趙俊秀
涼城縣環(huán)境保護(hù)局,內(nèi)蒙古 涼城 013750
?
地下水硝酸鹽污染的研究進(jìn)展
趙俊秀
涼城縣環(huán)境保護(hù)局,內(nèi)蒙古涼城013750
摘要:隨著人類對地下水的需求量逐年增加,被硝酸鹽污染的地下水對人體健康危害嚴(yán)重,故去除水中硝酸鹽對人類安全有著重要的意義。本文著重介紹硝酸鹽污染的主要來源、去除技術(shù)以及如何防治。
關(guān)鍵詞:地下水;硝酸鹽;去除技術(shù);防治
一、引言
近年來,地表水污染愈來愈重,致使人類對地下水的需求量逐年增加。自2009起,中國地下水開采總量每年都超過1100億m3。在北方地區(qū),生活用水的65%來源于地下水、工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水分別為50%和33%來源于地下[1]。然而,由于人類生產(chǎn)、生活等造成地下水在不同地區(qū)污染程度不同,且逐年加劇。目前,地下水污染正由點(diǎn)向面擴(kuò)散,由淺層向深層滲透,由城市向農(nóng)村蔓延。
在地下水污染中,硝酸鹽污染隨著化肥的廣泛使用已成為一個(gè)世界性問題,在美國、加拿大等國家都有關(guān)于硝酸鹽污染的報(bào)道。環(huán)境中硝酸鹽與亞硝酸鹽的污染來源很多,化肥施用、污水灌溉、廢氣排放等,經(jīng)一系列的自然反應(yīng)形成硝酸鹽,隨降水返還地面并滲入地下,造成地下水的污染。
硝酸鹽污染的地下水問題與人類健康密切相關(guān),飲用含高濃度硝酸鹽的地下水后,在酶的作用下還原成亞硝酸鹽,引發(fā)高鐵血紅蛋白癥;另外,亞硝酸鹽與仲胺反應(yīng),產(chǎn)生一種致癌物質(zhì)[2]。地下水硝酸鹽污染已引起高度重視,進(jìn)行地下水硝酸鹽去除的研究對于飲用水安全具有重要的意義。
二、硝酸鹽污染的主要來源
(一)農(nóng)業(yè)施肥
我國是世界上的農(nóng)業(yè)大國,主要以農(nóng)業(yè)為主。農(nóng)作物種植過程中,為大幅提高單位面積產(chǎn)量,在很大程度上依賴于氮肥的施用。大量研究表明,氮肥施用過程中僅有30%-40%被農(nóng)作物吸收利用,其余通過灌溉和雨水淋溶徑流進(jìn)入地下水,致使其硝酸鹽含量過高。
(二)固體廢棄物的滲濾
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市垃圾產(chǎn)量巨大,處理難度較高,造成環(huán)境的嚴(yán)重污染。在我國,固體廢物的主要處理方法為堆肥和填埋,在堆肥和填埋過程中由于發(fā)酵及水的浸泡產(chǎn)生垃圾滲濾液,通過土壤滲入含水層,造成地下水污染。城市生活垃圾含氮比重大,通過對垃圾場附近水源井的監(jiān)測表明,垃圾滲濾液對地下水污染明顯,水源井周邊地下水中硝酸鹽含量以2.6mg/L?n的速度增加[2]。
(三)廢水不達(dá)標(biāo)排放
隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,所產(chǎn)生的廢水量逐年增加。雖然,部分的廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)排放或再生利用;但是,仍有大量未達(dá)標(biāo)或未處理的廢水直接排入自然水體,造成地表水大面積的污染,這些污染的地表水通過滲透進(jìn)而污染地下水體。該類廢水中氮類物質(zhì)含量較大,其在微生物的分解轉(zhuǎn)化作用下,以硝酸鹽類的形式累積,通過水體自然循環(huán)進(jìn)入地下水中,引起污染。
(四)大氣沉降引起的地下水硝酸鹽污染
自19世紀(jì)工業(yè)革命以來,隨著能源消耗量的激增,使大氣中的NHx和NOx含量顯著增加。大氣中的氮氧化物70%-80%通過干濕沉降返回于各類地表水,經(jīng)土壤毛細(xì)管滲透到地下水層中,污染地下水[3]。
三、硝酸鹽的去除
盡管地下水具有一定的自凈能力,但由于硝酸鹽化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,地下水更新速度緩慢,因此地下水完成自凈修復(fù)周期相當(dāng)長,僅靠自身凈化不能實(shí)現(xiàn)硝酸鹽的去除。針對此種現(xiàn)象,許多研究學(xué)者通過技術(shù)比對與研究,在硝酸鹽污染的修復(fù)技術(shù)取得了較為顯著的成果。目前,硝酸鹽最常用的去除方法有:物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法以及化學(xué)生物法等。
四、地下水硝酸鹽污染防治
(一)污染源的有效控制
防治地下水硝酸鹽污染的關(guān)鍵在于控制污染源,采取有效治理措施,制定相應(yīng)防治政策。依照“誰污染誰治理”原則,實(shí)行排放許可制度,嚴(yán)格實(shí)行達(dá)標(biāo)排放,有效控制硝酸鹽污染源對地下水的污染。
(二)減少氮肥的流失
地下水硝酸鹽污染的主要來源之一為農(nóng)田施肥,故減少氮肥流失是硝酸鹽污染治理的工作重點(diǎn)。農(nóng)用施肥總量應(yīng)嚴(yán)格控制,施肥方式科學(xué)化,改善化肥結(jié)構(gòu),改變N、P、K的比重以及單營養(yǎng)元素的狀況,使其利用率最大化。采用先進(jìn)灌溉技術(shù),如噴灌、滴灌、霧灌等,減少氮肥流失,最大限度的減輕對地下水的污染。
五、總結(jié)
當(dāng)前,地下水硝酸鹽污染作為一個(gè)全球性問題,已被各國學(xué)者作為重要研究對象。在地下水硝酸鹽污染的主要來源和去除方法等方面,雖然取得了一定的成效,但仍有很大的研究空間:1)如何徹底的、快速有效的去除地下水硝酸鹽仍沒有得到根本性進(jìn)展;2)對被污染的地表、地下水污染機(jī)理的研究較少;3)地下水受地理環(huán)境、地質(zhì)條件等多種因素的影響,確定其污染程度、治理效果較為困難,需要大量調(diào)查資料和影響因素預(yù)測污染物質(zhì)在地下水中的濃度變化。
[參考文獻(xiàn)]
[1]金銘.中國地下水污染危機(jī)[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2013,5:12-17.
[2]馮錦霞,朱建軍,陳立.我國地下水硝酸鹽污染防治及評估預(yù)測方法[J].地下水,2006,28(4):58-62.
[3]董克虞.畜禽糞便對環(huán)境的污染及資源化途徑[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),1998,17(6):281-283.
[4]Galloway J N.The global nitrogen cycle:Past,present and future[J].Sci China:Ser C,2005,48(Special issue):669-677.
中圖分類號:X523
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號:2095-4379-(2016)20-0325-01
作者簡介:趙俊秀(1986-),女,漢族,內(nèi)蒙古烏蘭察布人,本科,涼城縣環(huán)境保護(hù)局,研究方向:環(huán)境監(jiān)測。