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[關鍵詞]:地鐵站場建設 地下水環(huán)境影響與評價
中圖分類號:U231文獻標識碼: A
前言:
隨著1863年倫敦地鐵率先建成,城市地鐵建設進入新的拐點,如今,全球100多個城市擁有地鐵,總長超過5500km。地鐵帶給城市走行費用節(jié)省、輸送時間縮短、交通舒適度增加、交通事故減少、地面空間增加等直接的經(jīng)濟效益,同時帶來周邊區(qū)域資源開發(fā)、城市人口分散、交通運輸?shù)暮侠砘?,使城市環(huán)境美化、市場范圍擴大等間接效益。地鐵加速著城市經(jīng)濟的發(fā)展,提高著人民的生活水平,體現(xiàn)了地區(qū)的歷史文化特點,反映了現(xiàn)代科學技術水平。
一、地下水環(huán)境現(xiàn)狀調查層次及范圍
對于一級評價對象,當區(qū)域范圍廣、條件復雜的情況下,可根據(jù)工作目標、擬建項目特點和需要補充調查的內容,分區(qū)域調查區(qū)、預測評價區(qū)、重點勘查區(qū)三個層次開展地下水環(huán)境現(xiàn)狀調查工作。
首先,開展小比例尺區(qū)域范圍內的環(huán)境水文地質補充調查,調查范圍可基于收集的區(qū)域地形、地質圖件圖幅范圍適當縮放,任務是宏觀把握區(qū)域水文地質條件,全面反映區(qū)域地下水環(huán)境現(xiàn)狀和污染情況,地下水背景值和污染源調查也在該層級展開;然后,根據(jù)區(qū)域調查結果劃分區(qū)域地下水系統(tǒng),確定建設項目直接污染對象所屬水文地質單元,詳細分析該單元地下水補給、徑流、排泄條件,并以已有資料覆蓋區(qū)域作為預測評價區(qū),開展較大比例尺地下水環(huán)境現(xiàn)狀調查和監(jiān)測;最后,對缺乏勘探(查)控制點且水文地質工作精度不能完全滿足地下水環(huán)境影響評價等級要求的重點水源地或敏感區(qū)域,則需要開展更具針對性的大比例尺環(huán)境水文地質調查、勘察和試驗工作,設計和部署必要的鉆探、水文地質試驗、測試等多方法綜合的勘查工作。
1、施工期對地下水環(huán)境的影響
①地鐵站場工程施工中為保證開挖面的穩(wěn)定,往往需要人工降水。例如,在地下水較淺的的地區(qū)進行深基坑開挖、用盾構法在飽和土體中施工隧道,都需要進行大面積的人工降水。大面積的人工降水將導致地下水的“漏斗式”下降,使地下水的動力場、化學場發(fā)生變化和土層的應力場發(fā)生變化,容易引發(fā)地面沉降和變形,在巖溶地區(qū)甚至誘發(fā)巖溶塌陷。
②基坑工程土方開挖和基礎施工中常會引起地表和地下水大量侵入,造成地基浸泡、或出現(xiàn)管涌、流砂、坑底隆起、坑外地層過度變形等現(xiàn)象。
③施工期間為了提高土體的防滲性能和增強土體的強度所使用的化學物質、各種廢漿、施工機械漏油、化學注漿等污染物經(jīng)雨水淋濾進入地下水以及施工人員的生活污水都會對地下水造成污染。另外,工程建設中適用的水泥、砂石等,通過降水淋濾,滲人到地下含水層,也會使地下水水質惡化。
2、運營期對地下水環(huán)境的影響
①在運營期,地鐵站場工程尤其是地下隧道工程對地下水徑流的“攔截”不僅使迎水面地下水位抬升和背水面地下水位下降,而且還阻礙地下水的補給、徑流、排泄,影響地下水的循環(huán),降低潛水污染的稀釋,隨之還將導致各種環(huán)境問題的發(fā)生。
②地鐵站場工程建成使用后,每天會生成大量的污染物,生活污水、車站沖洗廢水、污染空氣、固體垃圾等,部分通過專用管道排出地表,還有部分則滲入地下造成地下水污染。
二、站場施工對地下水水質的影響評價
地鐵對區(qū)域內地下水水質的影響主要表現(xiàn)在施工期和運營期兩個階段,而各階段給地下水所造成的影響以及影響的因素都各不相同。就施工階段來說,對地下水的影響主要是由于施工階段的各種廢水滲入地下后污染地下水,影響地下水水質;在運營期,地鐵給地下水水質帶來的影響主要是由于地下水和地下鐵路的結構之間發(fā)生化學反應,也就是地下水腐蝕混凝土結構從而影響地下水水質。
1、地下水水量評價方法的選擇
