浅层地下水污染研究论文

摘要：本文简要地说明了我国地下水污染现状;详细地介绍地下水污染修复新技术的分类:物理法，化学法，生物法，复合处理技术，且重点介绍了PRB技术;并针对我国地下水研究现状和存在的问题作一些建议，为地下水资源保护和合理利用提供依据，为相关领域的研究提供参考。以下是小编精心整理的《浅层地下水污染研究论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

浅层地下水污染研究论文 篇1：

我国地下水污染现状与防治对策研究

摘 要：我国地下水污染正面临着由点到面、由浅到深、由城市到农村不断扩展和污染程度日益严重的趋势，地下水污染防治迫在眉睫。根据地下水污染的成因，地下水污染源可以分为工业污染源、农业污染源、生活污染源和自然污染源。在我国目前的地下水污染防治工作中，存在着法律法规不健全、管理责任不明确、地下水资源定价不合理、监测网络建设滞后和缺乏有效的防治技术等政策与管理问题，使得目前的地下水污染问题没有得到有效的遏制。通过分析目前地下水污染防治中所存在的问题，提出了完善地下水环境保护的法律法规体系、将地下水和地表水污染防治纳入统一规划和管理、合理确定地下水资源价格、加强地下水监测网络建设和污染防治技术攻关的政策建议。

关键词：地下水；地下水污染；防治对策研究

一、日益严峻的地下水环境问题

随着人口的增长和社会经济的快速发展，对水资源的需求量也大幅度增长。近30年来，我国地下水的开采量以每年25亿立方米的速度递增，全国有400个城市开采地下水，40%的耕地部分或全部依靠地下水进行灌溉，地下水的供给量已经占到了全国总供水量的20%，北方缺水地区占到了52%，在华北和西北城市供水中占到了72%和66%[1]（P16），有些城市基本上是依靠地下水来满足对水资源的需求。而在广大的农村，地下水更成为主要的饮用水源。对地下水资源的过度开发利用，导致地下水位下降，水源枯竭，有些地区还形成了严重的地下水漏斗。根据国土资源部发布的《我国主要城市和地区地下水水情通报（2005年度）》，2005年在具备系统统计数据的 171个地下水漏斗中，漏斗面积扩大的就有 65个，占到了统计数的38%，面积扩大了 6 736 平方公里，仅河北沧州第Ⅲ承压含水层漏斗面积就扩大了 2 089平方公里，最大水位埋深达到 101米。由此导致了湿地消失、植被死亡和土地沙漠化等严重的生态灾难，以及地面沉降、岩溶塌陷、海水入侵等自然灾害的频频发生。

地表环境污染加剧引发地下水污染，构成对人体健康和生命财产安全的严重威胁。根据中国地质环境监测院公布的信息，目前，我国地下水污染呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势，污染程度日益严重。全国195个城市监测结果表明，97%的城市地下水受到不同程度污染，40%的城市地下水污染趋势加重；北方17个省会城市中16个污染趋势加重，南方14个省会城市中3个污染趋势加重。在一些地区，地下水污染已经造成了严重危害，危及到供水安全。辽宁省海城市污水排放造成大面积地下水污染，附近一个村因长期饮用受污染的地下水，多数人患上当地未曾有过的特殊病症，造成160人因饮用受污染的地下水而亡；淮河安徽段近5 000平方公里范围内，符合饮用水标准的浅层地下水面积仅占11%；由于地下水的严重污染，淄博日供水量51万立方米的大型水源地面临报废，国家大型重点工程——齐鲁石化公司水源告急；在首都北京，浅层地下水中也普遍检测出了具有巨大潜在危害的DDT、六六六等有机农药残留和尚没有列入我国饮用水标准的单环芳烃、多环芳烃等“三致”（致癌、致畸、致突变）有机物。这些“三致”有机物在我国东部其他城市和地区很可能同样存在。

地下水超采与污染互相影响，形成恶性循环。水污染造成的水质性缺水，进一步加剧了对地下水的超采，使地下水漏斗面积不断扩大，地下水水位大幅度下降；地下水位的下降又改变了原有的地下水动力条件，引起地面污水向地下水的倒灌，浅层污水不断向深层流动，地下水水污染向更深层发展，地下水污染的程度不断加重。日益严峻的地下水环境问题已经成为自然、社会、经济可持续发展的制约因素。

