新闻您的位置: 首页 > 新闻 > 新闻 >

各国地下水:污染容易治理难

发布时间:2017-09-19 11:25:07   来源:刘国伟    浏览次数:306

真正意义上的地下水,是大自然经过数百万年的时间尺度积淀形成的。从某种意义上讲,深层地下水是一种不可再生的资源,是人类赖以生存的命脉。许多国家的农业灌溉依赖地下水,大量城乡居民饮用水也靠地下水。有些国家,如巴巴多斯、丹麦和荷兰,几乎全部用水都要靠地下水。但是,我们脚下原本清洁清澈的地下水,却越来越面临着被污染的厄运。而地下水污染治理起来又是很艰难的。下面,我们就来了解一下世界各国地下水污染的案例。

3b090000c8ae39723357

工业污染物的乱排对地下水的污染尤其严重,图为美国加州科恩县一处水力压裂法开采场地的裂解液和钻探废弃物


  • 污染易扩散 贻害达万年

在国家标准《水文地质术语》(GB/T 14157-93)中,地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。重力水指在重力作用下,自由向下渗透入土壤中的水。

简单说来,地下水污染的机理就是污染物由于人为或自然因素被释放到地下并进入含水层,地下水的运动使污染物扩散到更大的范围,从而对利用地下水的人类和动物产生危害。

有人想当然地以为,污染物会留在地下原地不动,但实际上,地下水虽然运动缓慢,但常常会将污染物成分扩大到原始污染地点以外,而这需要很长时间才能看出端倪。一旦含水层受到污染,数十年内当地的地下水可能都无法使用。加拿大环境与气候变化部的资料显示,污染物停留在含水层的时间,短则两周,长可达万年以上,用“贻害万年”来形容十分贴切。当危害时间足够长、治理成本过高的时候,彻底治理在操作上已经变得难于登天。

在地下水中发现的污染物有很多种,本文将重点放在人为形成的各种地下水污染上。根据各种污染物的不同来源,本文将地下水污染分成工业污染源、农牧业污染源、市政污染源和其他污染源等类别,分别结合案例予以介绍。


  • 爱河已无爱 遗毒数十载

应该说,地下水的污染与空气、土壤等的污染类似,很大程度上是工业革命以后人类的生产和生活方式造成的,尤其是工业有害物质的释放难辞其咎。地下水有机物污染调查可以帮我们了解人类活动对地下水的影响。国内外在这一领域做了大量工作,结果表明化石燃料与人工合成化学品是地下水有机污染的最主要来源。二战后,地下水中的工业污染物在欧美发达国家频繁出现,与之前长期的工业发展之间有着较清晰的因果联系。这其中最著名的标志性事件,就是美国的爱河(又称拉夫运河)地下水污染事件。

爱河原是纽约州尼亚加拉瀑布城附近的一条运河,在19世纪末被废弃。1943至1953年间,当时的胡克公司将约2万吨的化学废料封存入铁桶中,放入当地废弃的爱河河道中,之后又用泥土封住了运河的顶部。1953年,胡克公司以1美元的价格将这个6万多平方米的地块出售给了尼亚加拉城的教育委员会,在合同中,胡克公司对该地区存放废弃化学品的情况加以了说明。但随着时间流逝,当年埋下的污染物开始渗入地下水,并发出异味,人们甚至在当地小学的施工工地发现了当年埋下的化学品容器。

3b07000263c1d6184b8b

美国纽约州爱河污染引发了当地民众的激烈抗议,图为当地的孩子们1979年上街游行示威。

1976年,当地记者开始调查爱河地区,从当地抽取地下水的水泵中发现了有害的化学品。随后,纽约州政府和联邦政府的环保部门开始介入。爱河地区地下存在大量危害人类健康和生活质量的化学毒素的现实浮出水面,一时间民怨沸腾,时任美国总统卡特签署了转移法令,将爱河附近的数百户居民迁移安置。直到2004年3月,美国官方才宣布爱河地区的污染物清理工作完成,如今已有数百户家庭重新回到这片土地上。