地下水水量預測方法主要包括數(shù)值法、解析法、水均衡法、水文分析法、開采試驗法、數(shù)理統(tǒng)計法、水文地質類比法等。在實際工作中,應根據(jù)評價目的、評價方法的適用范圍和已有資料情況選擇合適的評價方法,以避免評價方法與實際水文地質條件不相符。本文簡要討論幾種常用評價方法的適用條件和數(shù)值法建模的要點。數(shù)值法適應性廣,但應用的前提是水文地質條件清楚和足夠的水文地質參數(shù),模型結構和參數(shù)與實際情況越接近,其預測結果越可靠。因此,利用已有資料合理選擇模擬范圍,準確刻畫研究區(qū)地質結構和含水層性質是數(shù)值法的難點。地下水水量評價模型主要是預測開采或利用地下水所引起的流場變化及伴生的水文地質災害,模擬區(qū)一般應覆蓋地下水補給、徑流、排泄區(qū),但對于水文地質鉆孔缺乏、水文地質參數(shù)控制面積有限的區(qū)域,則應根據(jù)地質構造合理概化邊界條件,適當縮小模擬區(qū)范圍,確保數(shù)值模型地質結構的可靠性。水均衡法是根據(jù)水量平衡原理,利用均衡方程計算待求水量的一種方法,其原理清晰、使用方便、適用范圍廣,在降雨入滲系數(shù)、蒸發(fā)系數(shù)、滲透系數(shù)等參數(shù)可靠的前提下,計算的評價結果較真實可靠,建議作為其他評價方法的補充或參考。
2、地鐵運營期對地下水水質的影響評價
地鐵建成后進入運營階段,由于地鐵隧道和車站本身的防水性能都較好,因此外部的污染源不會通過地鐵隧道和車站進入到地下水中去,污染地下水。但是,由于地鐵隧道和車站都是由混凝土建筑而成,而且整個地下鐵路一部分路段都處于地下水位以下,這樣地下水就有可能腐蝕混凝土構成的隧道和車站,從而污染地下水。
三、地鐵站場建設對地下水環(huán)境的影響與評價過程
1 、地下水環(huán)境影響評價準備工作
1) 收集項目所在地水文地質資料
收集項目所在地水文地質資料的目的就是利用水文地質資料,從水文地質條件方面必須闡述明確下列問題,以使參閱者能建立起工程建設地區(qū)的水文地質概念模型及對地下水應用功能重要性的認識。
(1)地表巖性情況; (2)地下水類型; (3)含水層的基本情況; (4)地下水的補給、逕流、排泄條件; (5)水質概況; (6)地下水的開發(fā)利用。
2) 調查地下水環(huán)境敏感目標
敏感目標如集中式供水水源抽水井、溫泉旅游區(qū)等,管理部門都有相關水質監(jiān)測、水量統(tǒng)計、水井或泉的基本情況等資料。若涉及大規(guī)模的地下水取用工程,開發(fā)單位還應具有專門性的水文地質勘查報告。此類報告應包括水位調查、水文地質勘察、非飽和帶滲水試驗、含水率和水份特征曲線測定等工作,對區(qū)域巖性特征、含水層分布情況和地下水動態(tài)等均有較為詳實的分析,基本揭示了評價區(qū)水文地質條件,為不同情景下的地下水動態(tài)評價和預測提供了數(shù)據(jù)資料和水文地質參數(shù)條件,基本可滿足一級或二級地下水環(huán)境影響評價模型建模與識別的要求。
3)了解調查項目所在區(qū)域存在的地下水污染源
地下水污染源主要包括工業(yè)污染源、生活污染源、農業(yè)污染源。調點主要包括廢水排放口、滲坑、滲井、污水池、排污渠、污灌區(qū)、已被污染的河流、湖泊、水庫和固體廢物堆放(填埋)場等。
2、 污染源分析
對于建設項目而言,可能存在的地下水污染源包括儲存裝置和運輸管道的滲漏、固體廢物堆放(填埋)場滲濾液下滲等。
對儲存裝置和運輸管道應調查其結構和功能,測定其蓄水面積與容積,了解其儲存物質的組成和地層巖性以及與地下水的補排關系,進水來源、出水去向和用途、進出水量和水質及其動態(tài)變化情況,池(庫)內水位標高與其周圍地下水的水位差,池(庫)底的防滲設施和滲漏情況,以及滲漏水對周邊地下水質的污染影響。
對工業(yè)固體廢物堆放(填埋)場,應測定其位置、堆積面積、堆積高度、堆積量等,并了解其底部、側部滲透性能及防滲情況,同時采取有代表性的樣品進行浸溶試驗、土柱淋濾試驗,了解廢物的有害成份、可浸出量、雨后淋濾水中污染物種類、濃度和入滲情況
3 、地下水環(huán)境影響分析或預測評價
此項工作應首先分析建設工程所在地段是否處于敏感地區(qū)和地下水環(huán)境條件的敏感地段,分析地下水的環(huán)境質量和用途,宏觀確定建設項目選址的可行性。
然后分析建設工程所在地的包氣帶類型、巖性結構、滲透性能等,分析污染物可能的污染途徑及形成污染的難易程度。在根據(jù)建設工程所在區(qū)域的地形地貌、地質構造、水文地質單元,建立區(qū)域地下水補、逕、排概念,借此預測地下水可能的污染方式、途徑、影響范圍和污染發(fā)展方向。建設項目地下水環(huán)境影響預測應遵循導則中確定的原則進行。最后綜合分析工程所在地的環(huán)境水文地質條件,地下水的環(huán)境功能,就其敏感性、重要性做出結論。
四、地下水環(huán)境影響減緩措施
工程施工對地下水活動的擾動,會影響地面建筑物的不均勻沉降,因此施工期對基坑周圍3倍基坑范圍內的重要建筑物需進行沉降監(jiān)測,依據(jù)監(jiān)測結果,確定是否需要回灌,以及回灌的時機和回灌水量?;毓嘤盟梢圆捎贸槿〉叵滤虺鞘泄┧芫W(wǎng)水。
