪费惊人。
有法不依, 执法不严现象根深蒂固
目前, 与水资源保护和水污染治理有关的法律不少, 如《中华人民共和国水法》( 2002 年)中第三十四条规定,禁止在饮用水水源保护区内设置排污口。另外在《中华人民共和国水土保持法》( 1991 年) 、《中华人民共和国水污染防治法》( 1996 年修订)等立法中, 也有关于水污染防治的相应条款。但是由于在处理水污染事件过程中,相关法律法规未能得到及时落实和有效贯彻,使得“有法不依,执法不严”情况持续存在,水污染状况日趋严重。
科研滞后, 缺乏有效的技术支持
由于水资源时空分布的不均匀性、动态性和随机性, 使得水污染防治技术不能得到统一、系统的规划和研究。流域水资源优化配置、水资源和环境的承载能力与经济发展的关系、水污染防治的有效措施, 水资源保护与管理的决策支持系统等都缺乏深入研究。
5、对水污染防治的建议[9]
源头控污
加强环保宣传,提高环保意识
加强企业的环境管理,合理安排企业布局
加强法律法规建设,改善相应的执行机制
选择适合本地区的水污染控制技术
我国地大物博,水资源时空分布不均,经济发展地区性强,针对这一情况,不同地区在污水处理时应根据当地的地形地势,道路交通条件及居民住宅布局等具体不同情况,选择适宜当地自然环境且成本低,管理维护简单,效率高的污水处理技术。
6、总结
水是生命之源、生产之要、生态之基,水作为人类生产、生活必不可少的宝贵资源,它的污染和短缺将给人类带来致命的威胁。特别是在经济飞速发展的今天,水污染的问题更不能被忽略,我们应该吸取以往城市发展中水污染对人们的经济生活带来的严重影响的教训,充分重视水环境问题,努力实现各个地区的经济和水环境保护的持续、健康、和谐的发展。
参考文献:
[1]毕润成.生态学[M].北京:科学出版社,2012: 83-86.
[2]程声通.水污染防治规划原理与方法[M].北京:化学工业出版社,: 5-8.
[3]赵庆良,任南琪.水污染控制工程[M].北京:化学工业出版社,: 79.
[4]张宝军.水污染控制技术[M].北京:中国环境科学出版社,: 19.
[5] 谭炳卿, 孔令金, 尚化庄. 河流保护与管理综述[J]. 水资源保护, 2002(3) : 53-57.
[6] 汪恕诚. 资源水利――人与自然和谐相处[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2003.
[7] 钱正英, 张光斗. 中国可持续发展水资源战略研究综合报告[M] . 北京: 中国水利水电出版社, 2001.
[8] XXIX IAHR Congress. Environmental hydraulics and eco-hydraulics[ C] . Proceedings of Theme B. Beijing, TsinghuaUniversity Press, 2001.
[9] 周正, 周颖辉. 我国农村水污染现状及防治方法[J].NORTHERN ENVIRONMENT,2011: 99.
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水污染控制技术论文篇二 水污染控制生态技术研究 【摘要】水环境是人类赖以生存和健康发展最重要的基本生态环境之一。上一世纪我国经济高速发展但也付出了惨痛的代价,其根源就是水环境遭到严重破坏。本文将以水生植物净水法为例对水污染控制生态技术进行研究。 【关键词】水污染控制生态技术研究 中图分类号:S891+.5 文献标识码:A 文章编号: 一、水生植物的净化机理 1、植物自身的性状和抗性能力 水生植物由于长期生活在一种缺氧、弱光的环境中,本身的形态解剖结构上形成特殊性状。根、茎、叶形成完整的通气组织,保证器官和组织对02的需要;叶片呈肉质,如香蒲表皮有厚角质层,栅栏组织发达,污染点处的根、茎、叶表皮细胞排列紧密等结构能抵抗因污染受害而引起的同化功能下降、水分过分蒸腾,增强了香蒲植物的耐污性和抵抗力。 2、植物的吸收、富集作用 水生植物根系发达,利于吸收水中物质。如凤眼莲长莲过程需要大量的N、P营养物,对于净化富营养化水体效果明显;香蒲植物吸收废水中的重金属时,吸收能力大小依次是根>地下茎>叶,并且按照一定的比例从生境中吸取各种元素,形成新的动态平衡,但要防止对某元素吸收过多而引起毒害。植物吸收污染物后,尤其是重金属离子、农药和其他人工合成有机物等,便富集、固定在体内或土壤中,减少水体中污染物含量。研究表明,Pb、Zn进入香蒲体内,主要积聚在皮层细胞的细胞壁上,只有少量进入原生质,可见细胞壁对重金属有较高的亲和力。 3、净化塘的沉降、吸附和过滤作用 净化塘里水生植物生长旺盛,根系发达,与水体接触面积大,形成密集的过滤层。如香蒲,它的地下茎和根形成纵横交错的地下茎网,水流缓慢时重金属和悬浮颗粒被阻隔而沉降,防止其随水流失。同时又在其表面进行离子交换、螫合、吸附、沉淀等,不溶性胶体为根系黏附和吸附,凝集的菌胶团把悬浮性的有机物和新陈代谢产物沉降下来。 4、生化作用 植物净化污水过程中生化作用也起到很大作用,这方面已有大量的研究。光合作用产生的02和大气中的02直接输送到植株各处,并向水中扩散,一方面根系通过释放O2,氧化分解根系周围的沉降物:另一方面使水体底部和基质土壤形成许多厌氧和好氧小区,为微生物活动创造条件,进而形成“根际区”。这样,植物代谢产物和残体及溶解的有机碳给湿地中的菌落提供了食物源;同时,大量微生物在基质表面形成灰色生物膜,增加了微生物的数量和分解代谢的面积,使植物根部的污染物(富集或沉降下来的)被微生物分解利用或经生物代谢降解过程而去除。富营养化水体中,也可依靠水生植物根茎上的微生物使反硝化菌、氨化菌等加速NH3~N向N02一N和N03一N的转化过程,便于水生植物的吸收与利用,减少底泥向水体中的营养盐释放。 5、对浮游藻类的竞争抑制作用 富营养化严重的水体中,藻类疯长,水质恶化。栽种水生植物后,与浮游藻竞争营养物质以及所需的光热条件,同时分泌出抑藻物质,破坏藻类正常的生理代谢功能,迫使藻类死亡,以防止其带来的毒素。这样可以提高水体透明度,改善水中的Do(溶解氧)含量,促进沉水植物与共生菌的生长,进一步净化水质。 如下图所示,是各水声植物的净水能力情况详解: 二、水生植物对水污染控制的影响因素 1、植物类型和群落构成 在提高植物处理效果研究方面,一个重要的研究内容是如何选择合适的植物种类和确定不同植物的组合。漂浮植物是人工湿地中常用的一类植物,就去除效果而言,凤眼莲的净化效果最好。挺水植物芦苇、香蒲的使用频率最高。很显然,不同的物种或同一物种在不同湿地环境中的净化效果都会有较大的差异性。 水生生态系统逐步恢复,关键取决于其自身的自净能力和环境容量,而自净能力和环境容量又取决于稳定的和优化的水生植物群落的形成。沉水植物群落的是建立草海优化生态系统的基础,草海历史上长期以来,沉水植物就是湖泊中最主要的生产者。 2、植物的覆盖度、污水浓度 菹草对水体和底泥中的N、P、Pb、Zn、Cu、As 等有较强的吸收、富集作用[l3]。吸收能力的大小与其生物量和群体的覆盖度有关,当菹草的保持覆盖度为50%时,生物量最大,净化效率也达到最大。有关专家研究了不同磷浓度对睡莲和菱叶片生理活性的影响,研究结果表明,随着磷营养盐水平的提高,叶内无机磷的含量也逐渐增加,而叶绿素则随磷含量的增加而降低。综合考虑磷对两种植物各指标的影响,认为菱的最适宜的浓度为0. lmmol/ L,睡莲为 / L,超过或低于该浓度,都会对其生理活性产生不利影响。该研究结果间接反映了不同植物对磷的吸收作用,为去磷植物的选择提供了参考。 3、环境因子 影响水生植物去除率的因素有光照、水温、溶解氧、pH、营养盐和风浪等因素有关,不同生活型的水生植物对这些因素的敏感性不同。所有水生植物都有其适合生长的季节和适宜的温度,水体的透明度则成为沉水植物的限定因子。大量的研究结果表明,在水体的一定深度存在光补偿点和补偿深度,只有在光补偿(点)深度以上,沉水植物才能进行正常的光合作用和呼吸作用,植物才能生长。 三、水污染生态修复技术 1、物种筛选及群落配置 物种筛选首先通过对污染区水生植物历史与现状分布情况进行分析研究,并根据其现有生境条件,以能满足自然环境特征,耐污能力强,净化效果好,抗逆性强及景观美化作用明显等为条件来确定水生植物物种。 2、引种方法 收集滇池及周边河流、坝塘的挺水、浮叶、沉水植物,尤其是引种受污染环境下生长健壮的植物和长期生活在水中的挺水植物,采用整株移植或扦插移植的方法,先种植于种苗基地中。相对而言,挺水植物和浮叶植物对水污染的耐受力高于沉水植物,因此在引种中挺水植物和浮叶植物遵循生物多样性的原则,沉水植物的引种遵循适应性的原则。 3、植物繁殖 植物的繁殖决定于充足、健康、适应性强的种苗供应,适宜的自然条件、丰富的营养供应和科学的管理。种苗的繁殖目前有三种措施,一是籽种收集与种植,另一是无性繁殖,此外是组织培养。由于籽种收集种植太慢,组织培养成本过高,水生植物的恢复种苗来源主要在种苗基地采用无性繁殖的方法,即利用自然分蘖和扦插繁殖获得,同时随滇池生态恢复的逐步实施,也可从先期已恢复的滇池周边天然湿地中获得更多的水生植物种苗。 4、栽培技术 (1)挺水植物栽培技术,每年3-6月下调水位(使种植区水位不超过 m),种苗基地取苗去稍后连根带土移植到目标水域,待植物发芽后逐步提高水位。 2)沉水及浮叶植物栽培技术,在每年3—6月调水位,从种苗基地起苗,将带育苗载体的活苗及成苗直接种植在目标水域,水位较浅水域可采用扦插法种植。 3)浮叶植物栽培技术基本同沉水植物种植方法。 总之,该生态工程主要在以本地特有水生植物制成的基质上培育水生植物,形成水面植物浮岛,利用植物及植物根系栖息的水生动物和微生物群落的综合作用实现其净化水体、提高生物多样性及改善自然生态景观等生态功能。 【参考文献】 [1]温美丽.方国祥. 陈朝辉 .李鑫华 深圳石岩水库污染状况及综合防治对策[期刊论文]-热带地理 2009(1) [2] 帖靖玺 .蒋蒙宾 .刘海员黄河水源水中藻类的去除措施[期刊论文]-华北水利水电学院学报 2009(5) [3] 秦雁芳 水生植物滤床净化太湖入湖河水的研究[学位论文]硕士 2006 [4]李涛天 津泰达 人工生态河道水质保持生态调控技术[学位论文]硕士 2006 [5]钱大富.马静颖.洪小平水体富营养化及其防治技术研究进展[期刊论文]-青海大学学报(自然科学版)2002,20(1) [6] 李先明.王建安 城市水体富营养化的防治对策探讨[期刊论文]-河南水产2010(4) 看了“水污染控制技术论文”的人还看: 1. 关于水处理技术论文 2. 节约用水科技论文 3. 城市污水处理技术论文 4. 环境保护科技论文 5. 水污染与人类健康影响的论文(2)
随着工业化进程的不断推进,水污染的覆盖面也随之不断扩大,这给环境造成了严重的破坏,下面是我精心推荐的水污染控制技术论文范文,希望你能有所感触!
