中學化學污水處理

❶ 初中化學中活性炭如何吸附的

恩以我目前的知識我只能稍稍回答第二問啾
會改變物理性質的
活性炭一般不用在除雜題中，因為活性炭的吸附除了物理吸附，還有化學吸附，它還具有催化性，例如吸附二氧化硫時會將其催化氧化變成三氧化硫。
就我了解，它一般多用在凈化水啊還有裝修時除臭氣啊或者放在鞋子里邊乾燥啊除腳氣尾兒啊什麼的:-D

❷ 高中化學 氧化還原反應 污水處理

溶液中，NH4+沒那麼容易被氧化，
試想，NO3-都無法在溶液中氧化NH4+，NH4NO3溶液存在。

(NH4)2Cr2O7 重鉻酸銨，很重要的重鉻酸鹽試劑。

一般認為，固態中，NH4NO3、(NH4)2Cr2O7都能發生自氧化還原反應。
即加熱固體，NH4+會被NO3-氧化，NH4+會被Cr2O72-氧化，溶液中不可以

❸ 如何在高中化學教學中滲透法制教育

1高中化學教學中滲透法制教育的價值1.1高中化學教學中滲透法制教育是素質教育的基本要求素質教育要求能培養德才兼備之人,並且高中化學教學的重要理念是能形成正確的價值觀與積極的情感態度,提升人文素養與科學素養,為學生實現全面發展奠定很好的基礎.當前法制素養是個體社會化應該具有的基本素質之一.高級人才必須是法制素養與專業能力緊密結合的,只有這樣才能對社會做出更大的貢獻.不然的話,學生不會形成正確的法制觀念,也不會在專業方面實現傳道、授業、解惑,讓高科技犯罪分子更容易犯罪.所以,高中化學教學不僅是關注學生知識與能力的培養,並且還承擔培養學生健全人格,提升綜合素養,強化學生法制意識,形成法律評價能力、法律意識能力,做到明辨是非,形成良好的行為習慣,知法、守法、懂法,用法律來指導自己行為,為今後杜絕犯罪起到積極的作用.1.2高中化學教學和法制教育密切相關高中化學中涉及到很多的有毒、腐蝕性、易燃等物質,也有一些是環境保護的有效方法,還有對光化學煙霧、重金屬污染、污水處理方法等的具體分析和對策,還有新裝修房屋中常見的甲醛等,也就是說高中化學中的這些基本的教學內容是和生產、生活中的法制密切聯系的.

