地下水污染与防治

第一篇污染水文地质学基础

第一章基本概念

第一节地下水污染的概念

第二节地下水污染源特征

第三节地下水中的重要污染物

第四节地下水污染的特点与途径

思考题

主要参考文献

第二章污染物在地下水系统中的运移

第一节地下水系统的基本特征

第二节污染物在地下水系统中运移的物理动力作用

第三节污染物在地下水系统中运移的其他作用

思考题

主要参考文献

第三章污染物经历的水文地球化学作用

第一节溶解与沉淀作用

第二节氧化还原作用

第三节吸附作用

思考题

主要参考文献

第二篇污染场地调查

第四章污染场地水文地质调查

第一节初步场地勘察及初始评估

第二节初步野外调查

第三节详细场地调查

第四节野外试验与室内实验

第五节调查工作的总结及报告的编写

思考题

主要参考文献

第五章地球物理调查

第一节概论

第二节探地雷达

第三节电法和电磁法

第四节地震法

第五节测井和井中物探

第六节实例SanManuel斑岩铜矿铜提取液监测

思考题

主要参考文献

第六章水化学调查

第一节污染源与污染途径的调查

第二节调查范围与水化学监测网设计

第三节地下水样采集与保存

第四节现场分析与监测

第五节地下水化学数据分析

思考题

主要参考文献

第三篇地下水污染的评价、模拟与预测

第七章地下水污染评价方法

第一节概述

第二节确定权重的方法

第三节评价方法

第四节应用实例黄石市地下水污染评价

思考题

主要参考文献

第八章环境风险评价

第一节人类健康风险评价的基本要素

第二节危害识别

第三节接触方式评价

第四节毒性评价

第五节风险定量综合评价

思考题

主要参考文献

第九章水文地球化学模拟

第一节概述

第二节模拟基本概念

第三节地球化学源程序

第四节PHREEQC

思考题

主要参考文献

第十章污染物运移数值模拟与预测

第一节概述

第二节水动力弥散系统及其定解条件

第三节污染物运移模型的离散化方法

第四节线性代数方程组的解法

思考题

主要参考文献

第四篇地下水污染防治

第十一章地下水脆弱性评价与地下水保护

第一节基本概念

第二节DRASTIC模型

第三节基于GIS的脆弱性分区

第四节地下水污染防治区划与环境影响评价

思考题

主要参考文献

第十二章污染物自然衰减作用

第一节概述

第二节自然衰减作用的非生物过程

第三节内在生物修复

思考题

主要参考文献

第十三章地下水环境修复技术

第一节概述

第二节水力学方法

第三节污染地下水的抽出处理技术

第四节反应性渗透墙技术

第五节原位化学氧化技术

前言

地下水是地球内部及其外层空间水循环的产物，同时，地下水又直接参与地球内部及其外层空间物质循环和能量循环，是地球系统中最活跃的因子。地下水是重要的环境要素，具有资源功能、供水功能和维护生态功能。地下水的温度较高时，可作为地热资源开发，如我国的羊八井高温地热田；含有有益人体健康的组分时，可作为矿泉水资源开发，如我国的五大连池碳酸泉；含有工业元素时，则可作为工业矿水开发，如四川盆地的地下卤水。地下水污染问题主要与地下水的供水功能有关。地下水是弥足珍贵的淡水资源，地下水资源量约占全球淡水资源量的30％。我国地下水资源量仅占全国水资源总量的31％，却维持全国近70％的人口饮，用和40％的农田灌溉，可见其在保证居民生活用水、社会经济发展和生态环境平衡等方面所起到的不可替代的作用。地下水维护生态的功能是近年来才引起高度关注的。地下水是生态系统的重要组成部分，是维持水系统良性循环的重要保证。由于过度开采地下水，已经引发了一系列环境问题，如我国河北、天津、上海、苏南、太原、西安等地出现的地面沉降问题；分布在我国近20个省、市、自治区的地面塌陷问题；沿海城市出现的海水入侵问题；西北和华北地区出现的河水断流、土地沙化、植被退化、湖泊萎缩等问题。

近几十年来，工业化和都市化进程带来了世界范围内的地下水水量衰竭和水质恶化，从中检测出的不同元素及其化合物的浓度，对于天然条件下形成的地下水而言是罕见的。地下水污染对于人类社会可持续发展的危害已经引起各国政府和公众的广泛关注。

我国是一个缺水国家，巨大的人口压力加剧了水资源短缺的严峻形势。

而我国一些地区的地下水天然水质恶劣，水中某些元素含量过高或过低引发的氟中毒、砷中毒、甲状腺肿大、克山病等地方病，正严重制约着这些地区的社会经济发展，因而寻找合格饮用水源、改善水质是十分迫切的任务。而近几十年来，人类活动造成了大面积的地下水污染，已经在我国地下水中检测出各种持久性有机污染物，重金属污染物，氮、硫、磷污染物，使得我国“水质型”缺水形势日益严峻。水污染导致许多城市供水困难，严重危害人民身体健康。开展地下水污染及其防治技术研究，已经成为我国水资源一环境保护领域基础研究和高新技术研究的当务之急。

国际水文地质界自20世纪80年代以来，把研究的重点从地下水水资源评价与管理转移到地下水污染治理上来。传统地下水环境修复技术治理受污染地下水是基于这样一个概念：如果从受污染场地抽取足够的水，污染物最终可以被去除。这些传统技术被称为抽出一处理系统(pumpandtreat)。随着受污染场地中污染消除工作的进行，人们发现，传统修复技术已经越来越不能满足要求。在修复污染场地时，要求研究和应用新的技术。近20年来，各种替代技术如雨后春笋，得到迅猛发展。

由于地下水修复技术的快速进步，为环境科学和水文地质基础研究提出了全新的研究课题，并推动许多新的学科分支的形成，如环境有机水文地球化学、地质微生物学(geomicmbiology)等。

　　地下水污染与防治属跨学科研究领域，其主体学科是水文地质学，即研究地下水的科学。近30年来，水文地质研究与人类日益关注的水污染和生态环境问题紧密结合，使水文地质学获得了更大、更持续的发展空间，因此在环境科学与工程学科体系中也赢得了基础、骨干学科的地位,在地球科学服务社会方面发挥着举足轻重的作用。本书从污染水文地质学基础，污染场地调查，地下水污染的评价、模拟与预测，地下水污染防治四个方面，试图循着地下水污染研究的主线，较全面、系统地反映该学科领域的基本概念、基本理论、基本模型和技术方法。各部分内容既避免重复，又相互呼应，力求形成完整的学术构架。　　地下水污染与防治是在社会经济可持续发展需求的驱动下，水文地质学与环境科学交叉形成的新的学科分支，并逐渐成为水资源一环境保护基础研究和高新技术开发的重要领域。本书在系统总结国内外研究现状的基础上，综合本书创作集体多年的教学、科研实践，从污染物水文地质学基础，污染场地调查，地下水污染的评价、模拟与预测和地下水污染防治四个方面较全面、系统地阐述了该学科领域的基本概念、基本理论、基本模型和技术方法。