爱河事件在西方影响很大,胡克公司的母公司西方石油公司后来为清理污染物和迁移居民等事务买单,花了近2亿美元。在爱河事件的推动下,美国政府后来通过了著名的超级基金法案,从此确立了污染者付费清除废弃物和垃圾场的原则。


  • 污染区扩大 小镇成鬼城

比起爱河地区来,美国加州辛克利小镇的人们则是有家难回了。1952年至1966年,著名的美国太平洋煤电公司将140多万吨含有致癌化学品六价铬的污水倾倒在位于莫哈韦沙漠中的小镇辛克利的污水池里,而这些污水池的底部连起码的防水衬底都没有。直到1987年底,太平洋煤电公司才将排污情况告知当地水务局。

1993年起,法律工作者、技术人员、当地民众和太平洋煤电公司就受污染的地下水和当地人健康之间的关系展开激辩。1996年,太平洋煤电公司终于赔偿受害者3.33亿美元,创造了美国环保诉讼史上的赔偿金额之最。辛克利小镇的居民虽然讨回公道,但2008年以后的调查显示,当地的地下水污染区还在扩大,《纽约时报》2016年称,辛克利小镇正逐渐变成一座人迹罕至的鬼城。

3b080000d8fd510770b7

美国加州辛克利小镇的地下水污染物清理至今仍在继续,图为2015年美国地质勘探局工作人员在当地取样调

为了修复被污染的地下水,太平洋煤电公司在被污染地块下面建了半英里长的混凝土墙来抑制地下水的流动,然后将酒精泵入地下,把六价铬转化为三价铬,地上还种植了苜蓿。截至2013年,太平洋煤电公司称清理出了21.8万平方米的地下水,耗资7.5亿美元,但剩下的清理工作还需要40年才能完成,足见地下水清理成本之高。

时至今日,许多国家的工业污染物仍在持续污染地下水。即使在管控越来越严的美国也不乐观。一项2007年底的调查显示,美国约63万个地下储存罐,每年会监测到约 9000处新的泄漏点,不断将有害物质释放到土壤和地下水中。要知道1升汽油就能污染100万升的地下水,等人们从水中尝到油味的时候,污染已经难以挽回了。


  • 欧盟禁令严 奶牛穿“尿布”

2014年10月的英国《每日邮报》称,欧盟禁止在坡度15度的山坡上出现牲畜粪肥(包括奶牛留下的粪便),违反这一禁令的农民将会失去欧盟数千欧元的农业补贴。为了抗议欧盟的这项规定,德国巴伐利亚州的农民给他们饲养的阿尔卑斯高山奶牛穿上了 尿布”。奶农们如此抗议欧盟究竟是为哪般?

3b090000d111c3c71cd8

德国巴伐利亚州的农民给自家奶牛穿上“尿布”,只为抗议欧盟严苛的地下水保护法令。

说到底,欧盟是为了保护欧盟国家的地下水免受更多的硝酸盐污染,硝酸盐会转变为容易引发癌症的亚硝酸盐,还会使海岸边的海藻疯长。欧洲硝酸盐污染最主要的原因是当地大规模的农牧业,仅德国境内养殖的生猪数量就超过2700万头,各种牛的饲养数量达到1300万。另外,再加上邻国荷兰和丹麦境内养殖的动物,这些动物的粪便最终落在农田上。实际上,只有一部分经济作物适用于施加生物粪肥,大量多余的肥料于是渗入地下水层。


  • 硝酸盐难治 德国被警告

为了防止农业、畜牧业制造的硝酸盐污染地表水和地下水,欧盟国家一同签订了  硝酸盐规范指南”。该规范指南要求欧盟所有国家采取相应的保护措施。其中一项就是让农业经营者记录粪肥的使用量,这样可以终止过度施肥。如果有人在记录中作假,一旦被发现就会受到惩罚。在解决过度施肥问题以及保护地下水方面,成绩优异的国家是丹麦、法国和荷兰,相比之下德国还做得不够,因此2016年4月德国受到了欧盟委员会的警告。