二、地下水污染源成因分析

按照污染物产生的行业类型，可以将地下水污染源分为工业污染源、农业污染源、生活污染源和自然污染源[2]（P263）。

（一）工业污染源

工业污染源主要指未经处理的工业“三废”，即废气、废水和废渣。工业废气如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物质会对大气产生严重的一次污染，而这些污染物又会随降雨落到地面, 随地表径流下渗对地下水造成二次污染；未经处理的工业废水如电镀工业废水、工业酸洗污水、 冶炼工业废水、石油化工有机废水等有毒有害废水直接流入或渗入地下水中，造成地下水污染；工业废渣如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、硫铁渣、电石渣、赤泥、洗煤泥、硅铁渣、选矿场尾矿及污水处理厂的淤泥等，由于露天堆放或地下填埋隔水处理不合格, 经风吹、雨水淋滤, 其中的有毒有害物质随降水直接渗入地下水，或随地表径流往下游迁移过程下渗至地下水中，形成地下水污染。

（二）农业污染源

农业用水占全部用水量的70%以上，污染的影响面广泛。一是过量施用农药、化肥，残留在土壤中的农药、化肥随雨水淋滤渗入地下，引起地下水污染；二是由于地表水污染严重，农业灌溉使用被污染的地表水，造成污水中的有毒有害物质侵蚀土壤，并下渗到地下水中，造成污染。

（三）生活污染源

随着我国城镇化步伐的加快，生活垃圾与生活污水量激增，由于无害化处理率低，造成对陆地生态环境和水生态环境的严重污染。我国每年累计产生垃圾达720 亿吨，占地约5.4 亿平方米，并以每年占地约3 000 万平方米的速度发展，全国已有200多个城市陷入垃圾重围之中[3]（P37）。由于生活垃圾没有进行有效分类，大量有毒物质及危险废弃物与生活垃圾一起混合填埋，以及垃圾填埋处理技术落后、垃圾填埋选址不当等原因，垃圾填埋场的渗漏已经造成地下水的严重污染，成为地下水的主要污染源之一。同时，大量未经处理的生活污水，在严重污染地表水的同时，通过下渗也对地下水造成了不同程度的污染。

（四）自然污染源

在有些地区，由于特殊的自然环境与地质环境，地下水天然背景不良，有毒有害成分超标。根据中国地质环境监测院调查统计，我国部分地区分布有高砷水、高氟水、低碘水等。全国约有1亿多人在饮用不符合标准的地下水，使这些地区长期以来一直遭受砷中毒（皮肤癌）、地甲病、地氟病、克山病等地方病困扰。

三、地下水污染防治中存在的问题

（一）法律法规不健全

目前，我国有关防治地下水污染的法律法规体系还很不健全，不仅有相互矛盾的内容，还有许多空缺之处。《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水污染防治法》是水环境保护的基本法律依据，虽然都将地下水保护纳入了水污染防治的范畴，但只是提出了地下水保护的一般原则，既没有具体明确地下水环境保护的责任划分，也缺乏地下水环境保护的具体内容，加之缺少相关配套的法律法规，缺乏可操作性。

根据《中华人民共和国水法》，水利部门负责包括地下水在内的水资源的综合利用规划的制定。根据《中华人民共和国水污染防治法》，环保部门负责流域的水污染防治规划的制定。但在流域水污染防治规划中却没有具体的地下水污染防治的措施与内容，使得地下水的开发利用与保护相脱节。在许多地区地下水管理条例与规定中，地方水行政主管部门负责本地区地下水的开发、利用与保护，但大多没有明确具体的监管责任和防治措施，使得地下水的保护很难落实。

（二）管理责任不明确，缺乏综合协调机制

我国的地下水管理涉及多个管理部门。建设部《城市地下水开发利用保护管理规定》（1993年）第四条规定，国务院建设行政主管部门负责管理全国城市地下水的开发、利用与保护工作，县以上地方人民政府城市建设行政主管部门负责管理本行政区域内城市地下水的开发、利用和保护工作；2002年国务院颁布的《取水许可和水资源费征收管理条例》规定，包括地下水在内的水资源取用与保护，由各级水行政主管部门按照分级管理权限，负责组织实施和监督管理；根据《中华人民共和国水污染防治法》，各级环境保护部门负责包括地下水环境在内的水污染防治的监督和管理工作。从以上可以看出，在地下水的管理与保护中，各管理部门的管理权限虽然有交叉，但地下水污染防治的监督管理的责任分工却不明确，各个管理部门之间又缺乏有效的综合协调机制，人为地将一种资源的开发利用与保护割裂开来，造成多头管理，使得地下水污染防治的监管责任无法明确。

（三）地下水资源定价不合理

地下水资源的所有权属于国家，是公共资源。随着人口的激增与经济、社会的快速发展，水资源的需求量也随之有较大幅度的增长，但粗放的经济增长方式使得我国水资源利用率偏低，水资源浪费严重。尤其是在地下水开发利用中，对地下水资源的定价不合理，只考虑地下水的开采与管理成本，没有充分考虑地下水的资源环境价值，无法体现地下水资源的稀缺性，地下水的开发利用存在明显的外部不经济性，由此导致地下水资源的过度开采与浪费，严重威胁到地下水资源的可持续利用。

