地下水污染 - 原因、影響和預防

水約佔地球表面的 70%，但只有 3% 的水是新鮮的。這些淡水大部分被冰凍在冰川中，其中一些可能存在於河流和湖泊中，但其中 30% 是地下水，但地下水到底是什麼？

地下水是從岩石裂縫和地表下的沉積物中滲出的水。當水滲入地下時，水可能會進入含水層。含水層是地下水飽和的地下岩層。含水層是巨大的可滲透岩石層，而不是地下河。

例如，佛羅里達州的含水層跨越約 100,00 平方英里，包括整個佛羅里達州。把含水層想像成一個巨大的地下海綿，它吸收掉到地球表面的水。

如果您抓住鏟子並開始在下面挖掘，您可能會碰到水。地下水位是您遇到的第一個水體。該標記可能完全淹沒在地下水位以下。飽和區就是所謂的。飽和帶之上的岩石和礦物，稱為非飽和帶，可能是乾燥的，那麼這些水怎麼會積聚在地下呢？

下雨時，一部分水會滲入地下，如果行進得足夠深，它可以在那裡停留數千年。然而，並非所有的地下水都在地下，而且大部分地表水來自地下水和含水層。

當地面下沉到地下水位以下時，地下水會上升到地表，可能會形成一個湖泊。地下水流出可形成溪流。雖然這被稱為泉水，但有些地下水很難獲得。含水層是這些地下水體。人類依靠地下水來飲用和農業用途。

儘管如此，受污染的地下水構成了嚴重的危害，特別是在城市地區。由於許多污染物和來源，資源的管理經常是複雜和困難的。

工業化和城市化進程中發現了新的污染物（新興污染物），必須定期更新市政污水處理系統，在處理後的污水排放到地表水體之前去除污染物。污染會使地下水不適合人類飲用。地下水的污染即使不是不可能也很難去除。

什麼是地下水污染？

當污染物釋放到土壤中並最終進入地下水時，這稱為地下水污染。這種水污染也可能是由於地下水中存在少量有害元素、污染物或雜質而自然發生的，在這種情況下，它被稱為污染而非污染。

當汽油、油、路鹽和化學品等人造物品污染水，使其對人類食用有害時，就會發生地下水污染。現場衛生系統、垃圾填埋場滲濾液、廢水處理設施的流出物、洩漏的下水道、加油站、水力壓裂（水力壓裂）以及農業中過度使用化肥都會污染地下水。

來自地表的物質可以穿過土壤進入地下水。例如，農藥和化肥會隨著時間的推移進入地下水供應。地下水也可能被道路鹽分、礦場的有害化合物和廢棄的機油污染。

來自化糞池的未經處理的污水，以及來自地下儲罐和洩漏的垃圾填埋場的有害化學物質，都會污染地下水。

砷或氟化物等天然污染物也會造成污染（或污染）。使用受污染的地下水會導致中毒或疾病傳播（水傳播疾病），從而危及公眾健康。

地下水的成因污染

水體污染只需其水質發生輕微改變即可發生，因此地下水污染的原因多種多樣，涉及我們日常生活的各個方面。所以，您不妨捫心自問，您的日常活動是否也造成地下水污染。以下是地下水污染的成因。

天然（地質）化學物質
儲油罐
石油產品
化糞池系統
不受控制的危險廢物
垃圾填埋場
化學品和路鹽
大氣污染物
污水處理不當
過度使用化肥和農藥
農用化學品
工業管道洩漏和其他工業洩漏
過度抽取地下水
表面蓄水池

1. 天然（地質）化學物質

天然存在的化學物質是地下水污染的原因之一。當土壤和岩石中天然存在的化學物質溶解在水中時，就會發生污染。這些化合物包括硫酸鹽、鐵、放射性核素、氟化物、錳、氯化物和砷。其他的，如腐爛的土壤成分，可能會滲入地下水並作為顆粒移動。

