地下污染
⑴ 地下水污染物有哪几大类
地下水污染物有四大类：
1、地下淡水的过量开采导致沿海地区的海（咸）水入侵。
2、地表污（废）水排放和农耕污染造成的硝酸盐污染。
3、石油和石油化工产品的污染。
4、垃圾填埋场渗漏污染。
污染的结果是使地下水中的有害成分如酚、铬、汞、砷、放射性物质、细菌、有机物等的含量增高。地下水污染方式可分为直接污染和间接污染两种。
直接污染的特点是污染物直接进入含水层，在污染过程中，污染物的性质不变。这是对地下水污染的主要方式。
间接污染的特点是，地下水污染并非由于污染物直接进入含水层引起的，而是由于污染物作用于其他物质，使这些物质中的某些成分进入地下水造成的。
(1)地下污染扩展阅读
地下水污染来源
进入地下水的污染物有来自人类活动的，有来自自然过程的。
1、生活污水和生活垃圾会造成地下水的总矿化度、总硬度、硝酸盐和氯化物含量的升高，有时也会造成病原体污染。
2、危险废物填埋场中的渗滤液或其他污染物从填埋场漏出，那样会对地表水和地下水造成负面影响。
3、工业废水和工业废物可使地下水中有机和无机化合物的浓度增加。
4、农业施用的化肥和粪肥，会造成大范围的地下水硝酸盐含量增高。农药对地下水的污染较轻，且仅限于浅层。农业耕作活动可促进土壤有机物的氧化，如有机氮氧化为无机氮（主要是硝态氮），随渗水进入地下水。
⑵ 地下水中常见的污染物质有哪些
我国地下水污染划分为以下四个类型；一是地下淡水的过量开采导致沿海地内区的海容（咸）水入侵；二是地表污（废）水排放和农耕污染造成的硝酸盐污染；三是石油和石油化工产品的污染；四是垃圾填埋场渗漏污染。其中，农耕污染具有量大面广的特征，未经利用的氮肥在经过地层时通过生物或化学转化成飞硝酸盐和亚硝酸盐，长期饮用这种污染的地下水将可能导致氰紫症、食道癌等疾病的发生。
⑶ 污染地下环境怎么处罚
构成污染环境罪如何量刑？
根据《刑法》第三百三十八条及修正案（八）第四十六条的规定，违反国家规定，排放、倾倒或者处置有放射性的废物、含传染病病原体的废物、有毒物质或者其他有害物质，严重污染环境的，处三年以下有期徒刑或者拘役，并处或者单处罚金；后果特别严重的，处三年以上七年以下有期徒刑，并处罚金。
1、构成污染环境罪，处三年以下有期徒刑或者拘役，并处或者单处罚金。
2、构成污染环境罪，后果特别严重的，处三年以上七年以下有期徒刑，并处罚金。所谓“后果特别严重”是指：
（1）致使县级以上城区集中式饮用水水源取水中断十二个小时以上的；
（2）致使基本农田、防护林地、特种用途林地十五亩以上，其他农用地三十亩以上，其他土地六十亩以上基本功能丧失或者遭受永久性破坏的；
（3）致使森林或者其他林木死亡一百五十立方米以上，或者幼树死亡七千五百株以上的；
（4）致使公私财产损失一百万元以上的；
（5）致使疏散、转移群众一万五千人以上的；
（6）致使一百人以上中毒的；
（7）致使十人以上轻伤、轻度残疾或者器官组织损伤导致一般功能障碍的；
（8）致使三人以上重伤、中度残疾或者器官组织损伤导致严重功能障碍的；
（9）致使一人以上重伤、中度残疾或者器官组织损伤导致严重功能障碍，并致使五人以上轻伤、轻度残疾或者器官组织损伤导致一般功能障碍的；
（10）致使一人以上死亡或者重度残疾的；
（11）其他后果特别严重的情形。
⑷ 养殖对地下水的污染
对环境造成污染的污染物主要有三个方面：粪便、污水和恶臭.
⑸ 地下水污染是什么
地下水污染（ground water pollution）主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。
地表以下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此，地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染，即使彻底消除其污染源，也得十几年，甚至几十年才能使水质复原。至于要进行人工的地下含水层的更新，问题就更复杂了。
⑹ 污染物对地下水的污染
5.2.1 地下水污染的含义
由上述已知，液体废弃物造成地下水污染是主要的环境地质问题之一，研究其形成、变化规律和防治措施，必须首先弄清地下水污染的含义。
目前对地下水污染的含义，国内外尚无统一的定义。德国马修斯教授（G.Martthess，1972）提出：“受人类活动污染的地下水，是由人类活动直接或间接引起总溶解固体及总悬浮固体含量超过国内或国际上制定的饮用水和工业用水标准的最大允许浓度的地下水；不受人类活动影响的天然地下水，亦可能含有超标准的组分，在这种情况下，亦可根据其某些组分超过天然变化值的现象而定为污染。”法国弗里德教授（J.J.Fried，1975）认为：“污染是水的物理、化学和生物特性的改变，这种改变通常会限制或阻碍地下水在各方面的使用。”美国学者米勒（D.W.Miller，1974）等在他们的论文中谈到：“Contamination和Pollution这两个词是同义词，意思是指，由于人类活动的结果使天然水质恶化到使其适用性遭到破坏的程度；……地下水通过含水层运动的天然结果，亦会使一种或多种组分的浓度增加，这种现象称为矿化。”弗里基（R.A.Freeze）和彻里（J.A.Cnerry）在1979年出版的《Ground-water》一书中谈到“凡由于人类活动而导致进入水环境的溶解物，不管其浓度是否达到水质明显恶化的程度都称为污染物（Contamination），而把污染（Pollution）一词，作为污染物的浓度已达到人们不能允许程度的状况的一个专门术语。”从上述所引用的一些论述中，可以发现一些相互矛盾的看法，主要分歧是对污染标准和污染原因两个方面的问题认识有异。
