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序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇地下水污染防控范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號：TB
文獻標識碼：A
doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.29.143
1 引言
風險控制就是人為地采取各種方法和手段，降低風險事件發生的可能性，或把風險可能造成的損失控制在一定的范圍之內，以避免風險事件發生時造成的難以承擔的后果。
2 政府風險控制對策
2.1 加大對污染企業的懲處力度
采用法制手段倒逼礦業開發者進行一定程度的污染控制研究是一種傳統的對由企業造成的污染的控制措施。近年來，我國經濟發展迅速，對造成地下水污染企業的整治力度較小，某些地區甚至出現包庇污染企業的現象。政府部門應牢記“兩山論”，切實把為公眾提供良好的基本環境質量作為自己的責任，加大對污染企業的懲處力度。
2.2 對地下水水質狀況進行嚴密監測
由礦產開采帶來的地下水污染，政府有責任滿足民眾的知情權，對地下水水質進行實時檢測，并向民眾公布相關數據。近年以來，媒體對于地下水污染的曝光越來越多，也反映出政府對地下水狀況的監控不到位的問題。對于礦產開采區，應針對其開采區域科學布設地下水監控站點，實時檢測，并做好向民眾公布的工作，PM2.5數據的可以作為最好的例證。
2.3 積極探索地下水污染治理新途徑
“誰污染，誰治理”是我國環境治理的基本原則，但除少數大型企業專門設立污染治理部門外，大部分企業并不具備對污染治理研究的能力，政府應積極探索地下水污染治理新途徑。政府自身對污染的治理也缺乏專業性，因此，可積極引導建立第三方治理模式，將“誰污染，誰治理”轉變為“誰污染，誰買單”，既能降低企業的污染治理成本，又能使污染得到專業性治理。
3 企業風險控制對策
3.1 礦產開采企業要樹立起對地下水污染防治的責任心
隨著人們對地下水污染問題的關注加深，政府對地下水污染企業懲處力度的加大，企業不能再“有恃無恐”，礦產開采企業要樹立起對地下水污染防治的責任心，加大對安全環保部門的資金投入，及時革新防控污染的工藝，采用最新技術防控開采過程中污染物的泄漏。
3.2 企業要加強對生產系統的監控
礦產開采企業要對生產系統實施密切監控，對污染物泄漏的現象及時發現，及時處理。開采企業對現有設備工藝，要嚴格管理，對于易出現污染物泄漏的薄弱環節要加強監控，對于跑、冒、滴、漏，要加強管理，及時發現并采取措施進行消除或控制，防止地下水污染，取得環境效益。
3.3 企業內部建立起防治地下水污染的責任制
在礦產開采中，對于容易造成污染物泄漏的薄弱單元，要建立起防治地下水污染的責任制，實施專人專管，專人專控。企業領導要從思想上對地下水污染防治重視起來，把該任務與生產工作、安全工作等置于同等地位，對其進行必要的安排、評比、獎懲。
4 社區風險控制對策
4.1 社區要對地下水污染相關知識進行宣傳
社區的宣傳工作：第一，使民眾了解掌握必要的地下水污染的相關知識，提高用水安全意識；第二，排除或降低民眾對于地下水污染的恐懼心理，使民眾知道地下水污染雖有可怕之處，但并非不可治理；第三，使民眾增強維權意識，發現地下水污染的現象，要及時反應，與政府、社區形成聯動，及時控制污染。
4.2 社區要對所在區域內地下水污染相關情況進行調查
社區要對所在區域內可能造成地下水污染的狀況進行調查，對周邊企業生產工藝中存在污染地下水的風險進行掌握，對污染的特征進行研究，建立具有社區特點的關于地下水污染防控的檔案資料，方便社區宣傳工作，為地下水污染的防控提供幫助。
4.3 社區要擔任起地下水污染防治中聯絡、協調的角色
地下水污染現象一旦發生，社區要積極擔任起聯絡、協調的角色，做好民眾意愿的收集和反映的工作，對基本情況進行調查掌握，為政府和企業開展地下水防治工作提供必要的幫助。
5 個人風險控制對策
5.1 增強個人自身對于地下水污染防治的意識
地下水污染的防治需要社會各界的共同參與，不只是政府、企業等要采取相關措施，每個人都要從心里提高對地下水污染防治的意識，無論是政府公職人員，企業工作人員，還是市井百姓，都要補上地下水污染這一“課”，真正使對地下水污染的防治做到全民參與。
5.2 增強個人良好環境享有權利的維護意識
在我國，許多法律都有對保護公民環境權益的相關內容做出規定，如《民法通則》、《環境保護法》等。目前，對于地下水污染，公民仍缺乏維權意識，這也是地下水污染防治效果不理想的原因。為了加強對地下水污染的防控，構建社會各界共同參與的綜合防控體系，一定要增強個人良好環境享有權利的維護意識。
文／井柳 新劉偉 江王 東張濤
地下水是我國重要的城鄉供水水源；全國309個地級及以上城市的835個集中式飲用水源地，一半以上為地下水型水源地。目前，我國地下水環境質量狀況不容樂觀，局部地區出現重金屬和有機物超標現象，嚴重威脅人民群眾飲水安全和身體健康。黨的十報告明確提出要“以解決損害群眾健康突出環境問題為重點，強化水、大氣、土壤等污染防治”、“完善最嚴格的耕地保護制度、水資源管理制度、環境保護制度”。面對我國嚴峻的地下水環境形勢，構建最嚴格的地下水環境保護制度勢在必行。
我國地下水環境形勢嚴峻地下水環境狀況不容樂觀
《2013年中國環境狀況公報》顯示，全國地下水環境質量的監測點總數為4778個，其中國家級監測點800個。水質優良的監測點比例為10.4%，良好和較好的監測點比例分別為26.9%和3.1%，較差和極差的監測點比例分別為43.9%和15.7%。主要超標指標為總硬度、鐵、錳、溶解性總固體、“三氮”（亞硝酸鹽、硝酸鹽和氨氮）、硫酸鹽、氟化物、氯化物等。與2012年相比，有連續監測數據的地下水水質監測點總數為4196個，分布在185個城市，水質綜合變化以穩定為主，其中變差的監測點比例為18.0%。《華北平原地下水污染防治工作方案》披露，華北平原局部地區存在地下水重金屬、有機物超標現象，主要污染指標是汞、鉻、鎘、鉛、苯、四氯化碳、三氯乙烯等。
經濟發展給地下水環境保護帶來壓力
隨著我國城鎮化進程的加速，城鎮人口不斷增加，城鎮化率大大提升，地下水環境保護壓力不斷升級。1978-2011年，城鎮人口由1.72億增加到6.9億；城鎮化率由18%增加到51%。城鎮化建設改變了地下水天然人滲補給條件，減少了地下水補給量，同時地下水開采量不斷提升，一些地區出現地下水超采現象，導致地下水位驟降，出現漏斗區域，并造成地面塌陷、海水入侵、土地鹽漬化等災害。另外，城鎮化發展過程中工業廢水、生活污水排放量不斷增加，地下水污染事件時有發生。根據環境保護部2013年2月下旬至3月開展的華北平原排污企業地下水污染專項檢查結果，涉水的25875家排污企業中查處各類環境違法行為558件，對其中88家企業處以罰款，總額達613萬余元。
我國地下水環境保護制度不完善現有地下水環境保護相關制度
地下水資源保護相關制度。一是最嚴格水資源管理制度。2012年國務院了《國務院關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》，要求確立“三條紅線”，即水資源開發利用控制、用水效率控制及水功能區限制納污。二是水權交易制度。獲得取水權的單位或個人通過各種合理措施節約出的水資源，可依據相關規定進行水的使用權有償轉換。
地下水污染防治相關制度。一是污染源普查及數據更新制度。2010年第一次全國污染源普查工作啟動，對我國排放污染物的工業、農業、生活污染源及集中式污染治理設施開展調查，隨后又開展了污染源普查數據動態更新調查工作。二是環境影響評價制度。2011年環保部了《環境影響評價技術導則地下水環境》，規范了我國地下水環境影響評價工作，填補了我國環境影響評價技術標準體系的空白。三是排污許可證制度。《排污許可證管理條例》（征求意見稿）中規定，國家對在生產經營過程中排放廢氣、廢水、產生環境噪聲污染和固體廢物的行為實行許可證管理。對地下水來講，排污許可證制度屬于源頭預防范疇。四是地下水環境質量報告制度。國土和環保部門每年公布我國地下水環境質量狀況，《中國國土資源公報》和《中國環境狀況公報》。
我國地下水環境保護制度體系存在的問題
雖然我國目前已初步形成了地下水環境保護制度體系，但從體系的完備程度和與時俱進角度看仍存在著很多問題。
地下水環境保護法律法規不健全，環境管理體制和運行機制不順。目前我國頒布實施的有關法律法規中，涉及地下水環境保護的條款較少。《地下水質量標準》(GB/T14848-93)僅涉及39項指標，遠不能滿足現階段地下水污染防治要求。我國地下水環境管理體制不順，各部門職能劃分不清，存在交叉，沒有形成地下水環境保護的合力。
對地下水污染防治關注度低，缺少針對地下水污染源的管控制度。污染源普查范圍大、數量多，沒有針對垃圾填埋場、危險廢物處置場、工工業園區、、石油化工企業、加油站和油庫、高爾夫球場、再生水灌溉區和礦產開采及加工區等地下水特征污染源開展深入調查。未建立地下水污染源長期監管機制，導致我國目前地下水環境底數不清，地下水污染防治手段和措施落后。《中國國土資源公報》和《中國環境狀況公報》每年的地下水環境質量信息，僅能反應出區域地下水環境狀況，不能對地下水源地和地下水特征污染源及其周邊的水質狀況進行分析和評價，無法指導地下水污染防治工作。
國際地下水環境保護制度借鑒美國地下水環境保護制度框架
美國在地下水環境保護領域主要建立了以下六項制度。
統一管理與多部門合作制度。美國地下水環境保護工作由環保局、農業部、內政部和能源部共同管理，各有分工。
污染預防和長效監測制度。美國重視地下水污染源頭預防工作，對埋地油罐、垃圾填埋場、危險廢物儲存池等均設置了防滲措施。目前已經建立了較為完善的地下水監測系統，地下水監測點位共計約42000個。
調查評價與風險評估制度。1991年，美國啟動了國家水質評價計劃(NAwoA)，大約每10年對水質趨勢進行一次評價。美國材料與試驗協會(ASTM)將健康風險分析評價與地下水污染治理相結合發展出RBCA(Risk-based Corrective Action)模式。
污染場地分級管理與整治制度。《綜合環境反應、賠償與責任法》（CERCLA，即超級基金法案）要求，對發現的污染場地進行相關認定，以可能給人體健康和環境造成重大損害的程度來劃分，并收錄到“國家優先名錄”上。
污染整治基金籌措制度。超級基金主要來源于對生產石油和某些無機化學制品行業征收的專門稅、聯邦財政撥款、年收入在200萬美元以上企業的附加稅、聯邦普通稅、基金利息和向違法者征收的罰款等。
信息共享與公眾參與制度。美國環保局網站上，公眾可以免費獲取一些地下水環境信息；超級基金項目報告也在該網站上公開。
歐盟地下水環境保護制度框架
歐盟在地下水環境保護領域主要建立了以下三項制度。
統一管理與多部門合作制度。“歐盟環境委員會”統一制定水環境相關的法律、標準，以水質監測為主，大部分成員國由環保部門負責，地礦、衛生、公共事務等部門參與。
長效監測與信息共享制度。歐盟多數成員國每年開展2～4次水質監測，并上報數據庫，多數數據可免費共享。
專家討論制度。基于水框架指令成立地下水工作組，80多位專家一年2次會議討論指令實施情況。
日本地下水環境保護制度框架
日本在地下水環境保護領域主要建立了以下三項制度。
統一管理制度。日本地下水環境管理的政府專職機構為其環境省下屬水、大氣環境局內設置的土壤環境科地下水室。
調查評價制度。2002年《土壤污染對策法》出臺，要求對土地環境狀況開展調查評價，當土地被判定特定有害物質超過標準時被指定為污染地域。日本開展地下水污染調查已有20多年，劃分出了不同污染程度區域，平均每年投資3000萬日元。
污染整治及基金籌措制度。《土壤污染對策法》要求污染行為人和土地所有者必須對污染地域采取對策，開展污染整治。當找不到污染行為人時，整治費用由土地所有人負擔，“土壤污染對策基金”可提供部分補助。“土壤污染對策基金”主要經費來源于土壤管理、委托工程、委托調查費用部分捐贈和民間自發捐款等。
我國最嚴格的地下水環境保護制度框架構建
我國地下水環境形勢不容樂觀，地下水污染正由點狀、條帶狀向面上擴散，由淺層向深層滲透，由城市向周邊蔓延。根據黨的十報告要求，我國亟需構建最嚴格的地下水環境保護制度。最嚴格的地下水環境保護制度框架應當包括最嚴格的地下水相關環境法律法規、環境質量目標、污染預警機制、調查評價及污染治理體系、環境經濟政策等方面內容。
建立最嚴格的地下水環境保護法律法規體系
進一步完善我國地下水法律、法規、標準體系，研究制定地下水污染防治相關技術指南。盡快修改《水污染防治法》，增加并明確對地下水環境監管相關要求；建議編制地下水污染防治條例，增強地下水環境保護法律責任；《全國地下水污染防治規劃（2011-2020年）》（以下簡稱《規劃》）和《華北平原地下水污染防治工作方案》（以下簡稱《方案》）已經出臺，標志著地下水污染防治工作正式納入了國家層面的決策，應積極落實《規劃》和《方案》要求，保障各項任務如期完成；盡快啟動我國地下水環境質量標準、監測標準、修復際準等制定工作；修訂完善《地下水環境監測技術規范》，編制地下水環境調查、評估、污染修復防控等技術指南。
建立統一管理與多部門合作制度
應厘清各部門在地下水工作領域的任務分工，充分發揮各自優勢，設立專門的地下水環境保護管理辦公室，聯合環保、國土、住建、水利、衛生、工信、農業等部門和單位，對全國地下水環境實施統一監管。環保部門主要負責對地下水污染源及水源地的環境監管，國土部門重點關注區域地下水環境狀況，水利部門重點關注地下水資源量變化情況，住建和衛生部重點關注水廠及飲用水水質狀況，工信部重點關注產業布局對地下水環境產生的影響，農業部重點關注農業面源對地下水環境的影響。
根據我國地下水環境現狀、地下水功能區劃和污染源分布情況開展全國地下水污染防治區劃，劃分為“一般保護區”、“防控區”和“治理區”，從宏觀上掌控和指導全國地下水污染防治工作。
建立污染預防和長效監測制度
應加強對垃圾填埋場、危險廢物處置場、工業園區、石油化工企業、加油站和油庫、高爾夫球場、再生水灌溉區和礦產開采及加工區等地下水特征污染源的控制與管理，根據不同污染源特征，分別提出污染源頭控制要求，如加油站埋地油罐應設置雙層管或防滲池；面對我國城鎮化迅猛發展態勢，應加強對城鎮生活污水及固體廢物的管控，做好廢水、廢物收集處理及防滲措施，降低其對地下水環境的污染風險；建立地下水環境監測網和信息數據庫，形成監測井長期維護和數據定期上報機制。
建立地下水環境調查評價制度
我國雖然在重點區域、城市地下水動態監測和資源量評估方面獲得了大量數據，但這些難以完整描述地下水環境質量及污染情況，我國地下水污染底數仍然不清，應通過開展全國地下水基礎環境狀況的調查評估工作，以地下水源和特征污染源為重點調查對象，循序漸進，摸清家底，并建立地下水環境調查評價長效機制。
建立污染場地分級管理與整治制度
結合我國經濟、社會發展情況，按照污染場地及其周邊地下水功能和健康風險評估結果建立優先整治清單，實施污染場地分級列管。對人體健康風險值超標或準備再度開發利用的場地，根據已確定的修復目標，開展相應修復工作。
建立污染整治基金籌措制度
厘清污染治理責任，實行“誰污染、誰負責、誰治理”；對于無主污染源由國家或地方政府負責整治。研究建立“地下水污染整治基金”，向污染地下水環境的工業企業征收整治基金。通過制定綠色信貸、保險、優惠稅率及污染場地再開發等輔助政策，鼓勵開發商及民間資金的流入。
建立信息共享與公眾參與制度
通過網絡平臺及咨詢熱線，向社會公開地下水環境狀況調查、評價、污染場地整治等信息，接受公眾與媒體監督。
主要
參考文獻：
[1]陳鴻漢，劉明柱，永葆地下清流——《全國地下水污染防治規劃》的實施建議[J]．環境保護，2012(4)：23-26.