（四）地下水的监测网络建设滞后

各级环保部门、水行政管理部门和国土资源部门都开展对地下水的监测工作，存在重复建设的问题。但由于管理目的的不同，无论是监测频率、监测项目、监测密度与监测方法等均存在较大的差异，监测数据的可比性差，信息又难以共享，造成监测数据资源的巨大浪费。

相比较而言，国土资源部门由于地质勘探技术与管理等方面的优势，成为地下水监测数据的主要来源。对地下水的监测始于上个世纪50年代，虽然初步形成了一定规模的地下水监测网络，但监测点主要集中在城市与大型供水水源周围，国家级的监测网点数量不足，监测分布不均匀，数据非常有限，难以满足现代经济、社会发展与环境保护对地下水的信息需求，迫切需要尽快加强地下水的监测网络与监测能力建设。

（五）地下水污染预防与治理技术落后

由于复杂的地质水文条件，地下水流动极其缓慢，地下水污染往往过程缓慢、不易发现和难以治理。地下水一旦受污染，很难及时发现，治理难度大，治理成本高，水质的恢复往往需要相当漫长的时间。由于地表水污染问题十分突出，使其成为我国当前水污染防治的中心工作，而相对隐蔽的地下水污染问题一直没有引起足够的重视。地下水污染防治既缺少预防的措施与技术，也缺乏有效的治理技术与方法，一旦发生严重的地下水污染，很难及时有效地进行处理，所造成的环境与生态破坏很可能是难以逆转的。

四、对策与建议

（一）完善地下水环境保护的法律法规体系建设[JP]

面对地下水污染的严峻形势，以及地下水环境管理中存在的诸多问题，应进一步加强地下水污染防治的有关法律法规体系建设，为地下水环境的保护提供完备的法律依据与政策支持。构建完备的地下水环境保护制度框架是地下水污染防治的首要任务。通过完善地下水环境保护的法律法规体系，尤其是在各地方政府有关地下水资源管理的法规中，要明确政府环境保护部门、水行政主管部门、建设规划部门和国土资源管理部门等在地下水污染防治工作中的相应责任，并建立起地下水环境保护的综合协调机制，使地下水的各项保护工作得到具体落实，并与地下水的开发利用协调一致，使地下水资源的可持续利用得到制度上的根本保证。

（二）将地下水、地表水污染防治纳入统一规划和管理

水污染防治应将地下水与地表水综合考虑，纳入统一的规划与管理之中。地下水与地表水的交换，保证了自然界水循环的连续性，构成了自然界水循环中相互影响与关联的重要部分。地表水的污染源往往也是地下水的直接或间接污染源。地表水与地下水污染的综合防治还有利于资源的优化配置。尤其是在流域水污染防治规划中，应综合考虑流域地下水污染防治措施与监管责任，并与流域水资源综合利用规划相协调，既要满足社会经济发展对水资源的需求，也要满足自然生态环境对水资源的需要。

（三）合理确定地下水资源价格

地下水资源在很大程度上是一种非再生性的资源，尤其是深层地下水，具有与石油、矿石等资源一样的不可再生性，地下水价格必须能够充分体现这一资源的稀缺性。只通过行政管理手段严格限制地下水超采，不仅监管成本高，管理的绩效也难以保证。在市场经济条件下，应充分运用各种经济手段来弥补行政管理的不足，提高水环境管理的绩效。应改革原有的地下水资源的定价理念与方法，建立地下水包括开采、输送、净化、分配、使用与污水处理等过程的全成本定价方法[4]（P14）。价格中应包括体现地下水资源环境价值的地下水资源费，以此来激励人们提高用水效率，促进地下水的节约利用，从根本上遏止地下水的过度开采。

（四）加强地下水监测网络建设

针对现有地下水监测网络建设滞后，难以满足地下水资源开发利用与保护管理需要的现状，国家应加大对地下水环境监测基础设施的投入，建立完备的地下水监测网络, 统一地下水监测的有关技术规范，不断完善水环境监测体系。对现有多部门建设的监测网络进行有效集成，建立国家地下水监测数据公用平台。对重点污染地区进行重点监测，系统掌握地下水水质、水量和地下水环境变化的动态特征, 为地下水的开发利用和保护提供科学依据。

（五）加强地下水污染防治技术攻关

地下水污染的治理一直是世界性难题，缺少成熟的技术可供推广。我国的地下水污染防治工作才刚刚起步，还十分缺乏有效的地下水污染防治技术。因此，加大地下水污染防治技术的研发投入十分必要。一是可以由国家财政直接投资，开展地下水污染防治技术攻关，并将实验成熟的治理技术在全国进行推广；二是可以充分利用信贷、金融和税收优惠政策，吸引民间资金投资地下水环境的保护，对地下水污染防治技术进行研究与开发。