按照规定,每升地下水中的硝酸盐含量不该超过50毫克。德国环保部指出当前德国境内1/3的地下水受硝酸盐污染严重。环保工作表现出色的德国,地下水质量却受到如此严重的影响,正所谓“家家有本难念的经”。

3b090000d4a33184fdb7

德国曼海姆的地下水保护区,这里曾经有美军基地。


  • 土葬埋风险 墓地成祸源

《欧洲污染场地管理研究报告》显示,欧洲国家也存在大量的地下水污染场地和潜在污染场地,法国潜在污染场地为70万至80万个,德国约为24万个,英国约为10万个,荷兰约为11万个。其中,有一些堪称“另类”的污染源,那就是遍布欧洲各地的墓地。鉴于宗教信仰因素和墓葬习惯,欧洲部分国家有着比例较高的土葬,譬如葡萄牙的许多墓地距离人口密集区和水源地就比较近。

3b030002a047616b5f88

欧洲国家的土葬墓地也会污染地下水,图为葡萄牙乡间的一处墓地。

2000年9月至2001年9月,葡萄牙波尔图大学与巴西圣保罗大学的学者对此着手联合研究,研究成果在2003年公开发表。研究人员选择了具有不同岩石、不同水文地质的墓地,每两个月就对墓地附近几口钻井内的物理、化学和细菌变量进行测试。结论是,墓地可能会造成地下水污染,在地下水位上升期间距离墓地近的水源地更是如此。学者们认为,为了对地下水实施行之有效的保护,有必要对墓地选址的有关立法进行审查,对公墓选址进行风险评估。


  • 地下水能治 奈何成本高

目前,全球造成地下水污染的市政污染源包括卫生系统、生活污水排放和垃圾填埋场等,这些污染源很容易将病原体、硝酸盐和重金属等污染物带入地下水循环体系中。

硝酸盐是全球性的地下水污染物,但是这种污染物在发达国家和发展中国家的源头有区别。发达国家地下水中的硝酸盐很多来自农牧业生产,但是许多发展中国家地下水中的硝酸盐经常是因为卫生设施不过关,例如厕所和化粪池缺乏封闭性,甚至厕所和饮用水源之间缺乏起码的安全距离。2006年的一项研究表明,非洲地下水污染物依次为硝酸盐、病原体和有机污染物等,这也从一个侧面印证了非洲国家长期以来在基础卫生设施上的欠缺。

3b070002668e4eceaf07

在非洲国家赞比亚的首都卢萨卡,一口饮用水井和一座旱厕仅有几步之遥,这样的地下水你敢喝吗?

合理构建地下水修复技术体系,是治理地下水污染的重要保障。目前,发达国家在这方面积累了丰富的经验,制定了全面的、被实践证明颇具成效的地下水修复技术体系。其技术体系是用一套完整的规范和指南作为支撑,主要内容包括:1.地下水污染防治的政策法规;2.地下水修复导则与指南;3.地下水修复目标确定方法;4.地下水修复的工作流程;5.地下水修复技术研究与工程化应用等。

在地下水污染修复研究中,研发科学高效的修复技术是重中之重,目前技术体系已日趋成熟,化学氧化、电动修复、生物修复、可渗透反应墙、原位曝气等,是常用的地下水修复技术。但无论哪一种修复技术,所消耗的经济成本或时间成本都是很高的,先污染、后治理的模式肯定是不可取的。从标本兼顾的角度来看,严控各种污染源、建立健全地下水环境监管体系、完善和优化全国地下水监测网络等,才是更有价值的地下水保护和污染预防措施。

(本文参考了《古代西安地下水污染及其对城市发展的影响》、《发达国家地下水修复技术现状及对我国的启示》和《墓地造成的地下水污染案例分析》等文献,以及英国BBC、挪威地质调查局、加拿大环境和气候变化部和美国地质勘探局等组织官网的信息,在此一并致谢。)

(如需转载请注明出处!)

责编:郑挺颖

网编:吴燕芳