哪些污染物會進入地質
1. 水體污染的主要污染物有哪些
1、工業污染 工業廢水及廢棄物中含有2200多種化學物資,許多未經處理就直接排放到地表、溝渠、河流……成份非常復雜,其中含有大量的致癌物、促癌物、疑似致癌物,導致人體突變物質,以及重金屬等,導致地表、地下水源的嚴重污染,是目前疾病年輕化、復雜化、多樣化的重要原因。 2、農業污染 我國是一個農業大國,同時也是人口大國,農業生產中大量使用農葯、化肥、激素、除草劑、催熟劑等等,以上的化學物質農作物只能吸收20-30%,70-80%直接滲入地下,或者揮發到空氣,以後隨著雨雪重新滲入地下。僅農葯使用量每年就是200萬噸以上,造成地下水有機磷超標,目前34%消化系統癌症是有機磷超標引發的。 3、生活污水 隨著人們生活水平的不斷提高,大量洗滌用品、化妝品進入人們的生活,隨著生活廢水通過下水道滲入地下,也對地下水源造成了一定程度的污染。 4、醫療垃圾 醫院排放的醫學垃圾裡面含有大量原生病毒和細菌。 5、高科技產品廢棄物 化學物質滲入地下,如一節舊電池能夠使1.5平方米的玉米死亡,寸草不生。 6、地質污染 土壤形成過程中含有大量碳酸鹽類物質(水垢),還有氟化物是結石及骨病的重要原因。 或許在生活用水的無形當中,我們健康純凈的體魄喝了這么多「污水」,有木有被嚇到啦?!那麼,你知道水與日益增長的細菌、病毒、疾病有什麼聯系嗎?
2. 自然界的污染源有哪些
自然復污染包括自然界中天制然的物理、化學和生物學過程中產生的有毒物質對環境造成的污染或危害。如火山爆發產生的火山灰;海水蒸汽時帶入空氣中的各種鹽粒;海洋上浪花飛濺產生的液體微粒及大風揚起的灰塵等。
由於自然因素造成的環境污染現象。如特殊地質條件使一些地區某種化學元素大量富集,污染水體。火山噴發大量有毒有害氣體和塵埃污染周圍環境。森林火災釋放的煙氣和某些森林(如針葉林)會釋放有害氣體(如萜烯類化學物質)都會污染環境。
另外,由於自然界的來自宇宙其他星球的射線、隕石、電磁波、放射性物質,在達到一定數量和程度時對環境也造成污染,或者成為污染的誘發因素。
此外,自然界的生物,特別是細菌、藍藻在生長到一定程度的情況下會造成比較嚴重的污染。由於物種入侵,也會造成當地生態的破壞同樣也是一種污染。
3. 重要環境地質指標釋義
綜合前述各章的不同類型濕地退化環境地質指標,結合這些指標檢測與應用的難易程度,以清單的形式給出濕地退化的環境地質指標。
一、濕地景觀
名稱:濕地景觀(Wetland Landscape)
簡介:濕地景觀格局是濕地中各種生態過程綜合作用的結果,並且對濕地功能和過程有著顯著的影響,是濕地演替監測中最為綜合的一個指標。濕地景觀指標包括:濕地面積,各景觀類型面積,景觀結構,景觀破碎化程度等。其中,濕地面積是濕地景觀中最重要和最直觀的指標。
據估計,自1900年以來,地球上已消失了將近約一半面積的濕地。20世紀80年代以來,隨著人類對濕地景觀價值的認識不斷提高,國際上開始熱衷於濕地景觀面積變化研究。對濕地面積進行觀測,首先要界定濕地的邊界,而濕地的界限並不是十分明顯的,因此對濕地面積的觀測要通過其他指標來體現。濕地面積觀測指標主要包括直接指標和間接指標;其中直接指標是指濕地水面面積的變化,由於水文要素是濕地形成和演化的主要因子,因此通過濕地水面面積的變化可以直接反映濕地面積的變化。間接指標包括濕地生境和景觀變化指標,或從影響濕地變化的因素中間接獲得。濕地不同生境的變化主要包括季節性沼澤地、瀉湖、濕草甸等生境的變化,利用生境變化來描述濕地面積以及濕地類型的改變;景觀變化包括景觀結構、每種景觀的面積、景觀破碎化程度以及觀測區河流的長度等指標,它們是濕地面積變化的定量指標。對濕地面積的觀測還可以通過影響濕地變化的因素中獲得,例如土地利用的變化、河道溝渠化、岸堤修建、河流侵蝕與沉積速率等。
意義:當前中國開墾濕地的現象相當嚴重,導致濕地景觀破壞、濕地面積減少、濕地功能下降的趨勢不斷加劇。從濕地生態系統現狀來看,濕地退化的根本原因是嚴重的人為干擾所致,其最為直觀的指標是濕地面積的變化以及相關景觀格局的變化。因此,濕地景觀,尤其濕地面積變化是濕地退化的一個重要指標,對其觀測分析是十分必要的。
人為或自然原因:濕地景觀變化、濕地面積萎縮是濕地演化過程中的一個必經階段,但在自然條件下,這個過程常常要經歷幾千到幾十萬年的漫長周期。目前,由於人類活動的干擾,濕地退化過程加速,景觀和面積的變化十分迅速。
運行環境:各類型濕地本身。
監測場地類型:由於濕地景觀的觀測是利用遙感影像和航空照片,其監測場地類型不予考慮。
測量方法:主要藉助於航天遙感、航空相片,同時需布設野外觀測樣點進行相互檢驗或作為遙感解譯的控制點。遙感數據可利用ERDAS IMAGINE、ENVI等遙感圖像處理軟體進行解譯和分類,在此基礎上利用FRAGSTAT、Patch Analysis等景觀分析軟體進行景觀格局的分析和各類景觀指數的計算。目前,大范圍以及對觀測精度要求不高的觀測可以利用航天遙感影像解譯獲得;對於高精度的觀測仍要利用航空相片;雷達遙感的利用也比較廣泛,它的應用使觀測的結果更加趨於准確。GIS的應用,使觀測的數據便於儲存、管理和分析,這對於龐大而復雜的觀測結果來說,提供了一個十分方便快捷的平台。
測量頻率:濕地景觀變化趨勢可以通過不同年度之間的觀測指標比較得到,一般的觀測頻率為5~10年一次。
數據和監測的局限性:濕地邊界的界定是濕地面積觀測的首要問題。目前眾多的測量手段在獲取數據方面各有優缺點,如光學感測器有較好的時間解析度,但是由於雲層的阻擋不能探測雲層下選定的地點;高光譜資料最有能力識別各種濕地要素,但是費用過高,使它僅限於全球性的觀測。
過去與未來的應用:通過遙感影像和航空照片的對比分析,可直觀地獲得濕地退化的動態過程,並預測未來濕地變化的趨勢。
可能的臨界值:無。
主要參考文獻:
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有關的環境與地質問題:引起濕地景觀變化的原因有很多,包括氣候乾旱、水量減少、農用地開墾、改變天然濕地用途、城市化發展佔用天然濕地和自然災害等。
總體評價:濕地景觀的變化是濕地退化最直觀的指標,對濕地面積的觀測能很好地預測其發展趨勢,為濕地保護提供決策依據。
二、濕地水文地球化學
名稱:濕地水文地球化學(Wetland Hydrogeochemistry)
簡介:自然和人為導致濕地水質的惡化,是中國濕地生態系統退化的最主要原因之一。一般來說,濕地水要素是濕地形成、發育的決定性因子。濕地的水質是由土壤、搬運物質(有機質、沉積物)、岩石、地下水和大氣之間相互作用決定的。濕地水質也受農業、工業、采礦業、能源開發、城市和大氣輸入等人類活動的影響。地表水中大多數溶質來源於土壤與地下水基流,此處水岩相互作用的影響是非常重要的。濕地水質監測指標的選擇是一個復雜的問題,因為有太多的指標可供監測,這些指標在不同領域中都有各自重要的地位。從環境地質指標出發,選取以下指標:
(1)基本指標:
金屬元素和示蹤元素:Al、Sb、As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Se、Ag、Zn。
營養物質:銨、硝酸鹽、亞硝酸鹽、總氮、正磷酸鹽、總磷。
主要成分和溶解固體:Ca、Mg、Na、Cl、SO4、HCO3、TDS。
直接現場測量:酸度、鹼度、溶解氧、pH、溫度、底泥厚度。
有機化合物:2,4-D、2,4,5-T、苯酚、氯酚、甲酚、莠去津、百草枯、對二氨基聯苯、DDT。
(2)附加指標:
人體健康重要元素:Ba、Be、F、Mo、Ni、V、放射性元素。
農業重要元素:B。
熱污染的問題:隨著地熱開發和工業熱水排放,可能出現熱污染問題,造成泥炭濕地中被固定的CO2的釋放,因此在涉及熱污染的地區,需對水溫進行長期監測。
意義:濕地水體水質是濕地生物生境的決定要素。濕地水質的好壞程度會影響土壤的物理化學性質。因此,加強濕地水體水質的觀測和分析,是進一步研究濕地生態系統退化的前提條件。此外,水質監測對於濕地生物保護、濕地污染的綜合治理等同樣具有重要意義。
人為或自然原因:在水量得到保證的情況下,濕地能通過一系列的物理、化學、生物作用,消納一定量的污染物,但是由於工業、農業、城市等污染物排放量過高,超過濕地的自凈能力,使濕地生態系統機能受損,導致濕地生態系統退化,常表現為湖泊濕地的富營養化。
運行環境:各類型濕地本身,尤其是作為水源、淡水養殖、敏感水生環境的濕地。
監測場地類型:監測場地取決於當地已知的污染源,采樣地點方便與否。河流、湖泊濕地水質的采樣應該在徑流量器觀測站或其附近進行。
測量方法:水質采樣和分析隨場地條件和測量要素而變。收集的樣品能在橫向和縱向上體現水體水質的變化,並且要有足夠數量以便對照分析。具體的采樣和測量方法可參考各類國家標准(GB/T 6920—1986、GB/T 7477—1987、GB/T 7480—1987、GB/T 11914—1989、GB/T 1189X—1989、GB/T 1190X—1989、GB/T 13196—1991、GB/T 13580.X—1992、GB/T 853X—1995等)。
測量頻率:水體水質的變化可以是很迅速的(例如,受天氣變化和洪水的影響)。因此,連續實時的監測系統能提供最全面的信息。然而,水質監測的全面分析十分昂貴。對於大多數指標,通常採用特定時間間隔采樣和分析的方法,每年測量4~6次,而放射性核與有機化學品則只需每年測量兩次。
數據和監測的局限性:水體水質關鍵指標的長期記錄對預測環境質量趨勢是很有價值的,但是這些指標的准確度可能由於分析取樣方法或人為原因而降低。
可能的臨界值:根據不同濕地水體的使用目的,由國家和國際組織確定各指標的臨界值。
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有關的環境與地質問題:引起濕地水體水質變化的原因有很多,包括酸沉降、城市化、采礦、農業發展、土地利用、砍伐森林等。
總體評價:濕地水體水質是最基礎和最重要的濕地監測指標。當執行修復措施時,水文地球化學也是濕地短期內進化或退化的有價值的指標之一。
三、濕地生物