為減輕施工中的地下水污染情況,應盡量采用污染小的建筑材料、化學漿液,施工污水、廢漿和生活污水不能直接隨意排放,建筑垃圾應及時處理,防止污染地下水,并可以通過修建防滲層、防滲墻或防滲帷幕等方法,以防止污染物外泄。
為了較準確地掌握工程區(qū)營運階段地下水動態(tài)變化,保證地鐵工程和附近重要建筑物的安全,建議設立地下水動態(tài)觀測網(wǎng),以便及時采取防護措施。同時,對于地鐵運營期間產(chǎn)生的生活污水經(jīng)化糞池處理后排入城市污水管網(wǎng),以免污染地下水。
結語:
隨著城市地下軌道交通的快速發(fā)展,研究地下軌道交通建設對地下水環(huán)境的影響是一個迫在眉睫的新問題。由于這種影響具有很長的“時滯性”,目前還未引起人們的普遍重視,但其所導致的結果不可忽視。城市地下空間是一種寶貴資源。這種資源和土地資源一樣,具有不可再生性和不可轉移性。地下水亦是有限而不可代替的自然資源,是城市生態(tài)環(huán)境的基本要素,在水資源匱乏的今天,應重視對地下水環(huán)境的保護。城市地下空間開發(fā)利用規(guī)劃應當是城市立體化發(fā)展規(guī)劃的一個組成部分,必須科學地、謹慎地開發(fā)地下空間資源,若開發(fā)不當,不但無助于城市空間的拓展,還將影響到整個城市的生態(tài)環(huán)境。
參考文獻:
[1]李相然,岳同助.城市地鐵站場工程實用技術[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,2000.
【關鍵詞】 地下水環(huán)境 地下水環(huán)境現(xiàn)狀調查 水質污染 地下水水位 地下水環(huán)境保護措施。
1 地下水功能區(qū)劃及評價執(zhí)行的標準
根據(jù)《廣東省地下水功能區(qū)劃》可知,礦山所在地地下水功能屬淺層地下水功能區(qū)中的北江韶關始興地下水資源涵養(yǎng)區(qū)。本項目地下水水質目標執(zhí)行為《地下水環(huán)境質量標準》(GB/T14848-93)Ⅲ類標準。以人體健康基準值為依據(jù),主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業(yè)用水。
2 評價保護的目標及地下水評價因子
根據(jù)礦區(qū)的環(huán)境特點和工程排污情況,本次評價保護的目標主要為礦區(qū)地下水環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境。確定本項目地下水評價的因子為:PH、高錳酸鹽指數(shù)、可溶性固體、氨氮、硫酸鹽、氟化物、Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg、Fe、Mn、Tl。
3 地下水環(huán)境影響識別
根據(jù)分析可知,礦山在建設、生產(chǎn)、服務期滿三個階段,在正常狀態(tài)下,采礦活動只涉及礦石的采掘和機械運輸,可能造成的環(huán)境影響有:地下水位下降;在事故狀態(tài)下,可能造成的環(huán)境影響有:地下水水質污染、地下水位下降。
4 地下水環(huán)境影響評價工作等級
礦山在建設、生產(chǎn)運行和服務期滿后的各個過程中,可能造成地下水水質污染,也可能引起地下水流場或地下水水位變化,并導致環(huán)境水文地質問題,故評價工作等級為Ⅲ類三級。
5 地下水環(huán)境評價范圍
綜合分析考慮,本項目評價范圍:以圍繞礦區(qū)的地表分水嶺為界所包括的范圍,評價區(qū)面積約為2.85km2。
6 擬建項分析
(1)水位變化分析;根據(jù)調查分析,245中段、318、380、410中段位于潛水面以下,地下水主要為承壓裂隙水,含水層主要為龍頭寨群變質巖、石英斑巖及石英脈壁的裂隙水,一般表現(xiàn)為坑道滴水。坑道之間水力聯(lián)系性很差。(2)廢水污染源、污染物分析;2011年12月,韶關市環(huán)境監(jiān)測站對現(xiàn)有礦坑出水、300m標高、410m標高廢石場處進行采樣監(jiān)測,監(jiān)測結果顯示所取水樣水質基本達到了《地下水質量標準》(GB/T 14848-93)Ⅲ類地下水標準。(3)固體污染源、污染物分析;韶關市環(huán)境監(jiān)測站將礦區(qū)的三個廢石樣品送國土資源部放射性礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心采用光譜半定量法對各樣品進行成份檢驗,另外,韶關市環(huán)境監(jiān)測站對同期所取廢石樣品按《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)進行酸浸,按《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》(HJ 557-2010)進行水浸,并分別對浸出液進行分析。
