内蒙古乌兰察布市集宁区国家湿地保护管理局 012000
摘要:科学技术的发展迅速,我国的各行各业建设的发展也有了提高。地下水作为水资源的重要组成部分,同时具有自然属性和社会属性。一方面,与大气降水、地表水等联系密切,共同参加水文循环;另一方面,随着我国经济社会的快速发展,地下水被大量开采用于生活饮用、农业灌溉和工业生产中。然而,随着城市化、农业现代化和工业化进程的加快,在人类活动的频繁影响下,当前地下水已经受到不同程度的污染,对人类健康造成了很大的威胁,尤其是在以地下水开采利用为主的北方地区。
关键词:地下水污染;修复技术;综述
引言
地下水是指在地面以下的岩土体中可流动的水体,是组成全球水资源的重要部分,对人类的生产生活有着十分重要的作用。在我国工业进程的高速发展下,矿产开采、金属冶炼、石油化工等工业环节导致的地下水污染问题日益加剧。工业场地污染地下水包含以Pb、Cd、Cr等为主的重金属污染物和以多环芳烃(PAHs)、非水溶相污染物类(NAPLs)、卤代烃类等为主有机类污染物以及二者均存在的复合污染物,具有毒性强、难降解和可通过生物链进行富集的性质,通过一系列的转移积累,最终威胁人类的健康。因此,进行工业场地污染地下水的修复工作日益迫切。
1大数据概述
大数据,则是传统数据库工具难以抓取、管理与处理的一个数据类别大、体量大的数据集。首先,大数据是一个数据体量大,一个大型数据集,大约在10TB规模,然而在实际运用中,大部分企业把各种数据集放起来,构建PB级数据量;其次,数据类别大,数据来自各种数据源,数据种类与格式越来越丰富,已经突破了传统所限定的结构化数据范畴,包含了半结构化和非结构化数据。同时数据处理速度快,在庞大的数据量中,能够实时处理数据。最后,数据真实性高。随着企业内容、交易应用数据及社交数据等一系列新数据源的出现,已经彻底打破了传统数据源,企业越来越需要有效信息来保障其安全性、真实性。云计算是大数据实现的主要方式。大数据处理流程主要是采集、导入/预处理、统计/分析、挖掘。
2我国地下水环境监测存在问题
2.1地下水监测信息共享和整合难度较大
由于历史原因,地下水监测相关信息分散在不同的职能部门,信息共享和整合难度较大。当前区域地下水环境质量监测站点、监测数据和评价结果等信息均掌握在自然资源和水利等部门相关机构;生态环境部门不同单位在不同阶段开展过相应的“双源”地下水监测和调查,但相关信息分散在国家和地方的不同机构,尚未整合形成全面、整体、准确的地下水监测信息管理体系。地下水监测信息存在多部门化、碎片化,以及部门间共享不畅等问题,非常不利于有序推动全国统一的地下水环境监测体系构建,以及地下水水质和污染状况分析,也不利于落实监督防治地下水污染的职责。
2.2尚未形成全国统一的地下水环境监测体系
当前各部门根据各自职能和工作需求建成了一定数量的地下水监测井,并开展侧重点不同的监测工作,但尚未形成全国统一的地下水环境监测网络,不同部门地下水监测技术体系之间存在一定差异,难以通过组织开展统一的地下水监测达到全面、准确说清全国地下水环境质量状况、污染状况和变化趋势的目标,无法满足生态环境部统一实施国家地下水环境监管的需求。虽有相关技术规范和指南等,但对地下水重点污染源开展自行监测的指导和规范严重不足。
2.3“双源”地下水监测现状尚未摸清
在尚未有效整合各项调查与监测工作成果,尚未建立全面准确的“双源”地下水环境重点监管清单的情况下,我国地下水监测现状尚未完全掌握。按照《水污染防治法》要求,化学品生产企业、工业集聚区、矿山开采区、尾矿库、危险废物处置场、垃圾填埋场等污染企业(区域)需要开展地下水监测,但实际建设及监测开展情况等现状不清。部分规模以上地下水型饮用水水源及其保护区和补给径流区面积大、分布范围广,区域内环境状况复杂,但除取水口外,几乎无其他地下水监测井,难以从源头上监控污染风险。
3工业场地污染地下水修复关键问题
(1)污染源的调查和去除是修复工业场地污染地下水的首要环节。在研究调查中,确定污染源位置是保障该工业场地修复的前提,对污染源进行去除后,再根据污染物类型和污染程度、范围等选用与该工业场地相适应的修复技术对污染物进行削减,从而达到地下水修复的目的。(2)需要调查工业场地的地质结构特点和水文环境条件,对污染物质在地下含水层中的运移途径进行研究分析,进而应用相关技术手段阻断污染物的扩散,控制污染范围。通过调查工业场地的水文地质特点,建立污染物运移数值模型,通过模拟污染阻滞和拦截系统来控制污染范围,从而应用到实际工程中。(3)工业场地修复行业发展前景广阔,在选用污染地下水修复工程技术时,应考虑污染物的类型、修复效率、施工周期以及修复成本等。如异位修复技术中抽出-处理技术适用于处理有机类、重金属类等多组分污染物,且修复效率高,但抽出水处理系统的修复成本较高,而且修复周期长达数年至数十年,难点在于处理后期污染物的拖尾和反弹效应。原位修复技术普遍具有处理修复效果好、见效快和成本较低等优点,可应用异位修复技术和原位修复技术联合手段,高效率、短周期、低成本地完成污染地下水的修复。(4)监测地下水污染当某地区地下水出现污染现象后,将逐步对周边地下水水质带来影响,地下水水量也有了很大幅度的降低,最终引起地下水资源短缺的问题。而大数据可以具备云计算的功能,能够统一整理与分析复杂信息,形成图表,在地下水污染监测中发挥着重要作用。如安装水质传感器以后,能够及时记录地下水成分、污染物气味、状态和含量等信息,并借助大数据技术完成处理,主要是先分类获得的数据信息,分别存储水质信息、污染物信息等,再借助韵算计的方式对各项数据作出运算。利用大数据技术分析水质后,有利于用户实时掌握地下水的成分与污染物含量等情况,在分析各种成分含量标准后,确定缺失的成分和含量超标的情况,让用户了解各地区水污染程度,通过图表方式为用户显示污染物含量。地下水监测中若是发现有污染物,尤其是针对出现规模性污染的现象,借助大数据技术,由预警中心发出警报向用户提醒,也将相应信号传输至传感器,实现对污染物走向的实时监控,从而有效遏制污染范围的扩大。大数据技术从污染物含量成分信息出发,将污染来源确定下来,向用户指定多种解决措施,这样有利于第一时间将水污染控制好,最大限度减小其带来的危害。大数据技术将水污染源确定下来以后,各传感器将对潜在污染物质进行检测,有污染物质被监测 到以后,数据中心将第一时间获取反馈信息,并将相关提示发送给用户。
结语
目前,在水资源管理过程中,为了能够强化地下水监测能力,积极引进大数据技术,对地下水进行全方位监测,提高水资源管理成效,进而为社会生产与生活提供高品质供水,保障经济社会可持续发展。通过上述论证,充分证实了大数据的运用价值,可对地下水进行全方位监测。值得注意的是,监测人员应强化对大数据研究及运用能力,如此才能够为顺利开展地下水监测工作予以扎实的技术保障。
参考文献
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