综上所述，面对我国日益严峻的地下水污染形势，地下水污染防治迫在眉睫。必须进一步加强地下水污染防治的制度建设，加大

对地下水污染防治的投入，将地下水的开发利用与保护协调起来，才能实现水资源的可持续利用，以及自然、经济、社会的全面协调发展。

参考文献：

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Research on Groundwater Pollution and Its Prevention-control

Policy in China

LUO Lan1，2

(1.School of Natural Resources and Environment, Renmin University of China, Beijing 100872,

China;2.Applied Physics Institute, Henan Academy, Zhengzhou 450008,China）

Key words:groundwater；groundwater pollution；research on prevention-control policy

(责任编辑：朱 蓓)

作者：罗　兰

浅层地下水污染研究论文 篇2：

地下水污染与防治技术综述

摘要： 本文简要地说明了我国地下水污染现状;详细地介绍地下水污染修复新技术的分类:物理法，化学法，生物法，复合处理技术，且重点介绍了PRB技术;并针对我国地下水研究现状和存在的问题作一些建议，为地下水资源保护和合理利用提供依据，为相关领域的研究提供参考。

关键词： 地下水; 污染; PRB; 修复

Groundwater pollution and some prevention and treatment technologies: A review

Tian Huaxiang

(Lu an Environmental Monitoring Station,An Hui 237011)

Key words： groundwater； pollution； PRB： remediation

随着工业的发展和城市化进程的加快，大气污染，水体污染和固体废物污染严重，地表水体恶化，淡水资源缺乏，对地下水的过度开采，导致地下水污染问题日益突出，因此，研究地下水水体污染状况，监测地下水的水质变化，采用合理经济的污染处理与防治技术，对保护地下水资源，实现经济社会可持续发展有重要意义。

1 地下水污染现状

1.1 地下水污染现状

我国城市地下水普遍受到不同程度的污染，北方城市地下水污染重于南方城市［1］。20世纪90年代的调查显示:以地下水为水源的18个大城市中已有17个受到了污染，河北省地下水污染面积已达391.97km2，太原市受到不同程度污染的水源数占7.2%［2］。南方城市地下水污染相对较轻，昆明市2000年地下水检测结果显示水样总合格率为57.25%，少数地区仍保持良好地下水水质，如深圳市宝安区地下水水质分析显示其地下水源大部优良。

最近的监测数据表明：全国地下水普遍受到污染，部分地区水质严重超标，地下水污染呈加重趋势。尤其是北方部分城市污染更加严重，现已形成较大范围的重污染区和严重污染区，超标严重和超标率较高的指标为总大肠菌群、氟化物、硬度、氨氮、高锰酸盐指数等。此外越是经济发达地区，其有毒物质的种类和数量往往也越多。地表水的不断恶化，加上长期以来形成的地下渗漏，使得大量有毒污染物赋存于地下水中，直接影响着人民群众的饮用水安全［3］。

1.2 地下水污染源［4］

1.2.1 工业污染源 工业的“三废”是地下水污染的最主要因素之一。

工业废水通过水循环直接污染地下水。工业废水若不经过处理而直接排入地表水或地下水，都是导致地下水化学污染的主要原因。

工业废气，如H2S、CO2、CO、SO2、氮氧化物、工业粉尘、苯并芘等物质随降雨沉降，通过地表径流进入水循环中，对地表水和地下水造成二次污染。

工业废渣包括各类矿渣、粉煤灰、选矿场尾矿及污水处理厂的污泥等。这些废物中的污染物由于降水等的淋滤作用，进入水体，造成污染。

1.2.2 城市污染源 城市生活污水和生活垃圾是污染地下水的两大重要因素。生活污水主要污染指标是SS、BOD、NH3-N、P、Cl、细菌学指标等，生活污水一般是直排地表水，通过水循环对地下水产生污染。目前，生活垃圾多采用埋填法处理，通过淋滤作用渗滤液会慢慢渗入地下，污染地下水。

1.2.3 农业污染源 由于农业活动而造成的地下水污染主要指畜禽养殖、土壤中剩余农药、化肥、动植物遗体的分解以及不合理的污水灌溉等，它们能够大量进入浅层地下，其中最主要的是畜禽养殖、农药、化肥的污染［5］。

1.2.4 其他 其他人类活动和自然灾害也会影响地下水水质，如果修建地铁，开凿运河引水，采矿等活动会改变地下水的水位，影响地下水的流动，进而影响地下水中污染的扩散降解。地震火山等自然灾害会将地壳深处的某些有害物质带入地下水，污染水体。