根據(jù)檢驗結果分析可知,本項目廢石屬于第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物。
7 地下水環(huán)境現(xiàn)狀調查及監(jiān)測
現(xiàn)狀對地下水水質、地下水水位及涌水量進行了監(jiān)測。水質監(jiān)測分布在315、380平硐基巖裂隙水與300、410廢石堆場淺層孔隙水。
8 地下水水質各元素超達標情況分析
根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),采用標準指數(shù)法進行地下水水質現(xiàn)狀評價。各水質因子均未超過規(guī)定的水質標準。
9 礦坑涌水量預測與評價
未來礦山開采采用與以前相同的開采方式(地下開采),水文地質條件基本相同。坑道涌水量估算采用過往礦山開采采礦坑道控制面積,水位降低、坑道排水量等水文地質參數(shù),用比擬法預測未來礦山開采礦坑涌水量。則經(jīng)過計算,未來礦山開采的礦坑涌水量約為1246m3/d。
10 地下水水位影響預測與評價
由于本礦山已有開采歷史,礦山以后采用的開采方式與以往一樣,故“礦山以往開采時的環(huán)境水文地質條件、水動力場條件”、“礦山以往開采的工程特征及對地下水環(huán)境的影響”與以后礦山開采時基本沒有變化,所以采用“礦山過往開采”作為類比分析對象是可行的。故本次地下水影響評價對地下水水位影響預測與評價采用類比預測法。預測時段主要為礦山基建、運行及閉坑階段。礦山過往開采礦坑排水引起地下水水位下降的降深較大,但降落漏斗的范圍也局限于礦區(qū)內,故預測今后礦山開采引起地下水水位下降的降深不大,地下水降落漏斗影響半徑約為0.32km,降落漏斗的范圍局限于礦區(qū)內,對下游當?shù)鼐用裆罴稗r業(yè)用水影響小。
11 地下水水質影響預測與評價
根據(jù)分析,采用趨勢分析法對地下水水質進行預測與評價。根據(jù)礦山現(xiàn)有的監(jiān)測資料,選取2011年12月所取礦區(qū)下游200m標高淺層孔隙水水質分析結果、380m標高基巖裂隙水水質分析結果、300m廢石堆場淺層孔隙水與2008年所取的淺層孔隙水、基巖裂隙水與廢石堆場淺層孔隙水作為本次地下水水質預測評價的分析資料。預測時段主要為礦山基建、運行及閉坑階段。根據(jù)上述分析可知,在礦山停止開采的情況下,評價區(qū)地下水水質變化趨勢是逐年改善或者是處于穩(wěn)定狀態(tài)的,隨著以后礦山重新開采,礦坑排水的地下水水質出現(xiàn)惡化趨勢的可能性是存在的,但由于礦坑排水的地下水水質本就能達到《地下水質量標準》(GB/T 14848-93)Ⅲ類地下水標準,故須采取措施使礦坑排水水質穩(wěn)定在Ⅲ類地下水以上再外排,以保護礦區(qū)地下水環(huán)境。
12 地下水環(huán)境保護措施
根據(jù)開發(fā)利用方案,井下排出的酸性廢水集中排放硐口附近的沉淀池,經(jīng)處理檢驗合格后,再排入地表水體,防止廢水對環(huán)境的污染。廢石場上游布置截水溝,攔截坡面徑流;下游設置擋渣墻,對廢石進行有效攔擋;閉礦后,對廢石場進行全面的場地清理和植被恢復工作。
主要監(jiān)測措施分述如下:(1)礦山生產(chǎn)期依托各中段出水點建立長期地下水文監(jiān)測點,以掌握地下水水位、水質動態(tài)變化,為保護地下水環(huán)境提供數(shù)據(jù)支持。(2)礦山生產(chǎn)期在礦區(qū)范圍內布置專業(yè)人員2名監(jiān)測地表是否發(fā)生地面塌陷、地面沉降等環(huán)境水文地質問題。 (3)在315中段排水口設置礦坑排水量監(jiān)測點,每月監(jiān)測一次。
飲用地下水是農村居民飲水中的重要組成部分,關系著農村居民的身體健康。我國部分地區(qū)均存在著飲用地下水的安全問題。為了解湖北省武漢市農村地下飲用水的衛(wèi)生學狀況,于2007年8月~11月對武漢市新洲、黃陂、蔡甸、江夏、洪山5個遠城區(qū)的農村地下飲用水進行調查。
1 對象與方法
1.1 對象 以武漢市新洲、黃陂、蔡甸、江夏、洪山5個遠城區(qū)所轄1 986個行政村作為調查對象,覆蓋率100%