在天然地质环境及人类活动影响下，地下水中的某些组分都可能产生相对富集和相对贫化，都可能产生不合格的水质。如果把这两种形成原因各异的现象统称为“地下水污染”，在科学上是不严谨的，在地下水资源保护的实用角度上，也是不可取的。因为前者是在漫长的地质历史中形成的，其出现是无法防止的；而后者是在相对较短的人类历史中形成的，其出现是可以防止的。
在人类活动的影响下，地下水某些组分浓度的变化总是从小到大的量变过程，在其浓度尚未超标之前，实际污染已经产生。因此，把浓度变化超标以后才视为污染，实际上是不科学的，也失去了预防的意义。
因此，我们认为地下水污染的定义应该是：凡是在人类活动的影响下，地下水水质变化朝着水质恶化方向发展的现象，统称为“地下水污染”。不管此种现象是否使水质恶化达到影响使用的程度，只要这种现象一发生，就应视为污染。至于在天然环境中产生的地下水某些组分相对富集及贫化而使水质恶劣的现象不应视为污染，而应称为“天然异常”。
当然，在实际工作中要判别地下水是否污染及其污染程度，最好以地区背景值（或称本底值）作标准，有时也用历史水质数据，或用无明显污染来源的水质作对照值。
5.2.2 地下水污染源与污染物
5.2.2.1 地下水污染源
地下水污染源基本上可分为两大类，一是人为污染源，二是天然污染源。
人为污染源包括：各种液体废弃物，这是最普遍和数量最大的，具体特征如前5.1.2小节所述；其次为生活垃圾、工业垃圾、废矿堆与尾矿和污泥等固体废弃物；还有残留农药、化肥及农家肥等。
天然污染源主要指：海水、原生含盐量高水质差的地下水、含有害成分较高的矿体等。它们在天然条件下或是在附近合理开采地下水时，对原良好的地下水水质并不构成威胁，但若对这些污染源周围的水源地进行不合理地或过量地开采，则可能引起海水入侵、矿体有害成分扩散、原生劣质水渗入，造成地下水污染。
5.2.2.2 地下水污染物
所谓地下水污染物（或称污染组分）含义是：凡是人类活动导致进入地下水环境，会引起水质恶化的溶解物或悬浮物，无论其浓度是否使水质恶化达到影响其使用的程度，均称为地下水污染物。地下水污染物种类繁多，按其性质大致可分为三类：
5.2.2.2.1 化学污染物
地下水中最普遍的无机污染物是、其次是Cl-、硬度（Ca2++Mg2+）和总溶解固体等。微量非金属主要是As、F等。微量金属主要有Cr、Hg、Cd、Zn等。许多为环境所关注的有机化合物含量甚微，一般为10-9级或ng/g级。
5.2.2.2.2 生物污染物
地下水中的生物污染物可分为三类，即细菌、病毒和寄生虫。在人和动物粪便中有400多种细菌，已鉴定出的病毒有100多种。在未经消毒处理的污水中，含有大量的细菌和病毒，它们可能进入含水层污染地下水。
5.2.2.2.3 放射性污染物
地下水中的放射性核素可能是人为的，如核电厂、核武器试验的散落物以及实验室和医院等部门使用的放射性同位素；也可能是天然来源的，如放射性矿床。
5.2.3 地下水污染的特点与途径
5.2.3.1 地下水污染的特点
地下水污染与地表水污染有明显的不同，其特点有二：
5.2.3.1.1 隐蔽性
即使地下水已受某些组分严重污染，但它往往还是无色、无味的，不易从颜色、气味、鱼类死亡等鉴别出来。即使人类饮用了受有毒或有害组分污染的地下水，对人体的影响也只是慢性的长期效应，不易觉察。
5.2.3.1.2 难以逆转性
地下水一旦受到污染，就很难治理和恢复。主要是因为其流速极其缓慢，切断污染源后仅靠含水层本身的自然净化，所需时间长达十年、几十年、甚至上百年。难以逆转的另一个原因是某些污染物被介质和有机质吸附之后，会在水环境特征的变化中发生解吸-再吸附的反复交替。
5.2.3.2 地下水污染途径
地下水污染途径是指污染物从污染源进入到地下水中所经过的路径。研究地下水的污染途径有助于制定正确的防治地下水污染的措施。但是，地下水污染途径是复杂多样的，有人以污染源的种类分类，诸如污水渠道和污水坑的渗漏、固体废物堆的淋滤、化学液体的溢渗、农业活动的污染以及采矿活动的污染等等，这显得过于繁杂。这里介绍按照水力学上的特点分类，这显得简单明了些。按此方法，地下水污染途径大致可分为四类，详见表5.1和图5.1及图5.2。
表5.1 地下水污染途径分类
5.2.3.2.1 间歇入渗型
其特点是污染物通过大气降水或灌溉水的淋滤，使固体废物、表层土壤或地层中的有毒或有害物质周期性（灌溉旱田、降雨时）从污染源通过包气带土层渗入含水层。这种渗入一般是呈非饱水状态的淋雨状渗流形式，或者呈短时间的饱水状态连续渗流形式。此种途径引起的地下水污染，其污染物质原来是呈固体形式赋存于固体废物或土壤里的。当然，也包括用污水灌溉大田作物，其污染物则是来自城市污水。因此，在进行污染途径的研究时，首先要分析固体废物、土壤及污水的化学成分，最好是能取得通过包气带的淋滤液，这样才能查明地下水污染的来源。此类污染，无论在其范围或浓度上，均可能有明显的季节性变化，受污染的对象主要是浅层地下水。
图5.1 地下水污染途径
5.2.3.2.2 连续入渗型
其特点是污染物随各种液体废弃物不断地经包气带渗入含水层，这种情况下或者包气带完全饱水，呈连续入渗的形式，或者是包气带上部的表土层完全饱水呈连续渗流形式，而其下部（下包气带）呈非饱水的淋雨状的渗流形式渗入含水层。这种类型的污染物质一般是液态的。最常见的是污水蓄积地段（污水池、污水渗坑、污水快速渗滤场、污水管道等）的渗漏，以及被污染的地表水体和污水渠的渗漏，当然污水灌溉的水田（水稻等）更会造成大面积的连续入渗。这种类型的污染对象亦主要是浅层含水层。