根據世界衛生組織的報告，氟化物和砷是最常見的污染物。地下水評估平台可用於調查污染的自然原因 (GAP)。 GAP 使用環境、地質和地形數據來計算污染水平。

砷是一種天然存在的元素，存在於地殼中。它具有劇毒，在自然狀態下甚至會致命。由於含水層中有機物造成的厭氧環境，砷會溶解於地下水中。

由於有機材料的微生物降解，氧化鐵被排放到地下水含水層中。這些氧化鐵與砷反應生成亞砷酸鹽和亞砷酸鹽等砷化合物，前者比後者更危險。

地質地下水污染的第二個主要來源是地下水中的氟化物。這些存在於缺乏鈣的含水層中。自 1984 年以來，世界衛生組織已將地下水中氟化物濃度的可接受限值設定為 1.5 毫克/升。不僅如此，還會導致“氟斑牙”，這是一種由牙釉質礦化不足定義的疾病。

2. 儲罐

儲水罐是地下水污染的原因之一。它們可以在地上或地下，並且可以包含汽油、石油、化學品或其他形式的液體。預計美國將有超過 10 萬個儲罐被掩埋，隨著時間的推移，這些儲罐會腐蝕、破裂和洩漏。如果毒素爆發並進入地下水，就有嚴重污染的風險。

3. 石油產品

石油產品是地下水污染的原因之一。有兩種類型的石油儲罐：地下和地上。此外，石油產品主要通過管道在地下運輸。這些物質的洩漏可能會導致水污染。

據預測，美國每年將發生16,000起化學品洩漏事故，主要原因是卡車、儲槽和火車上的化學品洩漏，尤其是在石油運輸過程中。洩漏的化學物質會被水稀釋並滲入土壤，可能污染地下水。

4. 化糞池系統

化糞池系統是地下水污染的原因之一。未連接到公共下水道系統的家庭、工作場所和其他結構採用現場廢水處理系統。化糞池系統旨在以安全和環保的方式逐步將人類排泄物排放到地下。不正確建造、定位、建造或維護的化糞池系統可能會將硝酸鹽、油類、清潔劑、細菌、病毒、家用化學品和其他毒素洩漏到地下水中，從而造成重大困難。

化糞池系統是全世界地下水污染的主要來源。糞便、化糞池和污水池都會造成污染。因為這麼多人依賴化糞池系統，所以它是污染最嚴重的系統之一。

因為它們會產生像三氯乙烷這樣的有機化合物，所以商業化糞池要危險得多。大多數國家都有法律要求將化糞池建造在遠離水源的地方以防止污染，但情況並非總是如此。

5. 不受控制的危險廢物

不受控制的危害是地下水污染的原因之一。今天，美國有大約 20,000 個已知的廢棄和不受控制的危險廢物處理場，而且這個數字每年都在增長。如果桶或其他裝滿危險材料的容器懸掛在周圍，危險廢物場可能會導致地下水污染。如果有洩漏，這些毒素最終會通過土壤進入地下水。

6. 垃圾填埋場

垃圾填埋場是地下水污染的原因之一。他們是我們的垃圾被帶到掩埋的地方。為了防止毒素進入水中，垃圾填埋場應該有一個保護底層。如果沒有層或破裂，廢物中的污染物（車輛電池酸液、油漆等）可能會進入地下水。

位於紐約州尼加拉瀑布的廢棄運河計畫「愛河」（ Love Canal）是垃圾掩埋場滲濾液造成地下水污染的典型案例之一。 1978年，該地區開始出現癌症和出生缺陷病例高發生率的情況。調查顯示，這是由於附近工業垃圾場的有機/無機有害污染物滲入地下水所造成的。

7. 化學品和路鹽

地下水污染的另一個原因是農藥和道路鹽的廣泛使用。化學品包括用於草坪和農田的除草劑、殺蟲劑和肥料，以及家庭和企業中使用的物品。這些化學物質會滲入地下，並在下雨時最終滲入水中。在冬天，道路鹽被用來融化道路上的冰，這樣汽車就不會滑倒。當冰融化時，鹽分從道路上被沖走並進入河流。