1.2 采集方法 水樣采集按照《生活飲用水衛(wèi)生標準檢驗方法》(gb/t5750.1-2006)中《水樣的采集與保存》執(zhí)行。
1.3 檢測指標與評價方法 檢測按照《生活飲用水衛(wèi)生標準檢驗方法》(gb/t5750-2006)執(zhí)行,評價標準按《生活飲用水衛(wèi)生標準》(gb5749-2006)執(zhí)行。檢測指標按照《生活飲用水衛(wèi)生標準》(gb5749-2006)《小型集中式供水和分散式供水部分水質指標及限值》為主確定15項指標:菌落總數(shù)、色度、溶解性總固體、渾濁度、ph、鐵、錳、氯化物、硫酸鹽、總硬度、砷、氟化物、硝酸鹽,增加總大腸菌群。
1.4 統(tǒng)計分析 采用spss統(tǒng)計軟件進行描述性分析、χ2檢驗等。
2 結 果
2.1 水樣檢測合格情況 經(jīng)過檢測,在所采集的1 945份水樣中,合格份數(shù)為299份,合格率為15.37%。其中,蔡甸區(qū)合格份數(shù)為30,占15.00%;洪山區(qū)合格份數(shù)為0;黃陂區(qū)合格份數(shù)為39,占5.95%,江夏區(qū)合格份數(shù)為13,占3.77%;新洲區(qū)合格份數(shù)為216,占30.00%。經(jīng)χ2檢驗,各區(qū)農村居民飲用地下水的合格率差異有統(tǒng)計學意義(p<0.05),新洲區(qū)農村居民飲用地下水合格率最低。
2.2 微生物指標檢測(表1) 在所采集的1927份水樣中,表1 不同地區(qū)地下飲用水細菌學指標檢測結果注:*新洲區(qū)18件樣品未做微生物指標檢測。
共1 388份水樣微生物學指標超過標準限值,超標率為72.03%。菌落總數(shù)超標1 103份,超標率為57.24%;總大腸菌群指標超過標準限值的有1 261份,超標率為65.44%,表明地下水可能存在糞便污染。經(jīng)χ2檢驗,各區(qū)農村居民飲用地下水的微生物指標檢出率差異有統(tǒng)計學意義(p<0.05);新洲區(qū)農村居民飲用地下水微生物檢出率最低,江夏區(qū)、洪山區(qū)、黃陂區(qū)地下水微生物指標超高率較高。
2.3 一般化學指標 感官性狀和一般化學指標渾濁度超標306份,占15.73%;錳超標199份,占10.23%。另外,ph值、總硬度、鐵、氯化物、色度、溶解性總固體均有不同程度的超標(超標率<4%),未發(fā)現(xiàn)硫酸鹽超標的樣品。
2.4 毒理學指標 在所檢的1 945份水樣中,毒理學指標超過標準限值的為125份,超標率為6.43%。共2份水樣砷超標,超標率為0.20%;氟化物超標水樣份數(shù)為2份,超標率為0.08%;硝酸鹽超過標準限值的為123份,超標率為6.32%。
3 討 論
本次調查顯示,武漢市農村居民飲用地下水水質合格率僅為15.37%,水質狀況較差。目前,各地報道的地下水水質合格情況不盡相同〔1,2〕。所監(jiān)測的15項指標中,只有硫酸鹽符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》,其余指標均有超標現(xiàn)象。主要問題為微生物指標超標較為嚴重,是我市農村居民飲用地下水的主要影響因素,此結果高于北京市農村生活飲用水菌落總數(shù)超標率(水源水菌落總數(shù)超標率為20.6%)〔3〕。同時,水質中的毒理學指標超標情況呈現(xiàn)點狀分布的特點,對這部分地下水建議立即封停,另擇水源。調查中發(fā)現(xiàn),部分井周圍環(huán)境衛(wèi)生狀況較差,主要原因是在井周邊30m內普遍有廁所、牛欄、豬圈及污水坑、垃圾等污染源,同時井水未過濾消毒的現(xiàn)象普遍存在,垃圾場周圍地下水水質超標較為嚴重〔4〕。因此,應該加強對地下水水源的保護和維護。
為解決我市農村居民飲用地下水的安全問題,保障農民群眾身體健康,針對本次調查結果,建議:生活飲用水必須符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》(gb5749-2006)的要求,對于超過國家標準的地下水,未經(jīng)處理禁止直接飲用。同時,加強宣傳教育,提高農村居民的安全用水意識;加強地下水的選址指導工作,提高居民對水源的保護意識;加強水質監(jiān)測工作力度,以確保農村居民飲水安全。
【參考文獻】
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【關鍵詞】地下水資源;污染治理;方法
0.前言
