污染物在地下水含水层中的运移特征

地下水污染与地表水污染的区别

地下水污染与地表水污染不同。

①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。

②地下水由于循环交替缓慢，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大。

2.地下水污染方式分类

地下水污染方式可分为直接污染和间接污染两种。

（1）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。

（2）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。例如，污染引起的地下水硬度的增加、溶解氧的减少等。间接污染过程复杂，污染原因易被掩盖，要查清污染来源和途径较为困难。

3.地下水污染途径

地下水污染途径是多种多样的，大致可归为四类：①间歇入渗型。②连续入渗型。③越流型。④径流型。（见现状调查中的相应考点要求）

4.污染物质能否进入含水层取决于地质、水文地质条件

（1）承压含水层：

承压含水层由于上部有隔水顶板，只要污染源不分布在补给区，就不会污染地下水。

如果承压含水层的顶板为厚度不大的弱透水层，污染物则有可能通过顶板进入含水层。

（2）潜水含水层：

潜水含水层到处都可以接受补给，污染的危险性取决于包气带的岩性与厚度。包气带中的细小颗粒可以滤去或吸附某些污染物质。土壤中的微生物则能将许多有机物分解为无害的产物（如H₂O、CO₂等）。因此，

①颗粒细小且厚度较大的包气带构成良好的天然净水器。

②粗颗粒的砾石过滤净化作用弱。

③裂隙岩层也缺乏过滤净化能力。岩溶含水层通道宽大，很容易遭受污染。

5.在分析污染物质的影响时，要仔细分析污染源与地下水流动系统的关系

污染源处于流动系统的什么部位？污染源处于哪一级流动系统？

（1）当污染源分布于流动系统的补给区时，随着时间延续，污染物质将沿流线从补给区向排泄区逐渐扩展，最终可波及整个流动系统，即使将污染源移走，在污染物质最终由排泄区泄出之前，污染影响也将持续存在。

（2）污染源分布于排泄区，污染影响的范围比较局限，污染源一旦排除，地下水很快便可净化。当然，当人为地抽取或补充地下水形成新的势源或势汇时，流动系统将发生变化，原来的排泄区可能转化为补给区。因此，在分析时不仅要考虑天然条件，还要预测人类活动的影响。

6.污染源分布于不同等级的流动系统，污染影响也不相同。

（1）局部流动系统

①污染源分布在局部流动系统中时，由于局部流动系统深度不大，规模小，水的交替循环快，短期内污染影响可以波及整个流动系统；

②但在去除污染源后，自然净化也快，数月到数年即可消除污染影响。

（2）区域流动系统

①区域流动系统影响范围深大，流程长而流速小，水的交替循环缓慢；

②在其范围内存在污染源时，污染物质的扩展缓慢，但如有足够的时间，污染影响可以波及相当广大的范围；

③区域流动系统遭受污染后，即使将污染源排除以后，污染影响仍将持续相当长的时间，自然净化期可以长达数百年乃至数千年，污染后再治理相当困难，有时甚至是不可能的。

7.污染物在地下水中的迁移与转化

（1）机械过滤

机械过滤作用指污染物经过包气带和含水层介质过程中，一些颗粒较大的物质团因不能通过介质空隙，而被阻挡在介质中的现象。机械过滤作用只能使污染物部分停留在介质中，而不能从根本上消除污染物。

（2）溶解和沉淀

溶解和沉淀是水—岩相互作用的一种。

化合物的溶解和沉淀主要取决于其组成的离子半径、电价、极化性能、化学键的类型及其他物理化学性质；

另一方面，它与环境条件如温度、压力、水中其他离子浓度、水的pH值和Eh条件密切相关。

（3）氧化和还原

氧化与还原反应是指污染物中的元素或化合物电子发生转移，导致化合价态改变的过程。

氧化与还原作用受pH值影响，并与地下水所处的氧化还原环境有关。例如，元素Cr，在还原条件下，以Cr³⁺的化合物形式存在，不易迁移；而在氧化环境下，以Cr⁶⁺的化合物形式存在，则很容易迁移。

（4）吸附和解吸

定义：吸附和解吸是污染物在土壤或包气带与水相、气相介质之间发生的重要的物理化学过程，吸附为污染物由液相或气相进入固相的过程，解吸过程则相反。

作用：①吸附和解吸影响着污染物与地下水、空气之间的迁移或富集，②也影响着污染物的化学反应和③有机物的微生物降解过程。

物质的吸附有两种机理：分配作用和表面吸附作用。

作用成分：介质对有机污染物的吸附实际上是其中的矿物组分与土壤中有机质共同作用的结果，且土壤有机质起着重要作用。

影响因素：在给定的污染物质与固相介质情况下，污染物质的吸附和解吸主要与污染物在水中的浓度和污染物质被吸附在固体介质上的固相浓度有关。液相浓度和固相浓度的数学表达式称为吸附模式，其相应的吸附等温线通常是一定温度下吸附达到动态平衡时吸附质在固—液两相中浓度的关系曲线。

（5）对流和弥散

污染质在地下水中的运移受地下水的对流、水动力弥散和化学反应等的影响。