1.3 地下水污染危害［6］

地下水污染是指人类活动使地下水的物理、化学和生物性质发生了改变，从而限制了人们对地下水的应用。受工业污染的地下水中含有大量有毒有害物质，如某些重金属会引起生理上的病变，比如镉中毒之类的疾病。其它有机污染物大多有致畸致癌致突变作用。城市生活污水及垃圾渗滤液中含有大量细菌，饮用受些污染的地下水会极易感染，引起大量疾病。污染严重的地下水有恶臭，甚至影响其的工业应用。地下水污染也会一定程度上引起土壤污染。

2 地下水污染修复技术

2.1 物理法技术

物理法技术指以物理规律起主导作用的技术，主要包括以下几种方法:水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、抽取法、水力破裂处理法等［7］。

2.1.1 水动力控制法 水动力控制修复技术是建立井群控制系统，通过人工抽取地下水或向含水层内注水的方式，改变地下水原来的水力梯度，进而将受污染的地下水体与未受污染的清洁水体隔开［8~10］。

2.1.2 流线控制法 Sale等1995年提出了流线控制法。在AgellKG设计的示意图中，设有一个抽水廊道、一个抽油廊道(设在污染范围的中心位置)、两个注水廊道分布在抽油廊道两侧。首先从上面的抽水廊道中抽取地下水，然后把抽出的地下水注入相邻的注水廊道内，以确保最大限度地保持水力梯度。同时在抽油廊道中抽取污染物质，但要注意抽油速度不能高，但要略大于抽水速度［7］。

2.1.3 屏蔽法 屏蔽法是在地下建立各种物理屏障，将受污染水体圈闭起来，以防止污染物进一步扩散蔓延［10］。

2.1.4 抽取法 抽取法是在污染区施工一对或数对钻孔，向一个孔中注入清洁的水，从另一个孔中抽出含污染物的水到地表进行处理，去除污染物或使其失效［9］。

2.2 化学法技术

地下水污染的化学修复技术指使用化学原理来处理地下水污染的技术，归纳起来主要有两种方式即有机粘土法和电化学动力修复技术［7］。

2.2.1 有机粘土法［11］ 有机粘土法是利用土壤和蓄水层物质中含有的粘土，往粘土中注入铵盐阳离子表面活性剂，使其形成有机粘土矿物，可以截住和固定有机污染物，再辅以生物降解等手段，达到消除地下水污染的目的［12］。

2.2.2 电化学动力修复技术［13］ 电化学动力修复技术是将电极插入受污染的地下水及土壤区域，通直流电后，在此区域形成电场。在电场的作用下水中的离子和颗粒物质沿电力场方向定向移动，迁移至设定的处理区进行集中处理。

2.3 生物法技术

生物修复是指利用天然存在的或特别培养的生物(植物、微生物和原生动物)在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理技术［14］。

2.3.1 天然生物修复技术 天然修复是指在不进行任何工程辅助措施或不调控生态系统，完全依靠天然衰减机理去除地下水中溶解的污染物，同时降低对公众健康和环境的危害的修复过程。其在石油产品污染的场地正得到广泛的应用。天然衰减指促进天然修复的物理、化学和生物作用，包括对流、弥散、稀释、吸附、挥发、化学转化和生物降解等作用。在这些作用中，生物降解是唯一将污染物转化为无害产物的作用，在不添加营养物的条件下，土著微生物使地下的污染物总量减少的作用，称为天然生物修复［15］。

2.3.2 原位生物修复技术 地下水的原位生物修复方法是向含水层内通入氧气及营养物质，依靠土著微生物的作用分解污染物质［15］。

2.3.3 抽提地下水系统和回注系统相结合法 这种方法主要是将抽提地下水系统和回注系统结合起来，加速有机污染物的生物降解。该方法既节约处理费用又缩短了处理时间，是一种值得推广的方法［15］。

2.4 复合技术

复合法修复技术是同时使用了物理法、化学法和生物法中的两种或全部。如渗透性反应屏(Permeable-Reactive-Barrier)修复技术同时利用了物理吸附、氧化-还原反应、生物降解等几种技术；抽出处理(Pump-and-Treat)修复技术在处理抽出水时同时使用了物理法、化学法和生物法［7］。

2.4.1 渗透性反应屏修复技术(PRB) 渗透性反应屏(Permeable-Reactive-Barrier)修复技术是目前最为广泛应用的修复技术之一。沿着地下水的流动方向，在污染源的下游安装渗透性反应屏，使含有污染物质的地下水流经渗透屏的反应区，通过沉淀、吸附、氧化-还原和生物降解反应去除水中的污染物，渗透屏亦可以阻止污染羽状体向下游进一步扩散［16］。其系统如图1所示。

图1 PRB系统示意图［17，18］

这种技术对反应材料有较高要求，反应材料应具备以下条件:1)反应材料和污染物能发生相应的物理、化学或生物反应；2)反应材料要常见易得，并容易更换；3)反应材料不会产生二次污染物;4)反应材料应有足够的污染物处理容量;5) 反应材料应不易变形。此外还要考虑:地形地貌、地下水埋深、含水层厚度、地下水流向、含水层的渗透性、污染物的浓度和范围、场地、人类活动和费用等因素［7，18］。