水污染及其控制方法
【摘要】水是人类生产生活中必不可少的宝贵资源,因此水体一旦受到污染,不仅使水资源的数量、质量下降,直接或间接地危及人类的生存和发展,而且污染后的水体也很难再得到恢复和控制。本文主要对水体污染的类型特征及我国的水污染现状进行了综合评述,简要的阐明了水污染可能会带来的危害及水污染的常规处理方法,并就目前水污染防治过程中所面临的困难提出几点建议。
【关键词】水体污染;现状;危害;防治;控制方法
1、水体污染及其类型
水体污染[1]
水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在人类活动和生产中的作用,降低了水体的使用价值和功能的现象。我国水污染具有影响地域广、持续时间长、水质季节性变化、污染类型复杂等普遍特征。
水污染现状
近年来,我国江河、湖泊和海域普遍遭受不同程度的污染,各种类型的水污染事件更是不断地发生。如2004年2月在四川沱江发生严重氨氮超标排放事件,工业废水不合格排放致使大量鱼类死亡,100多万人饮水受到影响,直接经济损失超过3亿元;2005年11月,中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸,苯类污染物泄露流入第二松花江,造成水质污染[2]。当然,我们也采取了很多措施来缓解我国水污染严峻的状况,如从1998年开始的“淮河水专项”,到今天为止已经坚持了16年之久。
水体污染的类型[1]
从污染成因上来看,水体污染可以分为自然污染和人为污染。从污染源来看,水体污染可分为点源污染和面源污染。从污染的性质来看,水体污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。
2、水体污染的危害
水体污染将直接降低生活饮用水的品质,影响人类健康,并对水生生物的生存环境造成不同程度的破坏,影响工农业生产的正常进行,进而导致水生态失衡、生态系统退化,产生一系列的社会生态问题,并且直接影响到社会的安全稳定和经济的正常运转。
3、水污染控制技术
水污染控制原则
要实现对水污染的全局调控和有效综合防治,需从宏观控制、技术控制和管理控制三个方面着手,以可持续发展为指导思想,对产业结构和工业布局进行合理的优化与调整,对工业生产工艺和污水处理技术进行改进,对受纳水体和排污口进行科学有效的管理和监督控制。
水污染处理技术[3-4]
随着水污染状况的不断恶化,及其对人类生产、生活带来的诸多不利影响,越来越多的人认识到了水污染控制与管理的重要性和迫切性。现代污水处理技术,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类。
废水的物理处理通常是借助物理力或机械力使得废水中的某些污染物质得以分离的单元操作过程。废水的化学处理,就是利用化学反应的作用去除水中的杂质,其处理对象主要是废水中无机或有机(难于降解的)溶解物质或胶体物质。生物化学处理法,是利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。
4、水污染防治面临的困难[5-8]
水资源保护的意识淡薄, 可持续发展的观念不强
人们对水资源保护和水污染治理的重要性还缺乏足够认识,在发展当地经济的过程中, 只注重经济效益, 忽略水资源的合理利用与保护,个别地区和企业甚至损人利己,以污染临近或下游地区的水资源与环境为代价来发展本地经济。
管理体制不顺, 缺乏配套的政策措施
现行管理体制未能有效利用经济手段, 未能形成一系列激励水污染治理、水资源优化配置和节约用水的政策措施, 从而导致水污染严重和水资源的有效利用程度不高, 用水浪费惊人。
有法不依, 执法不严现象根深蒂固
目前, 与水资源保护和水污染治理有关的法律不少, 如《中华人民共和国水法》( 2002 年)中第三十四条规定,禁止在饮用水水源保护区内设置排污口。另外在《中华人民共和国水土保持法》( 1991 年) 、《中华人民共和国水污染防治法》( 1996 年修订)等立法中, 也有关于水污染防治的相应条款。但是由于在处理水污染事件过程中,相关法律法规未能得到及时落实和有效贯彻,使得“有法不依,执法不严”情况持续存在,水污染状况日趋严重。
科研滞后, 缺乏有效的技术支持
由于水资源时空分布的不均匀性、动态性和随机性, 使得水污染防治技术不能得到统一、系统的规划和研究。流域水资源优化配置、水资源和环境的承载能力与经济发展的关系、水污染防治的有效措施, 水资源保护与管理的决策支持系统等都缺乏深入研究。
5、对水污染防治的建议[9]
源头控污
加强环保宣传,提高环保意识
加强企业的环境管理,合理安排企业布局
加强法律法规建设,改善相应的执行机制
选择适合本地区的水污染控制技术
我国地大物博,水资源时空分布不均,经济发展地区性强,针对这一情况,不同地区在污水处理时应根据当地的地形地势,道路交通条件及居民住宅布局等具体不同情况,选择适宜当地自然环境且成本低,管理维护简单,效率高的污水处理技术。
6、总结
水是生命之源、生产之要、生态之基,水作为人类生产、生活必不可少的宝贵资源,它的污染和短缺将给人类带来致命的威胁。特别是在经济飞速发展的今天,水污染的问题更不能被忽略,我们应该吸取以往城市发展中水污染对人们的经济生活带来的严重影响的教训,充分重视水环境问题,努力实现各个地区的经济和水环境保护的持续、健康、和谐的发展。
参考文献:
[1]毕润成.生态学[M].北京:科学出版社,2012: 83-86.
[2]程声通.水污染防治规划原理与方法[M].北京:化学工业出版社,: 5-8.
[3]赵庆良,任南琪.水污染控制工程[M].北京:化学工业出版社,: 79.
[4]张宝军.水污染控制技术[M].北京:中国环境科学出版社,: 19.
[5] 谭炳卿, 孔令金, 尚化庄. 河流保护与管理综述[J]. 水资源保护, 2002(3) : 53-57.
[6] 汪恕诚. 资源水利――人与自然和谐相处[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2003.
[7] 钱正英, 张光斗. 中国可持续发展水资源战略研究综合报告[M] . 北京: 中国水利水电出版社, 2001.
[8] XXIX IAHR Congress. Environmental hydraulics and eco-hydraulics[ C] . Proceedings of Theme B. Beijing, TsinghuaUniversity Press, 2001.
[9] 周正, 周颖辉. 我国农村水污染现状及防治方法[J].NORTHERN ENVIRONMENT,2011: 99.
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我国是一个资源型缺水的国家和水质型缺水的国家。联合国规定,地区年人均水资源量小于1 700 m3,称为资源型缺水。我国人均水资源,已不足世界人均水平的1/4,是一个资源型缺水的国家。同时,因为水源的水质达不到国家规定的饮用水水质标准,我国还是一个水质型缺水的国家。 为便于衡量水质状况,方便评价水体,我国把水体分为如下几类:Ⅰ类,主要适用于源头水、国家自然保护区;Ⅱ类,主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵区;Ⅲ类,主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区;Ⅳ类,主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;Ⅴ类,主要适用于农业用水区及一般景观要求区域。 据此标准,我国的水污染问题已经处于一个相当严重的局面。根据水利部1997年的统计[1],全国河流中,污染河长(包括Ⅳ类、Ⅴ类河长占总河长,劣Ⅴ类河长占15%)已占总河长65 405 km的。完全污染、失去水的使用价值的劣Ⅴ类河流占总河长的15%。而松辽、黄河、海河、淮河的污染河长竟达到65%~80%。如果按Ⅴ类和劣Ⅴ类计,严重污染的河长占本流域评价河长的百分比依次为:辽河流域、淮河流域、海河流域、太湖水系、黄河流域。 与1984年相比,十几年来受污染河流的长度翻了一番。10多年过去了,2008年中国环境质量公报公布的数据显示,全国地表水污染依然严重。七大水系水质总体为中度污染,浙闽区河流水质为轻度污染,湖泊(水库)富营养化问题突出。海河、辽河、淮河、巢湖、滇池、太湖污染严重,七大水系中,不适合作饮用水源的河段已接近40%,其中淮河流域和滇池最为严重。工业较发达城镇河段污染突出,城市河段中78%的河段不适合作饮用水源;城市地下水50%受到污染,水污染加剧了我国水资源短缺的矛盾,对工农业生产和人民生活造成危害。 全国50多个代表性湖泊中75%以上水域受到污染,而劣Ⅴ类湖泊占调查面积的,即1/5。全国50个代表性水库中,1/3的水库受到污染。地下水资源的污染情况也很严重,新疆、青海、甘肃、内蒙5个省(区)的地下水资源中,Ⅴ类所占比例达到。可见如果不解决水污染的问题,长此以往,当代人可利用的水资源就日趋减少,到了下一代,将会无可用之水。 1我国水污染现状 河流 2006年,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河等七大水系的197条河流408个监测断面中,Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为46%、28%和26%。主要污染指标为高锰酸盐指数、石油类和氨氮。总体上看,我国流域污染状况是干流水质好于支流,一般河段强于城市河段,污染从下游地区逐步向上游转移。2008年,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系水质总体与2007年持平。200条河流409个断面中,Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为、和。其中,珠江、长江水质总体良好,松花江为轻度污染,黄河、淮河、辽河为中度污染,海河为重度污染。 淮河是一条受污染最严重的河流。淮河在评价的2 000 km的河段中,的河段不符合饮用水标准,的河段不符合渔业用水标准,32%的河段不符合灌溉用水标准。据统计,全国3 000家污染严重企业中,属排放工业污染的废水企业,淮河流域占了160家。流域内182个城镇中有排污单位万家,工业废水排放量为亿m3,城镇生活用水排放量7亿m3。 湖泊和水库 我国湖泊普遍遭到污染,尤其是重金属污染和富营养化问题十分突出。多数湖泊的水体以富营养化为特征,主要污染指标为总磷、总氮、化学需氧量和高锰酸盐指数。在几大湖泊中,75%以上的湖泊富营养化,尤以太湖、巢湖和滇池污染最为严重。太湖在20世纪80年代初期水质尚好,80年代后期开始出现轻污染,特别是1987年以后,污染趋势更为严重,水体中有机污染指标和水体富营养化指标升高。到了90年代中期,以Ⅲ类水质为主,并开始出现了Ⅴ类水质,意味着太湖已被严重污染。巢湖流域目前仍处于富营养状态,11个水质监测点中,7个属Ⅴ类和劣Ⅴ水质。滇池在20世纪70年代水质良好,生物多样性丰富。到了90年代,出现严重的富营养化,水质超出Ⅴ类标准,特别是氮、磷浓度很高,曾分别达到、 mg/L。由于昆明市及滇池周围地区大量工业污水和生活污水的排入,致使滇池重金属污染和富营养化十分严重,作为饮用水源已有多项指标不合格,藻类丛生,夏秋季84%的水面被藻类覆盖。沿湖不少农村的井水也不能饮用,造成30多万农民饮水困难。由于饮用污染的水,中毒事件时有发生;滇池特产银鱼大幅度减产,鱼群种类减少,名贵鱼种基本绝迹。 28个国家监控的重点湖(库)中,满足Ⅱ类水质的4个,占;Ⅲ类的2个,占;Ⅳ类的6个,占;Ⅴ类的5个,占;劣Ⅴ类的11个,占。主要污染指标为总氮和总磷。在监测营养状态的26个湖(库)中,重度富营养的1个,占;中度富营养的5个,占;轻度富营养的6个,占。 10个重点国控大型淡水湖泊中,洱海和兴凯湖为Ⅱ类水质,博斯腾湖为Ⅲ类,南四湖、镜泊湖和鄱阳湖为Ⅳ类,洞庭湖为Ⅴ类,达赉湖、洪泽湖和白洋淀为劣Ⅴ类。各湖主要污染指标是总氮和总磷。 城市内湖情况更是严重。昆明湖(北京)为Ⅳ类水质,西湖(杭州)、东湖(武汉)、玄武湖(南京)、大明湖(济南)为劣Ⅴ类。与上年相比,昆明湖水质变差,其他城市内湖水质无明显变化。主要污染指标是总氮、总磷。 在国家监控的大型水库中,密云水库(北京)和石门水库(陕西)为Ⅱ类水质;董铺水库(安徽)为Ⅲ类;丹江口水库(湖北、河南)和千岛湖(浙江)为Ⅳ类;大伙房水库(辽宁)、于桥水库(天津)和松花湖(吉林)为Ⅴ类;门楼水库(山东)和崂山水库(山东)为劣Ⅴ类。与上年相比,千岛湖和丹江口水库水质有所下降,其他8座大型水库水质无明显变化。主要污染指标为总氮。9座大型水库均为中营养状态。 地下水 全国195个城市监测结果表明,97%的城市地下水受到不同程度污染,40%的城市地下水污染有逐年加重趋势。在北京,浅层地下水中普遍检测出了具有巨大潜在危害的DDT、六六六等有机农药残留和单环芳烃、多环芳烃等“三致”(致癌、致畸、致突变)有机物。地下水超采与污染互相影响,形成恶性循环。水污染造成的水质型缺水,加剧了对地下水的开采,使地下水漏斗面积不断扩大,地下水水位大幅度下降;地下水位的下降又改变了原有的地下水动力条件,引起地面污水向地下水的倒灌,浅层污水不断向深层流动,地下水水污染向更深层发展,使地下水污染的程度不断加重。海洋 全国近岸海域水质总体为轻度污染。与上年相比,水质略有上升。近海大部分海域为清洁海域;远海海域水质保持良好。 2008年,近岸海域监测面积共281 012 km2,其中Ⅰ、Ⅱ类海水面积212 270 km2,Ⅲ类为31 077 km2,Ⅳ类、劣Ⅳ类为37 665 km2。 按照监测点位计算,全国近岸海域水质与上年相比略有上升,Ⅰ、Ⅱ类海水比例为,比上年上升个百分点;Ⅲ类海水占,与上年持平;Ⅳ类、劣Ⅳ类海水占,下降个百分点。 