曾秀華
【摘 要】地下水是水資源的重要組成部分,在保障我國城鄉(xiāng)居民生活、支撐社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和維持生態(tài)平衡等方面發(fā)揮著重要的作用。但是,隨著城市化進程的加快、社會經(jīng)濟的快速發(fā)展、人口的不斷增長, 人類活動對地下水造成了嚴重污染,對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成危害。本文首先簡要分析我國地下水資源狀況,概述地下水的資源價值,指出我國地下水污染現(xiàn)狀,分析了地下水污染造成的危害,最后針對地下水污染制定出合格的處理工藝。
【關鍵詞】地下水;水資源;地下水污染;處理工藝
1.我國地下水資源狀況
1.1地下水資源價值
(1)為人類飲用水提供水源。地下水資源的開發(fā)已經(jīng)有幾百年的歷史,地下水養(yǎng)育著我們的祖祖輩輩。在飲用水方面,地下水具有天然的優(yōu)勢,自古以來備受人類的青睞,地下水由于其具有數(shù)量較穩(wěn)定以及水質(zhì)甘甜和處理費用低的特點,成為人類飲用水的主要水源之一。地下水在我國北方城市供水,尤其是生活飲用水供水中具有重要的意義。
(2)利用地下水進行農(nóng)業(yè)灌溉。農(nóng)業(yè)上的地下水利用,就是合理地開發(fā)與有效地利用地下水進行灌溉或者排灌結(jié)合改良土壤以及農(nóng)牧業(yè)給水。利用地下水進行農(nóng)業(yè)灌溉的同時,被污染的地下水也在不斷加劇著土壤環(huán)境的壓力,滲透到地下水中再次污染地下水。
(3)工業(yè)生產(chǎn)中大量利用地下水。隨著世界工業(yè)化的發(fā)展,大量的地下水被用于到工業(yè)生產(chǎn)中,目前工業(yè)用水在全部用水中的份額已占了19%,且有上升的趨勢?,F(xiàn)如今城市不斷的高速發(fā)展,城市化水平日益提高,對地下水資源的利用提出了更高的要求。
(4)地下水水權作為商品的使用價值。地下水在經(jīng)濟生活中可作為一種商品被使用,地下水水權是把地下水作為一種商品在水權市場上可以自由交易,可交易的地下水水權制度允許地下水水權擁有者在市場上出售多余的水權,利用看得見的市場來配置地下水資源,提高用水效率。
1.2地下水污染嚴重,治理困難
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和我國人口數(shù)量的膨脹,發(fā)展經(jīng)濟和保護環(huán)境這一矛盾問題日益尖銳,特別是我國單純依靠粗放型的經(jīng)濟發(fā)展方式,并以犧牲環(huán)境來取得經(jīng)濟利益,使環(huán)境生態(tài)問題被人們廣泛關注。城市發(fā)展中,城鄉(xiāng)生活排水和工業(yè)污水排放量逐年增多,地表水和地下水污染嚴重,造成水質(zhì)型缺水現(xiàn)象。地下水污染呈現(xiàn)出由點向面、由城市向農(nóng)村擴展的趨勢。由于地下水有水層運動緩慢,污染物滲入地下不易被發(fā)現(xiàn)并且污染源難以確定等特點,所以治理地下水污染非常困難。因此, 查清地下水的污染源和污染物、污染途徑, 對地下水污染現(xiàn)狀進行評價, 改善城區(qū)居民飲水質(zhì)量,對促進我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展,提高居民的健康生活水平有重大意義。地下水污染是指在人類活動的影響之下,地下水中所含的污染物質(zhì)超過了地下水本身的自我凈化的能力,使地下水的組成及其性質(zhì)發(fā)生變化,從而使地下水環(huán)境惡化的現(xiàn)象。
2.地下水污染造成的危害