2.4.2 抽出处理修复技术 抽出处理(Pump-and-Treat)修复技术，简称P&T技术［19］，是最常规的污染地下水治理方法。首先确定地下水被污染的大致范围，然后抽取含水层中地下水面附近的地下水，用地表污水处理技术处理抽取出的被污染的地下水。为防止大量抽取地下水而导致地面沉降或海(咸)水入侵，应把处理后的水重新注入地下水中，加速地下水的循环流动，从而缩短地下水的修复时间［7］。

3 问题与建议

地下水污染与防治中存在如下的问题:相关的法律法规机制不健全,不完善；政府的管理不责任不明确,缺乏协调机制；缺少地下水污染监测体系；地下水污染与防治的技术多种理论研究,相关经济实用技术研究不足。

建议:完善地下水保护法律法规,明确责任,实现不同行政区域协调防治污染;共同治理污染，建设完善的全国或地区地下水监测网络,为地下水污染与防治提供科学的数据;加强对地下水污染实用技术的研究,并积极推广应用;以预防为主,防治结合,综合治理,实现人与自然,经济与社会协调可持续发展。

参考文献

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收稿日期： 2011-08-04

作者简介： 田华祥（1974-），男，工程师，从事环境监测工作.

作者：田华祥

浅层地下水污染研究论文 篇3：

浅层地温能开发利用现状和存在的问题及对策研究

摘要：近年来，随着经济不断快速发展，对于资源消耗速度也在与日俱增，构建资源节约与环境友好型社会成为了我国城市化建设重点内容。浅层地温能是一种新型能源，具备可再生性，加上储量巨大、分布广泛、埋藏深度较浅的特点，成了当前我国经济生产重要清洁能源之一，并且具备较好发展态势。然而，在实际开发与利用浅层地温能过程中还存在一些问题需要改进，从而制约了其开发与利用的效果。为此，本文对我国浅层地温能开发利用现状及存在的问题进行了深入分析，进而对相关发展策略进行了有效探讨，希望能够为推动浅层地温能开发利用效率进一步提升提供有效参考。

關键词：浅层地温能；开发利用；现状；问题；对策

浅层地温能是近年来新兴发展的一种可再生的绿色环保能源，并且具备储量大、分布广、埋藏浅的特点，借助热泵技术对浅层地温能进行收集能够有效利用于日常供暖与制冷方面。发展浅层地温能是当前我国构建资源节约型与环境友好型社会重要能源利用结构，并且加强对浅层地温能开发利用效率是降低化石能源应用比例，减少污染物排放，实现我国社会、经济可持续发展的重要措施。

1.我国浅层地温能开发利用现状

在浅层地温能开发利用研究方面，我国起步相对较晚，首次对浅层地温能进行系统研究始于1989年。20世纪90年代我国实现了对地源热泵技术进一步研究，逐渐兴起了热泵技术在我国能源领域发展热潮，并相继在热泵模型仿真、试验装置、能耗评价、系统材质等方面获得较大进步。我国“十一五”正式将地源热泵技术列为科技攻关重要内容，浅层地温能系统关注与扶持力度进一步加大。

在国家相关部门重视与支持下，浅层地温能技术实现了较快发展速度。2005年至2010年间，我国相关部门相继组织多次浅层地温能开发利用现场经验交流会，出台了《地源热泵系统工程技术规范》《浅层地温能资源评价规范》等文件，以及出版了相关论文集进行支持、宣传。虽然我国浅层地温能开发利用技术起步相对较低，但基于较高技术水平发展优势，获得了较快发展速度。目前，我国已经超过30个省、市、区开展了浅层地温能开发项目，浅层地温能供暖制冷的单位超过3400多个，采用浅层地温能进行供暖制冷的建筑面积也超过了1.4亿（m2）。并且，随着热泵技术越来越完善，应用越来越广泛，浅层地温能开发利用效率将获得进一步提升。

2.影响浅层地温能开发利用因素分析

（1）气候地质条件

我国幅员辽阔，地大物博，地质气候等也是复杂多样。在南方，浅层地热能主要用于夏季制冷，北方则主要用于冬季供暖。地表热输入量要远小于地源热泵系统热输入量，地下水径流出现变化、地下温度上升，形成局部蓄热现象，地源热泵制冷效率将大受影响。此外，浅层地温开发过程中极易发生局部“冷堆积”现象。可见，地质环境与地下水等地质条件对浅层地温能开发利用有着较大影响。