四大海区近岸海域中,黄海、南海近岸海域水质良,渤海水质一般,东海水质差。北部湾海域水质优,黄河口海域水质良,Ⅰ、Ⅱ类海水比例在90%以上;辽东湾和胶州湾海域水质差,Ⅰ、Ⅱ类海水比例低于60%且劣Ⅳ类海水比例低于30%;其他海湾水质极差,劣Ⅳ类海水比例均占了40%以上,其中杭州湾最差,劣Ⅳ类海水比例高达100%。 据不完全统计,我国沿海自1980年以来,共发生赤潮300多次,其中1989年发生的的一次持续达72 d的赤潮,造成经济损失4亿元,仅河北黄骅一地6 hm2对虾就减产上万吨。1997年10月至1998年4月发生在珠江口和香港海面范围达数千平方公里大赤潮,给海上渔业生产造成的损失也是数以亿计[1]。 海洋重要鱼、虾、贝、藻类的产卵场、索饵场、洄游通道及自然保护区主要受到无机氮、活性磷酸盐和石油类的污染。无机氮污染以东海区、黄渤海区部分渔业水域和珠江口渔业水域相对较重,活性磷酸盐污染以东海区、渤海及南海近岸部分渔业水域相对较重,石油类的污染以东海部分渔业水域相对较重。此外,重金属和有毒有机化合物等有毒物质在海域中累积,并通过海洋生物的富集作用,对海洋动物和以此为食的其他动物造成毒害。 2水体污染来源 2008年,全国废水排放总量亿t,比2007年增加。其中工业废水排放量亿t,占废水排放总量的;城镇生活污水排放量亿t,占废水排放总量的,比2007年增加。废水中化学需氧量排放量1 万t,其中,工业废水中化学需氧量排放量万t,占化学需氧量排放总量的,城镇生活污水中化学需氧量排放量万t,占化学需氧量排放总量的。废水中氨氮排放量万t,其中工业氨氮排放量万t,占氨氮排放量的,生活氨氮排放量万t,占氨氮排放量的。污水排放量很大,但污水处理率低,工业废水处理率约80%,达标排放的只有60%。90%以上的城市水域受到污染,50%左右地下水水质受到污染,50%以上的重点城镇饮用水源不符合标准。 工业污染 工业生产所排放的污水是水环境中污染物的主要来源之一,虽然其排放量要比生活污水少,但是其危害要比生活污水大得多,如果这些废水不经处理直接排到自然水体中,将对生态环境造成严重破坏。工业水污染主要来自造纸业、冶金工业、化学工业以及采矿业等。而在一些城市和农村水域周围的农产品加工和食品工业,如酿酒、制革、印染等行业,也往往是水体中化学需氧量和生物需氧量的主要来源。另外,工业生产过程中产生的其他废弃物进入水体也会造成大量的水污染,如大气污染,最后可能以酸雨的形式污染水体。 生活污染 人类所产生的生活污水逐年增加,所占比例持续升高。2006年全国生活污水排放总量为亿t,到2008年,增加至亿t。而我国城市污水的集中处理率仅为。全国各地生活污水对当地水体化学需氧量和生物需氧量的影响不尽相同。例如,山东省生活污水占废水总量的40%,而重庆市生活污水则产生了当地水体中68%的化学需氧量和85%的生物需氧量。 农业污染 一是畜禽养殖废弃物对农村水环境的污染。随着禽畜养殖业规模化发展,禽畜粪便排放量急剧增加,成为农村环境污染的主要来源之一。2004年全国禽畜粪便产生量约28亿t [2]。而畜禽粪便的还田率仅为30%~50%,未经安全处理的畜禽粪污直接排放或任意堆放造成氮、磷污染所致的水体富营养化,严重污染地下水和地表水环境,导致广大农村地区饮用水出现安全问题。二是化肥和农药等化学品造成的水环境污染。我国单位耕地面积的化肥投入量是世界平均用量的倍。据统计,2004年我国化肥施用量4 412万t。居世界第1位。但我国化肥利用率平均只有30%~50%,大量的化肥流失导致农田土壤污染,通过农田径流加剧了湖泊和海洋的富营养化。成为水体面源污染主要来源[2]。此外,我国单位面积农药用量为世界平均水平的3倍,其中大多数是难降解的有机磷农药和剧毒农药,一般农药只有10%~20%附着在农作物上,绝大部分都被冲刷进入水体。 3水污染治理对策 水体自净 水体中污染物浓度自然逐渐降低的现象称为水体自净。水体自净机制有3种。一是物理净化。物理净化是由于水体的稀释、混合、扩散、沉积、冲刷、再悬浮等作用而使污染物浓度降低的过程。二是化学净化。化学净化是由于化学吸附、化学沉淀、氧化还原、水解等过程而使污染物浓度降低。三是生物净化。生物净化是由于水生生物特别是微生物的降解作用使污染物浓度降低。 水体自净的3种机制往往是同时发生,并相互交织在一起,哪一方面起主导作用取决于污染物性质和水体的水文学和生物学特征。水体污染恶化过程和水体自净过程是同时产生和存在的。但在某一水体的部分区域或一定的时间内,这2种过程总有一种过程是相对主要的过程。它决定着水体污染的总特征。因此,当污染物排入清洁水体之后,水体一般呈现出3个不同水质区,即水质恶化区、水质恢复区和水质清洁区。 水污染治理办法 为加强水资源保护,防止对水资源的破坏、浪费和严重污染,应加强水资源的保护工作,及时采取有效措施全面保护水资源。一是完善法律法规,强化管理,严格执法。贯彻执行《水法》《水污染防治法》《环境保护法》等法律法规,同时完善相应的法律法规,建立健全的水环境保护法律体系。对污水的排污标准进行严格控制,尤其要加强对工业污水排放的监督和管理,对违法排放的工业企业要从重处罚。对集中排污口的各类污染源,加强跟踪监测,发现问题及时解决。加强对地表水和地下水的水质监测和水源的保护工作。以流域为单元,以河流为主线,以城镇为节点,建立流域水资源保护监督管理体系,强化流域管理的监督职能和协调能力,加强各相关部门之间的交流与合作。二是从源头控制污染。摆脱先污染后治理的发展模式,从控制污染物的排放量来遏止污染的进一步扩大。对企业要采取有力措施,改善经营管理,积极引进先进的生产工艺,提高物料利用率,减少污染物的排放。通过修定产业政策,调整产业结构,用行政、经济手段推行节约用水和清洁生产。三是大力提高水资源的利用率和重复利用率。我国水资源利用率不足50%,重复利用率为20%左右[3],低效的水资源利用,加剧了水资源的供需矛盾和严重浪费局面。只有施行较高的水资源价格、高额的水污染排污费,才能有效地促使企业采取措施,改直流冷却为循环冷却,改漫灌为喷灌或滴灌,采用先进的节水技术和生产工艺,研究污水的治理和重复利用,降低生产成本,进而实现企业的经济效益和社会的环境效益的统一。四是提高水污染排污费的收缴额度,使排污费远远地高于水资源恢复治理的费用。当前,我国排污费定位太低,远远低于水资源补偿费用,因此全面提高排污收费指标,向等量甚至高于水资源恢复治理费靠拢,采取“严进严出”的措施,也许对乱排现象能起到一定的作用。五是研究解决污水的资源化利用。污水资源化利用是解决用水紧张的一个有效途径,并产生较高的经济效益,实现较好的环境效益。如合理利用采煤过程中抽取的地下水,以全国煤炭产量12亿t计算,大约抽排50亿m3的受污染的矿井地下水,如若全部净化成饮用水,能产生巨大的社会和经济效益[4]。另外,中水回用、工业冷却用水的循环利用等都是充分合理地利用水资源的有效措施。六是加强宣传,提高全民的环保意识。环保不仅与政府或相关部门有关,而且与每个人都息息相关,因此要加强宣传,提高全民的环保意识,让每个人都为环境保护尽自己的一份力。
论地下工程引起的地质问题及防治措施论文
摘要:随着城市建设的大力发展,地下工程建设越来越多,由此引发的各类工程地质问题也逐渐显现出来,根据城市地下工程的特点,对地下工程开挖引起的工程地质问题进行了分析并提出了预防措施。
关键词:地下工程;工程地质问题;预防
城市地下工程具有现场环境条件复杂、施工难度大、技术要求高、工期长、对环境影响控制要求高等特点,是一项相当复杂的高风险性系统工程。但是,地下工程建设一般都在市区内,在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应,对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害,已经出现并且孕育诸多工程地质问题。
1地下工程开挖引起的工程地质问题
地面沉降
地层初始应力状态的改变引起的地表沉降:地下工程开挖是在存在初始应力场的地层中进行的,开挖引起地层初始应力状态的改变,即二次应力场,它是由地层初始应力场与开挖引起的附加应力场的叠加应力场,对应二次应力场开挖的位移场仅是由开挖引起的附加应力场。地表沉降的主要机理是由开挖面的应力释放,附加应力等引起地层的弹塑性变形。引起初始地应力状态改变的主要原因有:
(1)地下工程开挖引起的附加应力;
(2)地下工程施工对地层的扰动和地层损;
(3)地下水渗流引起的地下水位的变化。
土体的固结沉降:地下工程施工引起的地表沉降与时间有关。土体内部含水渗出,体积逐渐减少,这一现象成为土的“固结”。随着土体的固结,土体的压缩变形和强度逐渐增长。因此,土的固结所产生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的问题之一。根据地下工程施工的特点总结固结沉降的主要原因有:
(1)地下水位下降引起的固结沉降;
(2)土体空隙水压力变化,引起土体的固结沉降;
(3)土体扰动后,重新固结后产生沉降;
(4)土体的次固结和流变。
洞室围岩失稳
地下开挖后,洞壁围岩由于失去了原有的岩体的支持而向洞内产生松胀变形,如果变形超过了围岩所能承受的能力,围岩就会被破坏。围岩的变形破坏程度常取决于围岩的应力状态、岩体结构和洞室的断面形状等。洞室开挖使地下原来的应力状态被破坏,围岩应力重分布,产生变形位移。
均质岩土体中应力未达到或未超过其强度以前,在开挖过程中的变形,以弹性变形为主,变形速度快,变量小,瞬时完成,一般不易察觉;当应力达到或超过岩土体强度时,塑性变形十分明显,发生压碎、拉裂或剪破。当岩体强度主要由结构面控制时,与上述情况基本一样,但当结构面组合构成围岩不稳定条件时,岩体除了弹性变形外,塑性变形也比较明显,它表现为围岩分离体(岩块)的相互错动,围岩松动时围岩稳定性降低,为进一步松动创造了条件。
斜坡破坏
斜坡破坏主要发生在山区城市,除直接经济损失外,还可能造成人员伤亡,其原因主要是:由于自然地质作用和工程地质作用引发的,而工程地质作用造成的斜坡破坏较自然地质作用频率大。当然决非任何斜坡破坏都能称为地质灾害,但斜坡破坏确属重大的地质灾害类型之一。
斜坡破坏主要形式为滑坡,其影响因素主要有岩性、构造、地形、地震、降雨及人类活动等。其中,许多山体滑坡现象是由地下工程活动引发的,即主要是由于地下工程的开挖或采掘影响到了上部的山体,使岩体开裂,地面倾斜,并在一定条件的配合下,导致山体失稳形成滑坡。在隧道建设中,滑坡现象主要发生在浅埋、偏压及进出口等地段,其危害常常比较严重。为评价斜坡岩土的稳定性,预防斜坡破坏导致的地质灾害,认识引起斜坡破坏的内在原因与外部条件,掌握其运动发展规律显得非常重要,尤其是当前在城市这个人类经济活动的密集区,斜坡破坏造成的经济损失和人员伤亡都是巨大的`,都是由于工程活动不合理造成的。 地下水污染
在城市环境地质中地下水的不良作用主要表现为地下水的侵蚀。地下水的不良作用和地下水污染主要由人为引起。随着经济持续稳定发展,人类活动加剧,对地下水的污染越来越严重,主要表现为:多数城市垃圾随意堆放;工业废水和废液不经处理或初步处理后任意排放。首先污染地表水,经地表水补给地下水或渗入地下水,再污染地下水,使地下水具有侵蚀性,对城市的建筑物基础及地下工程不断侵蚀破坏。
2防治措施
开展详尽的工程地质勘察
工程地质勘察资料是地下工程施工的重要依据,通过详细的工程地质勘察,为设计施工提供需要的参数和指标,确定合理的开挖方案、开挖步骤,如果地下工程建设所涉及勘察资料不详细、不准确,势必给支护工程带来事故隐患。
做好开挖方案的优化选择
地下工程的开挖方法很多,以基坑工程为例,有分层全开挖、中心岛式开挖等等。开挖顺序不同,引起的位移不同,中心岛法的开挖顺序就比从一个方向按顺序向另一个方向的开挖方法,对基底隆起和桩后地面沉降有一定程度地减少。因此,基坑开挖时应做好开挖方案的优化选择。
实行科学的降水设计
水是影响基坑工程稳定的重要因素之一,从实际统计资料来看,约有70%的基坑事故与地下水有关,因此,地下工程建设中应特别注意地下水的影响。地下工程建设绝大多数都需要进行人工降低地下水。要降低地下水位,就要合理地选择降水方法,在此基础上进行人工降水的方案设计,以及进行降水方案的水位预测,通过预测进行降水方案的优化,从而达到最佳的降水方案。
做好现场监测,开展信息化施工技术
地下工程是土体与围护结构体相互共同作用的一个动态变化的复杂系统,仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂的开挖和降雨等条件下支护结构与土体的变形破坏,也难以完成可靠而经济的开挖设计。通过施工时对整个工程进行系统的监测,可以了解变化的态势,利用监测信息的反馈分析,就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时,可做出预警,及时采取措施,保证施工和环境的安全;当安全储备过大时,可及时修改设计,削减围护措施。
积极采用新技术、新方法
工程实践证明,采用基坑内降水、坑内侧土体加固(化学灌浆、石灰桩加固等)、及时支撑并预加轴力、增加挡墙的入土深度、墙外地层中筑帷幕、坑内降水坑外注水、分步开挖、逆作法施工、信息反馈施工法的采用等,对改善基坑变形、提高其稳定性有重要意义。计算机技术方法应广泛地应用到地下工程建设中,如进行数据分析与计算、计算机制图、计算机辅助深基坑设计、信息施工与管理等领域具有十分广阔的前景。
结语
地下空间资源正越来越多被开发利用于各种领域,如地下轨道交通工程、地下街、地下室、地下车库等各类地下工程,已经成为现代城市功能转入地下的重要载体。但是,地下工程建设一般都在市区内,在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应,对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害。因此,研究城市地下建设工程引起的地质问题及其防治措施具有相当重要的现实意义。
松花江的水污染是很好的例子!