8. 大氣污染物

大氣污染物是地下水污染的原因之一。因為地下水是水文循環的一個組成部分，來自循環其他部分的污染物，如大氣或地表水體，最終會進入我們的飲用水中。

9. 污水處理不當

污水處理不當不僅會影響土地和附近水體，還會造成地下水污染。這種問題在缺乏污水處理廠基礎設施或下水道系統維護不善的地區尤其突出。

此外，如果污水中存在諸如激素、藥物殘留物和其他在尿液或糞便中發現的微量污染物等微量病原體，即使是傳統的處理廠也可能無法消除它們。在德國許多地方的地下水中發現了 5 ng/L 量級的藥物殘留。

10 過度使用化肥和農藥

農藥和商業化肥以及糞肥等天然肥料是氮基物質，通過引入硝酸鹽會導致地下水污染。這是因為植物只使用一小部分氮，剩下的會被沖入水體或滲入地下，從而毒化含水層。此外，如果動物接受獸醫治療，動物糞便可能含有藥物污染物。

11 農用化學品

為了提高作物產量，全世界使用了數百萬噸的農藥，例如化肥和殺蟲劑。這些化學品也被其他組織使用，例如高爾夫球場。

過量使用這些物質會導致地下水污染。例如，眾所周知，殺蟲劑會在地下停留多年，當被雨水稀釋時，會進一步滲入地下水。

12. 工業管道洩漏和其他工業洩漏

工業區周圍的地下水污染通常是由地下工業管道和油罐的洩漏引起的。由於廢物管理不當，在礦石和金屬開採過程中，砷等有害金屬可能會進入地下水。

由於其酸性，其他危險金屬可能很容易溶解在其廢物中並滲入含水層。同樣，如果加油站的儲罐爆裂，將苯等低密度物質排放到地下，可能會污染地下水。由於它們的密度低於水，這些化學物質會漂浮在地下水位的上表面，使它們不適合家庭使用。

13 過度抽取地下水

過度抽取地下水是造成地下水污染的原因之一。以高速率抽取地下水會導致砷排放到水中，以及土壤沉降（土地突然下沉）。砷主要存在於地下表面的粘土層中，在抽水過程中只有少量逸出到水中。然而，由於造成巨大的水力梯度，如果過度使用，可能會有大量的水進入含水層。

14 表面蓄水池

地表蓄水是地下水污染的原因之一。這些是儲存液體廢物的淺潟湖。例如，在美國，大約有 180,000 個地表蓄水池會污染地下水。因此，在蓄水池中需要粘土襯墊或浸出液以避免浸出。在某些情況下，滲濾液可能有缺陷，導致洩漏和水污染。

地下水的影響污染

地下水污染對所有生物構成威脅。它不僅影響人類或植物；它影響到每個人。因此，以下是地下水污染的一些後果。

健康問題
影響經濟增長
對水生系統和整個生態系統的破壞
L確認足夠的飲用水
工業缺乏清潔水

1. 健康問題

地下水污染對人體健康有害。在化糞池安裝不正確的情況下，人類排泄物可能會污染水源。過量的殺蟲劑和化肥以及天然化學物質中毒可能會引起額外的健康問題。這些化學物質會滲入水源，從而污染水源。飲用這種水源的水可能對您的健康有害。

水傳播疾病
氟斑牙
肝炎

水傳播疾病

當地下水污染髮生時，會引起水傳播感染。它可誘發痢疾，在某些情況下可導致嚴重腹瀉、脫水和死亡。例如，世界衛生組織發現孟加拉國的地下水受到污染，導致水源性感染每年增加。因此，地下水污染可能導致人類水源性感染和死亡。