名稱:濕地生物(Wetland Biology)
簡介:由於地質、氣候、環境等不同,濕地生物在生態系統、物種、遺傳和景觀上具有豐富的多樣性,並且隨濕地生態系統的演替,其物種組成和生物多樣性會產生較為明顯的改變,可指示濕地的演替方向、過程和速度。常見的濕地生物監測指標有:
(1)濕地植物及其群落。主要包括:濕地植被的類型、面積與分布、蓋度、多樣性(物種多度、豐度)、生物量;挺水植物、沉水植物和漂浮植物的種類與分布;指示種;藻類的種類及生物量;植物體內有毒物質含量。
(2)濕地野生動物。主要是在濕地生境中生存的脊椎動物和該濕地內占優勢或數量很大的某些無脊椎動物,包括水鳥、兩棲類、爬行類、獸類、魚類、貝類、蝦類以及一些底棲動物等。另外,許多研究還經常監測動物體內有毒物質含量。
(3)外來物種。是指那些出現在其過去或現在的自然分布范圍及擴散潛力以外的物種、亞種或以下的分類單元,包括所有可能存活、繼而繁殖的部分、配子或繁殖體。
意義:濕地生物多樣性資源在生產、生活以及環境功能當中具有不可替代的作用,自有史以來人們就對其大規模的開發和利用,結果超出了生物多樣性資源自我恢復的能力界限,造成有些生態系統的破壞、物種瀕危和遺傳多樣性的消失等。因此,為了保護濕地生物多樣性,濕地生物的監測是十分必要的。
人為或自然原因:濕地生物多樣性是隨著濕地生態系統演化而變化的,其過程一般是緩慢,漸變的。但由於人類不合理地開發濕地資源,造成生物多樣性在短期內嚴重破壞。因此,人類活動是其破壞的主要原因。
運行環境:各類型濕地本身。
監測場地類型:濕地植物群落調查的固定樣地應該具有該植物群落的典型特徵,樣方要布設在能夠代表該植物群落典型特徵的地段上。調查監測的濕地植物樣地分布面積太大,工作量太大,不易操作;但面積過小,不能全面反映該群落的特徵。因此推薦濕地固定樣地設置的面積不要小於10hm2,同時監測位點面積不小於1hm2。動物的分布區通常很大。因此對所有分布區進行調查是不可能的,即使調查某一區域的動物數量也很難。一般根據動物的習性和統計學原理,有選擇地設置若干典型樣地,通過調查樣地內的動物種類和數量,來估計整個區域動物的種類和數量。
測量方法:在野外進行濕地植物及其群落監測時,為了獲取准確的定性和定量數據,進而對整個群落特徵做出判斷,必須進行樣方調查。水鳥數量監測方法採用直接計數法,重要濕地應根據本地的物候特點確定最佳水鳥監測時間。獸類監測可採用樣帶法和樣方法進行監測其種類、數量和分布。對外來物種的監測採用直接調查法,監測外來物種的種類、數量、分布、危害。
測量頻率:考慮到動植物的生活史特點及季節性,每年至少調查4次,即春、夏、秋、冬各進行一次,4次調查數據的平均值為平均數據,它具有較好的代表性。水鳥監測分繁殖季和越冬季兩次進行。
數據的監測的局限性:樣地要具有較好的代表性,若在兩個植物群落的過渡帶上設置樣方,就會影響調查數據的准確性。同時考慮地形地貌,要選取地勢開闊,土壤、植被分布相對均一的場所,選擇人為干擾相對較少的地段。
可能的臨界值:無。
主要參考文獻:
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有關的環境與地質問題:引起生物多樣性消失的原因有很多,包括城市化,農業發展,濫捕亂獵,采礦,環境污染,土地利用等。
總體評價:濕地生物指標是從根本上反映濕地現狀和發展趨勢的指標,也是濕地自然因素的外在表現,是濕地生態系統的「指示劑」,能夠完全地、比較直觀地反映濕地生態系統的狀況,並預示其發展趨勢。因此,植物群落以及動物指標是濕地退化的重要指標之一。
四、濕地資源開發
名稱:濕地資源開發(Wetland Exploitation)
簡介:濕地資源開發主要包括濕地土地利用和生物資源利用兩大類地。因人口壓力增大,土地資源日益變得相對稀缺,盲目地進行農用地開墾、改變天然濕地用途,及城市建設、旅遊業發展佔用天然濕地,直接造成了我國天然濕地面積削減、功能下降。大型水利工程的建設也加劇了濕地的喪失速度。此外,由於生物資源的不合理利用,沿海濕地和內陸濕地都受到不同程度的破壞。
意義:人類活動是造成濕地退化的主要原因。人類對濕地的干擾強度和對濕地資源的直接開發利用程度逐步加劇,造成了濕地生態系統的出現了各種程度的退化。因此,濕地資源開發狀況的監測,對濕地生態系統研究有著舉足輕重的作用。
運行環境:濕地資源開發監測僅限於濕地本身。
監測場地類型:無。
測量方法:濕地資源開發的監測指標可採用直接調查法、地方統計年鑒或從相關部門獲取有關數據,如環保、水產、水利等部門。
測量頻率:1次/5年或根據實際需要調整調查頻次。
數據的監測的局限性:一般需要通過有關部門獲得,因此,數據收集有一定困難;由於人類社會經濟活動影響指標不同於自然環境指標,在定量化上和可比性上也存在一定困難。
可能的臨界值:無。
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有關的環境與地質問題:濕地土地資源的開發利用可造成濕地面積的減小、濕地景觀的變化等;濕地生物資源的開發利用可造成濕地生物多樣性的降低;濕地其他資源(如礦產資源)的開發利用可造成濕地土壤、水質和水文條件的改變,導致濕地退化。
總體評價:濕地資源開發屬濕地退化的影響指標。在濕地退化的眾多影響指標中,濕地資源的開發利用是作用於濕地本身,直接造成濕地退化的指標,對濕地生態系統的影響也最為直觀和迅速。
五、污染物排放
名稱:污染物排放(Discharge of Pollutant)
簡介:排入濕地的污染物類型包括生活污水、工業污水、旅遊業排污、農業面源污染、水產養殖業飼料投放、大氣污染物沉降、底泥污染物釋放等。污染物排放指標有:污染源排放口數量、污染物種類、濃度和排放總量等。其中主要是監測污染物排放總量。
近幾十年來,我國社會經濟快速發展,城市生活廢水、工業污染和農業非點源污染等各類污染物的排放量迅猛增長,使得輸入濕地生態系統的有害物質不斷積累,導致濕地因水質惡化而退化,其中又以N、P污染物排放量過高所引起的水體富營養化最為常見。
意義:污染物排放是濕地水質型退化的主要原因,尤其是位於城市附近的濕地生態系統。通過對濕地污染物排放的監測,可分析濕地水環境污染的特徵,研究水質污染途徑和機制,進而提出有效防止濕地退化的調控措施及管理目標。
運行環境:污染物排放指標的監測主要是在濕地周邊地區進行,因此應以濕地所屬的自然流域作為運行環境。
測量方法:主要從環保部門獲取數據,當資料不足時可進行直接調查。
測量頻率:由於污染物排放與社會經濟的發展密切相關,具有平緩變化的特點,因此每年調查1次即可滿足濕地退化研究的需要。對於經濟發展較為緩慢或監測較為困難的地區,可每5年調查1次。
可能的臨界值:因不同濕地生態系統的生物、水文和地質性狀不同,對污染物的凈化能力和環境容量存在差異,其臨界值應在計算濕地環境容量的基礎上確定。
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張明祥,張建軍.中國國際重要濕地監測的指標與方法.濕地科學,2007,5(1):1-6.
有關的環境與地質問題:污染物質的排放,往往使濕地水體中營養物質劇增,導致濕地水體富營養化,浮游藻類爆發,水生動植物消亡,最後濕地功能損壞,濕地退化。
總體評價:污染物排放屬濕地退化的影響指標,是濕地水質型退化的最主要的原因。與濕地資源的開發利用不同,污染物的排放一般不是直接作用於濕地本身,而是在濕地周邊陸地產生,然後隨水、土遷移進入濕地。因此,污染物排放的監測應在流域范圍內進行,並且它對濕地的影響程度與流域水文密切相關。
六、地質災害
名稱:地質災害(Geologic Hazard)
簡介:濕地災害包括:水土流失,海岸侵蝕,海平面上升,海水入侵。下面分別簡述其內容和含義:
(1)水土流失是指在水流作用下,土壤被侵蝕、搬運和沉澱的整個過程。在自然狀態下,純粹由自然因素引起的地表侵蝕過程非常緩慢。這種侵蝕稱為自然侵蝕。在人類活動影響下,由自然因素引起的地表土壤破壞和土地物質的移動,流失過程加速,即發生水土流失。目前,我國內陸濕地的泥沙淤積速度已遠遠超過了其自然的演替過程,導致濕地面積不斷減小,成為導致濕地退化的重要原因。
(2)海岸侵蝕是全球性的自然災害,全球氣候變暖以及人類活動的影響使海岸淹沒和侵蝕范圍不斷擴大,程度日益加劇,海岸侵蝕使得濱海濕地環境向深海環境轉變,直接導致濱海濕地面積的損失。
(3)隨著地球溫度的升高,海平面也在不斷上升,海平面上升造成的後果是鹽水入侵,水質惡化,地下水位上升,海岸濕地生態環境和資源遭到破壞。海平面的上升主要影響著三角洲濕地和紅樹林濕地。
(4)在沿海地區,由於大量開采地下水導致地下水位大幅度下降,海水侵入沿岸含水層並逐漸向內陸滲透,這種現象被稱為海水入侵。海水入侵的直接後果是地下淡水受到海水的污染、沿岸土地鹽鹼化、海岸濕地受到破壞。海水入侵是發生在濱海地區生態環境脆弱帶一個極其敏感的資源環境問題,同時又是一種人類活動引發和加劇的自然現象。
意義:在上述地質災害中,水土流失所造成的濕地退化具有普遍性,是目前我國湖泊濕地面臨的最主要的問題之一;其他三種地質災害雖然具有地域性,只分布在沿海地區,可一旦發生,對濕地的影響往往是毀滅性的,要恢復其原貌十分困難,並且其破壞對象是具有不可替代性的紅樹林濕地。對濕地退化地質災害指標的調查能探明上述的濕地退化機理,為濕地退化的預測預警和治理對策的提出提供依據。
人為或自然原因:地質災害往往是自然與人為共同作用而激發的。而由人類活動導致的濕地地質災害日益增多,後果日益嚴重。
運行環境:水土流失一般用於內陸濕地監測;海岸侵蝕、海平面上升和海水入侵指標則用於海岸濕地,如紅樹林濕地。
測量方法:採用直接調查法或從相關部門獲取資料。
測量頻率:1次/5年或根據實際需要調整調查頻率。
數據和監測的局限性:由於地質災害發生具有不確定性和長期性,需要實時的系統監測,因此監測難度和費用較大。
可能的臨界值:無。
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張曉龍等.中國濱海濕地研究現狀與展望.海洋科學進展,2005,23(1):88-95.