上述两种途径的共同特征是污染物都是自上而下经过包气带进入含水层的。因此对地下水污染程度的大小，主要是取决于包气带的地质结构、物质成分、厚度以及渗透性能等因素。
5.2.3.2.3 越流型
图5.2 地下水污染途径
其特点是，污染物通过层间越流的形式转入其他含水层。这种转移或者是通过天然途径（水文地质天窗），或者通过人为途径（结构不合理的井管、破损的老井管等），或者人为开采引起的地下水动力条件的变化〔图5.2（a）〕而改变了越流方向，使污染物通过大面积的弱隔水层越流转移到其他含水层。其污染来源可能是地下水环境本身的，也可能是外来的，它可能污染承压水或潜水。研究这一类型污染的困难之处是难于查清越流具体的地点及地质部位。
5.2.3.2.4 径流型
其特点是，污染物通过地下水径流的形式进入含水层，或者通过废水处理井，或者通过岩溶发育的巨大岩溶通道，或者通过废液地下储存层的隔离层的破裂进入其他水层。海水入侵是海岸地区地下淡水超量开采而造成海水向陆地流动的地下径流。此种形式的污染，其污染物可能是人为来源也可能是天然来源，可能污染潜水或承压水。其污染范围可能不很大，但其污染程度往往由于缺乏自然净化作用而显得十分严重。
⑺ 地下水污染的概念
在人为影响下，地下水的物理、化学或生物特性发生不利于人类生活或生产的变化，即地下水水质朝着恶化的方向发展，称为地下水污染。地下水污染达到一定程度，便满足供水水源的要求。当然，对于不同用途的地下水，污染标准是不同的。地下水污染意味着可以利用的宝贵的地下水资源的减少。地下水的污染不容易及时发现，地下水一旦污染，将难以消除。
地下水污染与地表水污染不同。污染物质进入地下含水层及在其中运移的速度都很缓慢，若不进行专门监测，往往在发现时，地下水污染已达到相当严重的程度。地表水循环流动迅速，只要排除污染源，水质能在短期内改善净化。由于地下水循环交替缓慢，即使排除污染源，已经进入地下水的污染物质，将在含水层中长期滞留，随着地下水流动，污染范围还将不断扩展。因此，要使已经污染的含水层自然净化，往往需要很长的时间( 几十、几百甚至几千年) ; 如果采取打井抽出污染水的方法消除污染，则要付出相当大的代价。1986 年 4 月，前苏联切尔诺贝利核反应堆发生事故后，首先采取的措施之一就是将核污染物质与含水层隔离。之所以这样做，正是考虑到了一旦污染地下水将酿成难以消除的不良后果。保护地下水免于污染，是环境保护工作的一项重要内容。
⑻ 地下水污染基本概念
4.4.1.1 地下水污染的含义
对于地下水污染的定义，自19世纪以来不同学者（例如德国的梅恩斯、法国的弗里德、美国的米勒等）提出了不同观点。从各种观点的阐述中可以发现它们存在两方面的主要分歧。其一是污染标准问题，有人提出了明确的标准，即以地下水中某些组分的浓度超过水质标准的现象称为地下水污染；有人只提出一个抽象的标准，即以地下水中某些组分浓度达到“不能允许的程度”或“适用性遭到破坏”等现象称为地下水污染。其二是污染原因问题，有人认为，地下水污染是人类活动引起的特有现象，天然条件下形成的某些组分的富集和贫化现象均不能称为污染；而有的人认为，不管是人为活动引起的或者是天然形成的，只要浓度超过水质标准都称为地下水污染。
事实上，在天然地质环境和人类活动影响下，地下水中的某些组分都可能出现相对富集和相对贫化，都可能产生不合格的水质。如果把这两种形成原因各异的现象统称为“地下水污染”，在科学上是不严谨的，在地下水资源保护的实用角度上，也是不可取的。因为前者是在漫长的地质历史中形成的，其出现是不可防止的；而后者是在相对较短的人类历史中形成的，只要查清其原因及途径和采取相应措施是可以防止的。因此，把上述两种原因所产生的现象从术语及含义上加以区别，从科学严谨性及实用性来说都更加可取一些。
此外，在人类活动的影响下，地下水各种组分浓度的变化绝大部分处于由小到大的量变过程，在其浓度尚未超过某一标准之前，实际污染已经产生。因此，把组分浓度超标以后才视为污染，已失去了预防的意义。当然，在判定地下水是否污染时，应该参考水质标准，但其目的并不是把它作为地下水污染的标准，而是根据它判别地下水水质是否朝着恶化的方向发展。如果朝着恶化方向发展，则视为“地下水污染”，反之则不然。
尽管人们对水污染的含义的看法有差异，但在污染造成水体质量恶化这一方面是有共识的。目前比较合理的定义可以表述为，凡是在人类活动影响下地下水水质朝着恶化方向发展的现象，统称为“地下水污染”。不管此种现象是否使水质恶化达到影响使用的程度，只要这种现象一旦发生，就应视为污染。天然地下水环境中出现不宜使用的水质现象，不应视为污染，而应称为天然水质异常。所以判定水体是否污染必须具备两个条件，第一为水质朝着恶化的方向发展；第二为这种变化是人类活动引起的（沈照理等，1993）。
4.4.1.2 地下水中的污染物
与地下水污染的定义相对应，凡是人类活动导致进入地下水，并使水质恶化的物质，无论其浓度是否达到使水质明显恶化的程度，均称为地下水污染物。由于地下水赋存于地下岩士介质中，污染物进入地下的难易程度，受到污染源状况、地下水埋藏条件、包气带含岩性和结构、污染物物理化学性质等多种因素影响。因此，尽管地表水体多与地下水存在不同程度的水力联系，但在污染物的种类上，地表水污染和地下水污染并不完全相同。
地下水污染物的种类复杂繁多，分类方式也有多种，一般可以将其大致分为三类：化学污染物、放射性污染物和生物污染物。