中圖分類號：P641；X824 文獻標志碼：A 文章編號：1672-1683（2015）03-0439-05
Abstract：Engineering investigation and a series of experiments，including the static adsorption，biodegradation，and dynamic soil column leaching experiments，were conducted at a PTA chemical plant in Luoyang to determine the solute transport parameters in the vadose zone.The migration of CODCr in the vadose zone of the sewage reservoir was simulated using Hydrus-1D. The results showed that （1） it takes 5.4，5，4.9，and 3.8 years for CODCr to migrate from the reservoir bottom to water table under the normal，abnormal，ordinary accident，and risk accident conditions respectively without any anti-seepage measures，and the groundwater pollution risk caused by the sewage reservoir is high；and （2） it takes 12.2，10.5，9.1，and 6.8 years for CODCr to migrate from the reservoir bottom to water table under the normal，abnormal，ordinary accident，and risk accident conditions respectively if there is a 2.5-m thick clay layer under the sewage reservoir.
Key words：vadose zone；groundwater；numerical simulation；risk assessment
精對苯二甲酸（Purified Terephthalic Acid，簡稱PTA）是生產滌綸短纖和聚酯的主要原料，隨著其生產規模的不斷擴大，工廠PTA廢水的排放迅速增加。PTA廢水主要包括工藝廢水、殘渣漿料和清洗廢水[1]，屬于有機物濃度高、成分復雜且難以降解的化工廢水，其CODCr濃度高達4 000～10 000 mg/L，是城市生活污水的幾十倍[2]。因此若直接排放這些有機廢液會向下遷移進入包氣帶造成土壤污染，甚至通過包氣帶遷移至地下水中造成地下水的嚴重污染，威脅人類的身體健康[3-6]。
洛陽市某化工廠年產100萬t PTA，排污水總量約305 m3/h。場地包氣帶介質為第四系黃土，地下水資源豐富，水質優良，不僅是周邊橫澗、全義、上河、清莊、坡底、順[HJ2mm]澗等村莊居民飲用水水源，更是該石油化工基地10多萬人生產與生活水源。本文通過吸附實驗、生物降解實驗、土柱淋濾實驗獲取了研究區在包氣帶中的物質遷移規律及其相關參數，并采用Hydrus-1D對CODCr的遷移能力進行模擬預測，同時提出相應的污染防控對策。
1 參數獲取
1.1 實驗方法
[BT4][STHZ]1.1.1 土壤取樣與預處理
取樣：供試土樣為洛陽市某生產PTA的化工廠附近未受污染的粉質黏土。供試土壤的物理參數見表1。
預處理：將所取新鮮土樣自然風干，去除其中的植物根等雜物，然后將風干后的樣品研磨過20目篩后密封備用。
由圖1可知，廢液中CODCr在粉質黏土中的吸附分為3個階段：第一階段為0～1 h，為線性快速吸附階段，吸附量迅速達到0.58 mg/g；第二階段為1～5 h，為解吸-再吸附階段，迅速解吸到0.23 mg/g，隨后再次吸附至0.59 mg/g；第三階段為5 h以后，為平衡吸附階段，吸附量變化幅度小，最大吸附量發生在7 h，達1.34 mg/g。
根據該曲線確定粉質黏土對CODCr的吸附平衡時間為24 h，平衡時的吸附量為1.05 mg/g。
通過不同濃度的等溫吸附實驗得到的等溫吸附數據，在origin 8.5.1軟件中，分別用線性等溫吸附方程、Langmuir 等溫吸附方程和Freundlich 等溫吸附方程對數據進行擬合，分別得到各模型等溫吸附曲線，見圖2。
根據擬合方程，得到各等溫吸附方程的參數，見表2。
由圖2和表2可以看出，線性等溫吸附方程與實驗數據擬合最好，相關系數是0.937 27。其中，Langmuir 等溫吸附方程中的Sm的值為負值，與實際情況相違背（實驗選用未受污染的土樣）。因此選用線性等溫吸附方程來描述粉質黏土對廢液中CODCr的吸附，分配系數為Kd為0.263 cm3/g。
2 地下水污染模擬與預測
地下水污染風險由污染概率與可能造成的污染后果構成[7-9]。
2.1 地下水的污染概率評估
該蓄水池場地下地下水的污染概率主要由污染物穿過蓄水池底部10 m厚的包氣帶土層可能性決定，這就需要利用前述實驗研究取得的參數等結果進行數值模擬，計算污染物在水力作用下在包氣帶中的遷移能力，即污染物穿過10 m厚土層所需的時間。
（1）水分運動模型。
在剛性多孔介質中，忽略空氣熱量作用和根系吸水作用，均衡水流垂向運移可以用修正的Richards方程描述：
2.2 地下水污染模擬預測
依據地下水質量標準[12]，等級劣于Ⅲ類水不宜飲用。Ⅲ類水的高錳酸鹽指數為
蓄水池計劃蓄水高度為5 m，在不考慮降水、蒸發等因素的條件下，針對正常工況、非正常工況、一般事故和風險事故四種情形下，設定蓄水池中的初始CODCr的濃度為4 000 mg/L（選取工廠廢液中CODCr濃度范圍中的最低值）、7 000 mg/L、9 000 mg/L、80 000 mg/L，不采取任何的防護措施，持續注入此廢水時，利用Hydrus-1D進行模擬計算CODCr從蓄水池底部遷移10 m后，CODCr超標所需要的時間，結果見圖6。可以看出，四種情形下，CODCr從蓄水池底部遷移10 m后，CODCr剛剛超標所需要的時間分別為5.4 a、5 a、4.9 a、3.8 a。
3 地下水的污染風險評價與防控對策
3.1 地下水的污染風險評價
通過上述計算可知，在初始濃度分別為4 000 mg/L、7 000 mg/L、9 000 mg/L、80 000 mg/L的情形下，洛陽市PTA化工廠污水池分別在使用5.4 a、5 a、4.9 a、3.8 a后，將污染地下水源。由于該地下水源地不僅是周邊橫澗、全義、上河、清莊、坡底、順澗等村莊居民飲用水水源，更是該石油化工基地10多萬人生產與生活水源，因此該水源的污染將影響10多萬人口的石化基地供水，造成巨大的經濟損失。
3.2 地下水污染防控對策
（1）蓄水池宜采用抗滲鋼筋混凝土結構，最大裂縫寬度不應該大于0.20 mm，并不得貫通。
（2）地基防滲處理以及鋪設黏性土墊層。最有效的防控方法是蓄水池底部鋪設黏性土墊層，其成本低，易操作[14-18]。根據模擬計算，若滲透系數為2×10-7 cm/s黏性土層厚度為2.5 m，那么在同樣的條件下，正常工況、非正常工況、一般事故和風險事故四種情形下，蓄水池中CODCr從蓄水池底部遷移超標進入地下水所需要的時間分別為12.2 a，10.5 a，9.1 a，6.8 a。因此，應該重視地基土的防滲處理，針對包氣帶地基土的特點，可選用水泥粉煤灰碎石樁、水泥攪拌樁等地基處理方法，既可以加固地基，提高地基承載力，又可以達到防滲目的。不過，更重要的還是應該嚴格控制蓄水池污水初始濃度，以先進的清潔生產水平減少廢水的產生以及控制廢水的濃度。
（3）設置地下水污染監控井。在廠區外地下水水流上游應設不少于1眼地下水背景監測井，廠區外地下水水流下游應設不少于3眼地下水污染監測井，應呈扇形布置。廠區外的地下水污染監控井宜選用取水層與監測目的層相一致、距廠址較近的工業、農業生產用井為監控井；若無合適井可以利用，應在廠界外就近設置監控井。另外，應設置一眼抽水井，用于地下水污染事故應急處理。
（4）采取風險事故應急響應措施。事故發生時，必須立即采取措施。對少量泄露，用合適的材料吸收，或者用大量水沖洗，將洗水稀釋后進入廢水系統；若大量泄露，應構筑圍堰或挖孔收容，用防爆泵及時轉移，回收處理。
當通過監測發現對周圍地下水造成污染時，根據監測井的反饋信息，啟動地下水污染事故應急處置抽水井，對污染防治區地下水人工開采形成地下水漏斗，控制污染區地下水流場，阻滯污染物擴散。
4 結論
（1）實驗中粉質黏土對所取工廠廢液CODCr的吸附和降解率比較低，分別為0.263 cm3/g、0.0101 d-1；工廠廢液CODCr在包氣帶粉質黏土中的彌散度較低，為0.10 m，說明該污水蓄水池場地包氣帶介質對廢液中CODCr的天然防污性能不足，若不采取任何防滲措施，正常工況、非正常工況、一般事故和風險事故四種情形下，污染物分別在5.4 a，5 a，4.9 a，3.8 a左右穿過10 m厚的包氣帶超標進入地下水造成污染。
（2）如果鋪設2.5 m的黏土層，4種情形下，CODCr從蓄水池底部遷移超標進入地下水所需要的時間分別延長到12.2 a、10.5 a、9.1 a、6.8 a。
（3）對于此類蓄水池對地下水污染風險的防控對策，不僅要在蓄水池底部根據需要鋪設適當厚度的黏性土墊層，更要在加強與完善蓄水池設計、監控井設置以及風險事故應急機制等方面。
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國家《地下水污染防治規劃（2011～2020）》出臺
2011年10月28日，由國家環保部制定的《地下水污染防治規劃（2011～2020）》出臺，并在當天與國土部和水利部聯合召開新聞會。此舉向外界顯示了國家在地下水污染防治方面的決心與行動。
《規劃》確定的地下水污染防治總體原則為預防為主， 綜合防治，突出重點，分類指導。
《規劃》提出了八項工作任務，一要抓緊開展地下水污染狀況調查和評估，劃定地下水污染治理區、防控區和一般保護區。二要嚴格地下水飲用水水源保護與環境執法，依法取締飲用水水源保護區內的違法建設項目和排污口，限期治理地下水污染隱患。三要嚴格控制影響地下水的城鎮污染。削減城鎮生活污染負荷，推進管網系統改造，提高城鎮生活污水處理率和回用率，加強垃圾填埋場建設和治理。四要加強重點工業行業地下水環境監管，防范石油化工行業和地下工程設施、地下勘探、采礦活動污染地下水，控制工業危險廢物對地下水的影響。五要分類控制農業面源對地下水的污染。逐步減少使用化肥和農藥，在水源保護區內實施退耕還林還草。六要采取有效治理措施，嚴格防控污染土壤和污水灌溉對地下水的污染。七要有計劃地加快推進地下水污染修復。在地下水污染突出區域進行修復試點，開展海水入侵綜合防治示范，切斷廢棄鉆井、礦井等污染途徑。八要建立區域和重點地區地下水環境監測系統，建立專業的地下水環境監測隊伍。地方人民政府要制訂年度監測計劃。要完善相關法律法規和標準規范體系，努力提升地下水污染防治科技水平。加強宣傳教育，鼓勵公眾參與，增強全社會保護地下水的危機意識和責任感。
加快地下水修復，環保產業多領域發力
加大環境修復產業的發展，加快修復技術的革新是破解地下水危機的有效途徑，基于此，專家提出要努力推動環保產業在以下領域的發展：
