地下水氮污染机理及控制措施

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1、地下水氮污染机理及控制措施地下水氮污染机理及控制措施8地下水氮污染机理及控制措施目录1我国地下水氮污染现状32地下水氮污染途径分析32.1通过包气带渗入32.2地表水侧向渗入32.3灌溉入渗33氮的转化机理分析44脱氮技术54.1物理化学法54.1.1电渗析54.1.2反渗透54.1.3离子交换法54.2化学方法64.3生物脱氮法64.3.1原位生物修复技术64.3.2异位生物修复技术75结语7参考文献：88地下水氮污染机理及控制措施1我国地下水氮污染现状地下水作为人类生存空间的重要组成部分,为人类提供了优质的淡水资源。但是,随着我国环境污染的日

2、趋严重,主要的氮化合物为离子态的氨(NH4+-N)、亚硝酸盐氮(NO2--N)、硝酸盐氮(NO3--N)的三氮污染在地下水环境中尤为显著。地下水本身定循环更新速度慢,一旦受到某些物质污染则难以治理。三氮污染尤其是硝酸盐污染与人类健康和生态系统密切相关,正受到人们广泛的关注。我国的饮用水卫生标准规定，以地下水作为饮用水时，每升水中的硝酸盐氮不应超过20毫克。世界卫生组织、欧盟和美国则规定，这一数值不应超过10毫克。即使按低标准衡量，我国地下水硝酸盐超标的地区仍然很多，如北京、西安、沈阳、兰州、银川、呼和浩特等北方城市均有大面积超标区，有的地区超标倍

3、数高达4－5倍。北京市约有1/4的地下水硝酸盐超标。2地下水氮污染途径分析2.1通过包气带渗入农田使用的氮肥，除一部分被植物吸收外，剩余部分残留在土壤里，在降水时，随雨水渗入地下污染地下水。污染程度与渗水量多少、包气带岩性的厚度和土壤性质等因素有关。2.2地表水侧向渗入生活污水和工业废水排入河道，不仅污染地表水，而且污染了的地表水又成为地下水的污染源。降雨时农田径流带入地表水体的氮化物占各种活动排放入水体氮素的51%，施氮肥地区氮素的流失比不施地区高3~10倍。通过河道侧向补给地下水的水源具有较高的含氮量，必然影响地下水水质。污染的地表水要通过含

4、水层中一段距离的渗透才能到达水源地。在渗透过程中，地表水中所含污染物通过土层的自净作用，浓度有所降低。地表水侧向渗入污染的特征是：污染影响仅限于地表水体的附近，呈带状或环状分布，污染程度取决于地表水污染程度、河道沿岸地质结构、水动力条件以及距岸边的距离。2.3灌溉入渗8地下水氮污染机理及控制措施利用地下水进行灌溉，使土壤中残留的氮化物随水渗入地下污染地下水。利用污水进行灌溉，不仅把残留在土壤中的氮及其污染物带入地下，同时污水本身的污染物也渗入地下，造成双重污染。3氮的转化机理分析地下水氮的转化直接影响氮在地下水中的积累，硝酸盐是地下水中氮的主要形

5、态，亚硝酸盐既可以是硝化作用的产物，又可以是硝酸盐反硝化作用的中间产物，在溶液中很不稳定，氨在地下水中背景含量一般甚少。地下水的氧化还原体系较复杂，主要由氧、硫、铁、锰等氧化还原体系所决定，铁多以Fe2+为主，锰多以Mn2+为主。含Fe2+等还原性物质的地下水中，溶解氧偏低，处于厌氧环境。当单井地下水存在一系列还原性的物质，如Fe2+、Mn2+、H2S、CH4(有机质分解)等物质，这类地下水中NO3-不会大量积累。氮类物质转化机理过程见图1。图1硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮转化机理示意图含有上述还原性物质的地下水对地表渗入的NO3-不断进行还原作用

6、（反硝化作用），反硝化过程使地下水中的硝酸盐含量降低。反硝化作用使溶液中离子态NO3-、NO2-被还原为气态NH3、N2O、N2。NH3水解成NH4+离子，在含还原性物质的地下水中NH4+含量相对较高。中间产物的NO2-是极不稳定的，在还原条件下可还原为NH3和N2O、N2，在氧化条件下可转化为NO3-。NO3-在还原条件下可被还原为NO2-。在少数还原性水体中，由于NO3-污染，水体氮的转化还没达到动态的反硝化平衡，可能导致NO3-含量在地下水中暂时异常过高，出现污染现象。在少数氧化性水体中，由于NO2-或NH4+直接污染，水体氮的转化还没达到

7、动态的硝化平衡，导致NO2-或NH4+含量在地下水中暂时异常过高，出现污染现象。8地下水氮污染机理及控制措施4脱氮技术一些成熟技术,如离子交换法、沸石交换法、生物膜处理法、浮选生物处理法等,已经在地表水三氮处理中很好应用,并取得良好的治理成效。长久以来,对转化和去除地下污水中的氮,人们进行了大量的工作,运用了各种可行的方法,主要方法有:物理法、化学法、离子交换法、人工湿地法、生物法及它们之间的组合。工程技术方法方面,有抽取深部NO3--N浓度低的水混合、隔离抽出NO3--N浓度高的地下水。现阶段主要有物理化学法、化学法、生物脱氮法三种处理三氮污染

8、的方法。4.1物理化学法4.1.1电渗析电渗析是一种较新的膜处理方法,原水通过交替阴阳离子的选择透过性,在直流电场中,NO3-通过膜孔与