工业污水对地下水的影响和防治对策

1工业污水中的污染指标分析

在过去的研究中，科学家对氮、氨、重金属和病菌等成分关注较多。最近研究工作者对污水中的其他污染成分（如有机污染物）也进行了较多的研究。在以前的研究中，研究对象主要是污水灌溉区的土质污染问题，对于工业废水，其污染成分主要是高浓度重金属离子［2］。对于该地区的地下水污染，主要研究对象为氮和致病菌。而地下水中的矿化程度和硬度的变化也有所研究，但是这些变化是否是灌溉活动引起的，仍值得进行更深入的研究。

2工业污水灌溉对地下水的影响

2.1研究方法

研究污水中的污染成分向地下水迁移的实验方法主要包括野外实验法、调查取样法、土柱淋滤实验。而其中土柱的淋滤实验是比较常用的一种研究方法，用工业污水和天然降水分别进行实验，能分析出土壤中硬度、溶解性固体和氯离子的迁移转化机理［3］。实验结果能表明灌溉地区浅层地下水的上述3项污染指标变化和工业污水灌溉有关。

2.2灌溉区地下水硝酸盐变化

盲目的污水灌溉使地下水的硬度和含盐量大幅增加，尤其是硝酸盐含量的增加，使得灌溉区地下水污染日趋严重。水土系统中的反硝化作用能够降解一部分的硝酸根离子，但是工业污水灌溉是一个长期作用的过程，排放到土壤中的硝酸盐高于降解量，使硝酸盐会在土壤中不断累积，然后通过水的淋滤作用污染地下水［2］。含氮污水的灌溉试验研究结果表明：工业污水灌溉对底层土壤和地下水中的氨离子浓度影响不大，多数氨离子被上层土壤吸收和转化；而污水灌溉对土壤和地下水中的硝酸根离子影响比较大，特别是长期污水灌溉地区的土壤，容易使地下水受到硝酸盐的污染。对于一般的工业排放污水，氨离子浓度较高，灌溉土壤之后，水中的氨离子与土壤表面胶体中的钙离子和镁离子发生交换反应，造成地下水的硬度和含氮量的提高。而土壤中的氨离子会发生硝化反应，生成的硝酸盐会加重地下水的离子污染。能够导致地下水硬度提高的原因很多，工业污水的灌溉就是其中一种，工业污水中一般含有高浓度钠离子和钾离子，在迁移和置换的过程中，会将土壤和含水层中的钙离子、镁离子置换出来，造成地下水的硬度升高。

2.3污水灌溉中重金属污染在地下水中的分布

工业污水灌溉时，其中的重金属会被土壤中的小颗粒吸附，大多数的重金属离子都会富集在土壤的上层，导致土壤的重金属离子污染。土壤的吸附作用会降低重金属向地下水中的运移。对某污染区土壤不同深度土层剖面的重金属元素测试分析结果表明，土壤有比较强的重金属吸附能力，会阻止污水中重金属污染当地地下水。研究表明，土壤中的重金属主要会在20cm深度内的上表层积累，纵向的迁移趋势不大。但是不同的工业污水水质不同，有的地区实验表明工业污水对土壤的重金属污染都不明显。进入土壤后，重金属的存在形态就转而开始控制其迁移性，存在形态取决于重金属进入土壤时的组成形式、种类、含量和环境条件。土柱的淋滤实验结果表明，阳离子的交换作用、表面吸附作用、与有机质的耦合作用和沉淀作用是重金属离子在土壤中迅速衰减的机理。对于Zn和Cu元素在土壤有机物质含量不高的情况下，土壤含水氧化物表面吸附是衰减的主要原因。对于Cr，Pb元素，沉淀作用是主要的原因。对以上重金属离子的淋滤实验结果表明，它们主要在表层以下10cm深度内积累，随着时间的延长，重金属表现出向下搬运的趋势，然后对地下水进行污染。

2.4工业污水中的生物致病体对地下水系统的污染

在工业污水灌溉对地下水污染的研究中，生物致病体的污染需要特别注意。导致地下水污染的病原体可以分为三大类：寄生虫、细菌和病毒，主要污染物为后两者。具体地区实验研究表明，经过长时间的工业污水灌溉，地下水中并未出现污水中测试到的大肠杆菌。但是一些病毒却可以通过运移作用到达深度较大的土层。原因主要是病毒的个体大小比细菌小几个数量级，在通过土壤孔隙时不容易被土壤过滤除净，从而容易随着灌溉水进入地下水系统，地下水受到病毒污染的可能性已经开始受到科学家们的关注［4］。

2.5工业污水中有机成分对地下水系统的污染

石油工业排放的污水中会带有很多种类和较高浓度的有机化合物。随着科技进步，人们对用水的水质要求不断提高，工业污水灌溉对地下水系统的有机物污染成为了新的研究课题。在我国某些污水灌溉区的地下水样本中检验出了接近60种有机物，其中致癌物质达到数十种［5］。

3污水灌溉污染的影响因素和防治措施

污水灌溉对地下水系统的污染由多重因素决定，包括灌溉年限、灌溉强度和灌溉方式、污水中污染物种类及性质、土壤类型及性质、地貌及水文地质条件等。必须经过详细现场调查和实验研究，才能比较正确地分析预测利用工业污水灌溉可能对地下水系统产生的影响。能否采用工业污水进行农田灌溉取决于当地的土壤类型和水文地质条件。应该避免在土层渗透系数大、含水层出露和地下水位偏高的地区进行污水的灌溉操作，在水源周围地区应该严格禁止利用工业污水灌溉。土壤对污水有一定的净化作用，但是净化容量是有一定限值的，不能将灌溉的工业污水无限制地排放到同一地区土壤中；同时应该对土壤污染程度进行监测，时刻把控污染阈值；及时对该地区地下水的硬度、重金属和微生物等污染物的积累速度和地区水质进行监测，避免出现严重和长期的地下水污染事故［5］。对于所采用的工业污水，其水质标准一定要达到污灌要求。当前我国很多地区不采用科学的处理方法，直接使用未经过无害化处理的工业废水进行农田灌溉。而科学的利用工业污水进行灌溉作业，应该在灌溉区推行污水预处理技术，灌溉前对工业污水进行简单的无害化处理，同时对灌溉区土壤和地下水水质的各项污染指标进行实时的监测。要实行科学的灌溉制度，避免灌溉用水水量过剩，引起地下水大面积的污染，应该把灌溉污水当作一种水资源，进行合理调配，科学规划。

4结语

工业污水灌溉技术可以作为缓解部分地区水资源稀缺问题的处理方案。但如果不进行科学的管理调配，污水就有可能导致当地地下水系统的污染，使地下水中的硬度、硝酸盐、微病原体、重金属、硬度和有机污染物的浓度升高。国内外经验表明，只要实施科学的管理措施，在灌溉之前进行详细的地质调查，制定出合理的灌溉方案，对灌溉用污水进行灌溉前无害化处理，控制灌溉水量，避免盲目漫灌等，工业污水灌溉引起的污染完全是可以避免的。

本文作者：陈正想工作单位：苍南县环境保护局