（2）关键技术因素

地源热泵机组运行质量是浅层地温能开发利用的关键，因此地源热泵技术是浅层地温能开发新技术，也难免遇到技术方面的难题。当前，地源热泵产品制造标准并不统一，难以充分保障产品质量。加上，地源热泵领域的技术水平高低不一，甚至于存在一些地源热泵项目无法实现计划运行效果。所以，目前我国浅层地温能源开发与利用受到国外技术严重制约。

（3）节能环保因素

地下水是浅层地温能项目地下能量提取与交换主要媒介，在地源热泵系统运行过程中，地下水会经过重新注入含水层这个环节，这一阶段对于灌水技术有着较高要求，一些企业基于节约成本目的不遵守相关技术要求，严重破坏和浪费地下水资源，在节能环保方面限制了地源热泵系统的发展。

3.目前我国浅层地温能开发利用存在问题分析

（1）初始阶段成本大

地源热泵技术是浅层地温能开发主要技术，其技术效益会对项目开发的经济、社会效益以及发展前景产生直接影响作用。在地源热泵技术经济效益指标中，初始阶段的项目建设投资包括了土建、设备采购安装等，占据较大成本比重，经常出现前期建设投资成本过大而导致后期运行疲软，浅层地热资源开发利用效率不高。

（2）政府支持力度小

政府政策支持与财政补贴是浅层地温能开发利用项目顺利建设运行重要保障，较大的政府支持力度不但能够提高项目开发业主积极性，税收优惠等政策也极大程度缓解了项目初期投资压力。项目后期运行中水、电方面政策保障、支持也极为重要。然而目前我国在浅层地温能开发利用方面的税收抵扣、资本补贴、公用服务优惠等配套政策方面的支持力度较小，有待进一步提高支持力度。

（3）地质环境重视较轻

一般来说，地源热泵系统冬季土壤吸收热量要比夏季土壤释放热量总量大，因此会导致土壤冷热失衡问题。地源热泵系统在长期使用后，地温下降破坏了原地层温度环境，不利于原地表生物正常生长，进而会对生态环境造成一定破坏。在回灌技术等技术水平限制下，会出现地下水回收、补给不及时、不充分，引起地下水供应失衡、地下水污染、地表沉降等问题。

（4）缺乏健全的管理机制与信息平台

就现阶段浅层地温能的开发与利用情况看来，缺乏一个较为系统的信息平台以及统一的信息统计口径与沟通平台。通常情况下都是由市场驱动浅层地温能的开发利用。虽然当前国家大力倡导节能减排，并且各级地方政府也非常支持开发利用浅层地温能，陆续出台了有关鼓励政策，不过管理力度不足。在实际开发与利用过程中涉及到国土、水利、住建以及规划等部门，但是没有构建起科学合理的管理体制，同时没有对有关部门的管理职责进行明确细分，所以对后续不同部门进行事宜的协商与协调较为不利，而且也不能全程监督与管理浅层地温能的调查、开发、利用与评价工作。浅层地温能开发利用处于缺乏健全的管理机制与信息平台的情况下，受市场主导，政府监管不到位，缺乏良好的服务企业与服务体系，没有一个规范的师承准入制度，所以导致其处于分散、自发以及粗放经营的阶段。

4.加强浅层地温能开发利用相关对策

（1）完善相关管理体系

在开发和利用浅层地温能过程中，设计许多部门的有效协调，要求相关管理部门，必须明确职责分工，同时做好对地下水等资源保护，加强对环境监测力度，为项目建设运行提供稳定环境条件保障。国家相关部门应同步加强对浅层地温能开发利用技术标准与评价体系的合理制定。通过不断完善市场准入机制，形成集方案审批、资源规划、项目建设、项目运行为一体的管理与服务体系，推动浅层地温能产业实现可持续发展。

（2）完善相关配套政策

首先，政府相关部门应不断完善配套政策，根据有效项目评估确定用地、财税等方面政策扶持力度，地方政府应充分利用国家政策加大项目引进力度，鼓励实现项目创新管理。其次，在技术创新与技术研发方面，通过整合技术资源，为项目建设提供技术交流平台，以建设示范项目推动浅层地温能开发利用技术创新，形成良好的政策氛围。

（3）加强地质环境监测力度

加强地质环境监测，形成地质环境监测网络，对于浅层地温能项目开发而言至关重要。同步建立地质环境监测系统，实现对浅层地温能开发与运行过程监测，能够及时发现地质环境问题，避免地质问题而影响项目正常建设、运行。在埋地地源热泵机组运行中，地质环境监测主要是对地温场变化进行监测。尤其是在地下水型地源热泵系统运行过程中必须对地温、地下水水位、水质等因素变化情况进行长期监测，及时发现异常隐患，快速响应对温度场变化异常以及地下水污染等问题。