水,滋润万物,与人们的生产生活息息相关。水是甘甜的。但有时又是苦涩的;水是宝贵的,但有时它又泛滥成灾;水是清冽的,但在一些地方它却变得污浊不堪;一切生物都离不开水,但在一些特别需要水的地方,它却变得那样吝啬……面对我们日日不可或缺的生命之源一-水,我们知道的到底有多少? ●人均水资源占有量十分有限 据世界银行1998年对132个国家的统计,我国水资源总量占世界第4位,但人均水资源占有量却排到了82位。按照国际标准,人均水资源量2000立方米为严重缺水边缘,人均1000立方米为人类生存起码要求。目前我国有15个省、区、市人均水资源严重低于缺水线,有7个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、辽宁、江苏)人均水资源量低于生存的起码要求。 ●水污染程度严重,损失巨大 据水利部对全国700余条河流约10万公里河长开展的水资源质量评价,河长受到污染;的河长严重污染,水体己丧失使用价值。90%以上的城市水域污染严重。 在全国七大流域中,太湖、淮河、黄河流域均有70%以上的河段受到污染;海河、松辽河流域污染也相当严重,污染河段占60%以上,全国有1/4的人口饮用不符合卫生标准的水。水污染直接影响着我国民众生活、生存环境。 ●河湖萎缩,黄河断流 黄河从1972年开始出现断流到1998年的27年间,黄河利津站共有21年发生断流,断流频率已达四年五断,共计断流1050天,平均每个断流年份50天,其中1997年断流226天,断流河段长达704公里,占下游河段总长的90%。 海河流域中下游平原地区的河流基本干涸,河口淤积加剧,生态环境破坏严重。由于径流剧减,城镇排出的污水得不到稀释.形成不少污水河,被形象地称为:"无河不干,有水则污。" 调查表明,近30年来,我国湖泊水面面积已缩小了30%。 ●西北地区水环境恶劣 目前,我国西北干旱、半干旱地区湖泊于涸现象十分严重,部分湖泊含盐量和矿化度明显升高,特别是西北湖泊咸化趋势更为明显。新疆博斯腾湖,由于上游修建灌溉工程,导致人湖水量锐减,含盐高的灌区退水又不断入湖,因此,该湖在短短的10多年内就由淡水湖演变成咸水湖,湖水矿化度上升了6倍,水面减少120平方公里,水位降低米。素有"绿色迷宫"之称的准噶尔盆地西部的艾比湖,因60年代在湖区毁林开荒,70年代截流断水,至今艾比湖湖面已由过去的1300平方公里减至600平方公里,干涸的湖盆已沦为盐漠。曾为我国历史上最大的咸水湖--罗布泊也已干涸。 ●湿地面积萎缩,生态蜕化 由于人口增长,耕地扩大,生态类型擅变,我国湿地面积严重萎缩。北大荒的连年垦荒使这块我国最大的湿地面积缩小了60%,三江平原的湿地面积已由建国初期的443万公顷下降到190万公顷。如不采取紧急保护措施,十几年内三江平原的湿地将丧失殆尽。 ●南方围湖造田后果严重 围湖造田是导致南方湖泊面积萎缩的首要原因。曾经蔚为壮观的江汉湖群因围垦而消失湖泊983个,面积减少2041平方公里,目前仅存湖泊83个,浩浩荡荡的800里洞庭在不到40年的时间内,围垦面积达226万亩,淤积与围垦互为因果,导致湖区生态恶性循环。 ●地下水超采过量,引发环境问题 由于地表水资源贫乏和水污染加剧,致使一些地区对地下水进行掠夺式开发,地下水超采十分严重。据不完全统计,目前全国已形成地下水域性降落漏斗149个,漏斗面积万平方公里,其中严重超采面积万平方公里,占超采面积的。多年平均超采地下水亿立方米,有的漏斗中心水位埋深已达60--80米,有些城市还出现了地面沉降,造成严重后果。 ●水土流失面广量大,后果堪优 我国己成为世界上水土流失最严重的国家之一,全国水土流失面积达367万平方公里,占国土面积的38%,其中水力侵蚀面积179万平方公里。此外,每年流失土壤50多亿吨,全国每年因水土流失新增荒漠化面积2100平方公里,因同样原因而损失的耕地面积达7万多公顷。黄土高原每年水土流失带走的氮、磷、钾就达4000万吨,相当于全国一年的化肥产量。 赢水污染事故频发。 近些年,全国各地水污染事故频繁发生,平均每年在1600起以上。1994年淮河特大污染事故,造成苏皖两省150万人饮水困难。1996年春节后,淮河再次发生污染事故,使蚌埠市70万人陷入水荒。近10年来,仅海河流域的水污染事故就达数百起,由水污染导致的地区间纠纷不断发生,严重影响社会稳定。
沈慧珍 吴孟杰 刘思秀
(浙江省地质环境监测总站,杭州310007)
摘要:在杭嘉湖平原浅层地下水污染调查的基础上,计算杭嘉湖平原浅层地下水的环境背景值,运用多项指标综合污染指数法对该区浅层地下水进行污染现状评价,其结果表明,杭嘉湖平原浅层地下水已经遭受不同程度的污染。
关键词:浅层地下水;环境背景值;水污染
杭嘉湖平原位于长江三角洲南部,属长江三角洲的重要组成部分,人口稠密,经济发达。近年来,随着工农业生产的迅速发展,频繁、活跃的人类活动造成了浅层地下水环境质量的下降,直接影响了国民经济的发展。因此,充分认识杭嘉湖平原浅层地下水的污染特征和规律,探求其预防措施,显得尤为重要。
水污染评价的目的是根据水体的实际用途,对环境水文监测资料进行统计分析,判断水质污染的状况及其发展趋势。其评判结果的正确与否,直接影响着水污染治理决策的制定和水资源的开发利用。目前的水污染评判方法有对水体感观性状的定性评价、对单一指标的评判以及综合质量指数评价等,其中,综合质量指数评价法综合考虑了地下水中的各项指标的影响作用,是最常用的评价方法。本文根据杭嘉湖平原地下水长期监测资料以及现阶段的水样化验资料,对其污染现状、特征及规律进行了简要的分析,并进行了浅层地下水污染的综合评价。
1 自然地理条件
杭嘉湖平原西起莫干山东麓,北与江苏省,东与上海市接壤,南濒钱塘江河口及杭州湾,地理坐标东经120°00′~121°16′,北纬30°13′~31°02′,面积约6490km2。区内地势平坦,地面高程在1~7m之间。属亚热带季风气候区,气候温和湿润,四季分明。多年平均气温℃~℃,多年来平均降水量1140~1350mm之间,降水年内、年际变化显著。年内降雨集中在梅雨季节(6月峰值)和台风雨期(9月峰值),具有双峰型降水特征和洪涝灾害特点。
区内水网密布,主要有大运河、苕溪、入杭州湾和入黄浦江等河道,其中大运河自杭州经崇福、嘉兴往北接苏州,东、西苕溪在西北部流经本区进入太湖,都属于太湖水系。孔隙潜水主要由全新统海积、冲海积和冲湖积亚粘土、粘土、亚砂土等组成,厚度一般为~5m,水位埋深~,水动态变化较大,水量贫乏-极贫乏,除了环太湖带和钱塘江附近区域民井涌水量为10~100m3/d外,其他地方涌水量一般都小于10m3/d。主要接受大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给,迳流缓慢,蒸发及民井取水为其排泄的主要方式。
2 浅层地下水污染评价
背景值的确定
在评价之前要先确定地下水化学背景值。地下水化学背景值是指天然状况下(未受或基本未受人为活动污染)的地下水中各种化学组分的含量或其界限。现在已无法找到绝对不受污染的地下水体,因此,地下水化学背景值是与一定的时间、地点相联系的相对概念。地下水的化学背景值系列是确定地下水是否受污染的标准。
对于无机污染来说,地下水化学背景值调查和研究原则上应依据较早时期的较系统的地下水水质分析资料。但是由于本区缺乏系统的早期浅层地下水资料,所以此次选取该区中地下水流经的上方向,且远离污染源,相对无污染区的水样,用来计算环境背景值。
首先运用Grubbs法剔除所选水质点的离群数据,然后确定检验的分布类型,其分布类型主要分为3种:正态分布、对数正态分布和偏态分布,最后依据不同情况按不同的方法确定统计特征值(表1、表2)[1,2]。
表1 不同分布类型统计特征值表
表2 浅层地下水背景值表
注:除了pH值外,单位均为mg/L
评价方法
地下水污染程度评价,主要考虑对地下水污染影响较明显及对人体危害较大的一些污染指标进行评价[3],因此本次选取的污染指标为氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、溶解性总固体、总硬度、高锰酸盐指数、硫酸盐、氟化物、汞、铅、砷、锰、pH等共19项指标。
评价采用多项指标综合污染污染指数法,其计算公式为[4~6]:
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
式中:I为某项污染物的污染指数;C为某项污染物的实测含量;C0为某项污染物的对照值标准监测方法的方法检出限; 为各单项组分评分值I的平均值;Imax为各单项组分评分值I的最大值;n为项数。
根据PI值计算结果,按表3划分地下水污染级别。
表3 地下水污染级别分类表
评价结果
按上述方法对杭嘉湖平原浅层地下水进行污染现状评价,通过评价发现,杭嘉湖平原浅层地下水存在4个污染级别:未污染、轻微污染、中等污染和严重污染,并且以轻微污染为主,63个取样点中,轻微污染有31个,约占总取样点的50%,其次是未污染、严重污染和中等污染,其中,未污染点13个,严重污染11个,而中等污染点为8个。轻微污染的污染指标主要为 、Cl-,同时有些取样点也分别出现好氧量、总硬度和氟化物的污染以及As、Pb等重金属的污染;中等污染的污染指标主要为“三氮”和好氧量,有些取样点也分别出现Hg、总Fe的污染;严重污染的污染指标主要为 、总Fe、好氧量、As,其次还有氟化物、氯化物的污染。分析其原因,主要为:一方面杭嘉湖平原经济发达,人口稠密,广泛的分散在杭嘉湖平原上,农村、城镇多为洗涤用水,就地排放,污水长期下渗使浅层地下水受到污染;另一方面,杭嘉湖平原地势平坦,农田面积广,灌溉时间较长,而农田灌溉水是杭嘉湖平原浅层地下水的一个重要补给来源,因此,这种非点源污染造成了杭嘉湖平原浅层地下水出现了大面积的轻微污染;同时,由于作为浅层地下水的补给源之一的地表水也受到不同程度的污染,这势必会影响浅层地下水的质量;另外,杭嘉湖平原经济发达,工业化程度较高,局部地区也存在一定的工业污染,垃圾填埋场对浅层地下水也有一定的影响。
3 地下水污染防治对策及建议
在进行浅层地下水防治时,必须依据污染源的特征,结合地下水污染的特点,具体问题具体分析,做到科学防治地下水污染。从杭嘉湖平原浅层地下水的污染源调查分析来看,杭嘉湖平原的污染源形式是多样的,包括点污染源(如垃圾堆放场)、线污染源(如污染河流对地下水的补给和污、废水排泄沟渠对地下水的影响)和面污染源(如污水灌溉和酸雨对地下水的补给)。同时,从杭嘉湖平原的补迳排条件来看,杭嘉湖平原浅层地下水的主要补给源为大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给,蒸发和民井取水为其主要的排泄方式,因此,大气降水、农田灌溉水和地表水体的水质好坏在很大程度大决定着浅层地下水的水质情况。因此,在进行杭嘉湖平原浅层地下水防治工作时,应综合考虑以上因素。根据本区的实际情况,本文提出水污染防治建议。
(1)根据点源污染特点,应该强调工业和城市垃圾分类化,选择合理的垃圾填埋场,进行科学的垃圾填埋。
(2)要严格执行城市生活用水、工业废水排放标准,加强地下、地表储罐及管线材料的防渗性能。
(3)由于地表水、大气降水和农田灌溉是浅层地下水的主要补给源,因此,应该开展地表水体的水质调查工作,查明污染物的来源、程度和趋势,改善地表水水质,从根本上解决地表水水质污染问题,保护未受污染的地表水体;严格执行工业废气排放标准,减少空气污染,改善大气降水水质;同时应尽量减少污水灌溉,科学合理施肥,减少化肥、农药对水体的污染;从根本上净化地下水的主要补给来源。
(4)地下水污染一般都是高水位的污染源补给低水位的地下水,从而造成地下水的污染。而现阶段地下水的开采,造成了水位的迅速下降,形成降落漏斗,加大了水位高差,这有利于地下水污染的扩散,因此我们应加强地下水资源开发利用的科学管理和指导,合理开采地下水,严禁过量开采地下水,对部分地区进行回灌,避免沉降漏斗继续扩张。
(5)逐步完善地下水监测网,同时,发挥各部门职能,制定管理条例,对地下水资源的开发进行有效的监督和管理,进一步提高全民的环境保护意识。
参考文献
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The Pollution Status Analysis of Shallow Water and Its Prevention and Cure Measures in Hangjiahu Plain
Shen Huizhen, Wu Mengjie, Liu Sixiu
(Zhejiang General Monitoring Station for Geo-environment, Hangzhou 310007)
Abstract: Based on the pollution investigation of the shallow groundwater in HangJiaHu plain, its environment background value was calculated, and the general pollution index method of multi- item index was used to evaluate the pollution status of the shallow groundwater in this area. The evaluation result shows that the shallow groundwater in HangJiaHu plain wa s polluted to the different extent.