❹ 中學化學實驗室廢水處理

中學化學實驗室廢水處理
一、有機物類廢水
以中學化學實驗室現有的條件，較簡便的金屬回收方法是將金屬離子以氫氧化物的形式沉澱分離。各種金屬離子的排放形式：鉻(重鉻酸鉀，硫酸鉻)；汞(氯化汞，氯化亞汞)；鉛(EDTA合鉛(II))；銅(EDTA合銅，硫酸銅)，等等。其中，氯化汞和硫酸鉻屬於共同排放。總的來說，沉澱回收法的原理較為簡單，可操作性也很強，對污染的消除效果相當不錯。
酸或鹼：對於含酸或鹼類物質的廢液，如濃度較大時，可利用廢酸或廢鹼相互中和，再用pH試紙檢驗，若廢液的pH值在5．8—8．6之間，如此廢液中不含其它有害物質，則可加水稀釋至含鹽濃度在5％ 以下排出。
鉻：含鉻廢液中加入還原劑，如硫酸亞鐵、亞硫酸鈉、鐵屑，在酸性條件下將六價鉻還原成三價鉻，然後加入鹼，如氫氧化鈉、氫氧化鈣碳酸鈉等，使三價格形成Or(OH)，沉澱，清液可排放。沉澱乾燥後可用焙燒法處理，使其與煤渣一起焙燒，處理後可填埋。
汞：廢液中汞的最高容許排放濃度為0．05mg／L(以Hg計)。可以採用硫化物共沉澱法：先將含汞鹽的廢液的pH值調至8—1O，然後加入過量的Na2S，使其生成Hgs沉澱。再加入FeSO(共沉澱劑)，與過量的S：一生成FeS沉澱，將懸浮在水中難以沉澱的HgS微粒吸附共沉澱．然後靜置、分離，再經離心、過濾濾液的含汞量可降至0．05mg／L以下。
氰化物：少量的含氰廢液可加入NaOH調至pH=10以上。再加入幾克高錳酸鉀使CN一氧化分解。量大的含氰廢液鹼液氯化法處理，先用鹼調至pH=10以上，再加人次氯酸鈉或漂白粉，使CN一氧化成氰酸鹽，並進一步分解為CO 和N 。放置24小時排放。或加入氫氧化鈉使呈礆性後再倒入硫酸亞鐵溶液中(按質量計算：1份硫酸亞鐵對1份氫氧化鈉)，生成無毒的亞鐵氫化鈉再排人下水管道。含氰化物物質，也不得亂倒或與酸混合，生成揮發性氰化氫氣體有劇毒。
砷：在含砷廢液中加入FeCI~，使Fe／As達到5O，然後用消石灰將廢液的pH值控制在8一lO。利用新生氫氧化物和砷的化合物共沉澱的吸附作用，除去廢液中的砷。放置一夜，分離沉澱，達標後，排放廢液。
鎘：在含鎘的廢液中投加石灰，調節pH值至10．5以上，充分攪拌後放置，使鎘離子變為難溶的Cd(OH)：沉澱．分離沉澱，將濾液中和至pH值約為7，然後排放。
鉛：在廢液中加入消石灰，調節至pH值大於11，使廢液中的鉛生成Pb(OH) 沉澱．然後加入 (s0 )，(凝聚劑)，將pH值降至7—8，則Pb(OH)：與^J(OH)，共沉澱，分離沉澱，達標後，排放廢液。
重金屬離子：最有效和最經濟的方法是加鹼或加Na2S把重金屬離子變成難溶性的氫氧化物或硫化物而沉積下來，從而過濾分離，少量殘渣可埋於地下。混合廢液：互不作用的廢液可用鐵粉處理。調節廢液PH3— 4，加入鐵粉，攪拌半小時，用鹼調節PH 9左右，攪拌1O分鍾。加入高分子混凝劑(聚合氯化鋁和聚合氧化鐵)沉澱，清液可排放，沉澱物作為廢渣處理。廢酸鹼可中和處理。
二、有機物類廢水
對有機酸或元機酸的酯類，以及一部份有機磷化合物等容易發生水解的物質，可加入氫氧化鈉或氫氧化鈣，在室溫或加熱下進行水解。水解後，若廢液無毒害時，把它中和、稀釋後，即可排放。如果含有有害物質時，用吸附等適當的方法加以處理。如廢液包括：苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、輕油、重油、潤滑油、切削油、機器油、動植物性油脂及液體和固體脂肪酸等物質的廢液。對其可燃性物質，用焚燒法處理。對其難於燃燒的物質及低濃度的廢液，則用溶劑萃取法或吸附法處理。
三氯甲烷：將三氯甲烷廢液一次用水、濃硫酸(三氯甲烷量的十分之一)、純水、鹽酸羥胺溶液(O．5％ AR)洗滌。用重蒸餾水洗滌兩次，將洗好的三氯甲烷用污水氯化鈣脫水，放置幾天，過濾，蒸餾。蒸餾速度為每秒l～2滴，收集沸程為6o一62攝氏度的餾出液(標框下)，保存於棕色試劑瓶中(不可用橡膠塞)。CC14：反應式：Na2SO3+I2+H2O=Na2SO『+2HI具體操作：在碘一CC1 溶液中加入Na2SO3，直至把I2轉化為I一離子(檢查：用澱粉試紙或澱粉溶液檢查是否還存在有I2，然後轉移到分液漏斗，加少量蒸餾水，振盪，分液(用AgN03，檢查水樣溶液是否有I2，若有黃色或白色沉澱，再用水洗滌ccl,溶液)。
酚：酚的處理主要有吸附法、萃取法、液膜分離法、扭捏及蒸餾氣提法、生物法等，但對於實驗室來說，以上的方法都不實用。低濃度含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉，使酚氧化水和二氧化碳。高濃度可使用丁酸乙脂萃取，在用少量氫氧化鈉溶液反復萃取。調解PH後，進行重蒸餾，提純後使用。或利用二氧化氯(C10：，強氧化消毒劑)水溶液進行苯酚廢水處理，不僅方便、安全，操作也十分簡單，直接將其按一定量加入廢水中，攪拌均勻，維持一定的處理時間，即可達到良好的處理效果，不存在二次污染。