地下水污染不僅對工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生影響,而且對人類的身體健康產(chǎn)生潛在威脅。人類在開發(fā)利用地下水資源的同時,如果不積極加以保護,將會惡化人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境,造成無法彌補的損失。地下水污染對人類生活及生產(chǎn)活動帶來的影響主要概括為以下幾個方面:
首先,地下水污染對工業(yè)生產(chǎn)的影響。地下水的硬度的變化會影響工業(yè)生產(chǎn),硬度變強,便會不利于工業(yè)水的使用。利用地下水的硬度增加,不僅會使工業(yè)設施消耗增多,易產(chǎn)生次品或廢品,而且需對硬水進行軟化處理,大大增加企業(yè)的生產(chǎn)成本,不利于清潔生產(chǎn)工藝在現(xiàn)代企業(yè)的推廣。
其次,地下水的污染嚴重對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生極大的危害。農(nóng)業(yè)中大量利用受污染的地下水進行灌溉,長期的大面積的灌溉會使農(nóng)田中的土壤組分變化,土壤結(jié)構產(chǎn)生改變,長期使用污水進行灌溉會使土壤板結(jié)嚴重,最終導致無法進行耕作。
最后,地下水污染對人體健康的影響。地下水遭受污染后,水中大量不適合人類飲用的礦物質(zhì)增多,危害人體健康。
3.地下水處理工藝
地下水一般水質(zhì)較好,作為生活、生產(chǎn)用水水源,具有很多優(yōu)點,因此優(yōu)先考慮。我國很多地區(qū)地下水中鐵、錳含量超標,如果水中鐵、錳含量高時,除影響生活用水對色、味、嗅等感官指標的要求,在用具、洗滌物上產(chǎn)生斑漬外,還會影響造紙、紡織、印染、化工、皮革的工業(yè)用水。因此,當以含鐵、錳的地下水作為水源時,必須進行除鐵除錳處理。
地下水中鐵的含量一般為5~10mg/L,主要是Fe2+,有的地區(qū)還有Fe3+。Fe2+以FeOH+、Fe(OH)3-、Fe(HCO3)2或無機、有機絡合的形式存在,F(xiàn)e3+則只以無機、有機絡合的形式存在。含錳量一般為0.5~2.0mg/L,一般以Mn2+的形式存在
3.1地下水除鐵方法
Fe2+在水中是極不穩(wěn)定的,如果Fe2+以FeOH+、Fe(OH)3-、Fe(HCO3)2的形式存在,向水中加入氧化劑后,F(xiàn)e2+能迅速地被氧化成Fe3+,F(xiàn)e3+在水中的溶解度很低,很快由離子狀態(tài)轉(zhuǎn)化為絮凝膠體Fe(OH)3狀態(tài),很容易地從水中分離出去。當Fe2+以無機、有機絡合的形式存在時,氧化速度將大大降低。地下水除鐵就是基于上述原理,常用的氧化劑有空氣中的氧和化學藥劑(如CI2、KMnO4等),地下水經(jīng)曝氣充氧后,水中的二價鐵離子發(fā)生如下反應:
4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+
3.2地下水除錳方法
錳常與鐵共存于地下水中,其化學性質(zhì)與鐵也相近,但在pH值中性范圍內(nèi),幾乎不能為溶解氧所氧化,必須在催化劑的作用下才能被氧化,不能依靠自然氧化法去除,因此地下水除錳要比除鐵困難。
同充氧含鐵水過濾一樣,在過濾過程中,濾料表面逐漸生成活性膜,在活性膜的催化作用下發(fā)生氧化反應:
2Mn2++O2+2H2O=2MnO2+4H+
水中溶解氧在濾料表面將二價錳氧化成四價錳,并附著在濾料表面上,也會使水中的pH值下降。
對成熟的濾料進行研究發(fā)現(xiàn),在濾料表面有高價鐵錳化合物和大量的細菌,它們優(yōu)先吸附二價鐵錳離子,然后再進行催化氧化。
3.3地下水的消毒
如果地下水未受到污染,就無需其他水處理程序,只需消毒即可,如果是加氯消毒,其加氯量與經(jīng)過混凝沉淀過濾后的清潔的地表水一樣。 [科]
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