（1）化学污染物
化学污染物是这三类污染物中污染物种类最多、污染最为普遍的一类。可以进一步细分为无机污染物和有机污染物。
无机污染物包括各种无机盐类的污染及微量金属和非金属污染。目前，最常见的是NO3—N污染，其次是Cl-，硬度，
有机化合物的种类非常繁多。据Beilstein有机化学数据库，自1771～2008年已经确认的有机化合物达1030万种之多，而且每年都有新的有机化合物被不断地合成出来。由于生产、运输、存储、使用等各个环节的不当，有可能导致种类繁多的有机化合物进入地下水系统。其中很多有机化合物具有难降解、毒性大的特点，尽管它们在地下水中含量可能很低，通常以μg/L甚至ng/L计，但是它们对供水安全所造成的危害是巨大的。
由于有机污染物的种类众多，人类对地下水有机污染物的认识目前还远跟不上有机污染物产生的速度，例如美国国家环保局（2004）饮用水标准中，共列出了171种有机污染物，而其中明确有饮用水标准上限的只有61种。关于地下水中有机污染的种类划分目前还很不完善，主要是依据有机污染物的种类划分，例如卤代烃类、氯代苯类、单环芳烃类、农药类、多环芳烃类、酚类、酯类等。随着分析技术的不断发展和研究水平的不断提高，会有越来越多的有机污染物被发现和重视。
（2）放射性污染物
放射性污染物在地下水中比较少见，且种类比较少，如226Ra，238U，60Co，90Sr等，这类污染物只在局部地方发现，多与放射性物质生产和使用有关，例如核电站的核废料处置过程中产生的废水，医疗单位放射科治疗过程中产生的废水等。
（3）生物污染物
地下水中的生物污染物主要包括细菌、病毒等，它们主要由于人类和牲畜的粪便等排泄物以及死亡尸体等引起，多出现在农村卫生条件比较差的地区。
4.4.1.3 污染来源
地下水污染的来源按成因可分为人为污染源和天然污染源。人为污染源是指人类在生产、生活过程中产生的各种污染物，包括液体废弃物，例如生活污水、工业废水、地表径流等；固体废弃物，例如生活垃圾、工业垃圾；农业生产过程中的化肥农药的使用等。天然污染源是指天然存在的，但只是在人类活动的影响下才进入地下水环境的污染物，例如地下水过量开采，引起海水入侵或含水层中的咸水进入到淡水含水层而污染地下水；采矿活动的矿坑疏干使某些矿物氧化形成更易溶解的化合物而成为地下水的污染源。
地下水污染的来源按分布形式分为点污染源、线污染源和面污染源。点污染源是指面积相对较小的污染源，例如相对独立的垃圾填埋场、污水渗坑等；线污染源是指呈线状的污染源，例如长期排污河流、地下水污水管道的渗漏、铁路沿线废弃物的排放等；面污染源是指面积相对较大的污染源，例如农田大面积施用化肥和农药等。需要说明的是，按照分布形式对污染源的划分，在多数情况下是相对的概念，它和研究的尺度及范围有关。例如对垃圾填埋场研究其对周边地下水影响时，将其看成点源是不合适的，其规模大小和形态展布对地下水污染羽的分布具有明显影响。而在研究垃圾填埋场分布对区域地下水污染影响时，对于每个垃圾场来说，它们都可以看成是一些点状的污染源。
能够造成地下水污染的污染源种类繁多，图4.14 较好地展示了常见的一些污染源。据美国等一些国家的统计资料，对地下水环境质量影响最大的污染源主要包括五类，它们分别是地下储存罐、化粪池、农业活动、城市垃圾填埋、污水坑塘。
图4.14 地下水污染及常见污染源示意图
（据Zaporozec等，2000，有改动）
（1）地下储存罐
地下储存罐常年埋于地下，由于罐体的腐蚀泄漏造成地下水污染成为当前人们普遍关注的污染源之一。尤其是城市地区广泛分布的油库、加油站等。据统计，在1989～1990年间，美国约有200万个储存燃料油的地下储油罐，其中被证实发生渗漏的有9万个。据美国环保局（2009）估计，其国内现有地下储油罐的35%存在渗漏。我国目前对该类型的污染尚没有开展全面的监测，但已有研究证据表明，一些地区特别是城市的加油站储油罐确实存在渗漏问题。这类污染源向地下水中释放的污染物多数是有机溶剂，以石油产品燃料油居多，它们往往会造成地下水单环芳烃类（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）以及C6～C16的石油烃污染，危害巨大。
（2）化粪池
广布于城市地下的各种类型化粪池以及污水管道系统的泄漏，是造成城市地区地下水污染的主要污染源之一。城市污水中主要污染组分来自于粪便排泄，它的主要污染物是BOD、COD、总悬浮物（TSS）、总氮（TN）、总磷（TP）以及病原微生物等。它们渗漏进入地下水后往往会造成地下水的硝酸盐氮、TDS、总硬度污染以及细菌污染等，城市地区地下水普遍的氮污染和盐污染多与此有关。
（3）农业活动
农业活动过程中过量施用化肥和农药，是造成农业区地下水大面积硝酸盐氮污染和农药污染的主要原因。目前，我国化肥年使用量达4124×104t，按播种面积计算，化肥使用量达400kg/hm2，远远超过发达国家为防止化肥对水体造成污染而设置的225kg/hm2的安全上限。化肥的平均利用率仅40% 左右。全国每年农药使用量超过30×104t，除30%～40%被作物吸收外，大部分进入了水体、士壤及农产品中，使全国933.3×104hm2耕地遭受了不同程度的污染。部分地区生产的蔬菜、水果中的硝酸盐、农药和重金属等有害物质残留量超标，对人们的身体健康造成了威胁。
（4）城市垃圾填埋