地下水資源的循環(huán)持續(xù)應用對創(chuàng)建潔凈、環(huán)保、低碳城市極為有利。倘若無法應對處理地下水資源持續(xù)應用有關問題,便會對社會經(jīng)濟建設發(fā)展形成不良影響。為此,應采用科學有效的工作策略,凸顯地下水資源綜合效益,預防對社會環(huán)境、自然環(huán)境形成破壞影響。在實現(xiàn)效益最大化的基礎上,可凸顯有利影響,降低不利因素??稍诒Wo與應用資源之中贏得平衡。本文基于這一目標研究了地下水資源污染治理的有效方式技術,明確了應依據(jù)具體的污染物類別、地貌地形狀況、區(qū)域地質環(huán)境等因素綜合考量,選擇合理可行的治理方式,進而提升工作實效性。
1.地下水資源污染治理方法
1.1抽出處理修復方法
抽出處理修復技術方法為修復地下水異位的核心技術手段,實現(xiàn)了廣泛持久的應用。伴隨污染治理技術的不斷深化發(fā)展,令該方法具備了更豐富的含義。應用該方法修復處理通常劃分成兩類,即地下水動力管控以及處理地上污染物質。該技術依據(jù)地下水形成污染的范疇,在場地之中布置定量抽水井,借助水泵以及水井抽取污染地下水,而后通過地面凈化處理設施進行有效的污染治理。該抽取階段中水井水位將不斷降低,位于水井四周將構成水位下降漏斗,令四周地下水持續(xù)的流入水井,降低污染擴散??梢氲乇韽搅?,回灌入地下,也可滿足當?shù)毓┧枨蟆?/p>
當前抽出處理修復方法主要的治理對象包括十二類污染物質。典型目標為TCE,還包括鹵化有機物質,例如VC以及PCE等。
1.2監(jiān)測自然衰減修復方法
監(jiān)測自然衰減法是利用污染場地天然存在的自然衰減作用使污染物濃度和總量減小,在合理的時間范圍內達到污染修復目標的一種地下水污染修復方法。自然衰減作用包括對流、彌散、稀釋、吸附、沉淀、揮發(fā)、化學反應和生物降解作用等。污染物的自然衰減存在于任何一個污染場地,但是自然衰減強度各不相同,主要取決于污染物性質和地下環(huán)境條件。對一個具體的污染場地,地下水污染修復能否采用監(jiān)測自然衰減法修復需要調查評價。通過野外和室內物理、化學、生物調查獲得有關數(shù)據(jù),進行自然衰減有效性評價,包括污染場地水文地質條件評價,提供生物自然衰減正在發(fā)生的證據(jù),估計污染物衰減速率和衰減容量,預測修復達到目標所需的時間等。
監(jiān)測布置應考量污染源的綜合分布以及具體的擴散模式、呈現(xiàn)出的地質水文狀況、開采地下水的條件、呈現(xiàn)出的水化學特點等。應引入點面結合方式,明確核心重點。針對區(qū)域狀況應進行合理管控,監(jiān)測控制對象主體為排放大量毒害物質、危害影響明顯的污染源、重度污染區(qū)域,供水水源基地等。監(jiān)測點位的設置應基于地下水質中污染物質的擴散狀況明確。
1.3原位修復方法
原位修復方法可用于治理飽水帶有機污染問題,并適合同SVE聯(lián)合應用。具體方法為,注入空氣至地下,構成氣流屏障,預防污染暈持續(xù)的向下方擴散并發(fā)生遷移現(xiàn)象??稍跉鈮禾荻扔绊懴聦Φ叵麓嬖诘膿]發(fā)污染物進行匯總收集,并通過供養(yǎng)方式,令污染物完成生物降解。該過程之中,形成質量遷移轉化的機理較為復雜,在各個修復時期,存在的控制速度以及效率也包含差別。
1.4石油污染物有效治理方法
針對石油污染物進行有效治理的方法包括,物理方式、水利控制技術、原位處理方式、化學氧化處理、生物修復方法、地下曝氣以及綜合處置方式。
應用物理方式手段,可針對導致石油烴污染現(xiàn)象的地下水展開有效治理,具體方式涵蓋評比處理以及被動收集技術方式等。水利控制技術主要借助井群系統(tǒng),利用抽水,或者向著含水層進行注水的方式,通過人為影響令地下水水利梯度發(fā)生變化,進而可令形成石油污染的水質同潔凈水質實現(xiàn)有效分離。采用原位處理方式為治理地下水形成石油烴污染現(xiàn)象的重要研究內容。該方法技術不但投入經(jīng)費較低,同時還可省略較多地表處理系統(tǒng)設施,可最大化的降低石油烴暴露,進而預防潛在的污染問題。為一類具有廣泛發(fā)展前景的治理污染方法技術。
原位化學氧化處理方式為新時期逐步研發(fā)的,可良好處置土壤與地下水之中石油污染物質。另外可采用地下水曝氣處理方式應對污染問題。原位生物修復處理為抵御地下水石油污染現(xiàn)象的創(chuàng)新方法,在目前具備良好的發(fā)展前途。
2.地下水資源污染治理方法比較
針對各類修復處理方法不同的工作機理,探究其治理不同污染物質的功效,可通過選擇較為常見的污染物作為治理對象。例如選擇汽油添加劑,比較各類治理污染方法的應用,為工程投資、技術方法運行成本、具體的治理時間以及呈現(xiàn)的修復水平分析提供統(tǒng)一的研究平臺。
