地下水污染
A. 地下水污染的含義與特徵
5.1.1.1 地下水污染的含義
關於水體污染的含義至今尚無統一的認識，目前普遍的看法主要有三種：一是認為水體在受到人類活動的影響後，改變了它的「自然」狀況，也就是說，進入水體的某種物質的含量超過了水體的本底含量；二是認為某種污染物質進入水體後，使水體質量變劣，破壞了水體的原有用途；三是認為人類活動造成進入水體的物質數量超過了水體自凈能力，導致水體質量惡化。第一種看法是從絕對意義上來理解水體污染的，但是，人類活動已經大大地改變了自然環境，已難以找到「自然」狀況的水。目前，更多的人認為，進入水體污染物的數量超過了水體的自凈能力，水質變劣，影響到水體用途才算是水體污染。
關於地下水污染的含義，目前影響比較大的有以下幾種：
德國的Matthess（1982）認為：「受人類活動污染的地下水，是由人類活動直接或間接引起總溶解固體及總懸浮固體含量超過國內或國際上制定的飲用水和工業用水標準的最大允許濃度的地下水，不受人類活動影響的天然地下水，也可能含有超過標準的組分，在這種情況下，也可據其某些組分含量超過天然變化值的現象而定為污染。」
法國的Fried在《Groundwater Pollution》一書中提到：「污染是指地下水的物理、化學和生物特性的改變，從而限制或阻礙了地下水在各方面的利用。」
美國學者米勒（Miller）在論述「污染」（contamination或pollution）時指出：「污染是指由於人類活動的結果使得天然水水質變到其適用性遭到破壞的程度。」
Freeze和Cherry（1987）在《地下水》一書中指出：「凡是由於人類活動而導致進入水環境的溶解物，不管其濃度是否達到使水質明顯惡化的程度都稱為污染物（Contaminant），而把污染（Pollution）一詞作為污染濃度已達到人們不能允許程度的水質狀況的一個專門術語。」
前蘇聯水文地質學家E.Л.Mинкин認為，所謂水源地內地下水的污染是指除水源本身的影響之外，由於生產和生活條件各種因素的影響而直接或間接地使地下水質惡化，導致其全部或部分不能作為供水水源的情況。他還指出，如果是由於TDS含量高的水在自然條件下擴展到開采水源地，或因TDS含量高的水與淡水含水層及地表水有水力聯系而滲入到水源地時，便不能稱為地下水污染，只說明水源地的取水量超過了其允許開采量，從而導致了地下水被疏干。
從上述所引用的一些論述中，可以發現一些相互矛盾的看法，主要分歧有兩方面。其一是污染標准問題：有人提出了明確的標准，即地下水中某些組分的濃度超過水質標準的現象稱為地下水污染；有人只提一個抽象的標准，即地下水中某些組分濃度達到「不能允許的程度」或「適用性遭到破壞」等現象稱為地下水污染。其二是污染原因問題：有人認為，地下水污染是人類活動引起的特有現象，天然條件下形成的某些組分的富集和貧化現象均不能稱為污染；而有的人認為，不管是人為活動引起的或者是天然形成的，只要濃度超過水質標准都稱為地下水污染。
在天然地質環境及人類活動影響下，地下水中的某些組分都可能產生相對富集或相對貧化，都可能產生不合格的水質。如果把這兩種形成原因各異的現象統稱為「地下水污染」，在科學上是不嚴謹的，在地下水資源保護的實用角度上，也是不可取的。因為前者是在漫長的地質歷史中形成的，其出現是不可防止的；而後者是在相對較短的人類歷史中形成的，只要查清其原因及途徑、採取相應措施是可以防止的。因此，把上述兩種原因所產生的現象從術語及含義上加以區別，從科學嚴謹性及實用性上都更可取一些。
在人類活動的影響下，地下水中某些組分濃度的變化總是處於由小到大的量變過程，在其濃度尚未超標之前，實際污染已經產生。因此，把濃度超標以後才視為污染，失去了預防的意義。當然，在判定地下水是否污染時，應該參考水質標准，但其目的並不是把它作為地下水污染的標准，而是根據它判別地下水水質是否朝著惡化的方向發展。如朝著惡化方向發展，則視為「地下水污染」，反之不然。
盡管人們對水污染的含義的看法有差異，但在污染造成水體質量惡化這一方面是有共識的。1984年5月11日第六屆全國人民代表大會常務委員會通過的《中華人民共和國水污染防治法》對「水污染」給予了明確的說明：「水污染是指水體因某種物質的介入，而導致其化學、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態環境，造成水質惡化的現象」。因此，根據上述各種對「水污染」的論述和有關的法律，人們認為水體污染（地表水體污染和地下水體污染）較為合理的定義應該是：凡是在人類活動影響下，水質變化朝著惡化方向發展的現象，統稱為「水污染」。不管此種現象是否使水質惡化達到影響使用的程度，只要這種現象一旦發生，就應視為污染。所以判定水體是否污染必須具備兩個條件：第一，水質朝著惡化的方向發展；第二，這種變化是人類活動引起的。