第一，推動城市污水處理產業的發展。要提高城鎮生活污水處理率和回用率，完善污水處理廠及管網的建設，減少污水的排放和滲漏；第二，加強對工業企業污水處理設施的建設與監管。采取企業園區集中治理或者第三方采購治污服務等模式，對污水進行治理；第三，加強垃圾處理設施建設。完善防滲措施，建設雨污分流系統，實現填埋場滲濾液經處理后達標排放；加快綜合性危險廢物處置中心建設，保證危險廢物的無害化處理處置；第四，分類控制農業面源對地下水的污染，尤其要對地下水飲用水水源補給區進行嚴格監控，通過工程技術、生態補償等綜合措施，在水源補給區內科學合理使用化肥和農藥，積極發展生態及有機農業；第五，隨著地下水監測體系建設進程的加快，監測檢查設備、風險評估等領域也要進入快速發展時期；第六，重金屬、有機污染物等復雜的污染成分對地下水作為飲用水源時的處理提出了更高的要求，水廠要加速技術、設備和工藝的升級改造，保障飲用水安全。
我國將建2萬多個地下水監測孔
國土資源部副部長汪民在2012年12月召開的國際水文計劃亞太地區地下水管理咨詢研討會上透露，中國將在全國建立2萬多個國家級地下水監測孔，以實現對重點地區地下水的動態監控。
汪民說，中國政府高度重視地下水資源，組織開展了大量基礎研究工作，啟動了全國首輪地下水污染調查評價；2012年2月份，了全國地面沉降防治規劃；未來幾年，中國將建成2萬多個國家級地下水監測孔，實現對重點地區地下水的動態監控。
京津地下水資源費征收標準出爐，每立方米4元
2013年1月7日，國家發改委、財政部、水利部等三部委聯合發出《關于水資源費征收標準有關問題的通知》，《通知》提出了到“十二五”末，各地區地表水、地下水水資源費平均征收標準的水平，其中，北京和天津地區的征收標準遠遠高于其他省市，地表水和地下水的水資源費征收標準分別為每立方米1.6元和4元。
《通知》要求，各地嚴格控制地下水過量開采。同一類型取用水，地下水水資源費征收標準要高于地表水，水資源緊缺地區地下水水資源費征收標準要大幅高于地表水；超采地區的地下水水資源費征收標準要高于非超采地區，嚴重超采地區的地下水水資源費征收標準要大幅高于非超采地區；城市公共供水管網覆蓋范圍內取用地下水的自備水源水資源費征收標準要高于公共供水管網未覆蓋地區，原則上要高于當地同類用途的城市供水價格。對超計劃或者超定額取水制定懲罰性征收標準。除水力發電、城市供水企業取水外，各取水單位或個人超計劃或者超定額取水實行累進收取水資源費。
上海地下水回灌量連續2年超出開采量
作為沿海城市，上海已建立嚴格的地下水管理制度，凡地表水可到達的地方，原則上逐步停止地下水的使用，由此大幅壓縮了地下水的開采量。2003年上海全市的地下水開采量為1億噸，到了2012年，減少到1094萬噸，壓縮了九成左右。
據了解，由于上海地下水的使用已有100多年歷史，地下水水位較低，于是，上海還采取回灌的方式來修復地下水的水生態。到2011年，首次實現了回灌量超過開采量，當年的開采量為1350萬噸，回灌量達1860萬噸；到2012年，回灌量更是上升到1935萬噸。上海的回灌水采用的都是優質自來水。計劃到2015年，上海地下水開采量將壓縮到千萬噸以內，回灌量擴大到2300萬噸。
相關人士表示，上海的地下水今后將成為戰略儲備水源，“一般情況下不用”。目前上海已建設了100多口應急供水深井，平時作為回灌井，只有在特殊的應急狀態下，才作為應急供水。
“癌癥村”的治污新變化
蠡縣曾是河北有名的污染大縣。該縣辛興鎮南宗村由于大量排污，地下水被嚴重污染，近10年來已有30多人患癌癥去世，被稱為“癌癥村”。
地下水污染問題嚴峻
地下水是人類的重要淡水資源。根據2011年頒布的《全國地下水污染防治規劃（2011-2020年）》，在全國655個城市中，有400多個以地下水為飲用水源，約占城市總數的61%；北方地區65%的生活用水、50%的工業用水和33%的農業灌溉用水來自地下水。
但是近年來，從《中國環境狀況公報》公布的情況來看，我國地下水污染的狀況日益嚴重，一邊是水污染情況不容樂觀，一邊又是超采現象極為普遍，地下水面臨著嚴峻的威脅。《全國地下水污染防治規劃（2011-2020年）》就表示，據近十幾年地下水水質變化情況的不完全統計分析，我國地下水的污染正在由點狀、條帶狀向面上擴散，由淺層向深層滲透，由城市向周邊蔓延。
在地下水污染的種類中，硝酸鹽污染、持久性有機污染物是重要的兩個方面。
“隨著工業化加速和農業工業化推進，我國已成為世界上最大的活性氮、有機化合物生產國和消費國。氮肥大量施用在保證糧食生產的同時也帶來了負面影響，農業面源污染嚴重；有機化合物能夠對人體健康造成不可逆轉的嚴重危害，已成為污染防控的重點對象。”中國科學院地理科學與資源研究所副研究員韓冬梅介紹說。
在2015年4月國務院頒布《水污染防治行動計劃》（“水十條”）之后，已做了近十年海水入侵研究的韓冬梅，將目光聚焦到了地下水污染上，她結合自身的研究經歷，把水環境問題研究擴充到了不同流域，甚至整個國家的尺度上，通過收集分析全國范圍內的海量調查數據，對我國地下水硝酸鹽污染、水體有機污染進行了全面分析評價。
兩項研究的結果顯示，濱海地區的地下水污染程度要遠高于內陸地區，并可能造成近岸海水質量惡化，影響海洋生態。濱海地區地下水超采造成的海水入侵與地下水污染相互交織，造成濱海地下水環境保護和污染修復異常復雜。
“濱海地區的地下水污染比內陸地區更嚴重，一方面是因為地勢低平，上游水分、鹽分、污染物等在這里聚集、積累，另外陸海交接地區也是所有水分、養分交換最頻繁的地帶，這些陸源污染物也容易被排入海洋中。污染物在濱海地區的地下水和臨近海水中富集，一旦海水入侵進入含水層，就不僅僅是咸化的問題了，而是更加重了污染。環渤海地區的監測數據就顯示，該地區海水中的硝酸鹽含量已經很高了。”韓冬梅介紹說，“而且，有人認為，到了豐水年，大量降雨能將含水層中的污染物沖走，但其實污染物是在含水層顆粒里面，易進不易出，修復是很難的。”
修復污染極其困難
韓冬梅利用氮同位素污染示蹤表明，除了農業施肥外，土壤中氮素和生活廢水排放也是影響地下水中硝酸鹽分布的重要因素。
“我國現在對農村廢水、糞便的收集沒有系統工程，有些地區有示范工程，但沒有鋪開。同時，對肥料、農藥等科學合理使用的管控不到位，相應產生的包裝垃圾，尤其是有機農藥類的回收也沒有相應的制度約束。”韓冬梅說，在桂林調查時，曾隨手揀了幾個瓶子，用幾層塑料袋包裹后放到行李箱里，味道還是很大。“農業要發展，肯定要用肥料、農藥，但對用量和污染控制的把握，從管理者到使用者都沒有很好的認識。我國肥料、農藥的利用率是很低的，其實大部分都被浪費了，這些污染物會殘留在土壤中，進入地表水，然后滲入地下水，加上有些污染物有揮發性，這些污染物就在水氣循環的驅動下在水一土一氣環境中遷移。”韓冬梅說。
地下水污染的可怕之處還在于，一旦污染形成，要想修復就要花費極大的財力物力，更重要的是，需要花費相當長的時間。中國人民大學環境學院院長馬中就曾表示，想要凈化已滲透到深層的地下水污染，需要1000年的時間。
在韓冬梅看來，地下水中污染物的代謝確實是極其緩慢的。“它們會進入大尺度水文循環的過程中。比如，有些污染物具有]發性，會隨著蒸發過程進入大氣圈，再通過降雨降落到冰川地區，然后又順流而下再進入地下水；有些污染物會進入動物體內，在南極動物體內就發現了這些污染物。這也是為什么早在上世紀七八十年代就已禁用的DDT等污染物至今仍能不斷檢測出來的原因。地下水中污染物遷移范圍之廣和代謝時間之長，可能是我們無法想象的。”
在這方面，歐美國家已經付出了沉重的代價。由于城鎮化發展，德國萊茵河就因為嚴重污染變成了泡沫河，此后德國花大力氣治理了70年，才使得萊茵河恢復清澈。美國也是在上世紀70年代就開始發起了一系列水資源清潔計劃，幾十年后才看到治理效果。
保護需多管齊下
正如空氣污染與社會就業等問題有著密切關系一樣，地下水污染也不是孤立存在的，而是同樣涉及到社會系統的方方面面。“治理污染當然也需要多個層面的相互配合，不可能一蹴而就。既要保證發展，又要優化環境，這需要有很好的平衡機制。”韓冬梅說，“但無論如何，底線也要保住，不能為了只求高速發展，就把子孫后代的水都污染了。”
長期的調查研究過程中，韓冬梅也感受到了對公眾環境教育的重要性。“我在農村地區調查時，看到當地農民用完農藥就將瓶子隨便扔在旁邊，有的農民打農藥都不戴口罩。他們可能根本就不知道這些污染物會有怎樣的危害。”韓冬梅說，“如果我們對公眾的環境教育做到位了，很多污染還是可以控制得住的。比如在加拿大，賣農藥的過程就是環境教育的過程，對農藥的使用量有強制性的規定，久而久之農民自己也就知道了。”
中圖分類號：P641.13 文獻標識碼：A
一、國內地下水環境質量現狀
1.1地下水資源分布和開發利用狀況
我國地下水資源地域分布不均。據調查，全國地下水資源量多年平均為8218億立方米，其中，北方地區（占全國總面積的64%）地下水資源量2458億立方米，約占全國地下水資源量的30%；南方地區（占全國總面積的36%）地下水資源量5760億立方米，約占全國地下水資源量的70%。總體上，全國地下水資源量由東南向西北逐漸降低。
近幾十年來，隨著我國經濟社會的快速發展，地下水資源開發利用量呈迅速增長態勢，由20世紀70年代的570億立方米/年，增長到80年代的750億立方米/年，到2009年地下水開采總量已達1098億立方米，占全國總供水量的 18%，三十年間增長了近一倍。北方地區65%的生活用水、50%的工業用水和33%的農業灌溉用水來自地下水。全國655個城市中，400多個以地下水為飲用水源，約占城市總數的61%。地下水資源的長期過量開采，導致全國部分區域地下水水位持續下降。2009年共監測全國地下水降落漏斗240個，其中淺層地下水降落漏斗115個，深層地下水降落漏斗125個。華北平原東部深層承壓地下水水位降落漏斗面積達7萬多平方公里，部分城市地下水水位累計下降達30-50米，局部地區累計水位下降超過100米。部分地區地下水超采嚴重，進一步加大了水資源安全保障的壓力。
1.2地下水質量分類與監測
（1）地下水質量分類
《地下水質量標準---GB/T14848-93》依據我國地下水水質現狀、人體健康基準值及地下水質量保護目標，并參照了生活飲用水、工業、農業用水水質最高要求，將地下水質量劃分為五類。
Ⅰ類 主要反映地下水化學組分的天然低背景含量。適用于各種用途。
Ⅱ類 主要反映地下水化學組分的天然背景含量。適用于各種用途。
Ⅲ類 以人體健康基準值為依據。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業用水。
Ⅳ類 以農業和工業用水要求為依據。除適用于農業和部分工業用水外，適當處理后可作生活飲用水。
Ⅴ類 不宜飲用，其他用水可根據使用目的選用。
（2）地下水水質監測
各地區應對地下水水質進行定期檢測。檢驗方法，按國家標準GB 5750《生活飲用水標準檢驗方法》執行。
各地地下水監測部門，應在不同質量類別的地下水域設立監測點進行水質監測，監測頻率不得少于每年二次(豐、枯水期)。
監測項目為：pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、揮發性酚類、氰化物、砷、汞、鉻(六價)、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、溶解性總固體、高錳酸鹽指數、硫酸鹽、氯化物、大腸菌群，以及反映本地區主要水質問題的其它項目。
1.3地下水環境質量狀況