（4）加强项目分区合理推进

我国南方地区夏热冬冷，应结合气候特点，基于详细的浅层地温能调查，合理地对项目进行分地区推进。结合相应的调查评价，以及当前的浅层地温能开发技术水平，合理地划分规划区域。因此，我国华南南部的浅层地温能开发应以制冷应用为主，东北等北方地区则要以供暖为主。而除了南北差异性，地形地质上的差异也是在进行项目开发和试点示范建设过程中必须充分考虑的分区因素。在进行分区推进过程中，应注意做好问题分析与经验总结，为后续的浅层地温能项目的开发提供有效参考。

（5）加强关键技术研发

要想实现浅层地温能开发利用水平有效提升，加强对关键技术开研发极为重要，唯有结合实际情况对关键技术的适应性、创新性进行完善，才能有效提升项目的建设价值。首先，国家相关部门应尽快组织专家团队，对岩土体热物性参数原位测试相关技术标准进行合理制定，通过招投标的方式，或者也具备较高研发实力的企业、机构进行合作，开发出具备自主知识产权的测试仪器或者应用技术，打破技术限制，提高项目开发效益。其次，国家相关部门应注意加强度国外先进热泵技术开发引进、消化、吸收，进行技术创新与本土化，提高浅层地温能开发与利用水平。

（6）积极建设完善的检测网络

当前在我国内部分地区的浅层地温能开发与利用工作已经初见成效，不过同时也将部分问题暴露出来。通过对统计数据分析发现，单单建筑能耗在整个社会终端能耗中占据了约27%，因此实现建筑节能与减排具有极为积极的现实意义。大量实践表明实现建筑节能减排的一项有效防范就是利用地源热泵技术开发利用浅層地温能。当前我国建筑面积不断增加，因此浅层地温能的开发与利用具有良好的发展前景，同时建设一个完善的检测网络，确保其开发利用的合理性，切不能盲目推进。

第一，结合国家气候特征来科学开展各个地区的浅层地温能调查评价与开发利用工作。对于华东、华北以及中西部地区，四季气候分明，具备开展该项工作，重点围绕城镇来实施，结合具体地质条件、水文地质情况以及岩土体任务性参数等情况来进行，根据提供的地下换热系统设计参数来为浅层地温能的开发利用以及管理提供可靠的参考。对于东北、西部这些主要进行供暖以及南方主要进行制冷的地区需要做到因地制宜，有序开展浅层地温能的开发与利用。部分地区具有良好水文地质条件，且地下水补给径流速度较快的，那么能够给予调查评价并大力开展浅层地温能的开发与利用。反之，则需要进一步实施论证与研究，利用多种开发方式以及规模的试点和示范来进行问题、经验的总结，稳步开展该项工作。

第二，注重研发关键技术，切实提升开发与利用浅层地温能的效率与质量。在进行调查评价过程中，一项关键的基础数据就是岩土体热物性参数，所以国土资源部门需要快速设置岩土体物热性参数原位测试的技术标准，采取招标或委托的方式来让我国具有红犼实例的企业来研发具有自主知识产权的原位测试器，从而为浅层地温能的调查评价工作提供有力的技术支持。在实际开发利用过程中，一个重点内容就是确保地源热泵机组的质量。当前国内研发与生产地源热泵机组还处于一个低水平状态，主要还是依赖国外市场。所以我国应当要积极倡导相关企业提高对地源热泵机组的重视程度，在国内有关部门的支持下大力引进、吸收与转化国外优秀技师，注重自主研发，尽可能在短时间内占据国内市场。

第三，构建起合理的政府协调体制，对浅层地温能的开发利用进行规范管理。因为在实际开发与利用过程中涉及到国土资源、环境保护、水利以及建设等多个部门，需要必须要切实根据职责分工来做好协调与衔接工作，建设一个合理的协调体制。笔者认为可以让国土资源部门负责调查、监测、规划以及管理浅层地温能的工作；环境保护部门则主要评价其对环境的影响程度；水利部门负责取水与回灌许可；建设部门主要是负责制定浅层地温能的政策，工程设计、施工与运行标准等内容。通过根据以上明确分工，在短时间制定浅层地温能的勘察、设计、施工与运行资质管理体制，确定准入条件，设置有效的监管措施，以推动浅层地温能开发与利用的管理规范化以及良好的发展。

第四，积极建设完善的监测网络，为浅层地温能合理开发利用提供基础支撑。大地热流、地温和地下水等长期动态监测数据不仅是浅层地温能资源评价必需的基础资料，也是不断优化开发规划布局、避免出现资源与环境问题的重要依据。

5.结论

总而言之，浅层地温能具备较为广阔的开发利用前景，对于我国社会经济效益与环境效益有着极为重要的现实意义。对此我国相关部门、企业必须对当前我国在浅层地温能开发利用水平及其存在的问题予以掌握、分析，并结合实际情况来采取有效措施提高浅层地温能开发与利用效益，更好地推进我国城市低碳经济发展水平提升。

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作者：张凌鹏