Key words: Shallow groundwater; Environmental background value; Groundwater pollution
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随着工业化进程的不断推进,水污染的覆盖面也随之不断扩大,这给环境造成了严重的破坏,下面是我精心推荐的水污染控制技术论文范文,希望你能有所感触!
水污染及其控制方法
【摘要】水是人类生产生活中必不可少的宝贵资源,因此水体一旦受到污染,不仅使水资源的数量、质量下降,直接或间接地危及人类的生存和发展,而且污染后的水体也很难再得到恢复和控制。本文主要对水体污染的类型特征及我国的水污染现状进行了综合评述,简要的阐明了水污染可能会带来的危害及水污染的常规处理方法,并就目前水污染防治过程中所面临的困难提出几点建议。
【关键词】水体污染;现状;危害;防治;控制方法
1、水体污染及其类型
水体污染[1]
水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在人类活动和生产中的作用,降低了水体的使用价值和功能的现象。我国水污染具有影响地域广、持续时间长、水质季节性变化、污染类型复杂等普遍特征。
水污染现状
近年来,我国江河、湖泊和海域普遍遭受不同程度的污染,各种类型的水污染事件更是不断地发生。如2004年2月在四川沱江发生严重氨氮超标排放事件,工业废水不合格排放致使大量鱼类死亡,100多万人饮水受到影响,直接经济损失超过3亿元;2005年11月,中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸,苯类污染物泄露流入第二松花江,造成水质污染[2]。当然,我们也采取了很多措施来缓解我国水污染严峻的状况,如从1998年开始的“淮河水专项”,到今天为止已经坚持了16年之久。
水体污染的类型[1]
从污染成因上来看,水体污染可以分为自然污染和人为污染。从污染源来看,水体污染可分为点源污染和面源污染。从污染的性质来看,水体污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。
2、水体污染的危害
水体污染将直接降低生活饮用水的品质,影响人类健康,并对水生生物的生存环境造成不同程度的破坏,影响工农业生产的正常进行,进而导致水生态失衡、生态系统退化,产生一系列的社会生态问题,并且直接影响到社会的安全稳定和经济的正常运转。
3、水污染控制技术
水污染控制原则
要实现对水污染的全局调控和有效综合防治,需从宏观控制、技术控制和管理控制三个方面着手,以可持续发展为指导思想,对产业结构和工业布局进行合理的优化与调整,对工业生产工艺和污水处理技术进行改进,对受纳水体和排污口进行科学有效的管理和监督控制。
水污染处理技术[3-4]
随着水污染状况的不断恶化,及其对人类生产、生活带来的诸多不利影响,越来越多的人认识到了水污染控制与管理的重要性和迫切性。现代污水处理技术,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类。
废水的物理处理通常是借助物理力或机械力使得废水中的某些污染物质得以分离的单元操作过程。废水的化学处理,就是利用化学反应的作用去除水中的杂质,其处理对象主要是废水中无机或有机(难于降解的)溶解物质或胶体物质。生物化学处理法,是利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。
4、水污染防治面临的困难[5-8]
水资源保护的意识淡薄, 可持续发展的观念不强
人们对水资源保护和水污染治理的重要性还缺乏足够认识,在发展当地经济的过程中, 只注重经济效益, 忽略水资源的合理利用与保护,个别地区和企业甚至损人利己,以污染临近或下游地区的水资源与环境为代价来发展本地经济。
管理体制不顺, 缺乏配套的政策措施
现行管理体制未能有效利用经济手段, 未能形成一系列激励水污染治理、水资源优化配置和节约用水的政策措施, 从而导致水污染严重和水资源的有效利用程度不高, 用水浪费惊人。
有法不依, 执法不严现象根深蒂固
目前, 与水资源保护和水污染治理有关的法律不少, 如《中华人民共和国水法》( 2002 年)中第三十四条规定,禁止在饮用水水源保护区内设置排污口。另外在《中华人民共和国水土保持法》( 1991 年) 、《中华人民共和国水污染防治法》( 1996 年修订)等立法中, 也有关于水污染防治的相应条款。但是由于在处理水污染事件过程中,相关法律法规未能得到及时落实和有效贯彻,使得“有法不依,执法不严”情况持续存在,水污染状况日趋严重。
科研滞后, 缺乏有效的技术支持
由于水资源时空分布的不均匀性、动态性和随机性, 使得水污染防治技术不能得到统一、系统的规划和研究。流域水资源优化配置、水资源和环境的承载能力与经济发展的关系、水污染防治的有效措施, 水资源保护与管理的决策支持系统等都缺乏深入研究。
5、对水污染防治的建议[9]
源头控污
加强环保宣传,提高环保意识
加强企业的环境管理,合理安排企业布局
加强法律法规建设,改善相应的执行机制
选择适合本地区的水污染控制技术
我国地大物博,水资源时空分布不均,经济发展地区性强,针对这一情况,不同地区在污水处理时应根据当地的地形地势,道路交通条件及居民住宅布局等具体不同情况,选择适宜当地自然环境且成本低,管理维护简单,效率高的污水处理技术。
6、总结
水是生命之源、生产之要、生态之基,水作为人类生产、生活必不可少的宝贵资源,它的污染和短缺将给人类带来致命的威胁。特别是在经济飞速发展的今天,水污染的问题更不能被忽略,我们应该吸取以往城市发展中水污染对人们的经济生活带来的严重影响的教训,充分重视水环境问题,努力实现各个地区的经济和水环境保护的持续、健康、和谐的发展。
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进入“九五”以来,我国大规模水污染防治在“三河三湖”"淮河、太湖、巢湖、滇池、海河、辽河等重点流域全面展开。经过几年的努力,已经取得了阶段性成果,部分河段水质有所改善。但是,由于历史的原因,我国水环境问题比较复杂,在现有经济技术条件下,解决水环境问题需要经过一个缓慢的过程。因此,在今后相当长的时期内,重点流域的水污染问题仍将十分严重。 1. 我国水环境问题及其影响因素 我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力。水体污染加剧了水资源短缺,水生态环境破坏促使洪涝灾害频发。据1999年《中国环境状况公报》显示,目前我国七大水系、主要湖泊、近岸海域及部分地区的地下水受到不同程度的污染。河流以有机污染为主,主要污染物是氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指数和挥发酚等;湖泊以富营养化为特征,主要污染指标为总磷、总氮、化学需氧量和高猛酸盐指数等;近岸海域主要污染指标为无机氮、活性磷酸盐和重金属。这些因素构成了水环境问题影响范围广,危害严重,治理难度大等特征。我国水环境问题产生的原因是多方面的,但主要是人类主观因素的影响。长期以来,我国经济增长方式粗放,企业单纯追求经济效益,忽视环境效益和生态效益。工业发展中,水消耗量大、利用率低。不仅单位产值污水排放量大,而且万元产值用水量各省区间差距悬殊。1998年全国平均万元GDP用水683m3以上。其中,北京161m3,天津201m3,上海300m3。但是,黑龙江、内蒙古、江西、广西、贵州、青海、甘肃等省区大多在1000m3以上。宁夏、新疆为4000m3左右。北京1m3灌溉用水可以生产2kg粮食,而宁夏才生产不到1kg。同时,在传统的计划经济体制下,粗放型的经济增长方式,使企业生产经营缺乏节能降耗的动力。企业技术改造往往以扩大再生产为目的,生产工艺落后,更新换代速度慢。随着经济体制改革的不断深入,经济增长方式的日趋转变,以及科技水平的快速提高,水资源的合理开发和利用将逐步走上科学化管理轨道。但是,这种转变需要一个较长的历史过程。水环境问题严重的另一个重要原因,是国家政策导向的偏差。长期以来,国民经济和社会发展注重经济增长速度、主要产品产量、城镇居民收入增长等指标,没有把资源消耗和环境代价纳入经济核算体系。迄今为止,城市环境基础设施建设仍作为“非生产性福利事业”。城市污水处理、垃圾处理由政府包揽,使政府不堪重负,以至于拿不出钱搞环境基础设施建设,甚至建成污染处理设施也因经费来源问题没解决而难以正常运转。在计划经济体制下,一些经济发展政策有悖于环境保护。我国一度“遍地开花”的“十五”小企业,布局分散,规模不经济,生产工艺落后,造成了严重的环境污染和生态破坏。 区域经济发展和区域环境容量不相适应,也是造成水环境污染的重要原因。以往在确定地区产业发展方向、地区生产力布局时,往往忽视区域环境容量。我国主要江河出现的严重流域性水污染,在很大程度上与流域产业结构和布局不合理有直接关系。淮河流域四省自80.年代初开始,利用当地资源,大力发展高耗水的化工、造纸、制革、火电、食品等小型工业,污染物排放量超过了淮河的承载能力,使淮河流域水质急剧恶化;由于缺乏科学认证和科学管理,一些缺水地区盲目发展高耗水型工业,造成地下水位下降;一些资源丰富的地区发展单一的资源型产业,不发展与之相配套的加工业,产业结构雷同,形成严重的结构型污染。 自然因素的影响在一定程度上加重了水环境问题的恶化,增加了水污染防治的难度。近年来,由于气候变化引起全球温度、湿度、降水量的分布变化,使一些国家和地区的灾害频发。我国北方地区气候也明显变暖,华北地区冬季平均气温90年代比50年代上升℃。气温上升,地表径流减少,蒸发量增大,发生旱灾的机会增多。1997年我国北方地区受厄尔尼诺现象的影响,降水量异常偏少,温度偏高,海河水资源量只有多年平均量的40%;黄河水资源量为多年平均量的61%。由于河道径流减少,水体自净能力下降,加剧了水环境恶化。1998年受厄尔尼诺现象影响,长江中下游、嫩江、松花江流域降水量偏多,导致特大洪水灾害的发生。 我国水资源地区分布不均,南多北少,相差悬殊,水资源分布与人口、经济和社会发展布局极不协调。北方黄河、淮河、海河、松辽河,以及内陆河5个流域,总人口占全国的47%左右,耕地面积占65%以上,GDP占全国的45%以上,而水资源却只占全国水资源总量的19%,人均占有量仅为南方地区的1/3。这些因素也是导致水环境问题突出的重要方面。 2. 重点流域水污染防治面临的主要问题 “九五”以来,我国重点流域水污染防治以淮河治理为先导,太湖、巢湖、滇池,以及海河、辽河相继开始。通过采取工业污染源的末端治理,以及在产业结构调整和压缩过剩生产力中,取缔、关闭、和淘汰生产工艺落后、设备陈旧、污染严重的企业等一系列措施,治理工作取得一定成效。部分水域已经接近实现第一阶段的污染防治目标。“九五”水污染防治作为我国历史上第一次大规模的流域水污染防治,积累了大量宝贵经验,对于开拓我国的环境与发展道路具有长远的战略意义。但是,从总体上看,重点流域的水污染防治工作进展还比较缓慢,取得的成果十分脆弱。在实践中暴露出来的一些问题充分说明,我国当前和今后一个时期流域水污染防治仍面临严重挑战。 黄河、长江流域水环境问题亟待解决 “九五”期间“三河三湖”的治理仅仅是拉开了我国水污染防治的序幕。在大规模治理“三河三湖”的同时,必须看到,黄河、长江的污染问题也到了非治理不可的程度了。黄河这个中华民族的摇篮,他养育了人类,也无数次地给人类带来灾难。如今,由于人类活动的作用力,使黄河的环境问题日趋严重。1999年,在黄河流域的114个重点监测断面上,V类和劣V类水体分别为70%和,黄河主要支流的污染更为严重,而且黄河的污染主要来自支流。目前,黄河水量少,自净能力弱,水环境处于危机之中。在西部大开发中,黄河流域的经济发展将进入较快增长时期。黄河的水污染必然使沿岸的水资源短缺“雪上加霜”。 