王 瀟,宋利輝,王文軍
(1.華東有色地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)院;2.江蘇省有色金屬華東地質勘查局八一〇隊,南京 210000)
我國地大物博,地下水源的數(shù)量較多,分布較為廣泛,地下水的利用也是我國社會發(fā)展的重要問題之一[1]。但是,隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展,地下水資源受到不同程度的污染,嚴重影響地下水資源的利用。相關調查顯示,對我國地下水造成嚴重污染的因素之一就是重金屬污染,因此當下迫切需要治理重金屬對地下水的污染,提升地下水質量,最大程度地利用地下水資源。
地下水與很多地質災害有著明顯的關系,巖土體與地下水之間形成的地質災害有著復雜多變、危害性嚴重的特征[2]。重金屬對地下水產(chǎn)生污染的途徑多種多樣,廢水排放、礦產(chǎn)開發(fā)以及污染物沉降都會對地下水造成嚴重的重金屬污染。生活污水和工業(yè)污水被隨意排放后,會不斷向地下滲透,最終污染地下水。因此,地下水勘查期間應當采取適當?shù)募夹g,準確評估地下水質量,采取相應的防護措施,切實保護好未受污染的地下水。對于已經(jīng)受到污染的地下水,應當科學分析其污染成分,找到污染源,采用科學的手段進行治理。
能夠嚴重污染地下水的重金屬元素主要有5種,即汞、鎘、錳、鈉和銅,這些重金屬元素可以污染地下水,影響水資源的利用效率。對地下水重金屬污染的成因進行分析尤為必要,只有充分掌握其成因,人們才能夠對其進行有效控制[3]。
很多工業(yè)生產(chǎn)都會應用汞金屬,其間會形成大量的汞廢水和廢渣,甚至釋放大量含汞氣體[4]。如果未有效處理就直接排放,這些廢水、廢渣或廢氣會進入土壤和河流中,最終對地下水造成嚴重污染。此外,化肥含有微量汞元素,當化肥接觸土壤后,經(jīng)過雨水降解,地下水會受到汞元素的影響。按照汞元素有關控制標準,當?shù)叵滤械墓氐陀?.001 mg/L時,其可以正常飲用或者用于其他用途。
隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,近些年,第二產(chǎn)業(yè)得到了飛速的發(fā)展,直接導致地下水中的鎘元素明顯增加[5]。有色金屬開采期間會排放廢渣、廢氣以及廢水等,其一旦與地面接觸,就會逐漸地滲透,導致地下水受到嚴重的鎘污染。同時,含鎘肥料在接觸地面后會通過雨水逐漸滲透到地下水中。若長期飲用受到鎘污染的地下水,人體會出現(xiàn)各種病癥。調查顯示,我國部分群眾長時間飲用受鎘污染的地下水,身體出現(xiàn)不同程度的病痛,甚至行動不便。
通常,地下水中錳元素的含量應小于0.1 mg/L,但是水文地質勘查發(fā)現(xiàn),部分地下水的錳元素含量遠遠高于該標準。地表的沙礫和巖石往往存在大量錳元素,會隨著地表徑流下滲而污染地下水。通常,受到錳污染的地下水會散發(fā)臭味,顏色發(fā)生變化甚至發(fā)黑。在進行水文地質勘查的過程中,若相關人員吸入過多的錳元素,會直接影響人體健康。
水文地質勘查發(fā)現(xiàn),我國地下水的鈉元素含量在1.34 mg/L上下浮動,這已經(jīng)超出地下水中鈉元素含量的限值,造成嚴重的鈉污染。工業(yè)生產(chǎn)會排放大量含有鈉元素的粉塵,經(jīng)過長時間沉降,最終會污染地下水。實際勘查期間,水文地質勘查人員需要測試地下水的氰化鈉含量,氰化鈉屬于劇毒物質,如果接觸過多,會對人體健康造成嚴重危害。
很多礦石含有大量銅元素,受雨水沖刷或地表徑流影響,會對地下水造成嚴重的污染。我國規(guī)定,地下水的銅元素含量應不大于1 mg/L,但是目前很多地下水的銅元素含量遠遠高于此標準。經(jīng)過化學反應,銅元素會在地下水中形成固體物質,這種固體物質很難凈化。
目前,根據(jù)水文地質勘查,人們已經(jīng)探索出很多重金屬污染地下水的處理方式,但是它們有利有弊。具體來說,主要有生物法、物理法以及化學法?;瘜W法和物理法十分有效,但是應用不當會造成嚴重的二次污染。
如果水文地質勘查人員出現(xiàn)汞中毒的癥狀,應當及時離開現(xiàn)場,避免繼續(xù)受到傷害,可以飲用大量牛奶來緩解不良發(fā)應。如果中毒情況較為嚴重,應當及時送往醫(yī)院進行科學治療。人們可以向地下水中投加適量的碳酸化合物,使其與汞元素反應,讓汞元素形成沉淀,有效控制地下水汞污染。
若地下水鎘元素含量過多,可以先使用管道向地下水中加入適量硫酸化合物,使其與鎘元素反應形成沉淀,隨后再加入鹽酸來清除剩余的硫酸化合物。之后進行采樣分析,根據(jù)剩余的鹽酸含量,計算地下水的鎘元素含量。
當?shù)叵滤苠i污染嚴重時,可以把地下水抽到地面進行曝氣,然后利用地下水過濾層進行過濾。高價錳氧化物被充分吸附,形成一層錳質濾膜,這層濾膜有著良好的接觸催化作用,對接下來經(jīng)過過濾網(wǎng)的錳元素有著良好的催化作用,能夠在濾網(wǎng)上充分吸附錳元素。其間,地下水中的二價錳離子會被充分氧化,變成三價錳離子,最終被吸附去除。
如果鈉污染嚴重,導致抽水管道被堵塞,應當選用口徑大的抽水管道進行抽水取樣,可以事先向地下水中投放酸性物質中和鈉元素,二者都能起到良好的鈉污染治理效果。當水文地質勘查人員出現(xiàn)鈉中毒癥狀時,應當及時服用鋁元素含量較高的食物或藥物來緩解。
如果地下水銅元素含量過高,可以向地下水中投加過量的氫氧化合物,使氫氧化物與銅元素反應,讓銅元素形成沉淀。經(jīng)過以上步驟,可以向地下水中投加過量鹽酸,去除地下水中剩余的過氧化氫。若水文地質勘查人員出現(xiàn)銅中毒情況,要送往醫(yī)院進行治療。
當前,人們要積極開展水文地質勘查,分析地下水污染,以便充分利用地下水資源。人們要根據(jù)水文勘查結果,明確地下水的重金屬元素含量,把握地下水污染原因,制定有效的治理策略,保護地下水資源,最終實現(xiàn)科學開發(fā)和永續(xù)利用。