根據 2000-2002年國土資源部“新一輪全國地下水資源評價”成果，全國地下水環境質量“南方優于北方，山區優于平原，深層優于淺層”。按照《地下水質量標準》（GB/T 14848-93）進行評價，全國地下水資源符合Ⅰ類－Ⅲ類水質標準的占63%，符合Ⅳ類－Ⅴ類水質標準的占37%。南方大部分地區水質較好，符合Ⅰ類－Ⅲ類水質標準的面積占地下水分布面積的 90%以上，但部分平原地區的淺層地下水污染嚴重，水質較差。北方地區的丘陵山區及山前平原地區水質較好，中部平原區水質較差，濱海地區水質最差。根據對京津冀、長江三角洲、珠江三角洲、淮河流域平原區等地區地下水有機污染調查，主要城市及近郊地區地下水中普遍檢測出有毒微量有機污染指標。2009年，經對北京、遼寧、吉林、上海、江蘇、海南、寧夏和廣東等8個省（區、市）641 眼井的水質分析，水質Ⅰ類－Ⅱ類的占總數 2.3%，水質Ⅲ類的占23.9%，水質Ⅳ類－Ⅴ類的占73.8%，主要污染指標是總硬度、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、鐵和錳等。2009年，全國202個城市的地下水水質以良好－較差為主，深層地下水質量普遍優于淺層地下水，開采程度低的地區優于開采程度高的地區。根據《全國城市飲用水安全保障規劃（2006－2020年）》數據，全國近20%的城市集中式地下水水源水質劣于Ⅲ類。部分城市飲用水水源水質超標因子除常規化學指標外，甚至出現了致癌、致畸、致突變污染指標。
1.4地下水環境質量變化趨勢
據近十幾年地下水水質變化情況的不完全統計分析，初步判斷我國地下水污染的趨勢為：由點狀、條帶狀向面上擴散，由淺層向深層滲透，由城市向周邊蔓延。南方地區地下水環境質量變化趨勢以保持相對穩定為主，地下水污染主要發生在城市及其周邊地區。北方地區地下水環境質量變化趨勢以下降為主，其中，華北地區地下水環境質量進一步惡化；西北地區地下水環境質量總體保持穩定，局部有所惡化，特別是大中城市及其周邊地區、農業開發區地下水污染不斷加重；東北地區地下水環境質量以下降為主，大中城市及其周邊和農業開發區污染有所加重，地下水污染從城市向周圍蔓延。
二、地下水污染防治法規及規劃
2.1國內外地下水保護法規
（1）國內地下水保護法規
目前, 我國并沒有地下水保護的專門法律，有關地下水資源保護的相關法律制度主要在《中華人民共和國水污染防治法》、《水污染防治法實施細則》、《中華人民共和國水法》等中有著不同程度的規定。《取水許可和水資源費征收管理條例》規定了對地下水開采實施總量控制同時通過水資源費征收機制控制地下水的開采；《飲用水水源保護區污染防治管理規定》專章規定了生活飲用水地下水源保護區的劃分和防護。此外, 一些關于保護地下水的地方性立法, 如《河北省取水許可制度管理辦法》、《北京市城市自來水廠地下水源保護管理辦法》、《關于在蘇錫常地區限期禁止開采地下水的決定》等。
（2）國外地下水保護法規
英國地下水資源保護的主要法律法規, 如下：
2.2我國地下水污染防治規劃
(1)規劃目標
到2015年，基本掌握地下水污染狀況，全面啟動地下水污染修復試點，逐步整治影響地下水環境安全的土壤，初步控制地下水污染源，全面建立地下水環境監管體系，城鎮集中式地下水飲用水水源水質狀況有所改善，初步遏制地下水水質惡化趨勢。
到2020年，全面監控典型地下水污染源，有效控制影響地下水環境安全的土壤，科學開展地下水修復工作，重要地下水飲用水水源水質安全得到基本保障，地下水環境監管能力全面提升，重點地區地下水水質明顯改善，地下水污染風險得到有效防范，建成地下水污染防治體系。
（2）主要任務
開展地下水污染狀況調查
保障地下水飲用水水源環境安全
嚴格控制影響地下水的城鎮污染
強化重點工業地下水污染防治
分類控制農業面源對地下水污染
加強土壤對地下水污染的防控
有計劃開展地下水污染修復
建立健全地下水環境監管體系
三、地下水修復技術
根據其主要工作原理地下水修復技術可大致歸并為4類，即物理技術、化學技術、生物技術和復合技術。物理技術包括水動力控制法、流線控制法、屏蔽法、被動收集法等；化學技術包括有機粘土法和電化學動力修復技術；生物修復的方法有包氣帶生物曝氣、循環生物修復、生物注射法、地下水曝氣修復、抽提地下水系統和回注系統相結合法、生物反應器法等；復合法修復技術兼有以上2種或多種技術屬性，例如抽出處理法同時使用了物理修復技術、化學修復技術和生物修復技術，綜合各種技術優點，在修復地下水時更加有效。
3.1物理修復法
物理法修復技術是以物理規律起主導作用的技術，主要包括以下幾種方法：水動力控制法、流線控制法、屏蔽法、被動收集法、水力破裂處理法等。其中屏蔽法、被動收集法多數應用在地下水污染物治理初期，作為一種臨時控制方法。
水動力控制法
其原理是建立井群控制系統，通過人工抽取地下水或向含水層內注水的方式，改變地下水原來的水力梯度，進而將受污染的地下水體與未受污染的清潔水體隔開。井群的布置可以根據當地的具體水文地質條件確定。因此，又可分為上游分水嶺法和下游分水嶺法。上游分水嶺法是在受污染水體的上游布置一排注水井，通過注水井向含水層注入清水，使得在該注水井處形成一個地下分水嶺，從而阻止上游清潔水體向下補給已被污染水體；同時，在下游布置一排抽水井將受污染水體抽出處理。下游分水嶺法則是在受污染水體下游布置一排注水井注水，在下游形成一個分水嶺以阻止污染羽向下游擴散，同時在上游布置一排抽水井，將初期抽出的清潔水送到下游注入，最后將抽出的污染水體進行處理。
流線控制法
流線控制法沒有一個抽水廊道、一個抽油廊道（沒在污染范圍的中心位置）、兩個注水廊道分布在抽油廊道兩側。首先從土面的抽水廊道中抽取地下水，然后把抽出的地下水注入相鄰的注水廊道內，以確保最大限度地保持水力梯度。同時在抽油廊道中抽取污染物質，但要注意抽油速度不能高，要略大于抽水速度。
屏蔽法
屏蔽法是在地下建立各種物理屏障，將受污染水體圈閉起來，以防止污染物進一步擴散蔓延。常用的灰漿帷幕法是用壓力向地下灌注灰漿，在受污染水體周圍形成一道帷幕，從而將受污染水體圈閉起來。
被動收集法
被動收集法是在地下水流的下游挖一條足夠深的溝道，在溝內布置收集系統，將水面漂浮的污染物質如油類污染物等收集起來，或將所有受污染的地下水收集起來以便處理的一種方法。
3.2化學法修復技術
有機粘土法
這是一種新發展起來的處理污染地下水的化學方法，有機粘土可以擴大土壤和含水層的吸附容量，從而加強原位生物降解，因此可以利用有機粘土有效去除有毒化合物。利用土壤和蓄水層物質中含有的粘土，注入季銨鹽陽離子表面活性劑，使其形成有機粘土礦物，用來截住和固定有機污染物，防止地下水進一步污染，并配合生物降解等手段，永久地消除地下水污染。
電化學動力修復技術
電化學動力修復技術是利用土壤、地下水和污染電動力學性質對環境進行修復的新技術，它的基本原理是將電極插入受污染的地下水及土壤區域，通直流電后，在此區域形成電場。在電場的作用下水中的離子和顆粒物質沿電力場方向定向移動，遷移至設定的處理區進行集中處理；同時在電極表面發生電解反應，陽極電解產生氫氣和氫氧根離子，陰極電解產生氫離子和氧氣。近年來電化學動力修復技術開始用以去除地下水中的有機污染物，這種方法用于去除吸附性較強的有機物效果也比較好。電化學動力修復技術非常適合作為一項現場修復技術，安裝和操作容易，既可用于飽和土壤水層，也可用于含氣層土壤，不受深度限制，不破壞現場生態環境。
加藥法
通過井群系統向受污染水體灌注化學藥劑，如灌注中和劑以中和酸性或堿性滲濾液，添加氧化劑降解有機物或使無機化合物形成沉淀等。
滲透性處理床
滲透性處理床主要適用于較薄、較淺含水層，一般用于填埋滲濾液的無害化處理。具體做法是在污染羽流的下游挖一條溝，該溝挖至含水層底部基巖層或不透水粘土層，然后在溝內填充能與污染物反應的透水性介質，受污染地下水流入溝內后與該介質發生反應，生成無害化產物或沉淀物而被去除。常用的填充介質有：a.灰巖，用以中和酸性地下水或去除重金屬；b.活性炭，用以去除非極性污染物和CCl4、苯等；c.沸石和合成離子交換樹脂，用以去除溶解態重金屬等。
沖洗法
對于有機烴類污染，可用空氣沖洗，即將空氣注入到受污染區域底部，空氣在上升過程中，污染物中的揮發性組分會隨空氣一起溢出，再用集氣系統將氣體進行收集處理；也可采用蒸汽沖洗，蒸汽不僅可以使揮發性組分溢出，還可以使有機物熱解；另外，用酒精沖洗亦可。在理論上，只要整個受污染區域都被沖洗過，則所有的烴類污染物都會被去除。
3.3生物法修復技術
生物修復是指利用天然存在的或特別培養的生物（植物、微生物和原生動物）在可調控環境條件下將有毒污染物轉化為無毒物質的處理技術。微生物修復利用土著的、引入的微生物及其代謝過程，或其產物進行的消除或富集有毒物的生物學過程。
生物修復的方法有包氣帶生物曝氣、循環生物修復、空氣注射法、地下水曝氣修復、抽提地下水系統和回注系統相結合法、生物反應器法等。由于深埋于地下，地下水生物修復技術的實施一般應結合污染的具體情況，采取不同的方法。
循環生物修復
對于受污染的地下水，可以向地下水層鉆井注入空氣，提供氧氣，同時利用回收井，抽取地下水，進行循環，通過滲透，提供微生物需要的各種營養。從水井抽提地下水，還可以控制污染帶的遷移。
地下水曝氣修復
對于飽和帶或者地下水，將壓縮氣體注入地下水飽和區，由于密度差等原因，空氣會穿透地下水飽和區上升到非飽和區中，在上升過程中可使揮發性污染物進入壓縮空氣并被壓縮空氣帶到非飽和區排出。
空氣注射法
它主要是將加壓后的空氣注射到污染地下水的下部，氣流加速地下水和土壤中有機物的揮發和降解，這種方法主要是抽提、通氣并用，并通過增加及延長停留時問促進生物降解，提高修復效率。
植物修復技術
植物修復技術是利用天然植物生長代謝原理吸收和降解水或土壤中的污染物，因其具有成本低、不破壞地質結構、適于大范圍修復等優點，廣泛用于土壤及地下水中的有機物、重金屬、微量元素的降解。由于特定的超累積植物生長速度慢，受到氣候、土壤等環境條件限制，很難得到廣泛應用、目前大量研究集中在基因轉移技術與植物修復的結合與應用以及植物修復的影響因素和植物修復的機理上。影響植物修復的因素主要有環境因素、污染物濃度、性質和根系分布等。
3.4復合法修復技術
復合法修復技術是兼有以上兩種或多種技術屬性的污染處理技術，其關鍵技術同時使用了物理法、化學法和生物法中的兩種或全部。
（1）抽出處理修復技術
在處理抽出水時同時使用了物理法、化學法和生物法，是最常規的污染地下水治理方法。該方法根據多數有機物由于密度小而浮于地下水面附近，參照地下水被污染的大致范圍，通過抽取含水層中地下水面附近的地下水，把水中的有機污染物質帶回地表，然后用地表污水處理技術處理抽取出的被污染的地下水，為了防止由于大量抽取地下水而導致地面沉降，或海（成）水入侵，還要把處理后的水注入地下水中，同時可以加速地下水的循環流動，從而縮短地下水的修復時間。
（2）滲透性反應屏修復技術
PRB（permeable reactive wall technology，可滲透反應墻技術）是近年來迅速發展的一種地下水污染的原位修復技術，它正在逐步取代運行成本高昂的抽出-處理(P/T)技術，成為地下水修復技術發展的新方向。目前在歐美已進行了大量的工程及試驗研究，已開始商業化應用，并逐步取代運行成本高昂的抽出處理技術，成為目前地下水修復技術最重要的發展方向之一。
從廣義上來講，PRB是一種在原位對污染的羽狀體進行攔截、阻斷和補救的污染處理技術。它將特定反應介質安裝在地面以下，通過生物或非生物作用將其中的污染物轉化為環境可接受的形式，但不破壞地下水流動性和改變地下水的水文地質。可滲透反應墻如圖1所示。
圖1 可滲透反應墻示意圖
PRB主要由透水的反應介質組成。通常置于地下水污染羽狀體的下游。與地下水流相垂直。污染物去除機理包括生物和非生物兩種．污染地下水在自身水力梯度作用下通過PRB時，產生沉淀、吸附、氧化還原和生物降解反應，使水中污染物能夠得以去除，在PRB下游流出處理后的凈化水。它要求捕捉污染羽狀體的污染物的“走向”，即把可滲透反應墻安裝在含有此污染物羽狀體地下水走向的下游地帶含水層，從而使污染物順利進入可滲透反應墻裝置與反應材料進行有效接觸，使其污染物能轉化為環境可接受的另一種形式，實現使污染物濃度達到環境標準的目標。此法可去除地下水溶解的有機物、金屬、放射性物質及其他的污染物質。