有關的環境與地質問題:全球氣候變化可能導致局部水量的失衡,引起:水土流失,海岸侵蝕,海平面上升的發生。濫伐森林、不合理開采地下水等人類活動,則會加劇水土流失、海水入侵的發生。
總體評價:地質災害屬濕地退化的影響指標。通常情況下,地質災害對濕地的影響是不可逆的。在與濕地退化相關的四類地質災害中,水土流失分布最廣,是造成濕地陸地化的主要原因;海水入侵、海平面上升和海岸侵蝕為海岸濕地或三角洲濕地所獨有的影響因素,與全球氣候變化及區域地下水資源的開采密切相關。
4. 我國出現了哪些污染狀況
海洋污染現狀
目前我國海洋環境總來看基本上還處於良好狀態某些沿岸海灣、河口及局部海域大連灣、遼河口、錦州灣、渤海灣、萊州灣和膠州灣等環境污染比較嚴重;某些海洋水產資源衰落漁獲量減少少數珍貴海產品受損些海洋水產資源質量受影響;部分灘塗荒廢濱海環境遭損害海區而言渤海沿岸污染較嚴重東海和黃海次之南海污染較輕
當前污染和損害我國海洋環境因素主要有下幾方面:
1、陸源污染物:據有關部門統計我國沿海地區每年排放入海工業污水和生活污水約60億噸生活污水東海沿岸排放量大其次南海沿岸和渤海沿岸黃海沿岸小工業污水也東海沿岸排放量大占總量50%;渤海沿岸和南海沿岸次之黃海沿岸少
2、船舶排放污染物:我國擁有各種機動船隻10多萬艘每年進入我國港口和航經我國管轄海域外輪幾萬艘次有大量含油污水排放入海1979年巴西油輪青島油碼頭作業次跑油380噸
3、海洋石油勘探開發污染:我國沿岸分布著幾大油田和十幾石油化工企業跑、冒、滴、漏石油數量觀每年有10多萬噸石油入海
4、人工傾倒廢物污染:過去把海洋當作大垃圾箱任意傾倒廢物大連香爐礁海岸、葫蘆島、青島、溫州、湛江等地把垃圾、礦渣和其廢物堆放海邊或直接倒入海
5、合理海洋工程興建和海洋開發:使些深水港和航道淤積局部海域生態平衡遭破壞
我國沿海各種類型污染源主要有200多處渤、黃海沿岸有100多處東、南海沿岸100處左右些污染源排放入海重要污染
物有石油烴、重金屬污染物及有機物污染物河流攜帶污染物入海主要途徑
二、我國土壤污染現狀
1、土壤重金屬污染
隨著工業、城市污染加劇和農用化學物質種類、數量增加土壤重金屬污染日益嚴重污染程度加劇面積逐年擴大重金屬污染物土壤移動差、滯留時間長、能被微生物降解並經水、植物等介質終影響人類健康
據我國農業部進行全國污灌區調查約140萬hm2污水灌區遭受重金屬污染土地面積占污水灌區面積64.8%其輕度污染佔46.7%度污染佔9.7%嚴重污染佔8.4%我國每年因重金屬污染而減產糧食1000多萬t被重金屬污染糧食每年多達1200萬t合計經濟損失至少200億元
從目前重金屬污染調查情況來看我國大多數城市近郊土壤都遭受同程度污染我院近調查資料顯示江蘇省某丘陵地區14000km2范圍內銅、汞、鉛和鎘等污染面積達35.9%廣東省地勘部門土壤調查結顯示西江流域1萬km2土地遭受重金屬污染面積達5500km2污染率超過50%其汞污染面積達1257km2污染深度達地下40cm
2、土壤有機污染
目前我國土壤有機污染十分嚴重且對農產品和人體健康影響已開始顯現我國從1959年起長江下游地區用五氯酚鈉防治血吸蟲病其雜質二惡英已造成區域二惡英類污染洞庭湖、鄱陽湖底泥二惡英含量高有機氯農葯已禁用了近20年土壤殘留量已大大降低檢出率仍高廣州蔬菜土壤六六六檢出率99%DDT檢出率100%太湖流域農田土壤六六六、DDT檢出率仍達100%些地區高殘留量仍1mg/kg上同時隨著城市化和工業化進程加快城市和工業區附近土壤有機污染日益加劇科院南京土壤研究所近期對某鋼鐵集團四周農業土壤和工業區附近土壤進行了調查結表明農業土壤15種多環芳烴(PAHs)總量平均值4.3mg/kg且主要4環上具有致癌作用污染物主占總含量約85%僅有6%采樣點尚處於安全級而工業區附近土壤污染遠遠高於農業土壤:多氯聯苯、多環芳烴、塑料增塑劑、除草劑、丁草胺等些高致癌物質容易重工業區周圍土壤被檢測而且超過國家標准多倍對天津市區和郊區土壤10種PAHs調查結表明市區土壤PAHs含量超標嚴重地區其二環萘超標程度嚴重強致癌物質苯並芘超標情況也容樂觀我國西藏未受直接污染土壤多氯聯苯含量0.625~3.501g/kg而沈陽市檢出其含量6~151g/kg
3、有機污染物生物體內富集
由於土壤植物和些生物營養來源所土壤有機污染物會通過食物鏈發生傳遞和遷移目前動物和人類自身都遭受有機污染物污染和威脅
有機污染物沿食物鏈傳遞和遷移過程含量逐級增加其富集系數各營養級均達驚人程度六六六和DDT作高殘留率農葯於1983年已停止生產隨著時間推移土壤已幾乎檢測兩種劇毒農葯殘留魚類身上檢測出含量卻比土壤高出了近100倍而了夜鷺、白鷺鳥卵含量被放大了100~200倍太湖鳥類生物監測結表明:太湖湖底淤泥六六六未檢測出DDT3.4ng/g通過魚類生物富集六六六達28.5ng/gDDT達270.7ng/g終夜鷺、白鷺鳥卵時六六六高達460.0ng/gDDT高達5626.7ng/g此外有毒有機污染物正通過食物鏈危及人體健康些有機污染物長期貯存人體並通過母乳喂養間接轉移給新生兒或胎兒通過胎盤直接獲得
4、土壤放射污染
近年來隨著核技術工農業、醫療、地質、科研等各領域廣泛應用越來越多放射污染物進入土壤些放射污染物除直接危害人體外還通過生物鏈和食物鏈進入人體人體內產生內照射損傷人體組織細胞引起腫瘤、白血病和遺傳障礙等疾病科研表明氡子體輻射危害占人體所受全部輻射危害55%上誘發肺癌潛伏期大多都15年上我國每年因氡致癌約5萬例而天津市區公眾肺癌23.7%由氡及其子體造成
三、我國大氣污染現狀
近年來雖我國大氣污染防治工作取得了大成效由於各種原因我國大氣環境面臨形勢仍非常嚴峻大氣污染物排放總量居高下現全國二氧化硫年排放量高達1857萬噸煙塵1159萬噸工業粉塵1175萬噸大氣污染仍十分嚴重全國大多數城市大氣環境質量超過國家規定標准全國47重點城市約70%上城市大氣環境質量達國家規定二級標准;參加環境統計338城市137城市空氣環境質量超過國家三級標准占統計城市40%屬於嚴重污染型城市酸雨區污染日益突出酸雨區由80年代西南局部地區發展現西南、華南、華和華東4大面積酸雨區酸雨覆蓋面積已佔國土面積30%上我國已成繼歐洲、北美之世界第三大重酸雨區常德市酸雨污染也非常嚴重1996年酸雨頻率達100%逢雨必酸通過採取建立城市大氣環境保護圈關閉城鄭磚瓦廠、拆除污染嚴重小型鍋爐等措施大氣煙塵和二氧化硫污染有所減輕酸雨頻率有所下降目前仍高達41.6%
據預算21世紀初上半葉我國能源開發、利用和消費會有較大幅度增長而我國能源資源特點和經濟發展水平決定了煤主能源結構長期存因此控制煤煙型大氣污染長期作我國大氣污染控制領域主要任務
三、我國水污染現狀及解決方法2008-04-11 16:58我國水污染現狀及有效解決方法
改革開放二十多年來我國經濟發展迅速環境污染日益嚴重尤其生活飲用水污染尤突出目前生活飲用水安全性主要體現:
1農業污染源包括牲畜糞便、農葯、化肥等農業污水有機質、植物營養物及病原微生物含量高二農葯、化肥含量高據有關資料顯示1億公頃耕地和220萬公頃草原上每年使用農葯110.49萬噸我國世界上水土流失嚴重國家之每年表土流失量約50億噸致使大量農葯、化肥隨表土流入江、河、湖、庫隨之流失氮、磷、鉀營養元素使2/3湖泊受同程度富營養化污染危害造成藻類及其生物異常繁殖引起水體透明度和溶解氧變化從而致使水質惡化
2生活污染源主要城市生活使用各種洗滌劑和污水、垃圾、糞便等多無毒無機鹽類生活污水含氮、磷、硫多致病細菌多據調查統計1998年我國生活污水排放量184億噸
3工業污染我國每年約有1/3工業廢水和90%上生活污水未經處理排入水域全國有監測1200多條河流目前850多條受污染90%上城市水域也遭污染致使許多河段魚蝦絕跡符合國家級和二級水質標准河流僅佔32.2%污染正由淺層向深層發展地下水和近海域海水也正受污染我們能夠飲用和使用水正知覺減少世界頭號殺手日趨加劇水污染已對人類生存安全構成重大威脅成人類健康、經濟和社會持續發展重大障礙據世界權威機構調查發展國家各類疾病有8%因飲用了衛生水而傳播每年因飲用衛生水至少造成全球2000萬人死亡因此水污染被稱做世界頭號殺手
我國有82%人飲用淺井和江河水其水質污染嚴重細菌污染超過衛生標准佔75%受有機物嚴重污染飲水人口約1.6億長期來人們直認自來水安全衛生因水污染今自來水已能算安全衛生了項調查顯示全世界自來水測出化學污染物有2221種之多其有些確認致癌物或促癌物從自來水飲用標准看我國尚處於較低水平自來水廠目前僅能採用沉澱、過濾、加氯消毒等方法江河水或地下水簡單加工成飲用水自來水加氯有效殺除病菌同時也會產生較多鹵代烴化合物些含氯有機物含量成倍增加引起人類患各種胃腸癌大根源目前城市污染成分十分復雜受污染水域除重金屬外還含有甚多農葯、化肥、洗滌劑等有害殘留物即使把自來水煮沸了上述殘留物仍驅之去而煮沸水增加了有害物濃度降低了有益於人體健康溶解氧含量而且也使亞硝酸鹽與三氯甲烷等致癌物增加因此飲用開水安全系數也高據新資料透露目前我國主要大城市只有23%居民飲水符合衛生標准小城鎮和農村飲水合格率更低水污染防治當務之急應確保飲用水合格此應加大水污染監控力度設立供水水源地保護區