长江上游沿岸地区经济社会的快速发展和城市化进程的加快,使这一地区的污染物排放量迅速增加,污染问题随之加重,特别是三峡库区及其上游的水质不断恶化。如果不采取有效措施,预计到2010年,长江上游重点地区废水排放量将以年均的速度增长;沿江城镇生活垃圾入江量,将由1995年的约200万t增加到2010年的467万t;三峡库区的水体自净能力将大幅度下降。2009年三峡库区建成蓄水后,库区将由一个流速快、流量大的河流变成一个流速缓、滞留时间长,回水面积大的人工湖。水体稀释自净能力下降,水污染必然加重。根据预测,三峡工程建成后,湖区上游岸边污染带主要污染物浓度将比建坝前增加2-10倍,将成为重污染区。 城市生活污水逐年增加,污水处理设施建设严重滞后 城市基础设施是工业建设的载体,制约着工业建设规模和发展速度。长期以来,我国城市建设不恰当地把基础设施建设的载体地位降低为工业的一般附属物地位,基础设施的发展与人口、资源、环境和工业建设不协调,导致基础设施长期超负荷承载。特别是城市环境保护基础设施,仅仅在近几年才开始兴建。全国绝大多数城市的污水处理能力远远满足不了实际需要。 随着人口迅速增加和人民生活水平的日益提高,生活污水产生量大幅度增长。近年来,城市生活污水和工业废水排放量的比例已接近持平。但是,城市污水处理厂的建设远远不能适应经济社会发展的需要。一般情况下,城市污水处理厂的建设周期为3年。从目前的建设进度看,实现“九五”期间国家提出的全国50万人口的城市都要建设集中式污水处理装置的要求,还需要相当长的时间。以淮河为例,按规划,到2000年,淮河流域四省需要建设城市污水处理厂52座,总投资亿元,形成污水处理能力352万l/d。到1999年6月建成的污水处理厂只有3座,污水处理能力仅为44万l/d。集中式污水处理设施建设缓慢的原因,除了资金短缺外,现行管理和运行机制的掣肘也使城市污水处理厂的建设和运营陷于困境。由于没有真正落实“污染者负担”的政策,地方财政因无力支付污水处理费用,常常使建成后的污水处理厂不能正常运行,环境保护投资不能有效发挥环境效益。 大量的面源污染问题尚未找到解决途径 目前,全国的工业污染已经开始得到有效控制。到2000年底,全国所有工业污染源都将实现达标排放。城市污水处理正在逐步加快步伐。但是,农村经济发展带来的农药、化肥、畜禽养殖污染量大面广,有一定治理难度。从50年代到90年代,我国农药施用量增加近100倍,成为世界上农药用量最大的国家。我国每年因农药中毒的人数占世界同类事故中毒人数的50%。而且由于农药的大量流失,造成严重的水体污染。全国化肥使用量也在成倍增加。1995年是1978年的4倍。目前,偏施化学氮肥,使氮、磷、钾比例失调现象比较严重。而且化肥的利用率只有30%左右,大量化肥流失,进入河流、海洋、湖泊,成为水体面源污染的主要来源。同时,由于大量化肥的使用,农村畜禽粪便的农业利用减少,畜禽业的集约化程度提高,加重了养殖业与种植业的脱节。畜禽粪便的还田率只有30%多,大部分未被利用。1998年全国畜禽粪便产生量是当年全国工业固体废物产生量的倍。这些畜禽粪便大部分未经处理直接排入江河湖海。同时,作为农村经济的重要组成部分,乡镇企业的发展也一直是困扰农村环境的一大难题。据1991年和1997年两次全国乡镇工业污染源调查,乡镇工业二氧化硫、烟尘、化学耗氧量和固体废物排放量分别增长了、、和552%;在全国主要工业污染物排放总量有所控制的情况下,乡镇企业排污量却在增长,这将对水环境构成严重威胁。 经济政策不配套,污染治理资金严重短缺 在计划经济体制下,我国污染防治资金以国家预算内资金为主。随着市场经济体制的建立,完全依靠行政手段管理环境已经不能奏效。但是,由于市场经济条件下的环境经济政策体系尚未建立,多元化的环境保护投资体制难以形成。作为促进污染防治的重要经济手段排污收费制度,目前还很不完善。主要问题是,排污收费标准过低,不能发挥刺激污染防治的作用。超标排放污水收费作为排污收费的主体,其收费额不足污染处理设施运行成本的一半;污水排放收费最高不超过元/l;排污收费项目不全,主要对象是大中型企业和部分事业单位,城市污水处理费仅在少数城市开征,而且收费标准较低,“污染者付费”的原则没有充分体现;排污费的转移支付机制尚未建立,流域内上下游之间缺乏利益补偿政策,水资源的开发利用与保护不协调,造成水资源的浪费。 “九五”期间我国环境保护投资有了大幅度提高,特别是国家采取积极的财政政策,在扩大内需中把环境保护作为重点投资领域,一些水污染防治重点项目得到国债资金的支持。但是,由于环境保护资金渠道狭窄,投资量小,污染治理资金短缺的问题仍然非常突出。按计划,“三河三湖”水污染防治约需资金1260亿元,但是目前已经落实的资金与需求相差甚远。1998年国家增发财政债券和银行贷款资金用于基础设施建设,分配给淮河流域10亿元财政债券资金用于城市污水处理厂建设。但是,这些资金仅为淮河城市污水处理厂总投资的,而且投资项目达34个之多。由于地方配套资金不足,开工的项目不少,却因缺乏资金施工建设进度缓慢,很多工程至今投资尚无着落。 3. 关于水污染防治的政策建议 我国是在经济技术相对落后的情况下实现经济快速发展的。人口基数大,人均资源少,环境污染和生态破坏的防治将是一项长期的战略任务。特别是水环境污染问题的解决不可能一蹴而就,需要经过一个艰苦的治理过程。因此,我们必须在认真总结“九五”期间水污染防治经验教训的基础上,借鉴世界一切成功的经验,结合我国的具体情况,不断加强政策创新、制度创新和技术创新,逐步走出一条具有中国特色的水污染防治道路。 在决策中控制新的水环境问题产生 国家和地方各级政府,在确定经济发展速度、制定国民经济和社会发展计划、资源开发计划、区域开发计划,以及制定经济技术政策,进行重大经济决策时,应当对实施这些决策可能产生的环境影响做出科学评价,评价的结论作为各级决策的依据。在决策中综合考虑环境、经济和社会因素,统筹兼顾,使发展对环境的影响降低到最小。建立科学的评价指标体系,设置专门的评价审议机构,并使这一制度法制化,逐步建立起依法决策的运行机制。 区域经济的发展要充分考虑水资源保护。限制缺水地区发展耗水型产业,调整缺水地区的产业结构,严格控制高耗水、高耗能和重污染的建设项目。近期应重点调整北方缺水地区的产业结构,防止水资源短缺问题进一步加剧。生态环境脆弱地区的经济发展应考虑为生态用水留有余地,防止因过度开发导致下游地区河湖萎缩、土地沙化、生态退化。在水源地区,引导和组织水源地生态经济体系建设,避免水源地区经济发展导致下游城市水源污染。 资源的开发和利用要坚持开源节流并举的方针 大力开展节水活动,采取有效措施,减少水消耗。有组织地推行节水、高效的农灌技术;完善科学的农业用水管理措施,尽快改变农业生产大量耗水的局面。制定单位产品用水定额和水重复利用率考核指标,建立工业用水考核制度;明确规定冷却水及工艺用水等工业废水必须循环利用和再生利用;大力发展水的闭路循环使用,最大限度地减少废水排放量。 在开展节约用水,解决我国水资源短缺的同时,全面加强水污染防治,特别是重点流域的水污染防治。流域治理的重点在城市,城市工业废水和生活污水的治理,要走集中与分散治理相结合和废水资源化路子。因地制宜地建设污水处理设施,处理后的污水要用于工业冷却水、城市景观和园林绿地用水等。 建立和完善资源有偿使用制度和价格体系 国家有关部门应抓紧组织开展资源定价研究,有计划地对关系国计民生的重要资源和国家稀缺资源制定分类指导的价格政策,尽快改变“资源无价”,资源产品低价的不合理状况,使水资源价格体现资源价值、资源利用和污染防治费用。同时,积极推进水资源资产化管理进程,加强资源核算体系的研究,为逐步将水资源核算纳入国民经济核算体系创造条件。 完善环境经济政策 抓紧制定有利于环境保护的环境经济政策,进一步强化市场经济体制下的环境经济手段。尽快提高排污费标准,使之高于污染治理成本;制定水污染防治相关政策,建立资源更新的补偿机制;全面实现“污染者付费”的原则,在用水收费中,普遍增加污水处理费,作为城市污水处理厂运行费用;环境保护作为“市场失效”的领域,特别是环境科技研究与开发、环境保护基础设施建设等,国家应加强产业政策支持。同时,鼓励和推动环境保护基础设施建设和管理的企业化。 积极建立环境税收制度。扩大资源税的征收范围,对地下水等稀缺资源征收资源税;对新建污染项目征收固定资产投资方向调节税,控制结构型污染;对现行排污费与费改税进行利弊分析,探索征收污染附加税;对从事城市污水处理的企业实行零税率;对生产再生资源和利用再生资源生产的产品,应给予税收减免的优惠。 大力推行清洁生产 工业部门要加快产业结构调整,合理调整工业布局,推动资源消耗小、效益高的高新技术产业发展。结合技术改造推行以清洁原料、清洁生产过程和清洁产品为主要内容的清洁生产。要把清洁生产当作在可持续发展战略指导下的一次工业企业的全面改造,在全国所有工业企业推行清洁生产。通过加强环境管理审计,建立科学的管理体制,促进我国工业向新的技术基础转移,以集约方式提高质量,降低消耗,增加经济效益。并在此基础上逐步建立我国资源节约型生态工业生产体系。 加强农村面源污染的防治 农村要推行以改善农业生态环境,加快农村经济发展为主要内容的生态农业生产体系。全面推广种植业、养殖业、加工业合理配置的“大农业”生产模式,注重农、林、牧、副、渔各业全面发展,农、工、商综合经营。把现代化科学技术和传统农业精华有机结合起来,逐步增加有机肥料的使用,减少化肥、农药的使用。开发生物农药技术,推广以菌治虫、以虫治虫的生物技术替代农药。目前,我国已有2000多个生态农业试点,应当在总结经验的基础上,把推行生态农业作为农村经济发展中的一场革命,在全国广大农村普遍展开。逐步把农村富余劳动力从污染型乡镇工业转移到生态农业建设上来。县、乡两级政府要制定生态农业建设规划,国家有关部门要加强技术推广,有计划地在全国乡、村培养一批技术骨干,指导农民发展生态农业。 加快城镇污水处理厂建设,大力发展环保产业 改革现行城市污水处理体制,实现污水处理厂建设和运营的社会化、市场化、企业化。污水处理厂的建设要引入竞争机制,按照“谁投资谁所有,谁管理谁受益”的原则,建立多元化投资建设、企业化运营管理、社会共同负担费用、政府给予必要的政策扶持的模式。积极探索城镇给排水建设和运营一体化的管理体制。逐步使政府从直接管理污水处理设施的建设和运行中解脱出来,让污水处理真正走向市场。 环保产业的发展应当成为国民经济新的增长点。国家应制定扶持环保产业发展的经济政策,在投资、信贷、税收等方面给予优惠;鼓励一部分产品过剩的企业转向环保产品生产和服务;组建环保产业集团,尽快形成产业规模;抓紧培育环保市场,把原来政府管理的环保服务事业推向市场。同时,要加强环境科学研究,组织开展高浓度有机废水处理等急需的重点水处理技术攻关;加速污染防治和生态工程成套设备的国产化,改变我国环保产业落后的现状,以适应我国污染防治的需要。 参考文献: [1] 钱 勇.现代废水处理新技术.北京:中国科学出版社,1993. 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现在全世界都在关注水资源的危机。1994年在芬兰召开的“地下水资源未来危机”国际学术讨论会主要围绕水质污染及超量开采两大问题。会议认为只要对水资源正确评价,合理规划,严密监测,科学管理,超量开采的问题是可以避免的。而日益严重的水质污染和恶化却成为威胁水资源持久开发的主要危机。国际水文计划(IHP-5)已把“脆弱环境下的水文学与水资源开发”列为1996~2001年的主要研究课题,其中最重要的一个专题,即“地下水资源的未来危机”的内容则包括:地下水污染的研究范畴,探测地下水质的监测策略,包气带地下水供水水质化学作用规律,滨海地区地下水水质恶化,以及城市发展与水质污染等。由此可见,地下水的质量问题是当前水文地质研究的重要内容。
长期以来,人们对地下水资源重开发利用,轻保护。而地下水资源在受到人类活动,如农业生产、垃圾填埋、废水排污等影响时极易被污染。地下水一旦受到污染,其补救和恢复是非常困难的,而且治理费用代价昂贵。因此如何保护地下水不受污染受到各国的重视。