（2）注氣-土壤氣相抽提(AS-SVE)技術
注氣-土壤氣相抽提技術室空氣擾動技術及土壤氣相抽提技術的結合，空氣擾動技術（或稱空氣注入技術，air sparging，AS），其作用介質是飽和區土壤，通過將空氣或氧氣注入到受污染的含水層中，被注入的空氣在土體縫隙中發生水平或垂直移動，使污染物與土壤發生剝離反應，從而通過揮發作用清除掉土壤中的揮發性和半揮發性有機物。注入的空氣會將污染物擴散到非飽和區，因此常結合土壤氣相抽提技術（soil vapor extraction，SVE）去除包氣帶中的氣相污染物。土壤氣相抽提技術是通過特制的抽提井，利用抽真空產生的動力迫使土壤氣體發生流動，從而將土壤中的揮發性和半揮發性有機物驅出，達到清除土壤氣體中的揮發性有機物的目的。對于以揮發性有機物為主要污染物的場地，SVE是應用最為廣泛的工程修復技術，可進行原位或異位處理。
目前, 發達國家已經將其與相關的修復技術結合起來, 形成了互補的增強技術。國內研究起步較晚, 實驗室土柱通風實驗的研究目前已做了不少工作, 但對場址調查、現場試驗性測試、中試研究工作做的不夠。
（3）各復合修復法的優缺點
四、地下水修復工程典型案例
4.1國外地下水修復工程實例
（1） Regenesis公司工程實例
加利福尼亞洲的一個名為Regenesis的基礎公司研制出一系列從地下水中快速降解和分離污染物的產品，其降解速度遠大于固有衰減。其中最有名的產品是氧釋放化合物（ORC）和氫釋放化合物（HRC），它們能有效地促進燃料、溶劑和許多其它類型地下水污染物的固有衰減。在世界范圍內已有9000多個項目正在使用這兩種產品。
Regenesis公司產品的優勢在于，通過使用工業標準鉆機和設備可進行場地修復。可通過使用不同的技術進行場地修復，如直接推進注入和鉆孔回填。其它方法包括坑道和過濾保護套應用，最普遍的使用方法是直接注入。這種應用過程包括用中空鉆桿把液態ORC和HRC化合物直接泵入處理區。該方法簡單、快捷、有應用價值并可在多個位置使用。使用直接注入法可把ORC和HRC化合物應用于更難達到的位置，包括一些裂隙基巖或鄰近大型建筑物的地下污染區。在這些位置常需要特殊的設備，如定向鉆進鉆機和在有效位置使用雙層封隔器。實際上，在水平/定向鉆進應用中也可把ORC化合物用作鉆探泥漿。
在美國華盛頓第四平原服務站，由于其地下石油儲蓄罐泄漏而產生了大量BTEX化學物質，包括易揮發的單芳香碳氫化合物、甲苯、苯乙烷和二甲苯，通常在汽油和其它石油產品中可發現這些化學物質。地下含水層主要由沙子和礫石組成，這表明在這些污染物中進行的自然生物降解速度會很慢，通過提供額外的氧可加速自然生物降解過程。最高管理者決定使用ORC化合物來增強生物降解速度，因為ORC化合物在6個月內預期的降解了含水層中超過50％的污染物。在此修復過程中通過15個土壤鉆孔用ORC化合物對污染羽進行降解。每個鉆孔被回填60磅的ORC漿液，150天后整個BTEX污染羽被降解58％。使用ORC化合物的成本為4萬美元，而使用常規的泵抽－處理系統需要約25萬美元。
在美國加利福尼亞洲Hollister的一個軍工廠，其地下含水層受到多種化合物的污染。其中主要污染物為高氯酸鹽－火箭推進劑的主要成分，從健康角度來看它能損壞甲狀腺功能；六價鉻(鉻－6)，它是一種人們公認的致癌物；冷卻劑1,1,2—三氯—1,2,2—三氯甲烷，它是一種能損耗大氣臭氧層的環境污染物。其含水層主要由粉砂組成，地下水以每天約0.07英尺的速度向西北方向流動。在探索研究中通過25個注入點把600磅的HRC化合物注入污染區。取樣網覆蓋面積約為1200平方英尺。對其監測79天后發現高氯化物濃度被減弱88％，而六價鉻幾乎被完全降解。
一個由俄勒岡州環境質檢部門管理的清潔區，其地下水中PCE濃度達到10萬微克/每升，這表明在該地區存在DNAPLs殘留物，在該位置通過5個定向注入點把700磅的HRC－X注入地面，通過水井JEMW－4來監測HRC－X化合物的影響效果，結果清楚地表明HRC－X化合物促進了PCE的降解速度和原位吸附。使用HRC－X化合物處理DNPALs殘留物的總費用為2萬美元，通過使用直接注入技術把HRC－X化合物注入含水層。無需昂貴的現場設備、相關工作和維修與保養費用。目前,在英國和一些歐洲國家已有很多項目正在使用Regenesis公司的產品，它能有效地促進或加速自然衰減過程。當使用正確時能有效地加速降解速度。
（2）Orica公司澳大利亞 Botany地下水處理項目
Orica公司采用抽出處理修復技術建立地下水污水處理廠對地下水進行處理，利用空氣吹脫法去除氯代烴類，并用熱氧化技術處理尾氣；吹脫后的污水采用常規污水處理法進行處理，部分出水采用反滲透技術對出水進行回用。該項目建設期兩年，總花費1.67億美元，每天處理水量為6000m3。該項目于2007年正式運營，其基本流程見下圖：
該處理工藝的核心——地下水污水處理廠平面布置圖如下圖所示：
其工藝流程圖如下：
4.2國內地下水修復工程實例
（1）常化廠地塊污染場地土壤及地下水修復工程項目
項目建設地點位于常州市天寧區南部中吳大道以南，和平中路以東，大通河以北，龍游河以西，投資總額1億元人民幣，項目總占地面積100公頃，其中需要修復的兩個區域是原常化廠廠區和原實驗工廠廠區，共需修復土壤面積24600平方米，污染土壤總量13.7萬噸，需修復地下水面積71300平方米，共需抽取污染地下水總量為62萬立方米。
該項目2009年至2010年上半年開始實地調研，對土地進行分區布點，提取土壤和地下水樣本，摸清土地污染程度和范圍。在完成科學實驗后，制定出相應的治理方案。2010年9月正式啟動常化廠污染場地土壤及地下水修復工程，工程實施過程中首先掘地2-6米，把污染區約33萬噸的土壤全部移走后，重新以優質的新土填充。其次，抽出60萬立方地下水，進行深度處理后，再回灌地下，確保不影響地質結構，2012年底修復工程結束。
（2）廣華新城地下水污染治理工程項目
2012年8月6日，五建承建的國家首例地下水污染治理工程——中央國家機關公務員住宅建設服務中心廣華新城地下水污染治理工程項目開工。此次地下水污染治理項目是我國嘗試性大面積地下水污染治理的先河，工程施工工期為730天，目前尚未完工。
五、地下水與地表水的聯合運用
5.1水資源的聯合運用
為促進一個流域、地區或灌區的水資源供需平衡，對地表水和地下水進行合理的統一開發利用和管理。在農田灌溉中，聯合運用的主要形式是井渠結合。有些地區興建了大規模的引水、調水工程，與原有的井灌區聯成一個系統；而在一些大型自流灌區，由于地表水資源不足，又在灌區進行機井建設。美國加利福尼亞州的中央河谷、巴基斯坦的印度河平原、印度的恒河平原和中國的黃淮海平原，都是大面積地表水和地下水聯合運用的地區。
水資源聯合運用的優點
①調蓄地表徑流。利用含水層的蓄水功能，蓄存豐水時期的多余地表水量，供枯水時期使用。
②改善地下水質。調蓄地表徑流水量，對含鹽量較高的地下水可以起到稀釋作用。巴基斯坦和以色列的一些灌區，曾采用這樣的方法減少地下水的含鹽量。中國黃淮海平原的黑龍港地區，對淺層礦化地下水也進行過"抽咸換淡"。在荷蘭，還把夏天溫度較高的水回灌地下，到冬天抽出灌溉對水溫要求較高的溫室花卉和蔬菜。
③調控地下水位。大型水庫和灌區的興建，增加了對地下水的補給,引起地下水位升高,導致灌溉土地漬澇和次生鹽堿化。在這些地區，開采利用地下水可降低地下水位，配合地面排水，進行旱、澇、鹽堿綜合治理；但地下水超量開采會引起地下水位下降，使水井建設費用和抽水費用增加。長期超采會形成大面積地下水位降落漏斗，招致地面沉陷和濱海地區海水入侵等危害。在這種情況下可引進地表水，以減少地下水開采量，并對地下水進行回灌，以調控地下水位。
5.2水污染物總量聯合控制
流域水污染物總量控制作為水資源保護管理的重要途徑，正逐漸受到廣泛重視。地表水與地下水作為水資源系統的重要組成部分，兩者之間相互轉化，密切聯系，即要實現地表水與地下水污染防治的密切結合，做到統籌規劃，統一評價，整體保護。開展地表水與地下水污染物總量聯合控制應用研究，對從整體上保護流域水資源和水環境具有重要意義。
廣東省環境科學研究院以鄭州市為研究對象，從地表水與地下水聯合水功能區劃分、環境容量核算、污染物總量聯合控制、水污染防治對策與措施4個方面入手，把地表水系統與地下水系統聯合起來開展水污染物總量控制研究。研究認為：地表水與地下水作為水資源系統的重要組成部分，兩者之間相互轉化，密切聯系，需要統一管理和保護，為保障鄭州市水污染物總量控制目標的實現，須采取工程與非工程措施進行有效控制。
參考文獻
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1. 前言
近年來，我國工業化步伐的加速造成涉及重金屬元素排放的行業越來越多，這些行業包括礦山開采、金屬選冶、化工印染、皮革鞣制、農藥飼料等。被稱為“化學定時炸彈”的重金屬元素在生產中會隨尾砂、礦塵、廢水、廢氣等進入礦區或廠區及其周邊的土壤和地下水中，造成嚴重的土壤和地下水重金屬污染，危及生態環境甚而危害人體健康。我國重金屬污染中，最嚴重的是鎘污染、汞污染、血鉛污染和砷污染。據初步統計，已發生的鎘污染事件，包括2005年的廣東北江韶關段鎘嚴重超標事件，2006年的湘江湖南株洲段鎘污染事故，2009年的湖南省瀏陽市鎘污染事件等，而其它重金屬污染事件，僅“血鉛超標”事件一項，就已涉及陜西、安徽、河南、湖南、福建、廣東、四川、江蘇、山東等多地。
為了解內蒙古赤峰市克什克騰旗有色金屬集中開采區地下水環境重金屬污染情況，本文采取單項污染指數評價法和綜合污染指數評價法對克什克騰旗水樣中的重金屬含量變化及污染現狀進行研究分析。
2. 研究區概況
2.1 氣象
克什克騰旗地處中緯度中溫帶半干旱大陸性季風氣候區，具有冬季寒冷、干燥、少雪，多偏北風；春季風大、干旱、多寒潮；夏季短促炎熱、降水集中，晝夜溫差較大；秋季涼爽、霜凍早的氣候特征。
全旗年平均氣溫多在1.0～4.0℃之間，極端最高氣溫38℃，極端最低氣溫-45.5℃；最大凍土深度2.90m，風速3.2～4.2m/s。年均降水量多在400～490mm之間，年平均蒸發量多在1590～1680mm之間。
2.2 水文
克什克騰旗境內水系發育，包括外流水系與內陸河水系兩部分。
外流水系包括西拉沐倫河及其支流，分布于境內中部、東部與南部，該流域的河流均屬西遼河流域，為西拉沐倫河水系的上游段。
內陸河流域水系包括達來諾爾水系與錫林郭勒水系，分布于境內西部與北部。達來諾爾水系位于境內西部，包括達來諾爾湖、崗更諾爾湖、貢格爾河等，以達里諾爾湖為最大，是赤峰市境內最大的湖泊，面積達250km2，崗更諾爾湖、鯉魚泡子、貢格爾河、央森郭勒河、薩林郭勒河、耗來河等均注入達來諾爾湖，注入量為1.62m3/s。
2.3 地形地貌
克什克騰旗位于大興安嶺山系與內蒙高原的過渡帶，其東南部為大興安嶺山脈，西北部為內蒙高原。全旗地勢中部高，東、西兩側低，自然形成中山、低中山、波狀高平原、玄武巖臺地、河谷沖積平原、湖積平原、風積沙地幾種地貌類型。境內最高點在中南部的大光頂子山山峰，海拔2067m；最低點在東部的西拉沐淪河下游處，海拔800m。
2.4 土壤和地下水類型
根據國家土壤分類標準，全旗土壤共有12個土類，25個亞類，81個土屬，149個土種。據農業自然資源調查，全旗土壤主要以分布在西部高原的淋溶黑鈣土、暗栗鈣土和草甸土為主。宜林土壤主要分布在中部中山山地，以暗灰色森林土、灰色森林土和淋溶黑鈣土為主。宜農土壤主要分布在東部及中部的河谷平川地和臺地漫甸上，以暗栗鈣土、黑鈣土、草甸土為主。
全旗地下水按含水巖類及賦存特征，可分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水，其富水性變化較明顯。
3. 重金屬污染研究
3.1 樣品采集及評價方法