人們已意識能破壞生態環境來發展經濟樣代價太大了我國已提出社會經濟持續發展和保護人民身體健康戰略對整治水域污染採取了系列強有力措施我們決能再走先污染治理老路了人類健康和生存了擁有潔凈水環境保護水資源當從現做起
解決水污辦法
1)水源污染:國家環境部門統計我國82%河流受同程度污染;我國七大水系
適合做飲用水源河段已接近40%;城市水域78%河段適合作飲用水源;約50%城市地下水受污染隨著現代工業飛速發展水體受工業廢水、汽車尾氣、農葯等有機物化學污染越來越嚴重
2)自來水輸水管網二次污染:自來水出廠經過漫長輸水管網(鍍鋅管)及高樓水
塔、水箱等設施接觸污染物甚多諸鐵銹、污垢、細菌等們極其復雜相互作用生成許多有毒及致癌物質同時城市高樓水箱、水塔清潔檢修工作足因此使用安全據國預防醫學科學院環境衛生監測所檢測表明我國35主要城市飲用水達標率僅23%
3)生活飲用水水質標准落:我國生活飲用水水質標准(GB5749-1985)1959年制定
比美國晚了45年自20世紀60年代至今美國修訂標准至少10次而我國僅修訂過2次美國制定了有關生活飲用水水質標准相應技術法規而我國目前尚缺少相關技術法規
水質指標數量方面美國共52項而我國只有35項約美國67%因此水質監測方面有能遺漏對某些有害成分檢測項目我國水質標准有機物指標僅有7項絕大多數無機物其重金屬離子主;而美國標准則有機物主多達27項約占總數52%見、美兩國生活飲用水水質標准指標監測重點同此外我國生活飲用水水質標准指標要求低甚至還有項肉眼見物指標
與歐盟相比我國指標分類與其基本致而且性質上都無機物指標主指標數量方面歐盟共56項比我國多60%其水質監測比我國全面得多
2、水質污染危害
水生命之源生活飲用水質好壞與人們身體健康密切相關據世界衛生組織(WHO)調查表明全世界80%疾病和50%兒童死亡都與飲用水水質良有關由於飲用良水質導致消化疾病、傳染病、各種皮膚病、糖尿病、癌症、結石病、心血管病等多達50多種;由於水質污染全世界每年有5000萬兒童死亡3500萬人患心血管病7000萬人患結石病9000萬人患肝炎3000萬人死於肝癌和胃癌我國因水質好而引起地方病也時有報導而因水質污染引起新發病種情況也越來越多
3、解決水質污染途徑
1) 水源水保護;
2) 自來水廠工藝設備改造;
3) 管道分質供水;
4) 家庭管網終端水質凈化
水源保護或自來水廠改造從定程度上提高自來水質量能從根本上解決問題尤其管道二次污染問題從我國目前國情來看預見自來水廠設備與技術更新和自來水管網整體改造10-20年內難實現
即使採用管道分質供水其工程造價、設計施工、管理維護、水費收取、衛生指標及安全程度等方面都存諸多問題另外管道分質供水只能針對新建樓盤對於我們現有大量住宅小區由於牽涉管道重新鋪設問題水質污染問題還無法解決
國際衛生組織研究表明享受健康安全用水有效辦法市政供水管網末端即家庭用水終端加裝水質凈化器樣能從根本上解決自來水管道二次污染問題而且通過終端深度處理又正對城市自來水處理工藝補充和完善從而整體上大大提高自來水水質滿足家庭食用、洗浴、洗滌等諸多方面需求從工程角度來看無論造價、施工難度、管理維護、使用成本、衛生指標和安全程度等各方面採用家庭終端凈水機解決自來水污染問題佳選擇
隨著經濟斷發展環境污染特別水污染日益加劇否認客觀事實通過對我國城市自來水質現狀及對水質污染解決途徑分析預見家用凈水機作解決水質污染佳方式我國有著巨大潛市場從產品功能來看凈水機直接關系人們身體健康產品隨著人們消費水平和健康意識逐步提高凈水機必像彩電、冰箱、空調樣成種家用必需品而各家庭得普及
即使西方發達國家生活飲用水水質遠好於我國情況下大多數家庭仍採用凈水機終端凈化方式避免輸送管網二次污染我國大部分城市地區凈水機還處於導入期發展空間非常大
四、我國大氣污染狀況
我國大氣污染狀況十分嚴重主要呈現煤煙型污染特徵
城市大氣環境總懸浮顆粒物濃度普遍超標;二氧化硫污染保持較高水平;
機動車尾氣污染物排放總量迅速增加;
氮氧化物污染呈加重趨勢;全國形成華、西南、華東、華南多酸雨區華酸雨區重
1. 大氣污染物排放總量現狀
(1) 二氧化硫排放現狀隨著我國經濟快速發展煤炭消耗量斷增加全國煤炭消耗量從1990年9.8億噸增加1995年12.8億噸二氧化硫排放總量隨著煤炭消費量增長而急劇增加1995年全國二氧化硫排放總量達2370萬噸各類二氧化硫排放源電廠和工業鍋爐排放量佔70%成排放大戶各類污染源排放二氧化硫百分比構成下:民用灶具12%、工業窯爐11%、工業鍋爐34%、電站鍋爐35%、其8%
(2)煙塵、粉塵排放現狀1995年全國燃煤排放煙塵總量1478萬噸其火電廠和工業鍋爐排放量佔70%上火電廠排放地方電廠由於基本上使用低效除塵器噸煤排放煙塵國家電廠5~10倍其排放量占電廠總排放量65%
1995年全國工業粉塵排放量約639萬噸.其.鋼鐵生產排塵占總量15%水泥生產排塵占總量70%水泥生產排塵地方水泥廠排塵佔80%成工業12塵主要排放源近年來鄉鎮工業發展迅速口1996年全國鄉鎮工業污染源調查結表明
1995年全國鄉鎮工業二氧化硫、煙塵和工業粉塵排放量分別占當年全國工業二氧化硫、煙塵和工業粉塵排放瑩28.2%、54.2%和68.3%鄉鎮工業污染物排放已成我國環境污染重要因素
(3)機動車排氣污染現狀自80年代受經濟增長推動我國機動車數量增長迅速全國汽車保有量年增長率保持13%特別些大型和特大型城市北京、廣州、成都、上海等市機動車數量增長速率遠遠高於全國平均水平1995年全國汽車保有量已超過1050萬輛比1990年增加420萬輛3汽車排放氮氧化物、氧化碳和碳氫化合物排放總量逐年上升由於城市人口密集交通運輸量相對大機動車排氣污染城市大氣污染所佔比例也斷上升
5. 在環境地質調查中的應用
一、在農業和土壤治理中的應用
1.農業活動對地下水的污染
目前對農葯造成地下水污染的問題,已使人們產生越來越多的憂慮。有人認為,農葯的污染將成為當今主要的污染問題之一,對環境污染的農葯有除莠劑類、殺蟲劑類及殺真菌劑類等。此外,地下水還容易遭受在農業生產中的糞堆、農場污水、廢物、消毒水和青儲飼料液劑等污染源的危害。被國際水管理機構禁止使用的農葯數目在不斷增加,如:DDV被禁用,艾氏劑、狄氏劑和氯丹被停用,碘苯腈和溴苯腈被限用。農葯和硝酸鹽等對地下水的水質構成嚴重威脅,它比地表排污的污染更難消除。
2.海水對地下水的污染及治理
當地下淡水水位下降時,海水將浸入,使地下鹹水增多,淡水減少。我國東南沿海地區普遍存在這種現象,鹹水浸入可使農業產品的數量減少和質量降低,還會危害現有的淡水動、植物的生存,在鹹水濃度高時,能引起人類生理效應,產生高血壓症狀。
我國沿海由於地下水過量開發,導致海水入侵已是普遍現象。渤海周邊有大面積鹹水區。中科院在山東萊州為萊州市海水入侵治理開展了地面電測深工作。圖5-2-1為視電阻率等值斷面圖,圖中顯示出海水入侵通道(低阻)和淡水古河道(高阻)。測量結果編制出電阻率圖和曲線類型分布圖,劃分出海水嚴重入侵區(ρs=2~17Ω·m),輕度入侵區(ρs=17~30Ω·m)和未入侵區(ρs=30~100Ω·m)。曲線類型QQ和KQ型為嚴重入侵區,H型為輕度入侵區,K型和A型為未入侵區。根據電測深劃分的入侵程度見表5-2-1。表5-2-1中Ⅲ區是易於治理區,Ⅰ區是難治理區,某些地方已開發鹵水資源。由於萊州市地下水嚴重過量開發導致近海王河和朱橋河地區產生兩個大型地下水漏斗,漏斗中心水位分別為-15 m和-10 m。近年入侵面積已擴大到435 km2,報廢機井6000多眼,使50萬畝耕地失去灌溉地下水,5萬畝耕地發生次生鹽鹼化。從而提出攔水補滲的治理海水入侵工程措施。
圖5-2-1 視電阻率等值斷面圖
表5-2-1 海水入侵程度與電阻率的關系
3.土壤鹽鹼化和旱災治理調查
農田的開墾和灌溉使地下水面上升,導致鹽鹼化。土壤含鹽度可根據電導率劃分,可採用航空或地面電法,而潛水面深度一般用地震折射法確定。表5-2-2列出澳大利亞的土壤含鹽度分級及其與作物耐鹽力、根部土壤電導率之間的關系。
表5-2-2 澳大利亞的土壤含鹽度分級及其與作物耐鹽力、根部土壤電導率之間的關系
近年的特大旱災給印度安德拉邦帶來很大困難。為治理旱災擬採取水土保持和回灌措施,這就要求了解土壤厚度,風化殼厚度和基岩起伏。為此在該邦典型缺雨區系統開展了電阻率測深。根據電測深的結果繪制了土壤厚度和基岩深度等值線圖。為了解風化層厚度變化和充水裂隙的有無又作出地電斷面。在劃分出的土壤薄的地區採取水土保持措施,而將風化層厚、基底深的地區作為人工回灌的地點。
