En resumen, la contaminación de las aguas subterráneas causada por residuos líquidos es uno de los principales problemas geológicos ambientales. Para estudiar su formación, patrones de cambio y medidas de prevención y control, primero debemos comprender el significado de la contaminación de las aguas subterráneas.
En la actualidad, no existe una definición unificada de contaminación de las aguas subterráneas en el país y en el extranjero. El profesor alemán Matthess (G. Marthess, 1972) propuso: “Las aguas subterráneas contaminadas por actividades humanas se refieren a aguas subterráneas cuyo contenido total de sólidos disueltos y sólidos suspendidos totales excede directa o indirectamente la concentración máxima permitida de los estándares domésticos o internacionales para agua potable y aguas industriales; El agua subterránea que no se ve afectada por las actividades humanas también puede contener componentes excesivos. En este caso, el fenómeno de que algunos componentes excedan el valor de variación natural también puede considerarse contaminación. Las propiedades físicas, químicas y biológicas del agua suelen limitar o dificultar el aprovechamiento de las aguas subterráneas en diversos aspectos”, afirmó en su artículo el académico estadounidense D.W. Miller (1974): “Contagio y polarización son sinónimos y se refieren al deterioro de la calidad natural del agua. en la medida en que su idoneidad se ve comprometida por las actividades humanas.... La consecuencia natural del flujo de agua subterránea a través de un acuífero es también un fenómeno llamado mineralización y J. A. C Nery dijo en el libro "Groundwater" publicado en 1979 que "cualquier sustancia disuelta que. ingresa al medio acuático debido a las actividades humanas, independientemente de si su concentración alcanza el nivel de deterioro significativo de la calidad del agua, se llama contaminación, y se utiliza la palabra contaminación. De algunos de los argumentos citados anteriormente, podemos encontrar algunas opiniones contradictorias. La principal diferencia radica en las diferentes interpretaciones de los estándares de contaminación y el impacto de las actividades humanas. Bajo ciertas condiciones, ciertos componentes del agua subterránea pueden estar relativamente enriquecidos o relativamente agotados, lo que puede resultar en una calidad del agua deficiente. No es científicamente riguroso referirse a ellos de manera colectiva. Estos dos fenómenos con causas diferentes se denominan "contaminación de las aguas subterráneas". Tampoco es deseable desde la perspectiva práctica de la protección de los recursos de aguas subterráneas, porque el primero se formó en una larga historia geológica y su aparición no se puede evitar en un período relativamente corto; La historia humana y su aparición se pueden prevenir.
Bajo la influencia de las actividades humanas, la concentración de ciertos componentes en el agua subterránea siempre cambia de pequeña a grande, y la contaminación real ocurre antes de que su concentración exceda el estándar. la concentración cambia después de exceder el estándar. Tratarla como contaminación en realidad no es científico y pierde el significado de prevención.
Por lo tanto, creemos que la definición de contaminación de las aguas subterráneas debería ser: Bajo la influencia de las actividades humanas. La calidad del agua subterránea cambia en la dirección del deterioro. El fenómeno se denomina colectivamente "contaminación del agua subterránea". Independientemente de si este fenómeno deteriora la calidad del agua en la medida en que afecta su uso, siempre que ocurra este fenómeno, debe ser así. Se considera contaminación cuando ciertos componentes del agua subterránea están relativamente enriquecidos y se producen en el entorno natural. La dilución, el fenómeno del empeoramiento de la calidad del agua, no debe considerarse contaminación, sino que debe denominarse "anomalía natural". Por supuesto, en el trabajo real, es mejor juzgar si el agua subterránea está contaminada y el grado de contaminación. Tomando el valor de fondo regional (o valor de fondo) como estándar, a veces también se pueden utilizar datos históricos de la calidad del agua, o la calidad del agua sin evidencia. Las fuentes de contaminación se pueden utilizar como valor de control.
5.2.2 Fuentes de contaminación de las aguas subterráneas y contaminantes
5.2.2.1 Fuentes de contaminación de las aguas subterráneas
Las fuentes de contaminación de las aguas subterráneas pueden básicamente. dividirse en dos categorías, una son las fuentes de contaminación provocadas por el hombre y la otra son las fuentes de contaminación naturales.