樣品采集：采樣點重點位于地下水徑流方向的下游處或風向的下游處，共設置22個水樣控制點，對企業或選礦區水井、下游居民用水井、農灌井等進行了地下水樣品采集。
地下水環境重金屬污染現狀評價按照《地下水質量標準》（GB/T14848-93）、《地下水污染地質調查評價規范》（DD2008-01）中的方法進行初步評價。
測試指標：水樣測試指標包括五大重金屬元素汞、砷、t、鎘、鉛在內的水質全分析。
根據區內地下水水質和污染特點，選取的汞、砷、六價鉻、鎘、鉛等5種組分的評價標準值見表1。
表1 本次評價所采用的地下水標準值（單位：mg/L）
[項目＼&汞＼&砷＼&六價鉻＼&鎘＼&鉛＼&Ⅲ類標準＼&0.001＼&0.05＼&0.05＼&0.01＼&0.05＼&]
評價方法
本次地下水污染現狀評價，采用單項指標的污染指數和綜合污染指數法評價。
（1）單項指標的污染指數求取
計算公式為： （1）
式中：―某項污染物的污染指數；―某項污染物的實測含量；―某項污染物的背景值（背景值指地下水Ⅲ類標準）。
（2）多項指標的綜合污染指數求取
計算公式為： （2）
（3）
式中：―多項污染物的綜合污染指數；―各單項組分評分值的平均值；
―單項組分評分值的最大值；―項數。
地下水污染分級
根據值計算結果，按下表2規定劃分地下水污染級別。
表2 地下水污染級別分類
[級別＼&未污染＼&輕微污染＼&中等污染＼&嚴重污染＼&＼&≤1＼&1
3.2 污染現狀
根據《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》，赤峰市克什克騰旗為全區重金屬重點防控區之一，其中調查工作涉及到的3個旗有色金屬集中開采區面積共計1647km2，涉及鄉鎮、蘇木7個，涉及人口2.64萬人，涉重企業20家。工作區簡要情況詳見下表3。
利用單項指標污染指數和綜合污染指數對赤峰市克什克騰旗22個取樣點進行污染評價，評價結果見表4。其中嚴重污染取樣點1個，中等污染取樣點2個，輕度污染取樣點3個，其余16個地下水取樣點未受到污染。
圖1 克什克騰旗各取樣點五大重金屬元素單項污染評價圖
由圖1可知，在克什克騰旗的22個地下水取樣點中，鉻和汞元素的單項污染指數均小于1，即二者含量均未超過國家地下水質量Ⅲ類標準值。對于砷元素，只有內蒙古銀都礦業有限責任公司尾礦庫環保局測井的單項污染指數大于1，其值為1.664。有6個取樣點的鉛元素單項污染指數大于1，其中最大值出現在赤峰中核鈾業有限公司附近的大浩來圖村，其值為8.000。有8個取樣點的鎘元素單項污染指數大于1，其中最大值出現在克什克騰旗金星礦業有限責任公司的礦區用水，其值為5.500。
圖2 克什克騰旗各取樣點五大重金屬元素綜合污染評價圖
如圖2所示，克什克騰旗22個地下水取樣點中，對于綜合污染級別，有1個取樣點（赤峰中核鈾業有限公司附近的大浩來圖村）為嚴重污染，其綜合污染指數為5.791；有2個取樣點為中等污染，分別為內蒙古銀都礦業有限責任公司環保局測井和克什克騰旗金星礦業有限責任公司礦區用水，其綜合污染指數分別為3.537和4.003；有3個取樣點為輕微污染，分別為內蒙古興業集團股份有限公司大新鉛鋅礦（開元實業）尾礦庫南300m住戶、開元采礦區山腳下的石匠山村和克什克騰旗天太皮毛有限責任公司自用井，其綜合污染指數分別為1.885、1.275和1.048；其余16個取樣點均為未污染。
五大重金屬元素對地下水的污染主次在不同的取樣點之間存在一定的差異，但其主次順序大體上遵循這一規律，即（鉛、鎘）>砷>（鉻、汞），其中鉛、鎘為主要污染元素。單項污染指數最大的元素為鉛，其最大值為8.000，在克什克騰旗的赤峰中核鈾業有限公司附近的大浩來圖村出現。
同土壤重金屬污染來源相似，有色金屬的開采和冶煉是鉛、鎘、砷污染的主要來源途徑。但究其根本，鎘、砷往往與鋅礦、鉛鋅礦、銅鉛鋅礦等共生，在開采、選冶焙燒這些礦石時，不達標工業廢水的排放、土壤和工業廢渣中重金屬經降水淋濾作用溶出、原生環境中的沉積物在特定的環境條件下釋放，都會導致涉重企業周邊的土壤和地下水受到鉛、鎘、砷等重金屬的污染。
4. 結果
（1）克什克騰旗地下水重金屬現狀研究結果表明，地下水中重金屬超標金屬含量依次是：鉛、鎘）>砷>（鉻、汞）；
（2）克什克騰旗22個調查點中，6個調查點（占比27.30%）的調查點地下水中受到不同程度的重金屬污染，其余16個調查點未受到污染；
（3）鉛（Pb）、鎘（Cd）在克什克騰旗超標取樣點中所占比例較大；其中單項污染指數最大的元素為鉛，其最大值為8.000；
（4）在克什克騰旗的22個地下水取樣點中，鉻和汞元素的單項污染指數均小于1，即二者含量均未超過國家地下水質量Ⅲ類標準值。對于砷元素，只有內蒙古銀都礦業有限責任公司尾礦庫環保局測井的單項污染指數大于1，其值為1.664。
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有數據表明，隨著工業化進程對能源和原材料的巨大需求，我國每年從地表和地表深處開采出超過50億噸的礦產品。這足以改變地球表面和巖石圈的自然平衡，產生了采空塌陷等地質災害。
在山西，因采煤形成的采空區達到2萬平方公里，相當于山西1/8的國土面積，僅去年因礦山開發導致的地面塌陷及采礦場破壞土地就達20.6萬畝，300萬人受災；而在江蘇徐州，為了治理因為采礦而產生的坍塌區，當地的礦務集團正在絞盡腦汁地計算著所花費的每一筆資金。
本報記者 崔 特約記者 溫陽東 發自北京、河北
全國地下水超采區域300多個，面積達19萬平方公里，嚴重超采面積達7.2萬平方公里。
這是水利部水資源司副司長于琪洋10月28日對媒體公布的數字，當天，環保部、國土資源部與水利部在京正式《全國地下水污染防治規劃（2011-2020年）》，地下水的安全問題得到國家部委前所未有的重視。
地下水超采引發一系列的環境問題，對于東部地區來說，地表沉降是最為突出的威脅。
由于多年的地下水超采，華北平原已經成為世界上最大的“漏斗區”。中國地質科學院水文地質環境地質研究所（以下稱“水環所”）副所長張兆吉在年初發表的一項研究結果表明，包括淺層漏斗和深層漏斗在內的華北平原復合地下水漏斗，面積73288平方公里，占總面積的52.6%。
過度攫取所付出的代價是巨大的。根據中國地質調查局2008年發表的《華北平原地面沉降調查與監測綜合研究》，華北平原地面沉降所造成的直接經濟損失達404.42億元，間接經濟損失2923.86億元，累計損失達3328.28億元。
對于漏斗區的恢復，許多人都不約而同想到了封井，即禁止地下水的開采，然而，在人均水資源僅是全國15%，不到世界人均4%水平的華北平原，放棄使用地下水幾乎不可能。
抽空的地下
“我從上世紀80年代初畢業開始就做地下水的研究，甚至我的父母也是研究地下水的，我們對地下水的感情特別深，但這并不是說我們一開始就意識到了這些問題。”水環所研究院費宇紅是張兆吉的項目合作人，她告訴本報記者，上一輩的地下水研究者基本只著眼于如何挖掘利用地下水的潛能，至于如何保護，并沒有人意識到有這樣的問題。
“華北的百姓有個說法，叫‘十年九旱’、‘十年就澇’，也就是說，十年中有九年都會遇到旱災水災的困擾，春天莊稼要開始長的時候往往就是大旱，而到了莊稼要收的秋天，很可能就突然下一場暴雨，洪水把田地房屋一下都沖垮了，應對的方案就是修水庫、打井，1963年的一場大洪水，讓國家其后兩年在流域上游修起了一座座的水庫。”費宇紅所指的大洪水發生則是華北平原上范圍最廣的海河流域，造成了極大的損失。
“當時水庫水的用途主要就是城市生活用水、灌溉用水，其中灌溉用水是大頭，但沒想到后來城市的用水量越來越大，灌溉基本上用不到了。”費宇紅說。
但讓人措手不及的是，水庫修建之后的幾十年內，華北平原進入了一個枯水期。1979年至今的30年來降水量年均減少74.9毫米,降水資源量減少了104.3億立方米。而另一方面，地區內人口比起80年代初增加了37%，人均水資源量急劇減少，從1952年的735立方米直降到2009年的302立方米。
氣候只是一方面，更大的影響卻是人的活動。
“水庫的好處是用水方便，但同時也加大了區內的水面面積，換句話說，蒸發的面積加大了，蒸發的總量也加大了。”費宇紅介紹，華北平原的年均蒸發量高于1500毫米，是降雨量的數倍，但這并不意味著水資源留不住，因為只有水面才有這么高的蒸發量，“地下水顯然是蒸發不了的，但很多水庫都陸續做了防滲漏處理，水根本到不了地下去，只能白白地揮發掉。”
干旱越來越頻繁，而糧食生產的壓力卻越來越大，農民只能從地下尋找所需的灌溉水資源，而隨著技術的進步，打井也變得越來越容易。
在60年代的時候，水環所所在的正定地區地下水只有“一扁擔深”，而如今淺層地下水水位深度卻已經大于30米。而在平原東面的滄州，由于淺層水鹽度高，無法使用，一直依賴深層地下水，井深從100米一直延伸到400米、500米。
根據官方在2010年的通報，華北平原地區幾十年來共超采地下水1200億立方米，遠大于減少的降水資源總量，換句話說，即使氣候不轉向，也無法阻止超采的發生。
根據水環所多年來的監測和研究，華北平原的地下水分水線在50年代、60年代基本是平行分布，而到了1970年，圍繞超采區域形成的地下水漏斗已經形成，并在80年代、90年代急劇加深。
到2005年，最為嚴重的滄州漏斗中心水位已經是103米。
“對于淺層地下水超采的地區而言，問題比較容易解決，只要集中下幾場大雨就能將水位補上來，但深層地下水超采的地區必然會造成地質沉降問題，深層的地下水補充非常困難。”費宇紅解釋說。
事實正是如此，在1970年，滄州地區的沉降僅為9毫米，而1998年到2001年之間，滄州地區的累積沉降量約450毫米，到了2005年，沉降中心累積沉降量已達到2457毫米，地面沉降的速率在加快。
干淀危機
地下水的漏斗只能通過科學監測來了解，但超采同樣能夠在地表的濕地上表現出來，而濕地的榮枯正是地下水資源量最直觀的標志。
位于北京南面160公里的白洋淀，正是華北地下水資源最好的晴雨表。80年代至今，這個曾讓作家孫犁沉迷一生的華北大濕地已經數度“干淀”，在1983-1985年，更是連續5年滴水不進，水生生物完全滅絕。
“‘干淀’問題和地下水是有密切關系的，也就是說泉水是往外冒，補給地表水，但是現在地下已經成了一個漏斗，上面地表的水就漏到地下去了，所以白洋淀存不住水了。”中科院地理科學與資源研究所研究員賈紹鳳對時代周報分析道。
在地理上，白洋淀屬于大清河水系，也是海河流域的一部分，納瀑河、唐河、漕河、潴龍河、拒馬河等在這里匯流之后，從趙北口閘口進入大清河并在天津入海。
10月31日，大約經過了兩個小時，記者乘坐今年70歲的馬大爺的船從小田村來到趙北口的河道閘門，卻看到閘門緊閉，白洋淀內沒有一滴水流出，最后只好怏怏折回。
“這個閘門多年來基本是不開的，據說只有水位高于8米的時候才會開閘泄洪，可是你看，這河道水深基本也就3米，而且這水也不是原來的，只是從黃河調過來的，還得花錢買，村里開旅店的都要分擔調水的錢。”據馬大爺介紹，由于今年雨水稍多，白洋淀水位比往年稍微高了點，但離正常的水位還有相當的距離。
盡管如此，大清河水系的支流今年依舊沒有任何水流入白洋淀，常年不流動的水面失去了自凈能力，呈墨綠狀，而靠近村莊的水域，由于生活污水的加入，更是臭不可聞。
“上游都修了一個一個的水庫，怎么還會有水下來，要水的話都得河北省去跟山西省買，憑安新縣根本做不到這樣的事，后來實在沒辦法了，省里就跟山東買來了黃河水。”馬大爺回憶說，自從70年代水庫陸續修好之后，白洋淀就開始“干淀”，在1983年，更是長達五年完全干涸，河床，魚蝦滅絕。
“那個時候，我們都到白洋淀里種地了，拖拉機也直接在淀里開，誰知道1988年，突然就來了洪水，才又開始在水里養魚養蝦收蘆葦。”馬大爺多次跟記者強調，真正的白洋淀是在日本人占領的時候，那時候河道開著30-50噸的糧食船，一直開到天津。