通過綜合比對,區(qū)域調查層面,自然衰減監(jiān)測修復方法所需的投入最高,接下來便是原位修復技術。工程設備配備投入層面抽出處理方法技術呈現(xiàn)出較高的造價水平,相比之下,自然衰減監(jiān)測修復方法的技術造價水平最低。系統(tǒng)運行維護管理工作中,原位修復以及自然衰減監(jiān)測修復方法實力相當,投入成本較低,抽出處理方法需要投入較高的成本費用。系統(tǒng)檢測管理工作中,自然衰減監(jiān)測修復方法需要投入較多經(jīng)費,而原位修復方法投入較低。
綜上所述不難看出,抽出處理修復方法總體成本處在首位,而原位修復技術投入成本水平最低。治理時間層面,排除自然衰減監(jiān)測修復方法外,其他方法并不具備鮮明的優(yōu)勢與缺陷。修復處理的效果則為抽出處理方法排在首位,接下來依次為原位修復技術以及自然衰減監(jiān)測修復方法。
3.結語
總之,針對地下水資源污染狀況,為有效的治理修復,我們只有明確各類方法技術特征、應用機理,適用范疇,通過比對研究、內涵把握,合理的選擇適用性、可行性技術手段,樹立創(chuàng)新發(fā)展意識,借鑒發(fā)達國家成功經(jīng)驗,方能真正提升地下水資源污染治理綜合水平,達到事半功倍的工作效果,進而實現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。 [科]
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關鍵詞:地下水;污染;整治;啟示
1引言
地下水資源是支撐經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。我國北方地區(qū)65% 的生活用水、50%的工業(yè)用水和33%的農業(yè)灌溉用水都來自地下水。但隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,地下水污染問題日益突出。據(jù)初步調查顯示,全國近20%的城市集中式地下水水源水質劣于Ⅲ類,華北平原部分城市及工礦企業(yè)周邊地下水存在重金屬和有機物超標現(xiàn)象[1~5]。隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷加速,因產(chǎn)業(yè)結構升級、城市布局調整以及污染擾民企業(yè)搬遷所遺留在城市區(qū)域的工業(yè)污染場地(即“棕地”),成為了造成地下水污染的新一類污染源。因此,為保障飲水安全和人體健康,急需建立我國的地下水污染整治制度。
2地下水污染整治制度的國際經(jīng)驗
2.1立法支撐是開展地下水污染整治的前提
美國1980 年通過了《綜合環(huán)境 反應、賠償與責任法》(CERCLA,即超級基金),針對潛在責任方建立“嚴格、連帶與具有溯及既往性”的法律責任,即無論潛在責任方是否實際直接參與污染行為造成污染,或任何污染行為是否合法,當場址發(fā)生污染,潛在責任方必須為后續(xù)的相關污染整治付費,當存在二個或更多潛在責任方時,環(huán)境保護局有權對其一責任方或全部責任方要求負擔場址整治費用。為確保目標達成與強化超級基金制度實施成效,1986 年美國國會通過《超級基金修正與再授權法》(SARA),修正案根據(jù)前6年執(zhí)行經(jīng)驗進行了調整與補充。
日本2002 年制定了《土壤污染對策法》,隨后又制定了相關施行細則。根據(jù)法律要求,土地經(jīng)調查被判定特定有害物質超過標準時,該土地即被指定為污染地域(即指定區(qū)域),除公告周知外,列入指定區(qū)域地籍冊,并提供公眾閱覽。另外,為防止在指定區(qū)域空氣及地下水污染危害人體健康,該法要求土地所有者等必須采取對策,進行污染整治。
英國污染場址法規(guī)主要目的是管理使用遭受污染場址所衍伸的問題,這些問題包含污染物對于人體健康的影響、對于環(huán)境的影響、如何整治、誰來整治、如何降低風險等等。1995年,英國通過了《環(huán)境保護法案1990(IIA部分)》(Environmental Protection Act 1990 Part IIA),該法的主要目標是處理因歷史性的污染所產(chǎn)生的人體健康風險與環(huán)境傷害。此外在保護人體健康與復育土地的前提下,該法亦主張促進土地再利用,以減少對“處女地”或綠地不必要的開發(fā)。
韓國1994 年制定了地下水法,目的是防止地下水污染,保全及管理地下水生態(tài)系統(tǒng),增進公共福利。該法主要內容包括:制定地下水污染程度的測量、制定地下水管理計劃、地下水開發(fā)與利用許可、指定和維護需要地下水保護應對措施的地區(qū)、在地下水保護地區(qū)內的行為限制、地下水防治污染命令、水質污染測定、設立地下水相關事業(yè)機構和地下水凈化業(yè)務、處罰、損失補償?shù)取?/p>