4.土壤治理中的應用
對於土壤污染,首先要控制和消除污染源。因為,土壤具有一定的凈化能力;因此要控制污染物的遷移轉化,使之不能進入食物鏈。
(1)控制和消除土壤污染源
1)控制和消除工業「三廢」排放。推廣閉路循環、無毒工藝,減少或消除污染物。對工業「三廢」進行回收處理、凈化處理和減小排放的數量和濃度,使之符合標准。
2)加強土壤污灌區的監測和管理。了解污染物質的成分、含量及動態,控制污水灌溉數量,避免濫用污水灌溉引起土壤污染。
3)控制化學農葯的使用。禁用或限用劇毒、高殘留性農葯,研製高效、低毒、低殘留農葯,發展生物性農葯。合理施用農葯,制定安全間隔期,制定農葯的容許殘留量。
4)合理施用化肥。為了增產,合理施用化肥是必要的。但施用過量,會引起農作物減產和質量降低,還會造成農作物中硝酸鹽含量過高,而影響人和家畜的健康,也會影響重金屬元素含量的增加,造成土壤污染。
(2)增加土壤容量和提高土壤凈化能力
增加土壤有機質含量、砂摻粘和改良砂性土壤,可以增加和改善土壤膠體的種類和數量,增加土壤對有毒物質的吸附能力和吸附量,從而減少污染物在土壤中的活性。發現、分離和培養新的微生物品種,以增強生物降解作用,也是提高土壤凈化能力的極為重要的一環。
(3)物探方法在土壤污染源調查中的應用
工業生產中排放的廢渣、廢水以及礦石燃料燃燒排放的廢氣中含有鐵磁性物質。因此,測定材料、底泥土壤的磁化率(к)與剩磁M,可追蹤湖泊、海洋、土壤污染的來源,而土壤的M與污染物質中的鐵呈正相關關系,可從M值估測湖泊、海洋、土壤中的鐵含量,判斷土壤、水體、湖泊及淺海沉積物的污染程度。圖5-2-2是希臘雅典鋼鐵廠對淺海淤泥污染的磁測結果,離鋼鐵廠0.3 km處,表層的磁化率值是1~3 km處的十倍。郭友釗在河北廊坊某工廠附近的表土磁性測定,得到類似的結果。在京津鐵路兩側,也監測到由生活垃圾污染引起的土壤磁性的升高。
圖5-2-2 希臘雅典鋼鐵廠周圍海洋沉積物剩磁測量結果
二、在環境污染評價和監測中的應用
1.地下水的污染評價和監測
被無機鹽污染的水,由於離子濃度增加,往往使電阻率降低。由於污染水與未污染水電阻率差異明顯,如果埋藏不深,又有一定體積,可以通過電法探測出來。例如美國威斯康星州的索克維爾煤灰堆積場,為了解煤灰對地下水的污染,共打了33口觀測井,同時在井旁作電測探,測線垂直地下水流向。電測深與采水樣同時進行,每月一次,根據電測深作出的水質污染范圍斷面圖,要比只有少數監測井得出的結果要詳細得多。
加拿大滑鐵盧大學研究了用於服裝乾洗和金屬清洗的乙烯(C2Cl4)的污染情況。每排出1L乙烯可污染1000×104升水。在實驗場周圍將鋼板打入地下,隔斷場地內外的水力聯系,通過淺孔向場內注入乙烯,在周圍的監測孔內進行中子、密度和感應測井,還定期測地面和井中電阻率,並開展探地雷達剖面測量。結果發現,由於乙烯中的氯浮獲中子,在中子測井曲線上出現負峰,偏高濃度的乙烯在雷達剖面上表現為明顯的反射,根據電阻率異常還可以看出乙烯隨時間的移動。
石油污染是一種最為常見的有機污染。在南澳的一個地下漏油地點,開始採用EM31電磁儀和地質雷達探測漏油位置均無效,後來做了電磁波剖面法才圈出污染范圍並被鑽探和槽探證實。工作中垂直發射線圈和水平接收線圈保持零耦合狀態,以等線圈距沿測線移動,在污染范圍內出現明顯的磁場垂直分量低值異常。
2.大氣污染評價和監測
俄羅斯科學家研究表明,電位梯度是大氣污染程度的標志。由於業交通等引起的近地表大氣組分的變化,如化學組分變化、塵埃的增加、固態和液態煙霧等對電荷的分解和運移有很大影響,使大氣電導率降低,導致電位梯度平均值的增大,結果電場強度E的垂直分量加大。
大氣中二氧化硫含量的偏高導致酸雨的形成,而二氧化硫主要來自燃煤。利用X熒光測量可以現場分析煤中的硫含量。測量以55Fe為X射線源,氣體正比閃爍數管作為探測器,硫譜線能量解析度為11.8%,檢出限可達0.15%。
3.天然核輻射的評價和治理
據美國統計,人所受的核輻射劑量的82%來自天然源,而55%則來自於氡。放射性氣體氡容易附著在塵粒上,被人體吸入可導致肺癌。氡氣災害分布廣泛,若在全國范圍內普遍開展則費時費力,難以做到。我們知道氡是鐳的衰變產物,而鐳又是鈾衰變形成的,因此劃分出鈾含量偏高的地區(平均含量2.5~10倍)是重要的,如花崗岩、片麻岩、流紋岩、英安岩、碳質頁岩等分布區。因此天然核輻射環境污染的評價和治理可分為廣域的、小區的和室內的三個階段進行。
(1)廣域的輻射環境監測
由國家統一組織進行,目的是了解整個國家輻射環境的總體狀況和危害程度。主要利用航空放射性γ能譜測量、放射性地球化學測量、區域地質和遙感資料。航空放射性測量的鈾、釷、鉀含量平面等值線圖和剖面圖實際是反映地面鐳含量變化情況的主要依據。在缺乏航放資料的地區可用地面放射性測量和鈾、鐳、氡等地球化學測量資料。區域地質和遙感資料可提供岩石分布和斷裂帶等區域地質構造背景情況。
例如,區域環境氡評價工作可開展全國性室內氡的抽樣調查,採用統一的測量方法,對探測器進行標定,並統一進行實驗室分析和數據處理,研究和了解氡對人類環境危害的程度。
(2)小區和室內輻射環境的監測的治理
在上述方法確定的高輻射區內,採用伽馬輻射儀,活性炭探測器,阿爾法徑跡探測器和高靈敏度測氡儀等對人類生活空間(特別是室內氡)和水源進行監測,以確定輻射污染源。據資料統計,約有8%~25%的肺癌死亡原因與吸入空氣中的氡輻射有關,認為評價住宅所在地潛在氡濃度的最好標志是土壤氡和土壤滲透率二者配合。
輻射環境污染的治理應針對不同污染源採用相應的方法。因工廠的廢渣、廢石引起的輻射環境污染,採用清理現場,並選擇地質構造環境穩定的地區挖坑深埋。對於室內氡污染,若其來源於土壤和岩石(占進入室內氡總量的90%,如美國有12%的房屋超過4pci/L的限值)則需改善房屋板密封性能,一般無縫隙的水泥地板可以屏蔽掉大部分來自地下方的氡,在土壤氡濃度特高區,還可採用一些特殊措施,如在房基下方的表層土壤中混入25%的活性炭,形成吸附層可以降低氡氣逸出率50%以上。
來自燃氣、煤和水等的氡主要污染廚房、廁所和浴室,應加強室內通風。對於建築材料的污染應在牆面上敷設屏蔽層或更換污染嚴重的建築材料。飲用水源的污染,應停止使用並進行填埋。
(3)天然電磁輻射研究
研究表明,對人體健康有害的磁暴、電暴和氡暴可能是三位一體的。在近地表大氣中氡的濃度有時會突然增加,稱為氡暴,它還伴隨有電暴,即大氣中離子濃度的突增,使人出現胸悶、心悸、偏頭痛、失眠、焦慮等症狀。有人認為太陽黑子引起地磁場的突變,而導致岩土的磁致伸縮作用,使其孔隙中的氡被擠入大氣。實驗證明,氡暴和電暴影響人的大腦垂體、腎上腺系統、心血管和神經方面的症狀。
磁暴會使高頻無線電通訊中斷,導致大氣層膨脹,使低空衛星的阻力加大、軌道畸變,引起衛星異常。地磁場變化感應出的電流使輸電系統中的變壓器飽和、甚至燒毀,該電流還會引起金屬管道的腐蝕和干擾電氣鐵路。
(4)人工振動對環境的影響
實驗證明,人對2~10 Hz的振動最為靈敏,對0.5~2 Hz和10~100 Hz的振動次之,對其他頻率的振動不靈敏。人體的不同部位具有不同的響應頻率,當振動波能量超過一定值後,人會感到不適、疲勞和工作效率降低。
人工振動對建築物造成的損失也引起了人們的關注。面對住戶的申訴,已開始對地表振動實行實時全程監測,測定地面振動的強度、頻率和衷減特性。美國有用地面質點運動速度為標准,來衡量建築物損壞程度的標志。
長期振動還會引起土壤和建築物結構的疲勞。俄羅斯研究表明,影響土壤和建築材料性質變化的主要因素不是振幅,而是不同負載長年振動的積累效應。如莫斯科地鐵沿線的地震測量表明,土壤縱波速度已由350~500 m/s降至180~200 m/s,彈性模量也在降低。
(5)人為放射性污染監測
鈾礦及伴生鈾的其他礦產的開采與選礦均會引起嚴重污染。如美國維持羅選礦廠在20世紀50年代選鈾礦170萬噸,後在該地作航空放射性測量,航高46 m,線距76 m,測量結果以照射量率和鐳的當量含量表示。劃定出14個由尾礦、礦石、爐渣等引起的異常區。
放射性物探也是監測核泄漏事故的重要手段。切爾諾貝利核事故發生後前蘇聯及周邊國家作了大規模監測。如瑞典在150 m高度開展了航空能譜測量,在Covle附近發現明顯的高值,隨後調查轉向瑞典南部,以了解是否可允許奶牛吃該地春天新生的牧草。最後整個瑞典用50 km測線距(異常區加密到20 km)的航測覆蓋,發現污染區不斷向瑞典至挪威邊界方向擴大。