垃圾填埋场是城市地区不可缺少的重要组成部分，也是造成地下水污染的主要污染源之一，尤其是大量未经合理选址、设计和施工的简易填埋场。据2004年对北京市平原区垃圾填埋场调查资料，北京市平原区非正规垃圾处理场及转运站共有368处，占正在运营的垃圾处理场地总数的95%，由于简易填埋场环保措施欠缺，致使不少地区的垃圾泛滥、蚊蝇滋生、臭气飘荡，不仅影响周围环境，更加严重的是造成了对地下水的污染。垃圾填埋场由于成分复杂，其淋滤液造成的地下水污染也十分复杂，往往具有污染物浓度高、种类多、难治理的特点，严重威胁了城市地下水的安全。
（5）污水坑塘
污水坑塘往往是工业、企业生产过程中用来储存、排放或处理污水用的临时性或永久性坑塘，它们有的进行过防渗处理，有的却没有，对这类污染源的管理不善或是防护措施不够，是造成其渗漏污染地下水的主要原因。由于工业企业类型不同，所造成的污染种类也不尽相同。许多历史上的工业企业以及一些中小企业在生产过程中，由于没有排污管网，污水随意排放，或排入污水坑，或排入随意挖掘的排污沟，致使士壤和地下水受到严重污染。有些污染甚至在企业搬迁士地功能发生改变后，残留在士壤和地下水中的污染物仍可能造成极大的危害。
4.4.1.4 污染途径
按照地下水水力学特征，地下水污染途径主要包括间歇入渗型、连续入渗型、越流型和径流型四种（林年丰等，1990）。
（1）间歇入渗型
这种类型多是污染源在降水的间歇淋滤下，非连续地入渗到地下水中，例如农田、垃圾填埋场、矿山等（图4.15a，b）。
（2）连续入渗型
这种类型多为遭受污染的地表水体的长期连续入渗，造成地下水污染，例如排污渠、污水渗坑等（图4.15c，d，e）。
（3）越流型
越流型是指已污染的浅层地下水通过弱透水层、岩性“天窗”及井管等向邻近的含水层越流，造成邻近含水层污染（图4.16a，b，c，d）。
（4）径流型
径流型是指在地下水水力梯度的影响下，污染的地下水从某一地点径流到未遭受污染的地下水中，例如海水入侵、污水通过岩溶管道的渗流流向抽水井等。
（5）直接注入型
污水通过钻井灌注进入含水层中（图4.16e），或者通过岩溶漏斗、岩溶竖井进入地下水中。
图4.15 地下水污染途径示意剖面图
（据林年丰等，1990）
4.4.1.5 污染特征
地表水体和地下水由于储存、分布条件和环境上的差异，表现出不同的污染特征。地下水赋存于地下含水层中，并在其中缓慢运移，上部有一定厚度的包气带士层作为天然屏障，地面污染物在进入地下水之前，必须首先经过包气带士层。上述条件使地下水污染有如下特征。
（1）隐蔽性
由于污染是发生在地表以下的含水介质之中，因此，必须通过钻探等手段揭露地下水，进行采样分析，才可以判别地下水是否遭受污染。由于包气带对污染物的净化和屏障作用，地下水即使已遭到相当程度的污染，但往往从表观上很难识别。一般仍然表现为无色、无味，不能像地表水那样，从颜色及气味或鱼类等生物的死亡、灭绝鉴别出来。此外，即使人类饮用了受有害或有毒组分污染的地下水，其对人体的影响一般也是慢性的，不易觉察。因此，地下水污染往往具有很强的隐蔽性。
（2）长期性
地下水一旦遭到污染，往往很难依靠天然地下径流将污染物排除带走，或者依靠含水层的自净得到恢复。这主要是因为地下水的径流速度非常缓慢，即使是在水交替强烈地区，地下水径流速度相对于地表水体来说，也是非常缓慢的。而地下水的污染物则由于含水介质的吸附作用使迁移速度更加缓慢。此外，吸附或沉淀在含水介质中的污染物，很难通过抽水的方式将其从地下带出，它们往往长期存在于含水介质中，并不断缓慢地向地下水中释放转移。因此，地下水一旦遭受污染，即使在切断污染来源后，靠含水层本身的循环和自然净化，少则需要十几年、几十年，多则甚至需要上百年的时间。地下水污染具有明显的长期性特点。
（3）难恢复性
由于地下水埋藏在地下，相对于地表水的治理，防治地下水污染的难度要大很多，成本也要高很多。前已述及，多数情况下地下水中的污染物很难通过将污染地下水抽出的方式全部抽出，必须结合一些包含地下工程的就地恢复治理措施，对污染的地下水和含水层进行同时治理，这就大大增加了地下水污染的处理难度和成本。尽管目前国际上已有一些针对污染场地地下水污染的治理技术，但由于处理难度大，成本过高，即便是发达国家也是有选择地对一些污染比较严重、危害比较大的污染场地地下水进行治理。针对区域的面状污染，目前尚无有效的治理技术。因此，人们必须清楚地认识到地下水污染的难恢复性特点。
图4.16 地下水污染途径（剖面图）
（据林年丰等，1990）
⑼ 地下水是否被污染
我们要用的是氢氧化铜的碱性悬浊液，教你个方法，在氢氧化铜中加入氢氧化钠，然后拿玻璃棒迅速搅拌，称氢氧化铜没有沉淀立即做实验，肯定出现砖红色沉淀，我们在大学实验室做实验，有些药品失效后，做一下简单的处理就可以接着用了，因为许多药品价格都很昂贵，节约资源嘛。前面废话多了点，不过如果在中学阶段，久制的氢氧化铜不可以继续使用，也不会出现沉淀，记住就好了
⑽ 地质灾害与地下污染探测
程业勋
（中国地质大学（北京））
“环境”一词起源于18世纪，逐步被广泛引用到自然环境、社会环境、经济环境等。但当代环境科学研究的环境范畴，主要是指人类生存与可持续发展的外部条件。所以《中华人民共和国环境保护法》中明确指出：“本法所指的环境，是指人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。”地球物理学主要研究发生在岩石圈、水圈、大气圈和地球空间的对人类生存和发展有重要影响的环境变化和供给条件。因此，从一定意义上讲，地球物理学从产生的那一天起，就是一门研究人类生存与发展环境的科学。