❺ 高中化學STSE知識點總結

化學與Science、Technology、Society、Environment
一、環境問題：空氣污染指數的項目主要為：可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮
（1）酸雨的形成與防治
①主要污染物：硫氧化物、氮氧化物，主要來自石油和煤的燃燒。
②反應原理 SO2 + H2O ⇌ H2SO3 ；2H2SO3 +O2 = 2H2SO4
或：2SO2+O2 ⇌ 2SO3 ; SO3+H2O = H2SO4
2NO + O2 = 2NO2 ; 3NO2 + H2O = 2HNO3+ NO
③防治措施：根本途徑減少酸性物質向大氣的排放。
a、使用清潔燃料，替代煤和石油。
b、石油和煤在燃燒之前脫硫。 如：目前市場上出售的「國三」汽油，是經過脫硫後的低硫汽油；煤中添加生石灰或石灰石作為脫硫劑，可以減少煤燃燒時產生的SO2，CaCO3+O2+SO2 = CaSO4+CO2等。
（2）光化學煙霧的形成及防治
①主要污染物：氮氧化物和碳氫化合物（汽車尾氣）。
②防治措施：控制城市汽車數量、開發新能源、汽車安裝凈化器。
（3）臭氧層的破壞與危害
在距地面10—50公里的大氣平流層中，形成了臭氧層，它能吸收太陽光中的紫外線，是地球上的生物免受危害，氮氧化物、氟氯代烷（如氟利昂）能作為催化劑使臭氧分解，從而破壞臭氧層。如 O3＋NO→O2＋NO2 ； O＋NO2→O2＋NO
（4）家庭裝修與污染物質
①大芯板和其他人造板都含有甲醛，造成了不易清除的室內甲醛污染。
②塗刷油漆時加入了大量的稀釋劑，造成了室內嚴重的苯污染。
③石材瓷磚類，特別是一些花崗岩等天然石材，放射性物質含量比較高。
（5）白色污染 廢棄的塑料、橡膠造成的污染
（6）水體污染及其防治
①水體污染由來：a、農業化肥使用、工業三廢、生活污水、石油泄露 等。
②N、P等營養元素含量引起危害：水中過多N、P等營養元素引起的污染叫水體富營養化，可能引起 「水華」或「赤潮」。含磷洗衣粉的使用是造成水體富營養化的重要原因之一。
③防治：根本措施是控制工業廢水和生活污水的排放，對排放的污水無害處理。
註：污水處理中的主要化學方法及其原理
（1）微生物法：利用微生物的作用，降低污水中有機物和氮磷的含量。這是目前污水的主要處理方法。
（2）混凝法 原理利用膠體的凝聚作用，除去污水中細小的懸浮顆粒；（明礬凈水）
（3）中和法 原理利用中和反應調節廢水的pH；（熟石灰）
（4）沉澱法 原理利用化學反應使污水中的某些重金屬離子生成沉澱而除去（變為氫氧化物或硫化物沉澱）
（5）氧化還原法 原理利用氧化還原反應將廢水中的有害物質轉化為無毒物質、難溶物質或易除去的物質。
二、生活中的化學
（1）明礬凈水：明礬電離出的AI3+ 水解生成氫氧化鋁膠體，吸附水中懸浮物形成沉澱。
（2）常用飲用水消毒劑：Cl2、ClO2、漂白粉、NaClO（84消毒液）
（3）漂白劑：漂白粉、漂白液（主要成分NaClO）、SO2、H2O2 、Na2O2 、O3