所謂的“干淀”，其實并非指類似于1983年的水面完全干涸，而是指白洋淀蓄水量在5000萬立方米以下、水位在6.5米以下的情形，在這種情況下，如果不調水補救，白洋淀就很可能完全干涸。從1970年開始，白洋淀就發生“干淀”十余次。最近的一次是在2006年，最后終于在水利部的主持下，海河委和黃河委協調啟動了“引黃濟淀”工程，化解了危機。
盡管有北方水鄉的美譽，但白洋淀地區依舊沒有逃離漏斗的命運。
根據賈紹鳳的研究，白洋淀流域平原區的地下水平均埋深從1974年的3.95米下降到2007年的20.79米,平均每年下降0.51米，且年下降速率基本呈上升趨勢，2007年的最大埋深更是達到43.77米，絲毫不亞于其他缺水地區。到2007年,保定市區、順平、清苑、徐水局部圍繞滿城縣,已形成了一個連續的地下水降落大漏斗群。
不過值得注意的是，在白洋淀進行大規模調水之后，漏斗情況有所改善。
2000年，在白洋淀沿岸的安新縣中部和高陽縣東部曾有明顯的局部漏斗，但到2007年時，這兩個漏斗都不明顯了。其原因與白洋淀生態補水保持一定水面后湖水對地下水的補給有關。
調水救急
“引黃入淀”，被認為是挽救白洋淀生態的關鍵工程。
在2006年實施“引黃入淀”之前，河北省政府從1992年就開始調水補充干枯的白洋淀，包括從遠至邯鄲的岳城水庫調水，但基本類似于拆東墻補西墻，只是在華北平原內部進行調劑，能調的水量有限。
“引黃入淀”則從黃河位山引黃閘開始，從劉口閘進入河北境內，為衡山湖、白洋淀以及天津調水，位山閘到白洋淀段距離為399公里，總調水量一般為7億立方米左右，到達白洋淀的水量為0.5-0.7億立方米。值得注意的是，“引黃入淀”途經滄州等多個漏斗區。
“‘引黃入淀’只是經過滄州的邊上，對滄州影響比較小，引水量也不是很大，但是對引水線的地下水的補給作用是有的，大部分都能在沿途滲漏下去。”賈紹鳳分析說。
費宇紅則認為，“引黃入淀”對近幾年滄州遏制住漏斗加劇起了相當關鍵的作用。“2005年后雖然滄州的深層地下水位尚未回升，但下降速度已經比過去大大減緩了，原因就是滄州調來了黃河水，可以有條件封井，停止開采地下水。在封井的情況下，地下水位是可以逐年慢慢恢復的，盡管時間會比較長。”
水利部海河委的老專家董漢生1992年曾論證“引黃入淀”工程，但沒想到這一工程十多年后才得以實現。他當時認為，與耗資巨大的南水北調中線工程相比，“引黃入淀”投資小，見效大，能有效減緩華北的缺水問題。
引黃7億立方米的調水量與華北平原每年200億立方米以上的地下水開采量相比，顯然有些杯水車薪，并且由于黃河本身水質污染嚴重，泥沙含量大，水資源的價值并不大，而南水北調的規劃調水量則高達130億立方米，并且選取了水質較好的漢江。
“我個人觀察是整個海河流域的用水量近年來基本上在下降，在南水北調之后，基本上可以替代超采的地下水，可以讓地下水得到逐步的恢復。”賈紹鳳對南水北調的期望甚高。
但地下水專家費宇紅則表示了擔憂，“畢竟平原地區那么廣大，而南水北調的水只能用于干渠沿線，水價也較高，農民用不起，農業灌溉用水占超采的80%以上，調水可以解決城市的用水問題，對于大面積的地下漏斗并不能完全解決。”費宇紅認為，更為治標的辦法還是節水，包括加強抗旱作物的推廣、灌溉方式的改變等。
相對于超采，費宇紅對目前地下水的污染問題更為擔憂。雖然從2005年以來，張兆吉、費宇紅的團隊已經對華北、華東、珠三角等平原、三角洲地區的地下水污染陸續進行了調查，但卻都只是初步的了解，甚至對污染水源的流動速度，依舊無從了解。
深入貫徹生態文明思想和中央經濟工作會議、農村工作會議精神，認真落實省、市有關工作部署，推動實施《中華人民共和國土壤污染防治法》，堅持保護優先、預防為主、風險管控、系統治理，突出精準治污、科學治污、依法治污，嚴格落實“黨政同責、一崗雙責”“屬地負責、部門有責”，全面加強土壤、地下水污染防治和農村污染治理工作，持續改善土壤環境質量，切實補齊農村生活污水無害化處理這一突出短板；深入推進農村黑臭水體治理，為實施鄉村振興戰略和打贏污染防治攻堅戰奠定堅實基礎。
二、基本原則
1.堅持保護優先，源頭治理。加強空間布局管控，嚴格環境準入管理，切斷污染物進入土壤、地下水環境的途徑。強化農村環境整治與鄉村生態文明建設有機融合，推進農業生產清潔化、產業模式生態化。
2.堅持預防為主，分類管控。強化源頭防控，防止新增土壤污染。鞏固提升耕地分類管理成效，嚴格管控建設用地土壤污染風險。以減量化、無害化、資源化為原則，堅持分類施策，加強農村生活污水無害化處理同農村廁所改造的銜接，大力提升農村生活污水無害化處理能力，持續推進農村生活污水治理工作。加快推進縣城污水處理廠、慈峪鎮污水處理廠鄰近村莊生活污水網管鋪設工作，大力提升農村生活污水處理能力。
3.堅持問題導向，精準施策。圍繞重點問題、重點區域、重點行業和污染物，聚焦突出環境問題，因地制宜制定差異化土壤、地下水與農業農村生態環境保護措施，分類施策、分階段整治。加大執法監管和督導檢查力度，防止新增污染。
4.堅持屬地治理，協同防控。嚴格落實“黨政同責、一崗雙責”“屬地負責、部門有責”，建立政府主導、市場驅動、企業擔責、公眾參與的污染防治體系。打通地上和地下、城市和農村，協同水、氣、固體廢物污染治理，系統實施生態修復與環境治理。
三、主要目標
2021年，落實保護優先措施，強化土壤污染源頭防控，嚴格農用地、建設用地土壤環境風險管控，鞏固提升受污染耕地和污染地塊安全利用成果，全縣土壤環境質量總體保持穩定。受污染耕地持續實現安全利用，耕地土壤環境質量總體保持穩定。嚴格建設用地準入管理，堅決杜絕違規再開發利用。建立健全危險廢物智能監控體系。完成5個村莊的農村生活污水治理工作，突出具備條件鄉鎮實行管網歸集和終端無害化處理，注重中水再利用，提升農村生活污水無害化處理能力，完成農村黑臭水體排查整治工作，實現動態清零。
四、重點任務
（一）加強土壤環境調查監測
1.配合省市開展非重點行業企業用地土壤污染狀況調查。根據省市工作安排，配合調查單位做好我縣相關行業企業用地土壤污染狀況調查，進一步摸清相關非重點行業企業土壤污染狀況及分布，為非重點行業企業用地土壤污染防治和風險管控提供依據。（縣生態環境分局牽頭，自然資源和規劃局、發改局配合）
2.強化土壤環境質量監測。配合開展國控、省控土壤環境質量例行監測和省控耕地土壤監測。按照年度生態環境監測方案和有關文件要求，組織對全縣土壤污染重點監管單位、工業園區和污水集中處理設施、固體廢物處置設施周邊土壤開展監督性監測，并按時上報監測結果。對監測發現的土壤超標情況，組織開展溯源排查，查明原因并及時阻斷污染源。（縣生態環境分局、農業農村局按職責分工負責）
3.加強重點區域耕地土壤環境質量監測。建立并完善省市縣三級耕地土壤和農產品質量安全檢測制度，及時掌握受污染耕地農作物種植和耕地土壤環境質量動態變化情況，根據縣區內受污染耕地面積、污染類型和程度，設立監測點位，為安全利用和治理修復效果評價提供依據。加強超標農產品收購、收回等環節監管，禁止超標農產品進入市場。繼續開展農田灌溉水質監測，加強監督檢查，防止未經處理或達不到農田灌溉水質標準的廢（污）水進入農田灌溉系統。（縣農業農村局、生態環境分局、市場監督管理局、發改局按職責分工負責，自然資源和規劃局等配合）
（二）嚴防新增土壤污染
4.加強耕地污染源頭防控。深化農業面源污染治理，繼續推進化肥農藥減量化，制定實施化肥農藥使用量零增長方案，全縣主要農作物化肥農藥使用量實現零增長。畜禽規模養殖場糞污處理設施裝備配套率100%，畜禽糞污綜合利用率達到90%。全縣秸稈綜合利用率達到97%以上，農膜回收率達到90%以上，按照上級要求開展農藥包裝廢棄物回收處理工作。持續開展耕地周邊涉重金屬行業企業污染源排查整治，強化耕地土壤污染源頭防控。（縣農業農村局、市場監督管理局、生態環境分局按職責分工負責）
5.強化重點監管單位監管。監督全縣土壤污染重點監管企業嚴格按照《土壤法》落實相關責任義務，嚴格控制有毒有害物質排放，開展土壤污染隱患排查、制定自行監測方案并開展自行監測。對企業自行監測、隱患排查以及執法監督檢查中發現的土壤和地下水污染問題，督促企業制定整改方案和臺賬，并及時采取措施消除污染隱患。加強企業拆除活動污染防治現場檢查，督促企業落實拆除活動污染防治措施。（縣生態環境分局牽頭，發改局、應急管理局按職責分工負責）
6.統籌推進固體廢物污染防治。推動工業固廢綜合利用，促進工業固廢減量化、資源化。加強塑料污染防控，開展專項治理，強化對生產、使用、銷售塑料制品單位的監督檢查，有序禁止限制部分塑料制品生活、銷售、使用，穩中有序治理塑料污染。積極爭取上級資金，支持固體廢物綜合利用項目建設，提高大宗固體廢物綜合利用效率和水平，加快補齊危險廢物處理短板。（縣發改局、生態環境分局、市場監督管理局、住建局、農業農村局等按職責分工負責）
7.強化危險廢物監管。積極推進危險廢物環境監管智能監控體系建設，提升危險廢物智能化監管水平，督導企業主動在河北省固體廢物動態信息管理平臺申報危險廢物相關信息，確保全縣涉危險廢物工業企業應納盡納，實現有效監管。組織開展危險廢物環境隱患專項排查整治，全面查清涉危單位生產經營重點環節、重點場所環境風險隱患。強化“一長三員”網格管理機制，統籌區域危險廢物利用處置能力建設。持續保持高壓態勢，嚴厲打擊危險廢物非法轉移、排放、傾倒和處理處置等違法犯罪行為。（縣生態環境分局牽頭，衛健委、公安局、交通局等配合）
（三）鞏固提升耕地分類管理
8.加強耕地土壤環境質量類別清單管理。加強部門信息共享，根據土地用途變更、農用地土壤污染狀況深度調查、加密調查等成果以及受污染耕地安全利用和嚴格管控效果，結合實際，進一步精準識別受污染耕地面積、分布等。不鼓勵曾用于生產、使用、貯存、回收、處置有毒有害物質的工礦用地復墾為耕地；確需復墾為耕地的，應確保農用地管控標準之外的特征污染物不超過所在地土壤環境背景值，并依法進行分類管理。（縣農業農村局、自然資源和規劃局、生態環境分局按職責分工負責）
9.持續強化農用地土壤污染風險管控。結合當地主要農產品品種和種植習慣，在安全利用類耕地采取農藝調控、低積累品種替代、輪作間作等措施，保證每季作物都得到管控。鞏固嚴格管控類耕地治理成果，落實種植結構調整、休耕、退耕還林等措施。加強特定農產品嚴格管控區管理，嚴禁種植特定食用農產品和飼草。建立完善特定農產品嚴格管控區動態管理制度，為動態更新提供依據。（縣農業農村局牽頭，縣生態環境分局、自然資源和規劃局配合）
（四）嚴格建設用地土壤污染風險管控
10.開展建設用地土壤污染狀況排查。組織開展關閉、搬遷、騰退工業企業用地全面梳理排查，依據《污染地塊土壤環境管理辦法（試行）》有關要求，動態更新疑似污染地塊名單、污染地塊名錄。對列入疑似污染地塊名單的地塊，督促土地使用權人6個月內開展土壤污染狀況調查；對確定的污染地塊，督促指導土壤污染責任人、土地使用權人及時開展土壤污染狀況調查評估。（縣生態環境分局、自然資源和規劃局、發改局等按職責分工負責）
11.組織開展建設用地風險調查評估。土壤污染狀況普查、詳查、監測、現場檢查等表明有土壤污染風險的建設用地地塊，督促土地使用權人開展土壤污染狀況調查；用途變更為住宅、公共管理與公共服務用地的，變更前要開展土壤污染狀況調查。按照省市文件要求，對重點行業企業用地調查中，查明的高風險地塊開展調查和風險評估。嚴格對建設用地土壤污染狀況調查報告、風險評估、治理修復的監督管理。（縣生態環境分局牽頭，自然資源和規劃局、住建局、發改局、審批局等配合）
12.嚴格污染地塊準入管理。加快推進國土空間規劃編制工作，自然資源和規劃局在編制國土空間規劃時，要優化主體功能布局，明確用途分區，合理安排城市產業用地。列入建設用地土壤污染風險管控和修復名錄的地塊，不得作為住宅、公共管理與公共服務用地；未達到土壤污染風險管控、修復目標的地塊，禁止開工建設任何與風險管控、修復無關的項目，不得批準環境影響評價技術文件、建設工程規劃許可證等事項。依法應當開展土壤污染狀況調查或風險評估而未開展或尚未完成調查評估的土壤污染風險不明地塊，不得進入用地程序。（縣自然資源和規劃局牽頭，生態環境分局、行政審批局等配合）