氟斑牙

這是一種牙齒變成褐色的牙齒狀況。這主要是由於水中的氟化物含量高。由於水中缺乏鈣，地下水中的氟化物含量很高。這是地下水污染的後果之一。

肝炎

缺乏完善的污水處理系統可能會導致地下水污染，導致肝炎和無法挽回的肝損傷。這是因為人類排泄物來自地下水污染。因此，在鑽井時，請確保它位於正確的位置以避免此類問題。

2. 影響 Economic G羅思

地下水污染供應使該地區不適合植物、人類和動物的繁衍。該地區人口減少，土地價值下降。另一個影響是依賴地下水進行生產的行業穩定性降低。如果沒有安全的飲用水和烹飪用水，任何人都不能離開或獲得土地。

因此，如果你的土地位於地下水污染最嚴重的地區，它的價值就會直線下降。這是因為植物、動物和人類無法在這種環境中茁壯成長。因此，受影響地區的企業可能不得不依賴其他地區的水，這可能會帶來高昂的成本。此外，由於水質低，它們可能被迫關閉。

3. 對水生系統和整個生態系統的破壞

地下水污染有可能對生態系統造成嚴重破壞。一種這樣的變化是生態系統自我維持所必需的特定營養物質的損失。此外，當污染物與水體相互作用時，水生生態系統可能會發生變化。由於水體中的毒素過多，魚類等水生物種可能會迅速死亡。

飲用受污染水的動植物也會受到損害。有毒化合物會隨著時間的推移在含水層中積聚，一旦污染擴散，地下水可能不適合人類和動物飲用。其後果十分嚴重，尤其是在乾旱時期依賴地下水的人。

4. 缺乏足夠的飲用水

由於地下水污染，許多國家正面臨清潔飲用水短缺的困境。這造成了嚴重的後果，因為人們無法飲用乾淨的水，從而引發健康問題。為了讓您更深入了解飲用水短缺問題，我們特地為您撰寫了一篇關於乾旱的文章。

5.工業缺乏清潔用水

大多數工業排放導致地下水污染的廢水。最後，其中一些企業受到清潔水短缺的影響。沒有乾淨的水就沒有生產。結果，行業將關閉，工作崗位將丟失。

防止地下水污染

受污染的地下水可以保留多年，使清理變得困難且成本高昂。避免污染的答案是防止污染。以下方法是防止地下水污染的方法。

本土化
減少化學品使用
廢物管理
不要讓它運行
修復滴水
明智地清洗
高效用水
減少、再利用和回收
天然替代品
L賺更多，做更多！

1. 本地化

在您的景觀美化中應該使用您所在地區的天然植物。他們有一個奇妙的外觀，不需要太多的水或肥料。選擇適合您所在地區環境的草品種，因為這將減少對頻繁澆水和化學應用的需求。

2. 減少化學品使用

減少您在房屋和院子中使用的化學品數量，並確保它們得到妥善處理。

3. 廢物管理

妥善處理可能有害的材料，例如未使用的化學品、藥物、油漆、機油和其他材料。家庭危險廢物收集或處置場所分佈在多個地方。

4. 不要讓它跑

刷牙或剃須時，關掉水，等待冷卻時不要讓它運轉。相反，在冰箱裡放一壺冷水。

5.修復滴水

檢查家中所有水龍頭、固定裝置、馬桶和水龍頭是否漏水，並立即更換，或安裝節水型。

6. 明智地清洗

將自己限制在五分鐘的淋浴時間裡，讓你的家人也敢於效仿！此外，只能在洗碗機和洗衣機中運行滿載的盤子和衣物。

7. 有效用水

只有在口渴和一天中最冷的時候才給草坪和植物澆水。在乾旱期間，確保您、您的家人和您的鄰居遵守任何澆水限制。

8. 減少、再利用和回收

減少使用、重複使用和回收是防止地下水污染的有效方法。減少物品的使用量，並盡可能進行回收。紙張、塑膠、紙板、玻璃、鋁和其他材料都可以回收。

9. 天然替代品

如果可行，請僅使用天然/無毒家用清潔劑。檸檬汁、小蘇打和醋都是既經濟又環保的優秀清潔劑。

10. 學習並做更多！

參與水教育！了解有關地下水的更多信息並分享您所學到的知識。

關於地下水砷污染

地下水深層天然存在的高濃度砷造成的地下水污染稱為砷污染。由於恆河三角洲地區使用深井供水，導致砷中毒現象普遍存在，因此這是一個備受關注的問題。

根據 2007 年的一項研究，飲用水中的砷中毒影響了 137 多個國家的約 70 億人。在孟加拉國發生大規模水中毒後，這個問題成為一個嚴重的健康問題。世界上許多國家都發現了地下水的砷污染。