（4）加碘食鹽：一般添加KIO3（性質較穩定，味感比KI好）
（5）膠體知識與生活中的現象
①膠體聚沉與制豆腐和江河三角洲的形成
②丁達爾現象與樹林中的晨曦、雨後彩虹、舞台上的光柱。
③膠體滲析與血液的「透析」
（6）焰色反應與節日的焰火（燃燒的金屬元素）和城市中的霓虹燈（導電的稀有氣體）
三、能源問題
（1）化石燃料：煤、石油、天然氣。
（2）新型能源：太陽能、核能、潮汐能、沼氣、乙醇汽油等
（3）一級能源；指自然界以現成形式提供的能源，如煤、石油、天然氣等為一級能源．
（4）二級能源：需要依靠其它能源的能量間接製取的能源，如氫氣、電力、水煤氣等 為二級能源．
四、材料問題
（1）棉、麻屬於纖維素，是多糖，只含有C、H、O三種元素；
（2）絲、毛屬於蛋白質，蛋白質在酶的作用下可以水解；
（3）人造纖維是將天然的纖維素（竹子、木材、甘蔗渣等）經過加工後得到的產品， 例如： 醋酸纖維、粘膠纖維、人造絲、人造棉；
（4）合成纖維是以石油為原料經過合成得到的高分子化合物（六大綸）。例如氨綸（增加衣物的彈性）
（5）塑料和橡膠都是高分子化合物；
（6）晶體硅是重要的半導體材料，用於太陽能電池和電腦晶元，光導纖維是二氧化硅；
（7）合金材料：合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質。合金的硬度大、熔點低。例如硬鋁（含鎂、鋁，應用於飛機製造業）、碳素鋼（含鐵和碳）、不銹鋼（在碳素鋼中加入鎳、鉻）等等；
（8）玻璃、陶瓷、水泥都屬於無機硅酸鹽材料，其中玻璃的原料是：石灰石、純鹼和石英；水泥的原料是：黏土和石灰石；陶瓷的原料是黏土。普通玻璃放到電爐里加熱，使它軟化，然後急速冷卻，得到鋼化玻璃，因此普通玻璃和鋼化玻璃的成分相同。
五．熱點問題
（1）哥本哈根、溫室效應、低碳生活
工業革命以來，由於人類活動而釋放到大氣中溫室氣體（如二氧化碳和甲烷）迅速的不斷積累增加，引發全球氣候變暖。目前二氧化碳濃度的增加，是造成地球溫室效應的主要原因。 哥本哈根氣候大會後，防止氣候變暖實踐低碳生活成為人們的共識。
（2）霧霾
霧霾天氣是一種空氣質量嚴重惡化的產物，是空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等顆粒大量積聚，特別是PM2.5、PM10、SO2、NO2等主要污染物含量劇增，在大氣空間內造成能見度模糊的一種天氣現象。其中PM2.5是指大氣中直徑小於或等於2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。PM2.5粒徑小，這種顆粒本身既是一種污染物，又是重金屬、多環芳烴等有毒物質的載體，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。 城市有毒顆粒物來源：首先是汽車尾氣。使用柴油的大型車是排放PM10的「重犯」，包括大公交、各單位的班車，以及大型運輸 卡車等。