西方工业化300年，已经消耗地球亿万年的资源储备，而且日益加剧，造成资源紧缺，环境恶化。2007年10月25日联合国环境规划署（UNEP）发布集1400位科学家智慧写成的《全球环境展望》（GE0-4）综合报告指出，自1978年以来的30年，人类消耗地球资源的速度，已将人类自身置于岌岌可危的境地，到目前为止，已经超出地球生态承载能力近三分之一。每年有7.5万人死于自然灾害，全球一半以上城市的环境超出世界卫生组织（WHO）制订的污染标准。
岩石圈（含土壤）、水圈（含地下水）、大气圈和生物圈构成地球物质循环的整体，是人类生存不可或缺的各个组成部分。地下（土壤和岩层）一直是人类处置废弃物和垃圾的场所。包括大气沉降物在内，超过土壤自净（降解）能力的时候，就会构成土壤污染，特别是难以被土壤生物降解的有毒物质，还会随着水的蒸发和大气环流，扩散到全球（称蚱蜢效应）。这就告诉我们，对于难以降解的有毒物质来讲，地球是一个封闭的生态系统，这些有毒的污染物，只能转移而不会消失。即使远离污染源上万千米，生活在北冰洋的伊努特人体内也可以检测到持久性污染物（POP）的存在。
美国上世纪30～40年代，就开始将工业废弃物以及活水、污油注入地下。时隔二三十年后，由于地下地质环境的变迁，有些原来埋在河谷（山谷）地区的这些物质，经历容器的腐蚀、洪水冲刷而扩散、深灌的污水上涌，造成泄漏污染。为进一步防治，在不得已的情况下，找到地球物理方法，探测再次造成的地下污染分布区域。这也是环境地球物理分支学科建立的起始。
1 自然地质灾害的勘察
地球上山地面积占陆地总面积的四分之一，居住人口占总数的10%，道路总里程占30%，是泥石流、滑坡、崩塌等自然灾害主要分布区。我国地处自然地质灾害集中的太平洋环带和地中海至喜马拉雅山带的聚集部位，成为地震和各种地质灾害多发国家之一。据报道，全国共有地质灾害隐患地点22.92万处，威胁着3500万人的安全，财产超万亿元，以及重大工程、城镇和村庄的安全。1965年11月23日发生在云南禄劝县火山泥沟的特大滑坡，总土方量达3.9亿m3，滑体流速高达5～6km，在河中迅速堆积成长1100m，高167m的拦河大坝，形成5万m3蓄水的堰塞湖。不久滑体大坝陷落，迅速淹没5个村庄。1981年7月9日暴雨引发成昆铁路线上利子依达沟发生的泥石流，使400吨重的巨石冲入沟口，将数节火车推入大渡河，迅速堆积成坝，形成回水5km，积水29万m3的堰塞湖。长江三峡链子崖危岩体位于秭归县新滩镇，长江南岸，兵书宝剑峡的出口处，属于西陵峡崩塌隐患区。本区有历史记载的崩塌滑坡造成重大自然环境破坏性灾害的有14次。其中1030年崩塌滑坡体堵塞长江21年，1452年滑坡堵江82年，1985年6月12日凌晨3点45分至4点20分，历时35分的大滑坡，使总计3,000余万立方米的崩塌堆积体整体滑移，高速飞下的土石将位于江岸的新滩镇全部摧毁，在江内激起54m高的巨浪，将对岸上的建筑卷入江中。由于几年前的电磁测深和浅层地震为主查明了滑体的厚度和范围。1977年开始连续监测，及时准确预报，撤离果断，滑区内457户，1,371人，无一人伤亡，仅航运中断12天。这样大规模的滑坡，及时准确预报成功，在国内外是罕见的，被誉为一起世界奇迹。[1]
我国山地多，滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的分布区域占国土总面积的65%。随着自然的变迁和人为的致灾作用，各种地质灾害逐年增加。据四川省统计，泥石流致灾的县市：20世纪30年代有14个；50～60年代76个；70年代109个；1981年135个；1990年达200个。70年代以前地面沉降、地面塌陷和海水入侵还是少数地区，近年来由于对地下水的过度开采，至2008年有70多个城市出现地面沉降，总面积达6.4万km2，上海、天津、西安等城市有的降幅达2m，天津塘沽达3.1m；地面塌陷3000多处，总面积300多km2；海水入侵总面积达1000km2。
各种地质灾害的发生都是地质环境变化引发致灾岩体内部结构变异，稳定性受到破坏的结果。因此，自然地质灾害勘察的目的在于查明致灾岩体（土）的地质环境和内部结构，研究致灾岩体的结构变异和稳定状态，圈定致灾岩体范围，评价发生发展趋势。在滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷以及海水入侵等地质灾害勘察中[2]，应用地球物理勘查主要是查明致灾的地质条件，为防治或预测预报提供依据。
表1 自然地质灾害地球物理勘查的主要任务和可用的技术方法一览表
为了进一步说明地球物理勘查在自然地质灾害防治中的作用，列举三个实例如下。
1.1 滑坡体和滑坡面的勘察
滑坡勘查的主要任务是查明滑坡体的深度和范围，以及滑动面的深度与形态[3]。
黑海沿岸高加索地区是滑坡发育地区之一。滑坡所处的地形高约为20～25m，滑坡体主要由砂质粘土加碎石构成，下伏泥岩风化壳。选用电阻率法以及浅层地震进行勘察。电阻率测量结果如图1所示。
图1 电阻率与地震划分的滑体与滑床
可划为三层：地表层电阻率ρ1=13~29Ω●m，相当于滑体。中间层电阻率ρ2=2~4Ω●m，为风化岩，可认为相当于滑动带。最下层电阻率ρ3=8~12Ω●m，是未风化的泥岩，为该滑坡的滑床；浅层地震资料解释，可划为上下两层：上层纵波速度VP=340~360m/s，可认为是滑体和滑动带，下层：VP=1360~1400m/s，为坚硬的未风化泥岩。在未风化的泥岩顶部用电阻率和地震测量得到的速度跃变界面和电性界面在深度上比较一致（相差1~1.5m），构成的过渡带（弱带）可能形成滑坡的滑动面。
1.2 滑坡的监测与预测研究