世界衛生組織建議將水中的砷濃度降低到 10 g/L，但由於難以從水源中去除砷，這在許多問題地點通常是不可能實現的目標。

有記錄的地下水砷污染大事件約20起。四個最大的事件發生在亞洲：泰國、台灣和中國大陸。在中國，已經繪製了潛在危險井的位置圖。

如何去除地下水中的砷

共沉澱、吸附和離子交換是將砷去除到 10 ppb 以下的三種經過驗證的處理策略。選擇適當的處理技術來減少飲用水中的總砷，需要仔細評估特定地點的變量。分析原水質量、必要的處理程度、可用於處理的區域、工藝簡單性以及初級處理過程中產生的殘餘廢物的處理/處置只是這些考慮中的一小部分。

共沉澱
吸附
離子交換

共沉澱

砷與鐵有很大的親和力。當亞砷酸鹽在氧化劑存在下與鐵接觸時會發生共沉澱，從而形成不溶性砷酸鹽。這種方法是有利的，因為它使用低成本、可重複使用的反洗介質並產生較少的廢物。

通過共沉澱法去除砷通常也可以集成到現有的鐵和錳去除系統中。在存在鐵的情況下，HMO 過濾器使用含水氧化錳介質通過共沉澱去除砷。當水中天然沒有鐵時，可以使用氯化鐵來補充。然後使用預氧化劑（例如 12.5% 的次氯酸鈉）將鐵氧化成氫氧化鐵。

同時，存在的任何亞砷酸鹽被氧化成砷酸鹽，砷酸鹽以砷酸鐵的形式吸附在氫氧化鐵載體絮凝物上，然後吸附在介質上。催化活性加速鐵和亞砷酸鹽的轉化，允許在高表面負載率下 100% 去除砷。

HMO過濾器的出水必須定期進行反洗，可以送到公有的處理廠或反洗水回收系統。當無法直接排放廢水時，HMO 過濾砷產生的廢物將含有砷酸鐵，這是一種良性鹽，可以脫水並作為無害廢物處理，符合 EPA 有毒特徵浸出程序和加利福尼亞州的標準廢物提取測試。

吸附

當一種材料的分子粘附到另一種材料的表面時，這稱為吸附。當使用鐵基吸附系統去除砷時，砷分子會附著在鐵基吸附介質的表面。

飲用水中砷的吸附，如共沉澱，通常是基於砷和鐵之間的高親和力。顆粒狀的氫氧化鐵介質可用於吸附飲用水中的兩種形式的砷。在此過程中，該介質通常用於處理含有 11 至 40 ppb 範圍內的砷酸鹽的預氯化地下水，pH 值為中性。在較低的 pH 值下，介質的砷吸附能力顯著提高（pH 6 至 6.5）。

離子交換

吸附在表面上的離子與溶液中與表面接觸的離子的可逆交換稱為離子交換 (IX)。離子從樹脂表面釋放出來，以交換水處理 IX 系統中溶液中的其他離子。樹脂對可用離子的親和力以及溶液中離子的濃度決定了交換的方向。

砷以陰離子形式存在於地下水中。使用陰離子交換樹脂和鹽水的離子交換系統可用於提取砷。當地下水含有大量干擾離子（如二氧化矽、硫酸鹽和磷酸鹽）以限制由於介質更換頻率高而導致吸附的使用時，可以探索離子交換。

IX 用於去除砷時，可能會導致再生過程中釋放出高濃度的砷。因此，必須考慮妥善處理排放的廢物。