Las fuentes de contaminación provocadas por el hombre incluyen: diversos residuos líquidos, que son los más comunes y los de mayor cantidad, cuyas características específicas se describen en el apartado 5.1.2 anterior, seguidos de los residuos domésticos, los residuos industriales, montones de desechos de minas, relaves, desechos sólidos como lodos y residuos de pesticidas, fertilizantes químicos y estiércol de granja;
Las fuentes de contaminación natural se refieren principalmente al agua de mar, aguas subterráneas primarias con alto contenido de sal y mala calidad del agua, y yacimientos minerales con altos componentes nocivos. Cuando explotan razonablemente el agua subterránea en condiciones naturales o cercanas, no representan una amenaza para la buena calidad del agua subterránea. Sin embargo, si las fuentes de agua alrededor de estas fuentes de contaminación se explotan de manera irrazonable o excesiva, puede causar intrusión de agua de mar, la propagación de componentes dañinos en cuerpos minerales y la infiltración de agua nativa de baja calidad, lo que resulta en la contaminación de las aguas subterráneas.
5.2.2.2 Contaminantes de las aguas subterráneas
Los denominados contaminantes de las aguas subterráneas (o componentes de la contaminación) se refieren a todas las sustancias disueltas o materia en suspensión que ingresan al medio de las aguas subterráneas debido a las actividades humanas, que causar problemas de calidad del agua, independientemente de si su concentración deteriora la calidad del agua hasta el punto de afectar su uso, se denomina contaminante del agua subterránea. Hay muchos tipos de contaminantes de las aguas subterráneas, que se pueden dividir aproximadamente en tres categorías según sus propiedades:
Contaminantes químicos
Los contaminantes inorgánicos más comunes en las aguas subterráneas son Cl-, dureza ( Ca2++ Mg2+) y sólidos disueltos totales. Los trazas de no metales son principalmente arsénico, flúor, etc. Los metales traza incluyen principalmente cromo, mercurio, cadmio y zinc. El contenido de materia orgánica de muchas preocupaciones ambientales es muy pequeño, generalmente en el nivel de 10-9 o ng/g.
Contaminantes biológicos
Los contaminantes biológicos en las aguas subterráneas se pueden dividir en tres categorías: bacterias, virus y parásitos. Hay más de 400 especies de bacterias en las heces humanas y animales, y se han identificado más de 100 virus. Las aguas residuales no desinfectadas contienen una gran cantidad de bacterias y virus que pueden ingresar al acuífero y contaminar las aguas subterráneas.
Contaminantes radiactivos
Los radionucleidos en las aguas subterráneas pueden ser de origen humano, como la lluvia radiactiva de las centrales nucleares, las pruebas de armas nucleares y los radioisótopos utilizados en laboratorios y hospitales. También puede ocurrir naturalmente, como depósitos radiactivos.
5.2.3 Características y métodos de contaminación de las aguas subterráneas
5.2.3.1 Características de la contaminación de las aguas subterráneas
La contaminación de las aguas subterráneas es obviamente diferente de la contaminación de las aguas superficiales. Hay dos. tipos de contaminación de las aguas superficiales Características:
Ocultación
Incluso si las aguas subterráneas han sido seriamente contaminadas por ciertos componentes, a menudo son incoloras e inodoras, y no es fácil distinguirlas. por el color, olor, pescado muerto, etc. Incluso si la gente bebe aguas subterráneas contaminadas con componentes tóxicos o nocivos, el impacto en el cuerpo humano es sólo un efecto crónico a largo plazo que no es fácil de detectar.
Irreversibilidad
Una vez que el agua subterránea está contaminada, es difícil de controlar y recuperar. Principalmente porque su caudal es extremadamente lento. Después de cortar la fuente de contaminación, depender únicamente de la purificación natural del propio acuífero llevará hasta diez, décadas o incluso cientos de años. Otra razón por la que es difícil revertirlo es que después de que algunos contaminantes son adsorbidos por los medios y la materia orgánica, se desorberán y reabsorberán repetidamente a medida que cambien las características del entorno acuático.
5.2.3.2 Vías de contaminación de las aguas subterráneas
Las vías de contaminación de las aguas subterráneas se refieren a las vías a través de las cuales los contaminantes ingresan a las aguas subterráneas desde fuentes de contaminación. El estudio de las vías de contaminación de las aguas subterráneas ayudará a formular medidas correctas para prevenir y controlar la contaminación de las aguas subterráneas. Sin embargo, las vías de contaminación de las aguas subterráneas son complejas y diversas. Algunas personas clasifican las fuentes de contaminación por tipos, como fugas de canales de aguas residuales y pozos negros, lixiviación de montones de desechos sólidos, derrames de líquidos químicos, contaminación de actividades agrícolas, contaminación de actividades mineras. etc., lo cual es demasiado complicado. Este artículo presenta la clasificación basada en características hidráulicas, que es sencilla y clara. Según este método, las vías de contaminación de las aguas subterráneas se pueden dividir aproximadamente en cuatro categorías, véanse la Tabla 5.1 y las Figuras 5.1 y 5.2.