❻ 如何利用植物凈化污水

用人工濕地的方法可以有效的凈化污水！

1. 人工濕地中的植物版,可分為浮水植權物、沉水植物和挺水植物三類，

2. 選擇植物是要根據：耐污凈化能力強，抗凍、抗熱、抗病蟲害等抗逆性強，根系發達適應性強，經濟和觀賞綜合利用價值高，利於物種間的搭配，易於管理方面選擇。

3. 植物去污機理：第一，直接吸收利用污水中的N、P等營養物質，吸附和富集污水中的重金屬鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)等有害物質；第二，輸送氧氣到植物根區，為微生物生長、繁殖和降解反應提供氧氣；第三，增強和維持水體的水力傳輸能力。另外，人工濕地植物還具有其他作用：維持系統的穩定；釋放促進生物化學反應的酶和影響酶的分布；濕地植物的抑澡作用；濕地植物的景觀效應；經濟和生態價值等。
   

❼ 高中化學污水處理

氧化鋁不溶於水。 熟石灰去除酸性物質。亞硫酸根可以使重金屬離子沉澱。絮凝劑是形成大分子的帶電基團，吸附雜質，然後生成沉澱。

❽ 中學化學：污水處理

會的，一般實際都就用熟石灰處理硫酸的~，價廉物美~
現在的初中化學很不嚴密的 哎。。。
學下去就會知道了~

❾ 高中化學上有哪些凈水劑

常用到的凈水劑有聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、鹼式氯化鋁、聚丙烯醯胺、硫酸亞鐵、硫酸鋁、聚合硫酸鐵等。

凈水劑最常用的絮凝劑，絮凝劑包括兩大類：無機絮凝劑，有機絮凝劑。無機絮凝劑為高價金屬鹽，如硫酸鋁、硫酸鐵、氯化鐵、四氯化鈦及無機酸和鹼。典型的例子為某些選礦廠往濃密池中加石灰以加速精礦的沉降，提高濃密與過濾的效率減少金屬的流失。有機絮凝劑分為離子型和非離子型。

(9)中學化學污水處理擴展閱讀

產品用途：用於冶金、電力、製革、醫葯、印染、造紙、化工等污水處理行業，其混凝效果形成絮凝體（又稱礬花）快且顆粒大而重，沉降快。適用的PH值范圍在5~9之間，具有用量少、成本低、活性高、操作方便、適應性廣、腐蝕性小等特點。

1、使用時應先根據水質進行小試，選出凈水效果好，投放量小的最佳點。溶液應隨配隨用，非飲用水應根據實際情況選定用量。

2、使用固體時，先加水溶解陪配成10-25%的溶液，而後水稀釋至所需濃度，在溶解時先加水慢慢投料，並不斷進行攪拌。

3、不同廠家或不同牌號的水處理葯劑不能混合，並且不得與其他化學葯品混存。

4、原液和稀釋液稍有腐蝕性，但低於其他各種無機絮凝劑。

5、產品有效儲存期:液體半年，固體兩年。固體產品潮後仍然可使用。

6、本產品經合理投加，凈化後水質符合生活飲用水衛生標准。

❿ 污水處理

污水處理對地下水產生的污染主要是化學和生物污染，其影響的程度主要取決於污水的處理方法、含水層的水文地質和水文地球化學條件。

污水處理中引起地下水污染的做法主要包括用處理後的污水進行灌溉、用污泥施肥、有意或無意的污水入滲、生活污水管的泄漏以及污水對井的地表污染。

致病微生物是被污水污染的地下水對人體產生的最大威脅，Yates等（1993）綜述了細菌和病毒污染對人體健康產生的影響，並對其在地下水中的遷移和最終結局進行了討論。據此，他們認為20世紀80年代美國由飲用水傳染的大約200種疾病中，約1/2是由未處理或消毒不充分的地下水所引起的。

在地下水流系統中，細菌和病毒可存活數月，運移數百米（Yates等，1993）。這兩種微生物都是在低溫下可存活更長的時間，當溫度為8℃時，它們甚至可以無限期地存活。物理性的過濾可阻止細菌的運移，尤其是在細顆粒的土壤中更是如此。但病毒的體積很小，大部分的土壤不能使其含量明顯地減少。吸附是使兩種微生物含量減少的重要作用，Langmuir和Freundlich吸附等溫線均可用來描述地下水運移過程中兩種微生物的吸附作用。

污水的化學污染比生物污染的公認程度更高，污水中的許多污染物（如硝酸根）同時還與其他類型的污染相關。在污水中還含有各種類型的其他大量或微量組分，它們或者對人體健康有影響，或者可用來示蹤污染暈。幾乎所有常見的穩定同位素都可用來研究污水的污染問題。