2.2標準制定是開展地下水污染整治的基礎
美國、日本、韓國均制訂了污染管制標準,并作為土壤及地下水是否遭受污染的判定依據(jù),只有英國以“是否可能造成傷害”(即人體健康風險評估)作為判定依據(jù)。
以污染管制標準為是否遭受污染的判定依據(jù),可使主管機關擔負較低的行政成本,只要土壤或地下水經(jīng)采樣分析后超過污染管制標準,即判定具有污染,需進一步實行相關整治或管制措施。在此判定依據(jù)準則中,污染程度與風險排序系統(tǒng)的輔助尤其重要,其可協(xié)助主管機關與民眾了解污染嚴重程度與暴露風險,并可提供后續(xù)政府或民間整治時進行資源分配參考;以“是否可能造成傷害”作為判定依據(jù),將增加主管機關的行政成本,須根據(jù)各場址之周遭區(qū)域不同特性進行深度調查與研究,方可確定該污染場址是否對可能受體造成傷害。在此判定依據(jù)準則下,對于場址是否為“污染”的認定參考原則為民眾風險暴露程度。
2.3資金來源是開展地下水污染整治的保障
美國、韓國均將污染行為人列為地下水污染整治責任者;日本則將污染行為人和土地所有人均列為地下水污染整治責任者;英國通過負責的“排除測試”來確定污染行為人。但對于找不到污染行為人的污染場址,其整治經(jīng)費來源,各國的做法亦存在差異。
美國從1981~1995年,聯(lián)邦政府環(huán)保局執(zhí)行污染場址管理與整治的主要經(jīng)費來源于超級基金信托基金,包括稅費征收、罰金與成本追償和利息收入三項。1995年以后,無法明確污染行為人的場址整治經(jīng)費主要來源于政府經(jīng)常性撥款。另外,為使污染土地活化,美國針對“棕地”再開發(fā)提供資金或稅賦減免輔助政策,鼓勵開發(fā)商投資治理污染。
日本相關法律規(guī)定,對于找不到污染行為人的污染場址,由土地所有人負擔整治責任,但當整治金額超出土地所有人承擔能力時,由“土壤污染對策基金”提供不同類別補助金額,“土壤污染對策基金”主要經(jīng)費來源于土壤管理票部分捐贈、委托工程費用部分捐贈、委托調查費用部分捐贈、民間自發(fā)捐款等。同時,日本針對污染整治設備提供優(yōu)惠稅率與低利貸款,鼓勵民間進行污染治理。
英國和韓國對于找不到污染行為人的污染場址,均由政府預算進行污染整治。為減小政府財政負擔,英國還出臺了鼓勵開發(fā)商治理污染的相關輔助政策,如公司法人取得污染土地并進行治理,可獲得150%的公司稅金減免,并可申請相應的歐盟提供的棕地再開發(fā)補助[6~18]。
3建立我國地下水污染整治制度的建議
3.1立法先行,建立和完善地下水污染防治法律法規(guī)體系
統(tǒng)籌協(xié)調相關法律法規(guī)的關系,建立健全地下水環(huán)境管理和污染防治方面的政策法規(guī)。加快制定并完善與地下水環(huán)境資源利用和管理、污染責任追究和補償、地下水環(huán)境標準和評價等方面相關的規(guī)章。建立地下水污染責任終身追究制,對造成地下水環(huán)境危害的有關單位和個人要依法追究責任,并進行環(huán)境損害賠償,構成犯罪的,依法移送司法機關。借鑒美國、日本、韓國先進經(jīng)驗,完善現(xiàn)有環(huán)境標準體系,同時參考英國健康風險評估做法,研究制定適合于我國的地下水污染“標準控制-風險管理”相結合的整治模式,實行污染場地的分級管控。
3.2摸清家底,深入開展地下水污染調查評估
積極落實《全國地下水污染防治規(guī)劃(2011-2020年)》和《華北平原地下水污染防治工作方案》,深入開展全國地下水基礎環(huán)境狀況調查評估,摸清家底,建立全國地下水污染源及污染場地清單。結合地下水污染程度及風險,對污染場地進行分級列管,并建立場地及其周邊地下水定期調查、監(jiān)測和評估制度。
3.3籌措資金,創(chuàng)新地下水污染整治經(jīng)濟政策
多方籌措資金,拓展融資渠道,保障地下水污染整治的永續(xù)實施。借鑒國際先進經(jīng)驗,適時建立“地下水污染整治基金”。以污染者付費為原則,向石油化工、礦山開采及加工、工業(yè)企業(yè)等涉及有毒有害的行業(yè)征收整治基金。同時要加大國家及地方財政對地下水污染整治的支持力度。另外,可通過優(yōu)惠稅率、綠色信貸、綠色保險、“棕地”再開發(fā)等輔助政策,鼓勵開發(fā)商及民間治理資金的流入。
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