美国于1991年开展了全国水质评价计划。英国、澳大利亚近年来也对地下水水质进行评价研究,对人类活动包括农业活动、工业活动、废物处置、填埋等造成对地下水水质的影响,地质过程与生物相互作用等问题设立了专题研究。
1)地下水的污染和治理
对于已造成地下水污染的地区,国内外许多学者致力于研究污染的物质来源、污染的途径和范围、污染机理等问题,并取得大量研究成果。这些成果为查明地下水污染情况和治理提供了科学依据和方向。
80年代以来,地下水污染研究的重点已从无机物(重金属)的污染转向微量有机物的种类、物化特征及其在环境中的迁移转化,以及污染控制治理技术等。这与整个环境污染的发展进程是一致的。西方国家在治理环境污染的进程中,大致经历了重金属污染、易降解有机物与富营养化污染以及毒害性有机污染3个阶段。目前能基本控制第一、二阶段的污染,开始重视毒害性有机污染的治理。中国无论在有机物污染的理论还是治理技术方面的研究却刚刚开始。有机化合物种类多、数量大,绝大多数难溶于水,在水中含量很低,仅为10-6~10-9级或更低,降解慢,中间产物复杂。它们进入包气带和含水层后,不仅其残留物可维持数十乃至上百年,而且其降解后的中间产物亦对环境有污染。有机污染物通常分为2类:第一类是量大易降解(包括生物降解和化学降解)的有机物;另一类是有毒有害难降解有机化合物。农业活动造成的地下水污染后果也很严重。由于硝酸盐中氮在作物-土壤-水系统中的运动,进入含水层的氮就可能增加。捷克在过去的30年内,地下水中氮含量增加了一倍。现地下水中已发现各种烃类、卤化物、醇、酚、醚、醛、酮等各类有机化合物。据报导,至1987年美国地下水中已发现175种不同的有机物,其中很大部分对人体有毒性效应。荷兰在232个地下水抽水点中检出113种有机物。中国京津唐地区地下水初步调查检出有机物种类达133种,可见地下水有机污染已到了非常严重的地步。
地下水中危害最大而又最为常见的有机污染物为非极性难溶挥发性有机物(VOC’s),主要由氯代脂肪烃(CHC)和单环芳香烃(BTEX)构成。现已查明,多数水溶相VOC’s在地质环境中不易被吸附,具有很强的迁移性,在适当条件下可生物降解。非水溶相VOC’s对微生物有毒性,不易生物降解。非水溶相CHC常在地下水中积聚,其迁移不受地下水运动的控制,因此常汇集在含水层底板;非水溶相BTEX则相反,飘浮于地下水的表面。
第30届国际地质大会就有不少论文涉及地下水污染监测、参数测试;对Pb、Cu、Zn等污染物的实验室研究;污染物运移趋势预测;地质统计方法与随机理论在地下水污染研究中的应用;某些污染物(如氮污染)的研究实例以及一些模拟理论,例如以保护含水层为目的的河流-含水层相互关系模拟;非均质含水层与裂隙岩溶水污染研究;土地利用过程中的水土污染;污水灌溉的环境生态效应等等。其中美国Yun-Sheng Yu运用地质统计法进行地下水中盐污染的研究,大大提高了计算精度,是一个成功的实例。
最近美国报道了关于在地下水生态领域里应用无脊椎动物群结构的变化作为浅层地下水/地表水环境污染的指示剂;以及用CFCs确定年轻地下水年龄(50年以内或更小)和用氚/氦-3研究地下水运移时间、水流类型和补给速度,为测试和校核模型提供了有力的工具。此外,在发展生物治理技术方面,通过微生物降解作用、吸收、转化有毒化合物,消除污染,取得显著成效。
地下水的污染治理美国在80年代就先于其它国家开始着手进行。当时以“抽汲处理法”较为普遍,即抽出已被污染的地下水,在地表进行深度处理,但含水层不能彻底净化,且处理费用高。对于大规模的污染治理还没有成功的经验。80年代后期地下生物处理工程技术迅速发展,地下水污染控制理论与技术开始形成一套体系。如“对于包气带污染,可进行原位处理或开挖处理。原位处理包括物理法(通气法、蒸汽法、热趋法……)、化学法(表面活性剂溶液冲洗、特殊化学冲洗)和生物法(驯化生物处理、强化生物处理);对含水层污染可进行原位处理或抽汲处理,前者又包括物理控制(泥墙、防渗帷幕控制法、水动力控制法、暗渠、井孔收集法),化学处理(表面活性剂溶液冲洗法、试剂法、渗床法)和生物处理。采用何种处理工艺,主要取决于处理的对象、目标、水文地质条件和经济承受能力。”在各种方法中,现场处理技术包括多种形式的好氧处理和厌氧处理,发展较快。
为了进一步发展地下水污染控制理论和技术方法,急需加强引进多种学科如地质微生物学、有机地球化学、表生地球化学的理论和方法,加强对有机污染物的来源、迁移、转化或降解机制,以及它们与腐殖酸、金属元素的相互作用的了解,加强土壤和地下水污染治理的新技术开发利用研究,突破解决目前缺乏能快速准确鉴别有机物种类和定量分析的仪器设备的局面,发展治理工程技术方法。
2)地下水资源的保护
为了防患于未然,首先要防止地下水供水水源地受到污染。一方面是保护水源补给区不受污染,另一方面是设立圈定地下水供水水源地的保护区(带),以加强对潜在污染的限制。这里涉及的主要是点源、井源区保护。而非点源整个水流域的水质监测、保护和污染治理技术要困难得多。
圈定地下水源保护区(带)的研究,由最初为确保饮用水卫生条件防止细菌污染的概念已扩大到防止非降解性有机物以及有毒化学成分的污染为目的,在欧美一些国家取得进展。德国对地下水源保护区的圈定是先将流域分为4个保护带,重点探讨第Ⅱ带随时间变化边界的概念,它采用地下水在50天内运行的距离范围。英国根据50天(一区)和400天(二区)运移时间以及整个汇水盆地(三区)确定出地下水保护区。其它如美、捷、爱尔兰、荷等国研究的主要特点是逐步向应用数学模型的方向发展,以提高成果的精度。德国提出可利用环境同位素3H、14C建立动态模型,用地下水环境同位素的滞留时间作为新的水文地质参数以反映地下水特征,并作出定量污染程度分析。中国也有人用时间滞留法来定量研究确定地下水源地保护区。
不少国家已认识到,地下水资源的保护必须提到战略、政策及管理的高度来认识和实施。捷克专家提出,地下水保护战略是政府部门进行管理、协调、投资和贯彻执行的长期任务,要得到有关法律法规的支持,正规的监督检查,甚至包括对技术负责人员的培训以及对公众教育和提供信息。地下水保护政策的制定取决于地下水资源的价值需求、土地利用规划及经济发展和人体健康等因素。地下水保护的管理目标应是确保饮用水水源的质量、安全和可持续性。
地下水保护管理可分为一般性保护和公共供水方面的综合性保护。前者需要编制地下水脆弱性图件并进行评价。评价地下水脆弱性的主要特征为非饱和带的补给、土壤性质、厚度、渗透性和稀释能力以及饱和含水层的稀释能力。受到综合性保护的地下水保护区的范围主要取决于含水层的渗透性、复杂性和脆弱性、非饱和带的特性及厚度、地下水水流方向、污染源离水井或井田的距离及污染质的特性。英国开展了对地下水资源的脆弱性的全面评价,认为其脆弱性受多种因素制约,如上覆土壤和冲积层的存在和性质,水文地质单元的特性以及非饱和带的厚度,因此需要详细的水文地质现场调查。英国现已编制了1:100万地下水脆弱性图件作为战略性土地利用规划的指导,目前正编制大比例尺图件。美国、意大利、荷兰、德国、瑞典、捷克也都编制了大比例尺的地下水脆弱性图为决策、管理层制定地下水保护的战略和方针服务。90年代美国开始倡导使用水流域的综合保护方法,共同解决水污染和生态环境恶化问题,可收到事半功倍的效果,更好地实现环境综合管理目标。
沈慧珍 吴孟杰 刘思秀
(浙江省地质环境监测总站,杭州310007)
摘要:在杭嘉湖平原浅层地下水污染调查的基础上,计算杭嘉湖平原浅层地下水的环境背景值,运用多项指标综合污染指数法对该区浅层地下水进行污染现状评价,其结果表明,杭嘉湖平原浅层地下水已经遭受不同程度的污染。
关键词:浅层地下水;环境背景值;水污染
杭嘉湖平原位于长江三角洲南部,属长江三角洲的重要组成部分,人口稠密,经济发达。近年来,随着工农业生产的迅速发展,频繁、活跃的人类活动造成了浅层地下水环境质量的下降,直接影响了国民经济的发展。因此,充分认识杭嘉湖平原浅层地下水的污染特征和规律,探求其预防措施,显得尤为重要。
水污染评价的目的是根据水体的实际用途,对环境水文监测资料进行统计分析,判断水质污染的状况及其发展趋势。其评判结果的正确与否,直接影响着水污染治理决策的制定和水资源的开发利用。目前的水污染评判方法有对水体感观性状的定性评价、对单一指标的评判以及综合质量指数评价等,其中,综合质量指数评价法综合考虑了地下水中的各项指标的影响作用,是最常用的评价方法。本文根据杭嘉湖平原地下水长期监测资料以及现阶段的水样化验资料,对其污染现状、特征及规律进行了简要的分析,并进行了浅层地下水污染的综合评价。
1 自然地理条件
杭嘉湖平原西起莫干山东麓,北与江苏省,东与上海市接壤,南濒钱塘江河口及杭州湾,地理坐标东经120°00′~121°16′,北纬30°13′~31°02′,面积约6490km2。区内地势平坦,地面高程在1~7m之间。属亚热带季风气候区,气候温和湿润,四季分明。多年平均气温℃~℃,多年来平均降水量1140~1350mm之间,降水年内、年际变化显著。年内降雨集中在梅雨季节(6月峰值)和台风雨期(9月峰值),具有双峰型降水特征和洪涝灾害特点。
区内水网密布,主要有大运河、苕溪、入杭州湾和入黄浦江等河道,其中大运河自杭州经崇福、嘉兴往北接苏州,东、西苕溪在西北部流经本区进入太湖,都属于太湖水系。孔隙潜水主要由全新统海积、冲海积和冲湖积亚粘土、粘土、亚砂土等组成,厚度一般为~5m,水位埋深~,水动态变化较大,水量贫乏-极贫乏,除了环太湖带和钱塘江附近区域民井涌水量为10~100m3/d外,其他地方涌水量一般都小于10m3/d。主要接受大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给,迳流缓慢,蒸发及民井取水为其排泄的主要方式。
2 浅层地下水污染评价
背景值的确定
在评价之前要先确定地下水化学背景值。地下水化学背景值是指天然状况下(未受或基本未受人为活动污染)的地下水中各种化学组分的含量或其界限。现在已无法找到绝对不受污染的地下水体,因此,地下水化学背景值是与一定的时间、地点相联系的相对概念。地下水的化学背景值系列是确定地下水是否受污染的标准。
对于无机污染来说,地下水化学背景值调查和研究原则上应依据较早时期的较系统的地下水水质分析资料。但是由于本区缺乏系统的早期浅层地下水资料,所以此次选取该区中地下水流经的上方向,且远离污染源,相对无污染区的水样,用来计算环境背景值。
首先运用Grubbs法剔除所选水质点的离群数据,然后确定检验的分布类型,其分布类型主要分为3种:正态分布、对数正态分布和偏态分布,最后依据不同情况按不同的方法确定统计特征值(表1、表2)[1,2]。
表1 不同分布类型统计特征值表
表2 浅层地下水背景值表
注:除了pH值外,单位均为mg/L
评价方法
地下水污染程度评价,主要考虑对地下水污染影响较明显及对人体危害较大的一些污染指标进行评价[3],因此本次选取的污染指标为氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、溶解性总固体、总硬度、高锰酸盐指数、硫酸盐、氟化物、汞、铅、砷、锰、pH等共19项指标。
评价采用多项指标综合污染污染指数法,其计算公式为[4~6]:
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
式中:I为某项污染物的污染指数;C为某项污染物的实测含量;C0为某项污染物的对照值标准监测方法的方法检出限; 为各单项组分评分值I的平均值;Imax为各单项组分评分值I的最大值;n为项数。
根据PI值计算结果,按表3划分地下水污染级别。
表3 地下水污染级别分类表
评价结果