山区占地球陆地总面积的四分之一，加上矿山开采构成的人为坡地，滑坡每年造成的经济损失和人员伤亡巨大。对滑坡的监测和预测引起重视[3]。1985年6月12日凌晨3点45分发生在长江三峡新滩镇大滑坡预报成功。其监测工作中的地质、物探和测量工作是从1962年开始的，基础调查工作完成后，于1977年设置四条视准线，连续观测滑坡堆积体的水平位移。前后监测研究23年。多年来设想主要用地球物理方法预报滑坡的研究也不在少数。其中南乌克兰露天开采铁矿的斜坡滑动研究是以视电阻率（ρs）观测和矿山测量联合研究提出的。滑坡地点如图2（a）所示，视电阻率（ρs）观测，采用不同供电极距的对称四极装置与水准点矿山测量共同布置在滑动体上。连续观测得到三种极距视电阻率曲线如图2（b）所示，两种极距的视电阻率比值ρs*/ρso—t曲线；反映地电断面变化非常灵敏。图2中t1，t2，t3时刻视电阻率出现异常，反映t1时刻斜坡岩石形成微小裂隙；t3时刻斜坡岩石产生滑落。
图2 倾斜露天矿场滑坡上的动态观测
1.3 海水入侵的勘察
近年来由于地下水的过度开采，造成地下漏斗100多个，面积达15万km2；70多个城市地面沉降达6.4万km2；沿海城市的海水入侵达1000km2以上。莱州湾、辽东半岛历来最为严重。中国科学院地球物理所利用电测在这一地区进行了勘察[4]。研究了海水入侵与电阻率关系（表2）。根据电阻率分布划出海水入侵平面图（图3）。该区海水入侵可分为入侵严重区（ρ1=2~17Ω·m）；轻度区（ρ1=17~30Ω·m）；受入侵影响区（ρ1=30~100Ω·m）。在王河和朱桥河地区为两个地下漏斗区，地下水位分别为–15m和–10m，这一地区海水入侵面积最大，致使50万亩耕地不能使用地下水灌溉。
表2 海水入侵程度与电阻率关系
图3 山东莱州三河下游海水入侵分布图
2 地下污染物的勘查
近30年来，随着经济和城市人口的迅速增长，废弃污染物的排放量逐年增加：1999年工业废弃物排放量7.8亿吨，2007年达17.6亿吨，增长率15%，截至2009年废弃物积存量已达80亿吨；城市生活垃圾2000年总量为1.4亿吨，2005年为1.95亿吨，2010年将达2.0亿吨[5]。据调查，全国668座大中城市中2/3被垃圾围城，1/4城市已没有堆放场地。全国有近亿辆汽车在开动，加油站林立。据北京1000多座加油站调查，有1/2存在漏油现象。
所有排放的污染物，无论是气体、液体和固体，最终的归宿都是土壤和水体（地表水和地下水）。截至20世纪末，我国受污染土壤的耕地面积达2000万公顷，约占总耕地面积的1/5，每年因污染导致粮食减产1000万吨。水污染更为突出：“70年代水质变坏，80年代鱼虾绝迹，90年代身心受害”，成为水污染的真实写照。600座大中城市浅层地下水都不同程度地遭受污染，其中一半城市地下水已不能直接饮用。农村已有3.6亿人喝不上符合标准的饮用水。
地下污染，往往不易及时发现，直到危及生产和生活。如吉林工业废渣堆淋滤液渗入地下，导致几十平方千米内1800眼水井被污染而报废。佳木斯140多万吨工业和生活垃圾堆放场，产生的硝酸基荃污染地下水，使6个自来水厂停产。北京天通苑是20世纪60～70年代的垃圾堆放场，停用后掩埋，改建住宅小区，2008年一名绿化工人下井（在三区22楼外）接水管时中毒昏倒井内，另一名下去营救也倒在井内，经查为硫化氢中毒。这就是垃圾堆掩埋产生的“定时炸弹作用”。宋家庄三位地铁工人挖探井（2009年4月28日），3m深时闻到臭味，5m深时感到不适，一人呕吐，医院检查三人为中毒，经查该地20世纪70年代曾是一家农药厂，未作土壤污染处理，毒气在地下土壤中积累。
人的眼力有限，不可能看清地下污染。地球物理勘查就是帮助人们即时了解地下污染存在空间以及迁移状况。美国20世纪40年代开始在几个河谷和山谷填埋工业废弃物，几十年后这些当时认为处置安全的废弃物开始泄漏，到80年代开始，感到非治不可，但时至今日，地下污染物的空间位置及其污染流变范围都不清楚，于是通过地球物理勘查，重新圈定地下污染物的空间位置。
应用地球物理探测方法，对地下污染物的探测和监测，防止污染扩散，保护环境。概括来看，目前主要用在以下几个方面：
（1）用于废物填埋场选址调查[6]。工业生产废物和人类生活垃圾不仅量大而且成分复杂，有毒有害物质混杂其间，经雨水淋滤产生渗漏液侵入地下污染土壤和地下水水源。因此，选择远离地下水且致密的防渗岩（土）层作为垃圾填埋场地是重要的。主要用电阻率法、瞬变电磁法、探地雷达、折射地震和放射性测井。目的在于查明地下：①基岩面形状；②地表粘土层的结构；③地下水位及含水层分布范围及地下水流向；④基岩结构及构造；⑤地下暗河及河道分布。
（2）一些发达国家常以地球物理监测作为垃圾填埋场和废物堆放场的档案资料。从垃圾填埋（堆放）开始，直至垃圾填埋场终止封场后延续30年进行监测，跟踪监测表明，固体垃圾降解很缓慢，以固体垃圾溶解物总量（TDS）为例，前10年降解1/2，20年时余1/5,30年后余1/10；氯离子、硫酸盐等30年只降解1/10。一旦发现泄漏且有扩散危险，应立即进行处理。所用的探测方法主要是电阻率法和瞬变电磁法。激发极化法也有良好的效果。而我国还没有建立监测制度。
（3）追踪污染源。根据地下环境中水流与污染物迁移模型以及地层渗透率的差异，或者存在地下古河道、断裂、裂隙，使地下水和污染物在地下形成一定的迁移轨迹。在某井位或河边、海岸发现污染可以利用地球物理方法追踪探测出迁移路线，查出污染源所在地，为污染防治提供资料，主要利用电阻率法。