5.2.3.1 污水處理廠對地下水的污染

污水可使用多種技術進行處理，污水處理的程度可劃分為初級、二級和三級（高級）。初級處理是指通過濾網或沉澱池除去其中的固體，二級處理指的是使用微生物除去廢水中的有機負荷，三級（高級）處理則是指去除廢水中特定化學物質（如硝酸根、磷酸根）的過程。經過二級處理後，廢水就允許排泄到天然水道中，或通過滲床滲入地下，或用來灌溉農田、高爾夫球場及其他的植被。其對地下水的影響就是在這些處置過程中發生的，從廢水中分離出的固體可進一步進行處理，或者在垃圾填埋場中填埋，或者用於施肥以提高土壤肥力，這樣，污泥的淋濾也會對地下水產生影響。

在美國農村地區的小社區，對污水進行二級處理的最常見方法就是氧化池（或污物穩定池）法。氧化池通常由一系列的蓄水池組成，污水依次通過各處理單元時其處理程度逐步加深，氧化池同時使用了好氧和厭氧過程來處理廢水中的 BOD。這種方法與其他方法相比要相對經濟一些，特別適用於土地面積不受限制的地區。Kehew（1984）和Bulger等人（1989）研究了美國北達科他州McVille污水處理場地對地下水的影響，該處理系統的蓄水池建設在可滲透的冰水沉積物上，要使廢水在池中有適宜的停留時間，必須對各處理單元進行襯砌。但三個處理單元只有一個做了襯砌，當廢水水位超過襯砌的處理單元時，它就會向未襯砌的處理單元排泄，這時廢水便會快速地滲透到淺層潛水含水層中。從第二個處理單元開始向下遊方向，地下水中的溶解固體、溶解有機碳、銨、鐵以及其他組分都有升高（圖5-2-9）。在處理單元附近，地下水的實測pE值很低，隨著遠離蓄水池，pE值逐漸升高，這與富含有機污染物的污染暈非常類似。該場地中的一個有趣的現象就是，來自上游一個好氧填埋場的污染暈，似乎與廢物穩定池下部的還原性污染暈發生了混合，從而使還原成了（Bulger等，1989）。

馬薩諸塞州Otis空軍基地由於二級處理廢水通過滲床入滲所引起的地下水污染問題在文獻中報道很多（LeBlane，1984；Barber，1992），該基地的污水處理廠從1936年開始運營，通過它處理廢水被排放到了一個24.5英畝的滲床中，在滲床的下游，形成了一個4000 m長、1000 m寬、30 m深的污染暈。可用多種參數來勾畫污染暈的范圍（圖5-2-10），但硼是最有用的一種參數，這是因為硼是一種保守性組分，在運移過程中不怎麼發生化學反應，而且在背景地下水中不存在。硼之所以在污染暈中出現，是因為在洗衣粉中過硼酸鈉被用作為了漂白劑。在地下水中，硼是以原硼酸（B（OH）₃）的形式存在的，它之所以沒有發生離解是因為污染暈的pH值要遠低於原硼酸的pK_a值。污染暈還可用電導率、氯濃度以及其他參數來勾畫。在二級處理廢水中DOC的含量大大減小，同時，大於背景值（2～5 mg/L）的DOC足以在污染暈中形成缺氧（反硝化作用）的條件。向下遊方向，污染暈與含氧補給水的混合可導致銨的硝化，盡管地下水中的濃度一般低於5 mg/L。處理後的廢水中，磷的濃度通常也相對較高，它在地下水中通常是以正磷酸根的形式存在的。由於磷酸根易於被含水層介質所吸附，或以低溶解度的磷酸鐵或磷酸鋁的形式沉澱，因此在污染暈中，磷酸根常常被強烈阻滯。