按上述方法对杭嘉湖平原浅层地下水进行污染现状评价,通过评价发现,杭嘉湖平原浅层地下水存在4个污染级别:未污染、轻微污染、中等污染和严重污染,并且以轻微污染为主,63个取样点中,轻微污染有31个,约占总取样点的50%,其次是未污染、严重污染和中等污染,其中,未污染点13个,严重污染11个,而中等污染点为8个。轻微污染的污染指标主要为 、Cl-,同时有些取样点也分别出现好氧量、总硬度和氟化物的污染以及As、Pb等重金属的污染;中等污染的污染指标主要为“三氮”和好氧量,有些取样点也分别出现Hg、总Fe的污染;严重污染的污染指标主要为 、总Fe、好氧量、As,其次还有氟化物、氯化物的污染。分析其原因,主要为:一方面杭嘉湖平原经济发达,人口稠密,广泛的分散在杭嘉湖平原上,农村、城镇多为洗涤用水,就地排放,污水长期下渗使浅层地下水受到污染;另一方面,杭嘉湖平原地势平坦,农田面积广,灌溉时间较长,而农田灌溉水是杭嘉湖平原浅层地下水的一个重要补给来源,因此,这种非点源污染造成了杭嘉湖平原浅层地下水出现了大面积的轻微污染;同时,由于作为浅层地下水的补给源之一的地表水也受到不同程度的污染,这势必会影响浅层地下水的质量;另外,杭嘉湖平原经济发达,工业化程度较高,局部地区也存在一定的工业污染,垃圾填埋场对浅层地下水也有一定的影响。
3 地下水污染防治对策及建议
在进行浅层地下水防治时,必须依据污染源的特征,结合地下水污染的特点,具体问题具体分析,做到科学防治地下水污染。从杭嘉湖平原浅层地下水的污染源调查分析来看,杭嘉湖平原的污染源形式是多样的,包括点污染源(如垃圾堆放场)、线污染源(如污染河流对地下水的补给和污、废水排泄沟渠对地下水的影响)和面污染源(如污水灌溉和酸雨对地下水的补给)。同时,从杭嘉湖平原的补迳排条件来看,杭嘉湖平原浅层地下水的主要补给源为大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给,蒸发和民井取水为其主要的排泄方式,因此,大气降水、农田灌溉水和地表水体的水质好坏在很大程度大决定着浅层地下水的水质情况。因此,在进行杭嘉湖平原浅层地下水防治工作时,应综合考虑以上因素。根据本区的实际情况,本文提出水污染防治建议。
(1)根据点源污染特点,应该强调工业和城市垃圾分类化,选择合理的垃圾填埋场,进行科学的垃圾填埋。
(2)要严格执行城市生活用水、工业废水排放标准,加强地下、地表储罐及管线材料的防渗性能。
(3)由于地表水、大气降水和农田灌溉是浅层地下水的主要补给源,因此,应该开展地表水体的水质调查工作,查明污染物的来源、程度和趋势,改善地表水水质,从根本上解决地表水水质污染问题,保护未受污染的地表水体;严格执行工业废气排放标准,减少空气污染,改善大气降水水质;同时应尽量减少污水灌溉,科学合理施肥,减少化肥、农药对水体的污染;从根本上净化地下水的主要补给来源。
(4)地下水污染一般都是高水位的污染源补给低水位的地下水,从而造成地下水的污染。而现阶段地下水的开采,造成了水位的迅速下降,形成降落漏斗,加大了水位高差,这有利于地下水污染的扩散,因此我们应加强地下水资源开发利用的科学管理和指导,合理开采地下水,严禁过量开采地下水,对部分地区进行回灌,避免沉降漏斗继续扩张。
(5)逐步完善地下水监测网,同时,发挥各部门职能,制定管理条例,对地下水资源的开发进行有效的监督和管理,进一步提高全民的环境保护意识。
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The Pollution Status Analysis of Shallow Water and Its Prevention and Cure Measures in Hangjiahu Plain
Shen Huizhen, Wu Mengjie, Liu Sixiu
(Zhejiang General Monitoring Station for Geo-environment, Hangzhou 310007)
Abstract: Based on the pollution investigation of the shallow groundwater in HangJiaHu plain, its environment background value was calculated, and the general pollution index method of multi- item index was used to evaluate the pollution status of the shallow groundwater in this area. The evaluation result shows that the shallow groundwater in HangJiaHu plain wa s polluted to the different extent.
Key words: Shallow groundwater; Environmental background value; Groundwater pollution
自己写吧 哼
论地下工程引起的地质问题及防治措施论文
摘要:随着城市建设的大力发展,地下工程建设越来越多,由此引发的各类工程地质问题也逐渐显现出来,根据城市地下工程的特点,对地下工程开挖引起的工程地质问题进行了分析并提出了预防措施。
关键词:地下工程;工程地质问题;预防
城市地下工程具有现场环境条件复杂、施工难度大、技术要求高、工期长、对环境影响控制要求高等特点,是一项相当复杂的高风险性系统工程。但是,地下工程建设一般都在市区内,在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应,对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害,已经出现并且孕育诸多工程地质问题。
1地下工程开挖引起的工程地质问题
地面沉降
地层初始应力状态的改变引起的地表沉降:地下工程开挖是在存在初始应力场的地层中进行的,开挖引起地层初始应力状态的改变,即二次应力场,它是由地层初始应力场与开挖引起的附加应力场的叠加应力场,对应二次应力场开挖的位移场仅是由开挖引起的附加应力场。地表沉降的主要机理是由开挖面的应力释放,附加应力等引起地层的弹塑性变形。引起初始地应力状态改变的主要原因有:
(1)地下工程开挖引起的附加应力;
(2)地下工程施工对地层的扰动和地层损;
(3)地下水渗流引起的地下水位的变化。
土体的固结沉降:地下工程施工引起的地表沉降与时间有关。土体内部含水渗出,体积逐渐减少,这一现象成为土的“固结”。随着土体的固结,土体的压缩变形和强度逐渐增长。因此,土的固结所产生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的问题之一。根据地下工程施工的特点总结固结沉降的主要原因有:
(1)地下水位下降引起的固结沉降;
(2)土体空隙水压力变化,引起土体的固结沉降;
(3)土体扰动后,重新固结后产生沉降;
(4)土体的次固结和流变。
洞室围岩失稳
地下开挖后,洞壁围岩由于失去了原有的岩体的支持而向洞内产生松胀变形,如果变形超过了围岩所能承受的能力,围岩就会被破坏。围岩的变形破坏程度常取决于围岩的应力状态、岩体结构和洞室的断面形状等。洞室开挖使地下原来的应力状态被破坏,围岩应力重分布,产生变形位移。
均质岩土体中应力未达到或未超过其强度以前,在开挖过程中的变形,以弹性变形为主,变形速度快,变量小,瞬时完成,一般不易察觉;当应力达到或超过岩土体强度时,塑性变形十分明显,发生压碎、拉裂或剪破。当岩体强度主要由结构面控制时,与上述情况基本一样,但当结构面组合构成围岩不稳定条件时,岩体除了弹性变形外,塑性变形也比较明显,它表现为围岩分离体(岩块)的相互错动,围岩松动时围岩稳定性降低,为进一步松动创造了条件。
斜坡破坏
斜坡破坏主要发生在山区城市,除直接经济损失外,还可能造成人员伤亡,其原因主要是:由于自然地质作用和工程地质作用引发的,而工程地质作用造成的斜坡破坏较自然地质作用频率大。当然决非任何斜坡破坏都能称为地质灾害,但斜坡破坏确属重大的地质灾害类型之一。
斜坡破坏主要形式为滑坡,其影响因素主要有岩性、构造、地形、地震、降雨及人类活动等。其中,许多山体滑坡现象是由地下工程活动引发的,即主要是由于地下工程的开挖或采掘影响到了上部的山体,使岩体开裂,地面倾斜,并在一定条件的配合下,导致山体失稳形成滑坡。在隧道建设中,滑坡现象主要发生在浅埋、偏压及进出口等地段,其危害常常比较严重。为评价斜坡岩土的稳定性,预防斜坡破坏导致的地质灾害,认识引起斜坡破坏的内在原因与外部条件,掌握其运动发展规律显得非常重要,尤其是当前在城市这个人类经济活动的密集区,斜坡破坏造成的经济损失和人员伤亡都是巨大的`,都是由于工程活动不合理造成的。 地下水污染
在城市环境地质中地下水的不良作用主要表现为地下水的侵蚀。地下水的不良作用和地下水污染主要由人为引起。随着经济持续稳定发展,人类活动加剧,对地下水的污染越来越严重,主要表现为:多数城市垃圾随意堆放;工业废水和废液不经处理或初步处理后任意排放。首先污染地表水,经地表水补给地下水或渗入地下水,再污染地下水,使地下水具有侵蚀性,对城市的建筑物基础及地下工程不断侵蚀破坏。
2防治措施
开展详尽的工程地质勘察
工程地质勘察资料是地下工程施工的重要依据,通过详细的工程地质勘察,为设计施工提供需要的参数和指标,确定合理的开挖方案、开挖步骤,如果地下工程建设所涉及勘察资料不详细、不准确,势必给支护工程带来事故隐患。
做好开挖方案的优化选择
地下工程的开挖方法很多,以基坑工程为例,有分层全开挖、中心岛式开挖等等。开挖顺序不同,引起的位移不同,中心岛法的开挖顺序就比从一个方向按顺序向另一个方向的开挖方法,对基底隆起和桩后地面沉降有一定程度地减少。因此,基坑开挖时应做好开挖方案的优化选择。
实行科学的降水设计
水是影响基坑工程稳定的重要因素之一,从实际统计资料来看,约有70%的基坑事故与地下水有关,因此,地下工程建设中应特别注意地下水的影响。地下工程建设绝大多数都需要进行人工降低地下水。要降低地下水位,就要合理地选择降水方法,在此基础上进行人工降水的方案设计,以及进行降水方案的水位预测,通过预测进行降水方案的优化,从而达到最佳的降水方案。
做好现场监测,开展信息化施工技术
地下工程是土体与围护结构体相互共同作用的一个动态变化的复杂系统,仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂的开挖和降雨等条件下支护结构与土体的变形破坏,也难以完成可靠而经济的开挖设计。通过施工时对整个工程进行系统的监测,可以了解变化的态势,利用监测信息的反馈分析,就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时,可做出预警,及时采取措施,保证施工和环境的安全;当安全储备过大时,可及时修改设计,削减围护措施。
积极采用新技术、新方法
工程实践证明,采用基坑内降水、坑内侧土体加固(化学灌浆、石灰桩加固等)、及时支撑并预加轴力、增加挡墙的入土深度、墙外地层中筑帷幕、坑内降水坑外注水、分步开挖、逆作法施工、信息反馈施工法的采用等,对改善基坑变形、提高其稳定性有重要意义。计算机技术方法应广泛地应用到地下工程建设中,如进行数据分析与计算、计算机制图、计算机辅助深基坑设计、信息施工与管理等领域具有十分广阔的前景。
结语
地下空间资源正越来越多被开发利用于各种领域,如地下轨道交通工程、地下街、地下室、地下车库等各类地下工程,已经成为现代城市功能转入地下的重要载体。但是,地下工程建设一般都在市区内,在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应,对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害。因此,研究城市地下建设工程引起的地质问题及其防治措施具有相当重要的现实意义。