13.抓好建設用地風險管控。認真落實產業政策，嚴把項目準入關，嚴格控制涉重金屬企業新、改、擴建。在涉疑似污染地塊或污染地塊的土地征收、收回、收購環節，嚴格執行相關規定，及時查詢相關地塊土壤環境質量狀況。涉及疑似污染地塊或污染地塊的，要記錄查詢日期和地塊土壤環境質量狀況結果，并征求生態環境部門意見，取得生態環境部門書面回復。對涉及疑似污染地塊、污染地塊以及用途變更為住宅、公共管理與公共服務用地的地塊，在土地規劃、土地收回收購、供地、改變用途、開工建設等環節，實行嚴格的準入管理，防止未按要求進行調查評估、風險管控不到位、治理修復不符合相關要求的污染地塊被開發利用，切實保障人居環境安全。（縣自然資源和規劃局、生態環境分局、發改局、行政審批局按職責分工負責）
（五）強化監管和保障能力建設
14.提升土壤執法監管能力。提升土壤環境管理人員業務素質和能力水平。進一步強化對土壤污染重點監管單位、建設用地土壤污染風險管控和修復活動各個環節的監管，實現實時監管、動態監管、智慧化監管，全面提升土壤環境執法能力。（縣生態環境分局、自然資源和規劃局、農業農村局等部門按職責分工負責）
（六）深入實施農村生活污水無害化處理工程及農村黑臭水體整治
15.加強集中式污水處理設施建設。對鄉鎮所在地、中心村等規模較大、人口集中、具備完整上下水管道的村莊，實施污水收集管網和集中處理設施統籌建設，實現廁所糞污與生活灰水一體化處理與資源化利用。鄰近村莊可采用聯合共建方式建設污水處理站，實現生活污水相對集中無害化處理。鼓勵污水處理達標后用于綠化、街道沖洗、農田灌溉和景觀用水。相關部門和鄉鎮加強對已建成的農村生活污水集中處理設施的運行維護和管理，確保正常運行，達標排放。（縣生態環境分局、農業農村局按職責分工負責）
16.統籌廁所糞污無害化集中處理和生活灰水有效管控。對規模較小、實行單坑或其他形式衛生廁所改造的村莊，或不具備管網收集條件的村莊，統一實施廁所糞污無害化集中處理和生活灰水有效管控。根據人口規模和實際產生糞污量、處理覆蓋范圍等情況，統籌建立區域性廁所糞污無害化集中處理站,或利用已有沼氣工程進行集中處理，集中糞污無害化處理設施出水達到農田灌溉標準后可直接用于農田灌溉。制定農村生活灰水收集回用等有效管控措施，通過沖廁、庭院綠化等原位消納方式，或聯戶建立集中生態化處理設施處理后中水回用，實現生活污水源頭減量、無害化處理。（縣農業農村局、生態環境分局按職責分工負責）
17.推進山區村莊生活污水分散治理。對居住分散、糞污不易集中處理的山區邊遠村,可采取戶用化糞池、沼氣池等進行分散治理，建設污水儲存罐用于冬季儲存，結合農業化肥減量增效、水肥一體化等,引導林果種植、農業合作社、家庭農場等現代農業經營主體將治理后的污水作為有機肥水使用,實現無害化處理、資源化利用。（縣農業農村局、生態環境分局按職責分工負責）
18.開展農村黑臭水體整治及管控。組織對行政村內村民主要聚集區向外延伸1000米范圍內、鄉級以上公路兩側200米范圍內的河、塘、溝渠(不含城鄉結合部或縣城建成區)，其他行政村區域范圍內的河、坑、塘、溝渠等進行拉網式摸底排查，劃分排查責任區，建立排查責任清單，逐條納入黑臭水體清單臺帳。對排查發現的農村黑臭水體要查明污染來源，通過控源截污、清淤疏浚、水體凈化等綜合措施逐條明確治理方法和途徑，完成治理。（縣生態環境分局、農業農村局、水利局、各鄉鎮按職責分工負責）
（七）穩步推進地下水污染防治
19.配合做好地下水污染防治分區劃分。按照工作安排配合省市做好地下水污染防治分區劃分工作，提出分區防治建議，確保分區劃分工作圓滿完成。（縣生態環境分局牽頭）
五、保障措施
一是強化屬地治理。各鄉鎮政府及相關部門要提高政治站位，按照省、市、縣土壤污染防治工作部署，切實擔負起保護土壤、地下水和農村生態環境保護的政治責任和法律責任，按照職責嚴格落實主體管理責任，確保完成各項任務目標。
[中圖分類號] P313 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-3-36-2
0 引言
頁巖氣作為一種新興的熱門礦產資源正在受到日益廣泛的關注，頁巖氣的大規模商業開發對世界能源格局產生了重要的影響。但與此同時，有關頁巖氣開發所衍生出的環境問題也引發了大量的討論。研究者對于頁巖氣開發所引發環境問題的擔憂主要集中在其開發過程中所涉及的一項關鍵工藝——水力壓裂作業上。水力壓裂的基本原理是將高壓的壓裂液泵入目標地層中，從而壓裂地層釋放儲存在其中的頁巖氣。大量研究報告指出，水力壓裂作業不僅會消耗大量的水，給所在地的水資源帶來巨大壓力，此外還可能造成地表及地下水的污染以及引發地震。
1 頁巖氣開發面臨的環境風險
美國是世界上最早開始頁巖氣商業開發的國家，近年來美國的研究者針對頁巖氣開發可能帶來的環境風險開展了一些列研究。目前對頁巖氣開發引發環境問題的擔憂主要集中于以下三個方面：
（1）水力壓裂作業會對地表及地下水資源造成污染。地下水所面臨的污染風險可分為兩個方面，首先是壓裂液中含有的大量有害化學制劑。壓裂液的成分以水和作為支撐劑的石英砂為主，二者占壓裂液組成的98%-99.5%。此外壓裂液中還含有諸多種類用于改善壓裂效果、提高其攜砂能力的化學添加劑。常用的有：稀鹽酸、瓜膠、硼酸鹽、聚丙烯酰胺、礦物油、檸檬酸、氯化鉀等[1]。一項針對美國14家石油公司所使用壓裂添加劑的調查表明，這些公司在實施水力壓裂作業過程中所使用的壓裂液添加劑包括多達750種化學產品和苯、鉛等有毒物質。這些有害物質在實施壓裂作業過程將必不可少避免的有一部分遺留在地下。此外，壓裂液在壓裂作業實施過程中又會帶走一部分原本深埋在地下的有害物質，包括高濃度的有毒鹽類、烴類物質以及放射性物質等。這些存在于壓裂液和地下的有毒、有害物質可能在地下壓力作用下滲入到近地表的蓄水層中，進而對周圍環境和居民生活造成影響。地表水污染的風險主要源自壓裂反排廢液在地表存放不當或因其他意外因素造成泄漏而流入土壤和地表水系統之中從而造成對二者的污染。
（2）泄漏的甲烷可能溶入地下水之中對地下水造成污染，并進入到空氣中加劇溫室效應。美國杜克大學的研究人員在《美國國家科學院院刊》上撰文指出，賓夕法尼亞州進行頁巖氣開發的地區，其地下水中甲烷含量比其它未鉆探區域高出大約17倍。研究者通過對包括賓夕法尼亞州在內的5個州68口飲用水井進行研究對比，指出飲用水受甲烷污染的現象與頁巖氣的開發有密切關系[2]。此外，甲烷是一種溫室效應比二氧化碳更強的氣體，如開發過程中不能采取有效防控措施將有一部分甲烷逸散到空氣中從而加劇溫室效應。
（3）水力壓裂會改變地下原有應力狀態進而可能引發地震。近年來，美國賓夕法尼亞州、阿肯色州、俄亥俄州等用水力壓裂開采頁巖氣的州先后出現了一些列輕微地震，這些地震被認為與水力壓裂作業有直接關系。2012年7月發表在《科學》雜志上的一項研究結果表明，“高壓液體運動——無論是自然的過程還是來自向地下注入液體的工業活動——都有可能通過打開地下深部的腔隙和裂縫而引發大地震”。在該研究中，研究人員在對一些地震案例進行研究后，認為“地震與天然水力壓裂或用高壓液體碎裂巖石有關。”此外，2012年美國地質調查局公布的一份報告也稱，近年來美國中西部地區地震頻發“幾乎可以肯定是人為的”。
2 環境地球物理的基本原理及其在頁巖氣開發中的應用前景分析
環境地球物理學是環境科學與地球物理學相融合而發展起來的一門交叉性邊緣學科，其主要是利用地球物理學的理論和方法來研究地球物理場和地球物質的物理特性與人類生存環境（包括天然和人工環境）之間的關系，這種關系既包括地球物理場對人類的生存環境和人體健康的影響，也包括由于天然和人工環境的變化所導致的地球物質特性和地球物理場的變化[3]。
1985年，美國勘探地球物理工程師協會（SEG）首次在地球物理學科的經費分配中單獨列出了環境項目。1988年《Geophysics》雜志首次在其征文啟事中使用了“環境地球物理”這一名稱。同年，第一屆“工程、環境問題地球物理應用研討會”在美國召開，此基礎上又于1992年成立了“國際環境與工程地球物理學會（EEGS）”。1993年中國地球物理學會成立了環境專業委員會[4]。此外，一些列以環境地球物理為研究內容的專著也相繼出版。以上事件標志著環境地球物理這一新興邊緣學科從學科體系到組織上的基本形成。
從研究對象和研究目的的角度劃分，環境地球物理的研究和應用主要包括以下3個方面：
①地球物理場的變化對環境和生物活動的影響；②對環境污染情況及其治理過程進行監測和治理；③預報和監測災害。與傳統的環境監測方法相比，環境地球物理方法的優越性主要體現在低成本、高覆蓋率和無損檢測等方面。例如傳統的方法監測某地球地下水污染情況時需要在水源地上游和下游分別打井，之后取水樣進行檢測。而環境地球物理方法則無需進行此類施工，只需要監測能夠表征水體污染情況的地球物理場變化既可實現同樣的目的，既能減少時間、節約成本又能避免二次污染[5]。
現有的環境地球物理研究方法在用于監測由水力壓裂造成的環境問題時，其具有應用前景的監測對象大體上主要可以歸為三個個方面：
（1）地下水污染。又可分為針對無機污染的監測和對有機污染物的監測兩類。針對水體污染的監測主要使用電法監測。對無機物污染的監測方法目前應用最廣泛的主要有電阻率法、地質雷達法等。污染物與周圍介質發生物理和化學作用時會導致該區域的電化學性質發生變化，變化區域的電阻率、電導率等物理參數將不同于未受污染的區域。用相應的電法儀器觀測這些參數，當從中發現異常時既可據此進行分析。此外，地質雷達法也可用于對無機污染的監測，該方法利用高頻電磁脈沖波的反射獲取地下探測目標的信息。應用的基本原理在于受污染區域介電性質的異常導致其電磁反射能力增強，從而能夠被地質雷達探測到。目前針對有機物的污染監測主要使用電阻率法，該方面監測的難點在于當污染物濃度較低時難以作出準確的判斷。目前的發展趨勢是與生化法、地球化學法等方法相結合進行綜合判斷。
（2）地表水污染。針對地表水的污染監測可以使用電阻率法、自然電位法等。其中，電阻率法曾經于1986年在西湖換水工作中得到成功應用。此外，針對地表水體還可以使用航空遙感、雷達探測等方法監測大面積水體的污染情況。
（3）地震等地質災害。針對水力壓裂作業區域地震風險的評估可以采用人工地震法。水力壓裂導致地下巖層發生破碎、斷裂、填充等，改變了其原有的力學性質。這些變化都可以在地震剖面上清楚的顯示出來。但是，該方法存在著成本較高的問題。目前興起的微地震監測利用對巖石破裂所造成微地震的觀測來研究裂縫的空間展布等信息，該方法如進行相應的研究有望應用于針對區域地震風險的監測，從而減少人工地震勘探帶來的高成本問題。
3 結論及展望
環境地球物理相關理論和方法的研究在我國仍處于較為滯后的狀態，造成這種狀況的原因一方面是由于該方向的研究在當前尚不能產生顯著的經濟效益，另一方面其相關理論和技術也有待完善。對污染物的特征的識別，弱信號的檢測和分析，與生物技術、地球化學、遙感技術等相結合將是環境地球物理在技術層面的主要發展方向，而針對水體污染的監測將是其優先發展的領域。
我國的頁巖氣資源有廣泛的勘探開發潛力，目前國內的相關工作也已從試驗階段逐步進入商業開發階段。頁巖氣開發過程中所面臨的環境風險正引起政府管理部門和工業界的重視，與之相關的環境監測也面臨著新的待解決的問題。這也為環境地球物理的發展提供了一個重大機遇。
參考文獻
[1]王亞運，柯研，周曉珉等.頁巖氣勘探開發過程中的環境影響[J].油氣田環境保護，2012，（3）：50-53.
[2]錢伯章，李武廣.頁巖氣井水力壓裂技術及環境問題探討[J].天然氣與石油，2013，（1）：48-53.