（4）探查垃圾填埋场衬底塑料膜出现漏洞位置。由于受压、承重等原因使衬底塑料出现漏洞，使填埋场的渗漏液外泄。为了修复需要及时找到漏洞位置。主要利用直流电阻率法。
（5）地下废弃物的调查。故旧废弃物和垃圾堆放场填埋多年，现移作他用，为了重新处理，需了解其分布范围和确定深度。主要采用电阻率法、地震雷达法等。
（6）废弃物堆放场对土壤和地下水污染的监测。矿山废弃物、选矿和冶金废弃物，化工厂和药厂等可能成为污染源的堆放场进行监测。主要使用电法、磁法和土壤氡测量方法等。
（7）地下储油罐和输油管泄漏探测。加油站世界林立，仅北京市就有1100多处。美国探测证实上世纪70年代以前建的加油站几乎全部有泄漏。因此，加油站是土壤和地下水的主要污染源之一，对加油站进行常规监测是必要的。常用的探测方法有自然电位、电阻法以及挥发性气体（CH4）法等。用土壤氡气测量法也有良好效果。我国也做了试验监测工作。
（8）深埋废液处理场的监测。随着区域地质结构变化和地下水位变化，废液可能发生迁移和外溢，所以监测是必要的。一般用自然电位法圈定二次污染范围。
（9）核电厂对核废物处置场有深埋和浅埋两种，其选址要求和方法各不相同。浅埋与垃圾场选址类似。深埋选址是永久性的，要进行深部选择勘查。选址是极为慎重的地质勘查工作。深埋选址一般要选择区域地层稳定，没有裂缝断层、渗透系数极小的岩层。主要使用深部探测的重力、磁法和电磁法以及地震方法。
现举两个应用实例如下。
2.1 保定韩村地下垃圾填埋场勘查
保定韩村垃圾堆放场，占地200m×200m，后来加盖1.5m原土层，掩埋了垃圾堆多年，成为平地。四周已有建筑。急需查明地下垃圾堆的污染区域，以利整治（杨进，刘兆平等，2006）[7]。
为了取得好的效果，探测工作以高密度电阻率法和探地雷达为主。用了5种探测方法，测线以东西方向3条，南北方向4条，均匀分布，每条测线长度为200m。
2.1.1 高密度电阻率法
沿测区7条测线:4条南北向(HCH.1.4.7.10)，3条东西向(HCH.11.12.13)进行剖面测量。使用电极64，点距3m。根据北京市北神树等3个垃圾填埋场渗沥液的实测电阻率资料，对比本区土壤的电性特征，每个剖面图可划分出4个电性层。其对比数值列于表3。可见视电阻率小于15Ω·m的区域为垃圾及其污染区。本区掩埋的故垃圾堆及其形成的污染区分带图如图4所示。
表3 工作区污染带异常划分表
2.1.2 探地雷达法
共测6条剖面，南北向4条，东西向2条，与高密度电阻率法同步进行。使用SIR-3000仪器，100MHz天线。探测深度10～15m。剖面图电磁波信号分区明显。根据本测区电性特征，进行对比。可以认为视电阻率1～10Ω·m，相对应的介电常数均为5~100；电磁波传播速度均在0.047~0.13m/ns。为此得到本测区垃圾污染区埋深在2.5~3.5m以下，如图5所示，为资料解释结果。
对已掩埋多年的韩村地下垃圾场探测后根据异常区，用洛阳铲和挖掘的方法进行了验证，证明在深1.5m以下见到垃圾，说明探测结果是可靠的。
图4 韩村测区HCH.1.4.7.10线剖面污染异常分带图
图5 韩村测区HCH.1.4.7.10线雷达资料解释
2.2 安家楼第三加油站漏污染探查
北京市朝阳区安家楼住总第三加油站，1995年春发现泄漏，致使位于东南的自来水厂部分停产。7月某物探与化探研究所以氧化还原电位法、磁化率以及气烃（CH4和C2H4）测量方法，同时进行了面积勘查。由于周围都是道路和建筑，测线基本上沿马路两侧以及住总三公司停车场院内，宝马汽车维修中心院内空旷地区布置。
氧化还原电位，设备轻便，在人行杂乱的市区工作方便。其测量结果的等值图（5mV间隔）列于图6。由图可见，地下漏油的展布与该地区的地下水流方向一致（南偏东方向）。
土壤磁化率方法，土壤气烃方法测量获得的油污染展布与氧化还原电位测量结果非常吻合，展布方向的趋势也基本一致。
轻烃（CH4）和重烃（C2H4）是直接抽取土壤中CH4（甲烷）和C2H6（乙烷）测量的结果，其平面等值图与氧化还原电位也完全一致。
经过加油站核实，先后泄漏柴油78吨。开挖对污染土壤进行清理、更换。证明柴油逐步漏入地下包气带和潜水层，其地下分布于探测结果完全相符。
图6 北京朝阳某加油站漏油污染氧化还原电位等值图
美国杨百翰大学用探地雷达在亚利桑那州的Tuba城探测汽油罐漏油污染土壤和地下水。首先用探地雷达圈出漏油污染区，其次是钻孔取样分析油的含量，监测孔确定地下水位和流向，第三步是将雷达探测结果与钻孔土样、水分析结果进行对比，最终确定漏油引起的污染范围和深度。研究认为，由于油污一部分出现在潜水面之上，另一部分流入浅水面下方的饱水带，使电磁波反射变得模糊不清。所以，图7中雷达信号反射增强部分对应于漏油处。探地雷达用的80MHz天线频率。
图7 石油罐泄漏区上的探地雷达记录（中心频率80MHz）
主要参考文献
[1]陆业海.新滩滑坡征兆期及成功的监测预报[J].水土保持通报，1985，(5):1～8.
[2]郭建强.地质灾害勘查地球物理技术手册[M].北京：地质出版社，2003.
[3]程业勋，杨进.环境地球物理学概论[M].北京：地质出版社，2005.
[4]蒋宏耀，程业勋.环境与地球物理，地球物理科普文选（第三集）[M].北京：地震出版社，1997.
[5]中国环境科学学会.2008—2009环境科学技术学科发展报告[M].北京：中国科学技术出版社，2009.
[6]余调梅，朱百里编译.废弃物填埋场设计[M].上海：同济大学出版社，1999.
[7]刘兆平.地球物理方法在垃圾填埋场的应用研究[D].北京：中国地质大学（北京），2010.