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盘点美国地下水污染防治经验

2013-03-08 11:22:02 来源: 外滩画报
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核心提示:为了避免因工业废料排放不当引起的地下水污染,美国 89% 的工业废料通过“深井灌注”的技术被封存到上千米的地下,六层安全保护管道将废液和周边地层完全阻隔。深埋在地下的废液随时间流逝被自然中和,最终实现无害化。

环境工人正在检查地下水污染状况
环境工人正在检查地下水污染状况

美国对排入地下的污水有严格的质量规定
美国对排入地下的污水有严格的质量规定

地下水污染仿佛伴随工业发展而生的“原罪”,没有哪个国家能完全规避它。美国最著名的地下水污染事件发生在 1978 年。在距尼亚加拉瀑布不远处,有一条意为“爱之河”的拉芙运河。有一段时间,这条河带给人们的不是爱,而是病痛。1947 年至 1952 年,当地一家名为“福卡”的化学工业公司把含二恶英和苯等 82 种致癌物质的 21800 多吨工业废料排入运河,运河被填埋后,这一带变成一片广阔的土地,开发商盖起了大量住宅和一所学校。从 1977 年开始,这里的居民不断发生各种怪病,孕妇流产、儿童夭折、婴儿畸形,癫痫、直肠出血等病症也频频发生。后来,多种有毒物质的黑色液体从地下渗出地面。1974 年至 1978 年之间这里出生的孩子 56% 有生育缺陷,自从搬到拉芙运河,妇女流产率增加 300%,泌尿系统疾病增加 300%。

拉芙运河事件造成巨大的社会影响和对政府的信任危机。1980 年,卡特总统颁布了划时代的法令,创立了“超级基金”法案,其中规定了极其严厉的连带环境责任制度,防止企业将危险废物肆意排入地下。

深井灌注排污法

在欧美国家,有些地方允许向地下排放污水,但必须通过专门的方式排放,且对地下排污的水质要求要高于地表排污。“由于地下水循环很慢,修复也更困难,所以对排污的水质标准非常高。”著名地质水文专家、四川省地矿区域地质调查大队总工程师范晓在接受《外滩画报》采访时表示。

目前,美国 89% 的工业废水,采用深井灌注的方式被深埋到地下。这种技术顾名思义,就是在地质结构符合条件的情况下,构筑一个千米深井,然后将工业废液灌注入内,封存其中。在灌注过程中,废液会穿越若干个地层,会有六层安全保护管道将废液和周边地层完全阻隔。随着时间推移,酸性废料和碱性土壤层综合,最终实现无害化。

“美国实施深井灌注有着严格的规范,它的前提是保证排放物与地下水完全隔绝。“范晓解释说。目前人们开采地下水的深度一般不超过 300 米~500 米,“深井灌注”的井深通常约 800 米到超过 3200 米不等。

然而,在美国历史上,始于上世纪 50 年代的深井灌注技术还是遇到过两次事故,一次是 1966 年在科罗拉多州,一家化工企业在利用深井灌注废液过程中由于压力过大引起了地震。另一次事故是某一个深井管道腐蚀,造成渗漏。

1980 年,美国环保署在经过多年研究后颁布《地下灌注控制法规》,将原来的三层安全保护管道提高到了六层。1984 年美国国会颁布的危险固体废物修正案,首次对灌注区的废料提出了“无转移”的要求。1988 年,美国环保署又颁布了一道法案,要求企业在实施深井灌注的时候,必须提供“无转移”示范证明,确保在1万年内,所灌注液体的有害成分不会从灌注区发生转移,或者当有害废料离开灌注区的时候,已经不再含有有害成分。

从此之后,美国再也没有发生任何与因深井灌注造成的事故。

近几年,深井灌注技术已开始逐步进入中国。范晓评价说,由于深井地下的地质勘察很困难,不可能像地表地质勘察那样全面细致地观察。即便现在确认地下没有断层,也不能保证它像美国环境署规定的“1 万年无转移“。”由于中国还没有出台相应相关法规,所以对于这一技术的监管还是一片空白。“迄今为止,我国尚未制定控制深井灌注行为的法律法规。在国务院行政法规规定中,只有《地质灾害防治条例》可涉及深井灌注行为,但没有具体、有针对性的规定。

埋“墙”修复水污染

范晓介绍说,目前在美国,除了完备的立法外,技术革新也为地下水污染修复带来了曙光。可渗透反应墙(简称“PRB 技术”)是目前欧美许多发达国家新兴的用于原位去除地下水及土壤中污染的方法。

可渗透反应墙是一面由活性铝、活性炭及沸石等活性物质组成的埋在地下的“墙”。当污染物通过反应墙时,通过离子交换、表面络合、表面沉淀、生物降解等作用除去污染物。

这项技术已经在北美和欧洲地区成熟应用,在治理点污染上收效良好。

上世纪 90 年代初,美国北卡罗来纳州伊丽莎白城东南 5 公里处受到铬和三氯乙烯的严重污染。1996 年,一面长 46 米、深 7.3 米、厚度为 0.6 米的连续地下渗滤墙建成,成功修复了被污染的地下水。6 年后,美国环保局的报告指出,这面建造成本为 5 万美元的“墙”几乎不需要运行费用。

然而,这项技术在中国几乎没有应用案例。记者在百度中输入“PRB 技术”字样,所有相关文章均出自全国各大学的专业研究论文。有一篇文章这样写道,零价铁(废铁屑)可以作为可渗透反应墙的活性物质,目前国外已经用它来去除地下水中的铬、三氯乙烯等污染,在我国零价铁只应用在去除印染、制革行业废水中。

范晓告诉记者,可渗透反应墙在中国无法推广的原因,可能与我们对地下水污染防治的相对滞后有关。

“由于过量开采地下水,包括北京在内的很多城市出现了地下水‘漏斗’,其水位比周边水位要低很多。

“范晓解释说,“而且由于开采量远大于补给量,地下水枯竭,水环境容量减小,地下水也更容易被污染。”

据悉,由于多年地下水超采,中国辽阔的华北平原,已经成为世界最大的“漏斗区”,地下水漏斗面积超过 7 万多平方公里,相当于山西省面积的一半。

陈雅娟 本文来源:外滩画报 责任编辑:王晓易_NE0011
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