Tabla 5.1 Clasificación de las vías de contaminación de las aguas subterráneas
5.2.3.2.1 Tipo de permeabilidad intermitente
Se caracteriza porque los contaminantes son lixiviados por precipitación atmosférica o El agua de riego, que provoca que desechos sólidos y sustancias tóxicas y nocivas en la superficie del suelo o estrato se filtren periódicamente desde la fuente de contaminación hacia el acuífero a través de la capa de suelo vadoso (durante el riego en tierras secas y durante las lluvias). Esta infiltración se produce generalmente en forma de filtración de lluvia en estado insaturado, o en forma de filtración continua en estado saturado de corta duración. En esta forma de contaminación de las aguas subterráneas, los contaminantes se encuentran inicialmente en forma sólida en los desechos sólidos o en el suelo. Por supuesto, también incluye el uso de aguas residuales para regar cultivos extensivos, y los contaminantes provienen de aguas residuales urbanas. Por lo tanto, al estudiar las vías de contaminación, primero se debe analizar la composición química de los desechos sólidos, el suelo y las aguas residuales, y lo mejor es obtener el lixiviado que pasa por la zona vadosa para identificar la fuente de contaminación del agua subterránea. Este tipo de contaminación, tanto en alcance como en concentración, puede tener cambios estacionales obvios, y los objetivos de contaminación son principalmente aguas subterráneas poco profundas.
Figura 5.1 Ruta de contaminación de las aguas subterráneas
Tipo de penetración continua
Se caracteriza por la penetración continua de contaminantes al acuífero a través de la zona vadosa junto con diversos desechos líquidos . En este caso, o la zona vadosa está completamente saturada con agua en forma de filtración continua, o la capa superior del suelo en la parte superior de la zona vadosa está completamente saturada con agua en forma de filtración continua, mientras que la parte inferior (inferior vadose zona) está completamente saturado de agua en forma de agua de lluvia no saturada que penetra en el acuífero. Este tipo de contaminante suele ser un líquido.
Las más comunes son las fugas en zonas de acumulación de aguas residuales (piscinas de aguas residuales, fosas de filtración de aguas residuales, campos de filtración rápida de aguas residuales, tuberías de aguas residuales, etc.). ), y fugas de aguas superficiales y alcantarillas contaminadas. Por supuesto, los campos de arroz irrigados con aguas residuales (arroz, etc.) provocarán grandes áreas de infiltración continua. Los principales objetos de este tipo de contaminación son los acuíferos poco profundos.
La característica común de los dos métodos anteriores es que los contaminantes ingresan al acuífero a través de la zona vadosa de arriba a abajo. Por lo tanto, el grado de contaminación del agua subterránea depende principalmente de la estructura geológica, la composición del material, el espesor y la permeabilidad de la zona vadosa.
Tipo de desbordamiento
Figura 5.2 Ruta de contaminación de las aguas subterráneas
Se caracteriza por la transferencia de contaminantes a otros acuíferos a través del desbordamiento entre capas. Esta transferencia se produce ya sea a través de canales naturales (lucernarios hidrogeológicos) o canales artificiales (tuberías de pozos irrazonables, tuberías de pozos antiguas dañadas, etc.). ), o cambios en las condiciones dinámicas del agua subterránea causados por la minería artificial [Figura 5.2 (a)], cambian la dirección del desbordamiento, permitiendo que los contaminantes fluyan hacia otros acuíferos a través de una gran área de acuitardos débiles. Su fuente de contaminación puede ser el propio medio ambiente de las aguas subterráneas, o puede ser externa, lo que puede contaminar el agua presurizada o el buceo. La dificultad para estudiar este tipo de contaminación es que es difícil determinar la ubicación específica y la geografía del desbordamiento.
Tipo de escorrentía
Se caracteriza por la entrada de contaminantes al acuífero en forma de escorrentía subterránea, o a otras capas de agua a través de pozos de tratamiento de aguas residuales, o a través de enormes canales kársticos desarrollados en el karst, o Entrar a través de la ruptura de la capa de aislamiento de la capa de almacenamiento subterráneo de líquido residual. La intrusión de agua de mar es la escorrentía subterránea causada por la sobreexplotación del agua dulce subterránea en las zonas costeras. En esta forma de contaminación, los contaminantes pueden ser fuentes naturales o artificiales, y pueden contaminar el agua de buceo o presurizada. El alcance de su contaminación puede no ser muy grande, pero debido a la falta de purificación natural, el grado de contaminación suele ser grave.