圖5-2-9 McVille污水處理場地中溶解有機碳的分布

Otis空軍基地污染暈的一個有趣現象是其含有來自家用洗潔劑中的化合物，根據測試這些物質所採用試劑的名稱（Methylene Blue Active Substances-亞甲藍活性物質），其在地下水中的含量通常用MBAS來表示。這些化合物一般由陰離子型表面活性劑組成，它們在地下水中的遷移性很強。洗潔劑在美國的使用大約始於1946年，1953年它們的使用量超過了肥皂。1964年之前，洗潔劑中最常用的表面活性劑是烷基苯磺酸鹽（ABS），它基本上是不可生物降解的。1964年，它開始被較易生物降解的表面活性劑——線性烷基磺酸鹽（LAS）所代替。MBAS在污染暈中的分布保存了洗潔劑使用的這一歷史，MBAS的最大濃度出現在污染暈的最前端（圖5-2-11），這些較高的濃度范圍反映了ABS的存在，而接近污染源的較低的濃度表明了污染暈中的LAS通過生物降解作用被去除了。

在污染暈中還檢測到了多種類型的其他合成揮發性和半揮發性化合物，它們均來源於家用洗潔劑及其他各種類型的產品，其中含量最大的是三氯乙烯（TCE）和四氯乙烯（PCE），它們在污染暈中的濃度已超過限制界限（Barber，1992）。

圖5-2-10 馬薩諸塞州Otis空軍基地硼在地下水垂直剖面中的分布（1978.5～1979.5）

5.2.3.2 化糞池系統

在北美缺乏下水道的大部分地區，化糞池系統是廢物處置的首選方法。據估計，美國三分之一的廢水是通過化糞池系統處理的。在該系統中，廢水在一個水池中通過沉澱作用與固體廢物分離，然後被排放到多孔排泄瓦筒中，進而釋放到濾床，在這里，廢水很快地滲入了土壤。另一種方法是在表層土壤中垂直安裝多孔下水管，用以代替濾床。化糞池系統的原理是，通過土壤的過濾，可除去廢水中的污染物。很遺憾的是，很多化糞池系統都在淺層潛水中形成了污染暈，它可對附近的水井和地表水體產生影響。

對化糞池系統污染暈水文地球化學過程的研究是近年來研究工作的一個焦點（Harman等，1996；Robertson等，1991，1998；Tinker，1991；Aravena and Robertson，1998；Robertson，1995；Robertson and Cherry，1995），其中最受關注的污染組分是硝酸根和磷酸根。硝酸根有時可導致嬰兒發生致命性的疾病——高鐵血紅蛋白症，這主要是由於嬰兒血攜氧能力的減弱而造成的。硝酸根也是水體富營養化的養分元素，地下水則是這些水體的補給源。磷酸根雖然比硝酸根的遷移能力弱，它也是水體富營養化的主要誘因之一。致病微生物的遷移也是可滲透性含水層值得關注的問題。

Harman等（1996）研究了加拿大安大略省一個學校的化糞池系統，該系統位於一個淺層潛水含水層之中。在化糞池中，廢水是一種強還原性的溶液，具有很高的DOC，其中的氮主要以銨的形式存在。它在從濾床向地下水面運動的過程中發生了很大的變化，氧化過程使得DOC減少了90%，銨則全部轉化成了硝酸根。污染暈中硝酸根的濃度表示在圖5-2-12中，有機碳的氧化形成了CO₂，當含水層中沒有碳酸鹽礦物時，這將使地下水的pH值降低。當含水層中存在碳酸鹽礦物時，它們將發生溶解，對水溶液的pH值產生緩沖作用，使污染暈中Ca²⁺、Mg²⁺的濃度增大。