粉煤灰是一種量大面廣的污染源。據聯合國原子輻射委員會統計,一個每天燃煤10 t的熱電廠,向大氣釋放的238U的放射性強度達1850 KBq。測量表明,煤經燃燒後鈾進一步富集,而且飛灰比爐渣更為富集。由於飛灰易於吸入人體,因此在熱電廠周圍居民的癌症死亡率比核電站周圍高30倍。
6. 水中的污染物都有哪些它們來自哪裡對於已經形成的污水,我們可以怎麼做有哪些方法急啊,明天公開課
水的污染:由於污染物的大量侵入和積累,當超過水體自凈能力時,將導致水體的化學、物理、生物或放射性等方面的特性發生變化,從而影響水的有效利用,危害人體健康或者破壞生態環境,造成水質惡化。這種現象叫做水的污染。
水的污染分為:自然污染和人為污染。
自然原因造成的污染——自然污染。如特殊的地質使某地區有某種化學元素大量存在,天然植物的腐爛過程中產生某種有害物質,降雨淋洗大氣和地面後夾帶各種物質進入水體等,都會影響當地水質。造成自然污染的有害物質含量一般稱為自然本底值或背景值。
人為污染是人類生活和生產活動中產生的廢物對水的污染,包括生活污水、工業廢水、農業排水、礦山排水,此外還包括廢渣、廢氣經降水淋洗進入水體而帶來的污染。
水體包括:水、底質(泥沙)、水生生物
水污染按性質分 化學性污染 無機污染物:酸、鹼、鹽
無機有毒物:Hg、Cd、Pb、As、CN—、F—…
有機有毒物:農葯、酚、多環芳烴…
耗氧物質:碳水化合物、脂肪、蛋白質…
物理性污染 懸浮物、熱污染、放射性污染…
生物性污染 病原微生物…
水污染按來源分 工業廢水 量大、成分復雜、不易降解、難處理
生活污水 含N、P較多,造成水質富營養化
農業污水和灌溉排水 農葯、營養成分
7. 鑽井過程中有哪些污染物這些污染物是如何產生的,如何有效防治 化工概括論文
鑽井廢棄物是鑽井污水、鑽井液(鑽井泥漿)、鑽井岩屑和污油的混合物,是一種相當穩定的膠態懸浮體系,含有粘土、加重材料、各種化學處理劑、污水、污油及鑽屑等,危害環境的主要化學成分有烴類、鹽類、各類聚合物、重金屬離子、重晶石中的雜物和瀝青等改性物,這些污染物具有高色度、高石油類、高COD、高懸浮物、高礦化度等特性,是石油勘探開發過程中產生的主要污染源之一。油氣田每鑽完一口井,都要在原地丟下一個廢棄的泥漿池。一個油氣田有成千上萬口井,就有成千上萬個廢棄泥漿池,每個泥漿池中的鑽井廢棄物少則有幾百方,多則有幾千方。這些廢棄物具有的可溶性的無機鹽類污染、重金屬污染、有機烴(油類物質)污染,若在井場堆放或掩埋,一旦被雨水浸泡、河流沖刷,就會對周圍的土壤、水源、農田和空氣造成嚴重的環境風險。
防治措施:
做好區域地質及水文地質調查工作,要對擬鑽探區域的地質構造和可能發生的地質災害有較好的預判。
要合理的進行工程設計,採用先進的鑽探工藝及有針對性的鑽探方式。如對擬避讓的地質災害高發區或者是敏感保護區採用定向井或者是叢式井鑽探,先探後采。
加強井口封閉及井壁維護,確保不發生井噴或者井壁坍塌(防止含油回注水竄入地下水含水層,污染地下水),對井壁破裂及時進行封堵。
使用優質高效的鑽井工藝泥漿(環境友好型),防止井下漏油,防止鑽井管和設備腐蝕。
重要的可能發生泄露事故的儲罐、裝置周邊要設置圍堰,基礎層進行防滲處理。
鑽井區域設置污染物處理設施,設置沉澱池、調節池、事故應急池,對鑽井岩屑、鑽井廢水、鑽井廢棄泥漿分開處理,能綜合利用的盡可能利用或者回注,不能利用的進行固化後衛生填埋,覆土後恢復生態。
8. 地質資源
組成地質環境的物質在現有社會、經濟和技術條件下能夠為社會經濟所利用的就轉化為地質資源。反過來說,地質資源是構成地質環境的重要組成部分。因此,在開發利用地質資源時,既要考慮社會經濟的需要,又要考慮對地質環境的影響。一般來說,地質資源包括礦產、土壤、地下水、地貌景觀等。
(一)礦產
礦產資源的形成與分布在很大程度上受制於地質環境的形成及演化過程。由於區域地質歷史、地殼運動、岩漿活動和沉積環境的差異,礦產資源在地質環境中的分布也是不均衡的。根據成因,岩石分為沉積岩、變質岩、岩漿岩三大類,在不同的岩石中往往會形成不同的礦產。例如,煤炭、石油、天然氣、石膏等一般形成於沉積岩中;石墨、大理岩等一般形成於變質岩中;鎢、錫等金屬礦產一般形成於岩漿岩中。受地質構造運動的影響,在地殼沉降地區往往形成煤炭、石油、石膏、岩鹽等沉積型礦產;在地殼岩層褶皺隆起的地區,往往形成多金屬礦產。礦產的形成還與古地理條件有關。例如,在古生代早期,陸地上還沒有出現植物,所以在此之前不可能形成大煤田。古生代後期、中生代的侏羅紀和新生代的第三紀,分別是地球上三次出現大規模森林時期,形成了地質史上三個重要的成煤期。
礦產資源是社會經濟發展的重要物質基礎,人們的生產和生活都離不開礦產資源。根據其用途,礦產資源大致可分為4類:能源礦產、金屬礦產、工業礦產和建材礦產。能源礦產主要包括煤、石油、天然氣、泥炭等由地質歷史上有機物堆積轉化而成的化石能源和鈾、地熱等。金屬礦產是國民經濟、國民日常生活、國防工業、高科技產業必需的基礎材料和戰略物資,可細分為黑色金屬、有色金屬、貴金屬、稀有金屬、稀土金屬、分散元素等。工業礦產是具有特殊的化學或物理特性而用於不同工業用途的非金屬礦物或岩石,包括螢石、鉀鹽、重晶石等。建材礦產可用於工程建設和建造建築物,包括水泥用灰岩、高嶺土、石材(大理岩、花崗岩、玄武岩、輝綠岩、安山岩、凝灰岩、板岩)等。
(二)土壤
地殼表層岩石遭受風化作用後,形成鬆散的殘積物。殘積物表層通常是生物活動的場所。生物在生命過程中分泌和產生大量的有機質,有機質與殘積物不斷發生物理化學反應,殘積物逐漸演變,最終形成了今天的土壤。決定成土作用和土壤類型的主要因素是氣候、植被和岩石風化產物的成分。由於自然界地質環境組成、氣候和植被的差異,不同地區形成了各種各樣的土壤。不管是森林土壤、草原土壤,還是水成土壤,其基本物質組成主要包括:礦物質、有機質、水分、空氣和生物(圖1-2)。
圖1-2 土壤的基本物質組成圖
土壤為植物的生長提供了物理支撐和所需的水分與養分。土壤是綠色植物初始生產力建造的基礎之一,它既是農業生物生長發育的出發點,又是基本生物組成的歸宿地。研究表明:土壤地質環境狀況對植物的生長有明顯的影響。土壤中某些地球化學元素的不足或過量,會嚴重影響一些植物的正常生長。例如,土壤中鹽分含量過多時,只能生長少數耐鹽的植物,而不能種植小麥、玉米等農作物;在土壤和水源缺乏鋅元素的地方,種植的豆類作物容易落花落果造成減產等。人們通過比較土壤中地球化學元素和礦物質含量與農作物需求,可以確定不同地區種植各種農作物的適宜性,從而調整農業種植區劃與布局,促進農業增產增收。為了擴大農作物種植面積,人們研究出了很多物理、化學或生物方法來改良土壤,改善土壤地質環境。
土壤是陸地水分循環的紐帶,是水文過程的調節器和緩沖器。降落到陸地表面的大氣降水,除一小部分為植物冠層截留外,到達地面的降水首先滲入土壤,超過土壤入滲能力的降水形成地表徑流,匯聚進入地表水體。滲入土壤的水分,一部分蓄存於土壤根系層中形成土壤水資源,供植物蒸騰蒸發;另一部分在重力作用下,繼續下滲補給地下水,成為地下水的主要補給來源。在地下水淺埋區,在毛細作用下地下水也可上升進入土壤根系層,補給土壤水分,供植物蒸騰蒸發。由此可見,土壤是接納降水的主要場所,在超過土壤接納能力後,降水轉化為地表水和地下水,土壤性質對大氣水、土壤水、地表水、地下水、植物水「五水」轉化具有重要影響。在農業生產中,人們往往通過深耕、秸稈還田、覆膜等措施改變土壤狀況,間接起到調控水分的作用。
土壤對人類活動過程中排放的污染物具有一定的自凈作用。進入土壤的污染物,在土壤微生物、土壤有機和無機膠體等自然因素的作用下,經過一系列的物理、化學和生物過程,可使污染物在土壤環境中的數量、濃度或毒性、活性降低[16],從而減輕污染物對經濟社會的負面影響。但是,土壤的自凈能力是有限的。隨著時間的推移,當進入的污染物數量和速度超過了土壤的凈化能力時,土壤地質環境的自然動態平衡就會遭到破壞,導致土壤正常功能失調,土壤質量下降。
(三)地下水
地下水賦存和運移於岩土空隙中,其形成受到地質環境的制約。影響地下水形成的主要因素包括地形地貌、岩石性質、地質構造等。地形地貌決定了地下水的空間分布和運移,岩石性質決定了地下水的貯存空間,地質構造則決定了具有貯水空間的岩土儲水能力。地形平坦的平原和盆地,鬆散沉積物厚,降水形成的地表徑流易於滲入地下補給地下水,所以一般來說平原和盆地中地下水分布廣泛而豐富。堅硬岩石中的地下水存在於各種內、外動力地質作用形成的裂隙之中,分布極不均勻。鬆散岩層中的地下水存在於鬆散岩土顆粒形成的孔隙之中,分布相對較為均勻。
地表以下岩土空隙中的水分,按照其賦存狀態可分為土壤水(包氣帶水)和地下水。土壤水是陸地植物蒸騰和土壤蒸發的基本水源,它在供給植物生長發育需水的同時,積極參與水分循環。地下水處於潛水面以下飽和區,在重力作用下緩慢流動。從整個水循環系統看,地表以下非飽和區和飽和區水分運移有著天然不可分割的聯系(圖1-3),劉昌明等將二者統稱為地中水(Subsurface water)[17]。根據水量的交換關系和聯系強弱,土壤水和地下水的相互作用大致可劃分為以下3種情形:①地下水埋深大於其極限埋深,土壤水和地下水之間為單向聯系,土壤水始終下滲補給地下水。地下水極限埋深系指地下水不能上升至土壤上層,由潛水面上移流量開始為零時的地下水埋深。②地下水埋深小於其極限埋深,大於土壤根區深度,土壤水和地下水之間為雙向聯系,二者間的水量交換頻繁,地下水中的鹽分易在土壤表層積累。淺埋深地下水對土壤剖面的含水量和水勢分布有很大影響,是土壤發生鹽漬化的重要原因,也是地表生態格局變化的影響因子之一。同時,這種情形也增加了地下水遭受污染的風險。土壤中化學物質變化與地下水鹽動態密切相關。③地下水埋深小於土壤根區深度,甚至有時潛水面高出地表,土壤水與地下水之間作用強烈,土壤飽和狀態和非飽和狀態交替頻繁,土壤中的化學和生物過程與地下水變化緊密相關。因地下水位過高而形成的濕地即屬於這種情形。
圖1-3 土壤水與地下水水分運移與轉化示意圖
地下水是水資源的重要組成部分。與地表水相比,地下水具有分布廣、水量相對穩定、水質好、不易受污染等特點,在供給工農業和居民生活用水、支撐經濟發展方面具有重要的作用。
作為重要的生態因子,地下水在維持生態系統方面具有無可替代的作用。地表水生態系統(河道基流、濕地、泉水等)、河岸生態系統和陸地非地帶性植被都需要地下水的補給和維持。在我國西北地區,天然綠洲往往需要地下水的支撐,地下水位的下降和水質的惡化會給綠洲生態系統帶來嚴重影響。丘明新等通過對烏魯木齊柴窩堡地區植被類型及其發育情況進行調查後發現:草甸草場植被發育的優劣與其所處生境的地下水位密切相關。苔草草甸在地下水埋深1.15m時,蘆葦草甸在地下水埋深1.12m時,植被均發育不良;芨芨草草甸在地下水埋深大於2m時植被衰退;蘆葦草甸在地下水埋深大於2m時植被發育很差[18]。
地下水,尤其是深層承壓水,還具有平衡地下壓力、支撐上覆岩土體的作用。人工抽汲地下水時,伴隨著地下水從含水岩組中,尤其從那些厚層的半固結淤泥、粘土層中排出,在上覆岩土體的壓力下顆粒間的孔隙被壓縮,最終表現為地面沉降。由於人工大量開采深層承壓水,地下水位過度下降導致粘土層被壓縮,是很多地區發生地面沉降的主要原因。
(四)地貌景觀
地質環境是地貌景觀的基礎,而地貌景觀是地質環境在地表的外在表現,也是地質環境對人類活動影響最直接、最顯著的部分。地質環境與其他環境條件相互作用形成了某一區域的特色地貌景觀。在地球演化的漫長地質歷史時期,由於內外動力的地質作用,形成發展並遺留下來的不可再生的地質遺跡,有著極為重要的科學價值和觀賞價值。地質遺跡不僅為生物演化、人類生存發展歷史及尋找礦產資源提供了豐富的實證資料,還為人們提供了回歸自然、修養身心的娛樂場地。根據其形成原因與自然屬性,地質遺跡一般可分為以下5種類型:①有重要觀賞價值和重大科學研究價值的地質地貌景觀。②有重要學術價值的地質剖面和構造形跡。③有重要科學價值的古生物化石及其產地。④有特殊價值的礦物、岩石及其典型產地。⑤典型的地質災害遺跡[19]。地質遺跡作為一種地質資源,越來越多地被人們開發利用,將其科學價值、觀賞價值和教育價值轉化為社會效益和經濟效益,在經濟社會中發揮了越來越大的作用。社會發展表明:人類文明愈是高度發展,地貌景觀在人們生活中的地位就愈加重要。
9. 水體污染的主要污染源和污染物有哪些
1、工業污染
工業廢水及廢棄物中含有2200多種化學物資,許多未經處理就直接排放到地表、溝渠、河流……成份非常復雜,其中含有大量的致癌物、促癌物、疑似致癌物,導致人體突變物質,以及重金屬等,導致地表、地下水源的嚴重污染,是目前疾病年輕化、復雜化、多樣化的重要原因。
2、農業污染
我國是一個農業大國,同時也是人口大國,農業生產中大量使用農葯、化肥、激素、除草劑、催熟劑等等,以上的化學物質農作物只能吸收20-30%,70-80%直接滲入地下,或者揮發到空氣,以後隨著雨雪重新滲入地下。僅農葯使用量每年就是200萬噸以上,造成地下水有機磷超標,目前34%消化系統癌症是有機磷超標引發的。
3、生活污水
隨著人們生活水平的不斷提高,大量洗滌用品、化妝品進入人們的生活,隨著生活廢水通過下水道滲入地下,也對地下水源造成了一定程度的污染。
4、醫療垃圾
醫院排放的醫學垃圾裡面含有大量原生病毒和細菌。
5、高科技產品廢棄物
化學物質滲入地下,如一節舊電池能夠使1.5平方米的玉米死亡,寸草不生。
6、地質污染
土壤形成過程中含有大量碳酸鹽類物質(水垢),還有氟化物是結石及骨病的重要原因。
或許在生活用水的無形當中,我們健康純凈的體魄喝了這么多「污水」,有木有被嚇到啦?!那麼,你知道水與日益增長的細菌、病毒、疾病有什麼聯系嗎?
10. 環境地質問題
一、區域地下水位持續下降
由於地下水長期超量開采,地下水位呈現出持續下降的趨勢(表8-1)。1995~1999年地下水位平均累計下降3.52m,年下降速率為0.7m/a。其中唐山市平均累計下降最大,為5.36m;灤南縣最小,為1.73m。
表8-1 地下水位年變幅表(單位:m)
超量集中開采地下水,形成大面積地下水位降落漏斗。
(一)地下水位降落漏斗的分布
截至2000年末,工作區內共形成地下水水位降落漏斗3個。它們分別是:由唐山市區第四系淺層地下水水位降落漏斗、深層地下水水位降落漏斗和奧陶系岩溶水城市開采型水位降落漏斗共同組成唐山多層復合降落漏斗;豐南-唐海第四系淺層地下水水位降落漏斗;漢沽開采型有鹹水區深層承壓水水位降落漏斗等。
(二)地下水位降落漏斗的特徵及變化趨勢
1.唐山市多層復合降落漏斗
唐山市是一個重工業城市,地下水需求量較大。自1974年以來,唐山市枯水期就開始出現漏斗跡象,之後地下水水位不斷下降,漏斗不斷擴大、加深,1978~1982年為急劇下降階段,1982年以後由於城市和農業開采量受到控制,漏斗進入相對穩定階段,且有逐漸縮小的趨勢。1991~1995年枯水期漏斗區綜合計算面積為272.25~319.3km2,平均面積301.03km2,2000年枯水期漏斗區綜合計算面積270.85km2,面積縮小10%,且等水位線圍繞兩個中心獨自封閉。在豐水期兩個漏斗中心連成一片,在等水位線-15m處封閉。漏斗中心位置:北部在北郊水廠,封閉等水位線-10m;南部在定福庄,封閉等水位線-15m。漏斗中心水位埋深:北郊水廠1996~2000年枯水期平均水位埋深42.83m,5年中最低水位埋深出現在2000年,為47.50m;最高水位出現在1997年,為37.24m,這種水位與1996年為豐水年有關。5年平均水位1996~2000年比1991~1995年上升4.57m,說明漏斗中心水位已處於相對穩定且略有回升狀態。但是從1996~2000年5年的變化中,水位埋深仍然在逐漸增大。平均開采模數:1996年為21.89萬m3/(km2·a),2000年為24.0萬m3/(km2·a),2000年比1996年增加了9.6%,2000年水位比1996年下降了10.24m,這仍然是一個不可忽視的數據。
唐山漏斗影響范圍橫跨還鄉河陡河流域水文地質亞區和沙河流域水文地質亞區,漏斗呈北東向展布,西南部漏斗面積大於東北部,漏斗中心基本呈圓形,中間被北東向基岩淺埋區分割,四周邊界不對稱。等水位線在北部山前閉合,向南逐漸向兩端開放。該漏斗主要是城市工業及城鎮居民生活用水開采和農業開采地下水形成。唐山第四系淺層水水位降落漏斗處於相對穩定階段,綜合計算面積略有縮小,漏斗中心水位埋深略有回升。
2.豐南-唐海地下水水位降落漏斗
豐南-唐海地下水水位降落漏斗位於本區南部,東西界線已超出研究區范圍,北至鹹淡水界線,南到渤海灣,已形成了區域性沉降區。該沉降區處於濱海平原水文地質區,開采層為深部承壓淡水,鹹水底板在40~120m之間。開采層為Ⅱ、Ⅲ含水組,開采深度120~360m,個別地區超過400m。含水層岩性顆粒較細,地下水補給徑流緩慢。區內主要農作物為水稻,除唐海縣部分地區用地表水灌溉外,其餘均為地下水灌溉。由於近年來持續乾旱,地表水的來水量減少,地下水的用水量增大,機井灌溉期加長,在區內形成了以-30m等水位線圈閉的一個漏斗(見表8-2)。在漏斗范圍內有三個集中開采區,對應形成了三個漏斗中心,分別位於唐海縣城、豐南西葛庄和南堡鹽場。各集中開采區的開采強度、開采范圍及水位埋深不盡相同。
(1)西葛庄漏斗中心:位於豐南市東南,地下水開采主要供稻田灌溉用水和西葛庄一帶的多家陶瓷廠用水。2000年低水位期,漏斗中心水位埋深41.20m,水位標高-35.63m;豐水期水位埋深42.90m,水位標高-37.33m。此地區的地下水仍處於下降階段,漏斗仍在繼續擴大。