圖5-2-11 1983年Otis空軍基地地下水中MBAS的平面（a）和剖面（b）分布

Robertson等（1998）對比了安大略省各種水文地球化學環境下，10個化糞池系統污染暈中磷酸根的遷移能力。其中，—P平均濃度的變化范圍為0.03～4.9 mg/L，污染暈的延伸長度從1 m變化到70 m。這與此前人們的一般認識是矛盾的，通常認為磷酸根被強烈地吸附到了含水層固體表面上，對地下水不構成威脅。但這一觀測結果表明磷酸根在地下水中的遷移可成為一個重要的問題，尤其當小型湖泊周圍的住宅中具有獨立化糞池系統時更是如此。Robertson等得出結論認為，磷酸根在包氣帶中通過礦物的沉澱作用發生了衰減，這些礦物主要是藍鐵礦（Fe₃（PO₄）₂· 8H₂O）、紅 磷 鐵 礦（FePO₄·2H₂O）及磷鋁石（AlPO₄· 2H₂O）。水中磷酸根的平衡濃度受到了pH值的控制，在低pH值條件下的非鈣質含水層中，磷酸根的濃度受礦物溶解度的控制而保持在一個很低的水平上.在中等pH值條件下（這主要是由於含水層中含有碳酸鹽礦物而引起的），磷酸根的濃度可以很高。廢水一旦到達潛水面，尤其是當含水層中的金屬氧化物具有表面正電荷時，磷酸根含量的減少則主要是由含水層固體的吸附作用所控制的。由於吸附和沉澱作用的影響，磷酸根的遷移速度約為地下水的流速的二十分之一。氮、碳、氧、硫的穩定同位素在示蹤化糞池系統污染暈及相關的地球化學轉化作用中是非常有用的（Aravena等，1993；Aravena and Robertson，1998）。

圖5-2-12 一個化糞池系統污染暈中心線處硝酸根濃度等值線剖面圖

對化糞池系統致病細菌和病毒污染危害的評估，目前所作的研究工作還相對較少（Bitton and Gerba，1984；Bales等，1995；Canter and Knox，1985；Yates，1985）。很多微生物的分析和檢測都比較困難且昂貴，當前所進行的研究工作主要集中在確定指示性微生物的遷移特徵上，它能夠間接地表明相應致病微生物的潛在遷移特性。大腸桿菌常被用作為指示性細菌，人類的腸道病毒以及大腸桿菌噬菌體（一種能夠感染腸道大腸桿菌的病毒）常被用作為指示性病毒。

DeBorde等（1998）在研究美國蒙大拿州一個中學的化糞池系統時，闡述了其微生物的運移情況。該研究包括了對化糞池及污染暈中人類腸道病毒和大腸桿菌噬菌體的監測，以及在含水層中注入大腸桿菌噬菌體。雖然人類腸道病毒在化糞池和含水層中很少被檢測到，但在觀測孔中卻一直能夠檢測到大腸桿菌噬菌體。盡管含水層具有強烈的吸附作用，但在距注水井30 m之外的觀測孔中仍檢測到了細菌。由於含水層性質的變化多種多樣，因此對所有條件下致病微生物遷移的准確預測幾乎是不可能的。

5.2.3.3 污水灌溉

來自污水處理廠的污水及污泥經常被用來灌溉或施肥，這種處理方法對地下水化學成分的影響與化糞池系統是類似的，但其在含水層中的影響范圍要更大一些。用污水及污泥灌溉或施肥時對環境影響最大的污染物是硝酸根。如果場地下部具有好氧包氣帶，廢物中的有機氮或銨將被氧化為硝酸根。在飽水帶中，只要保持氧化性條件，硝酸根在遷移過程中將不發生任何轉化作用。Spalding等（1993）研究了內布拉斯加州的一個場地，在這里，一塊玉米田使用污泥進行施肥，從而在其下遊方向形成了一個很大的硝酸根污染暈（圖5-2-13）。濃度大於10 mg/L的的范圍在地下水位之下延伸了大約15 m，盡管一細粒沉積物透鏡體阻止了其進一步下滲。氮同位素分析證實氮的來源是動物排泄物。

地下水化學成分的其他變化是由於廢物中的DOC引起的，若大量的DOC到達了潛水面，地下水中將發生氧的消耗作用。在以色列，人們在一塊用廢水灌溉的耕地之下達30 m深的含水層中發現了厭氧過程的存在（Ronen等，1987），在這種條件下，有機碳通過包氣帶的遷移過程將長達15年。在前述內布拉斯加州的場地中，DOC在含水層深部引起了反硝化作用發生。地下水中其他主要離子的濃度也隨著硝酸根和DOC含量的增大而增加。污泥中金屬的含量一般很大，但吸附和沉澱作用通常限制了它們在地下水中的遷移。

圖5-2-13 使用污泥施肥形成的硝酸根污染暈