(2)唐海縣城漏斗中心:位於唐海縣城,主要為縣城工業和生活用水。2000年低水位期,水位最低點位於唐海縣城中的墾豐造紙廠,漏斗中心水位埋深為39.70m,水位標高-37.79m。
(3)南堡鹽場漏斗中心:南堡鹽場作為本區沿海地帶最大的曬鹽場,又是當地的經濟開發區之一,具有人口密集、工業較發達、用水量較大的特點,而且當地無較大的地表水源可供利用,因此,在本區形成了水位下降漏斗,漏斗中心水位埋深為47.30m,水位標高-45.00m。
3.漢沽農場地下水水位降落漏斗
主要為漢沽農場的工業及城鎮生活用水和稻田灌溉用水超量開采形成的。由於該漏斗的范圍超出了研究區的范圍,因此等水位線在研究區內沒有封閉,漏斗繼續向西、向南延伸。2000年低水位期,區內量低水位埋深75.00m,水位標高-74.50m,位於漢沽農場陡沽村(表8-2)。
表8-2 漏斗要素一覽表
二、地質環境污染
隨著唐山市工農業的飛速發展,污染物質排放量不斷增加。由於表層土體防護能力低,加之認識不足、管理不善或措施不利,所以形成了具有相當規模的唐山市污染體系,導致該市地質環境污染日趨嚴重。
(一)污染的形成與分布
污染來源主要有工業「三廢」、生活污水、垃圾、農肥和農葯污染等。據調查,僅唐山市能夠造成污染的企業就有270多家,每年排放工業廢水8315.94萬m3,廢氣10984.42萬m3,廢渣658.78萬t。居民生活污水排放量為2856.14萬m3/a,垃圾排放量51.9萬t/a。農業每年施用有機肥11.40萬t,化肥1.61萬t,各種農葯22t。
(二)污染的條件與類型
由污染源排出的污染質主要有「五毒」、「三氮」、有機質等共約20餘種。污染質通過滲透和滲漏兩種方式污染環境。滲坑滲透和渣堆淋滲,造成點狀污染;河流與溝渠滲漏造成線狀污染;施於田間的農肥農葯隨雨水或農灌水下滲,造成面狀污染。
1.地下水水質污染
地下水污染主要包括各種離子含量超標、硬度超標、有毒有害元素污染等。
(1)淺層第四系孔隙水污染。的污染區域主要分布在豐南市的錢營和豐潤縣的偏坨等煤礦開采區,但污染面積並不大,與煤矸石的堆放有關,唐山東礦區污染並不嚴重;唐海縣第四農場場部一帶亦有的污染,是受工業污染所致。
(2)淺層第四系孔隙水污染。僅在豐南市的宣庄、侉子庄和唐坊三鎮之間達到污染水平,其他地區沒有污染,這里的污染與鋼鐵廠有關。
(3)Mn2+含量具污染普遍性,大部分地區Mn2+含量都超過飲用水水質標准2~3倍;其他離子基本在正常含量范圍內。
(4)其他工業對水的污染。本課題在野外實地調查中,發現一些小型企業對地下水的污染是不容忽視的,如造紙廠、煉鋼廠等。例如豐潤縣韓城造紙廠,該廠排出的廢水未經任何處理就直接排到岔河,流入油葫蘆泊水庫中,烏黑的污水不僅污染了空氣,而且還污染了地下水,實地調查得知,該河兩岩10m范圍內的淺層水均被污染,已不能再飲用。
2.地面點源污染
唐山市的點源污染主要指唐山市區、各縣(市)、鄉鎮企業的工業污染源,如沖灰廠、垃圾廠、小造紙廠、小煤礦、小鋼鐵廠以及開採煤礦所形成的矸石堆等,這些工業企業治污能力差,其產生的「三廢」是最重要的污染源,並形成了具有一定污染規模的點污染源。
(1)垃圾廠的污染。據資料顯示:唐山市共有垃圾廠14個,存入垃圾總量約為150萬t,而且多利用采礦塌陷坑和基岩采礦坑,垃圾廠包氣帶土體原狀結構遭到破壞,防護能力差,嚴重污染著周圍的地質環境,其他城市也存在這一問題。據生活垃圾成分分析報告,垃圾發酵後,Cl-含量為 794mg/kg,Na+含量為 534mg/kg,含量為 368mg/kg,含量為16.1mg/kg,給當地自然環境和地質環境造成很大的危害。
(2)酚氰污染。酚氰污染主要產生於煉焦制氣工業,這里主要指唐山鋼鐵公司煉焦制氣廠。該廠共分布有7個污染源,污染物質主要為酚、氰。廠區事故廢水和生活污水主要排入泥河。據1992年水質監測,污水中酚含量0.31~6.32mg/L,超出地面三級環境水質標准(≤0.01mg/L)30~631倍;氰含量0.13~2.047mg/L,超出地面三級環境水質標准(≤0.1mg/L)0.3~19.5倍;化學耗氧量150.69mg/L;水的臭味很大。
(3)小造紙廠的污染。小造紙廠一直是國家重點治理的對象,但由於利益的驅使,小造紙廠一直不能絕跡,如豐潤縣韓城造紙廠等。
不過,由於點污染源影響范圍相對較小,危害較輕,故把點污染源作為最輕的一種影響因素。
三、地面塌陷
(一)岩溶塌陷
唐山市岩溶塌陷歷史悠久,早在20世紀20年代,由於煤礦岩溶水突水就發生過嚴重地面塌陷事故,造成重大損失。新中國成立以後,嚴重的岩溶塌陷集中發生在兩個時期。第一個時期是1976年唐山大地震以後,共發生塌陷120多處。其主要分布在市區的鳳凰山西麓,即現在的17號居民小區以及郊區的趙各庄中學、林西、黑鴨 子、大庄坨、信任坨、小屯、沙河等地。它的塌陷規模大小不一,大的塌陷坑直徑達100m以上。第二個時期是1983~1988年,其規模較大,造成危害的塌陷共約19處,陷坑多為不規則的圓形,一般直徑5~10m,最大達30~50m;一般深1~3m,最大5~7m。岩溶塌陷主要分布在路北區的西部和路南區的北部,集中發育在以下兩個地帶:一是西部的張各庄(6號居民小區)-體育場-啤酒廠一帶,以中段的體育場-興隆區附近最為嚴重。主要塌陷有體育場塌陷、熱力公司塌陷、京劇團塌陷、衛國路富強樓塌陷及房管所塌陷。這些塌陷集中發生在1988年前後。二是東部的大城山-鳳凰山-人民公園一帶,以中段的西北井-地震陳列館附近最嚴重。主要塌陷有唐山十中塌陷、地震陳列館塌陷等,主要發生在1984~1986年和1988年前後。除以上兩個密集塌陷帶外,在龍華小區、王謝庄大街等地亦有零星塌陷分布。
據我們在野外實地調查和訪問城建部門有關人士,唐山的岩溶塌陷已處於一個相對穩定階段,沒有發現新的岩溶塌陷,這與20世紀90年代以來唐山市控制岩溶水開采有關。
(二)采空塌陷
開灤煤礦已有百年的開采歷史,在670km2的煤田上分布著開灤礦務局所轄的11座煤礦和29座地方煤礦。長期開采造成的地面塌陷影響面積目前已達196.55km2,占唐山市區總面積的24.5%。據調查,地表嚴重變形,塌陷坑面積已達30多km2,最大坑深10m,個別地段已形成積水坑,主要分布在市中心區南部京山鐵路兩側以及國各庄、呂家坨、范各庄、林西、荊各庄村南等地。
采空地面塌陷是由於煤層采空引起的,煤礦開采是其主要的致塌因素,據統計采萬噸煤綜合塌陷率為533.4m2/萬噸。
采空塌陷造成的危害是巨大的。由於地面塌陷使之形成積水窪地,損毀大片良田,破壞地面建築物,使其傾斜甚至倒塌。這一災害已迫使161座村落遷至他鄉;另外,部分塌陷坑已成為污水坑、垃圾坑,污染地質環境。
四、地面沉降
地面沉降主要是由於過量抽取深層地下水引起的。根據國家地震測繪大隊資料,本區大規模地面沉降始發於20世紀50年代,地點主要位於豐南、唐海沿海一帶,年平均沉降速率約10~15mm/a,向北部逐漸變緩,至豐登塢、韓城、開平、塔坨一帶,連續遞減為零,總面積3013.0km2。其中,年降速率5~10mm/a的面積為1510.0km2,年降速率10~20mm/a的面積為805.0km2,年降速率20~30mm/a的面積為65.0km2。截至1990年,唐山南堡開發區一帶地面沉降量已超過1.0m(其中不包括由於構造引起的沉降量)。
本沉降區為天津沉降帶東北邊緣地帶,其沉降中心在天津-新港之間,最大沉降速率為100.5mm/a。本區地面沉降除與區域上的地殼緩慢運動有關外,大量開采深層地下水是其主因。過度抽取地下水時,由於來不及從含水層外面補給水量,地下水位迅速下降,在隔水層頂板和含水層接觸面上產生水力坡度,使粘土層中的水相應地進入含水層中,粘土層中的孔隙水壓力降低,有效壓力增加引起粘土層壓密。如果這種粘土層壓縮性強,厚度又較大時,其壓密的結果就會引起地面沉降。在地面沉降過程中,地下水位下降是主因。地面沉降是一種隱蔽性災害,影響空間范圍大,時間漫長,不易覺察,一旦發生時破壞嚴重,其結果是不可逆的。
綜上所述,由於本地區長期超采地下水,在市區中心形成雙層水位復合漏斗,出現了岩溶水與孔隙水水位優勢互易、水量反補的逆變狀態,改變了水動力條件,潛蝕作用增強,誘發岩溶地面塌陷,造成經濟損失,危及人身安全;水位大幅度下降增加了包氣帶厚度,被疏乾的地質體由弱還原帶變為氧化帶,細菌滋生繁殖,有毒有害物質滯留,形成新的污染源;某些岩溶水開采吊泵懸空,被迫更換抽水設備,加重經濟負擔;地下水自凈能力降低,污染質一旦進入含水層,不但恢復將很困難,而且將嚴重危及人們的身體健康。為治理環境,預防災害,自1986年開始唐山市人為控采地下水,岩溶塌陷得到一定控制,但水位動態仍呈緩慢下降的趨勢。