5.1.1.2 地下水污染的特徵
地表水體和地下水由於儲存、分布條件和環境上的差異，表現出不同的污染特徵。
地表水體污染可視性強、易於發現；其循環周期短，易於凈化和水質恢復。
地下水的污染特徵是由地下水的儲存特徵決定的。地下水儲存於地表以下的含水層中，並在其中緩慢地運移，上部有一定厚度的包氣帶土層作為天然屏障，地面污染物在進入地下水之前，必須首先經過包氣帶土層。上述特點使得地下水污染有如下特徵：
（1）隱蔽性
由於污染是發生在地表以下的含水介質之中，因此常常是地下水已遭到相當程度的污染，但往往從表觀上很難識別。一般仍然表現為無色、無味，不能像地表水那樣，從顏色及氣味或魚類等生物的死亡、滅絕鑒別出來。即使人類飲用了受有害或有毒組分污染的地下水，其對人體的影響一般也是慢性的，不易覺察。
（2）難以逆轉性
地下水一旦遭到污染就很難得到恢復。由於地下水流速緩慢，如果等待天然地下徑流將污染物帶走，則需要相當長的時間。而且作為含水介質的砂土對很多污染物都具有吸附作用，使污染物的清除更加復雜困難。即使在切斷污染來源後，靠含水層本身的自然凈化，少則需要十年、幾十年，多則甚至需要上百年的時間。
（3）滯後性
滯後性表現在：由於污染物在含水層上部的包氣帶土壤中經過各種物理、化學及生物作用，會在一定程度上延緩潛水含水層的污染。對於承壓含水層，由於上部隔水層頂板的存在，污染物向下運移的速度會更加緩慢。由於地下水是在多孔介質的微孔隙中進行緩慢的滲透，每日的實際運動距離常常在米的數量級上，因此地下水中污染物的運移、擴散是相當緩慢的。
B. 地下水污染是什麼
地下水污染（ground water pollution）主要指人類活動引起地下水化學成分、物理性質和生物學特性發生改變而使質量下降的現象。
地表以下地層復雜，地下水流動極其緩慢，因此，地下水污染具有過程緩慢、不易發現和難以治理的特點。地下水一旦受到污染，即使徹底消除其污染源，也得十幾年，甚至幾十年才能使水質復原。至於要進行人工的地下含水層的更新，問題就更復雜了。
C. 地下水污染的特點
地下水與地表水(河流、湖泊、水庫、海洋等)是水文循環中的兩個不同環節，它們在水動力學和環境化學方面也有不同的特點，因而地下水污染有著與地表水體污染不同的特點。
1.地下水污染具有隱蔽性
地下水賦存在距地表以下一定的深度，被包氣帶與地表相隔開，除非被井孔揭露，一般難以用肉眼直接觀察，也不像地表水體那樣，可以從顏色、氣味或水中生物的種類及死亡的個體推斷水體是否被污染;另外，地表水與發生在地面的各種人為活動可直接發生聯系，污染物很容易進入水體，也容易被及時檢測發現，而地下水則因上覆土壤或包氣帶，有一定的防護能力，特別是上覆地層透水性較差如有一定厚度黏性土層分布，可通過過濾吸附和植物根系的吸納作用，減少污染物的進入量，甚至使之截留在土壤、包氣帶中，減輕甚至避免污染的發生。
2.污染過程緩慢
與地表水體污染過程相比，地下水污染過程相對緩慢。其原因有三個方面，一是地下水上覆的土壤、包氣帶有一定的截留、自凈能力，或者說有一定的環境容量，只有當污染組分的量值接近或超過土壤、包氣帶容量時，污染物才可進入地下水;二是含有污染組分的水流通過土壤、包氣帶進入地下水往往需要一定的滲透時間，所需時間的長短與入滲強度、土壤包氣帶厚度、岩性的滲透性有關，也就是說，由地表進入的污染水流與地下水檢出污染物兩者在時間上有滯後的現象;三是地表水流往往以網狀形式在河道中運動和排泄，速度快，更新交替所需時間短，而地下水是以滲流場的方式運動，含水層分布廣、體積較大，實際流速遠遠小於河水的流速，所以污染物進入地下水後，會向四周散開，被稀釋或在水岩作用下濃度降低。因此，污染物進入地表水的時間過程要比進入地下水快捷得多，地下水的污染過程也就顯得較緩慢。
3.地下水污染難以治理
地下水實際流速慢，含水層體積大，水質的交替更新周期與地表水相比要長得多。全球統計表明，地表水(河流)水質更新的平均時間一般在15～20天，而地下水水質更新時間平均為1400年，從這兩個數字的比較可以看出，地下水一旦被污染，很難靠天然過程在短期內去除污染後果，用人工方法也難以將如此龐大且深埋的含水層中的污染物清除，所以，地下水污染問題的解決主要依賴於源頭治理和事先防範。這也是許多學者認為地下水污染難以治理的道理所在。
D. 地下水污染的概念
在人為影響下，地下水的物理、化學或生物特性發生不利於人類生活或生產的變化，即地下水水質朝著惡化的方向發展，稱為地下水污染。地下水污染達到一定程度，便滿足供水水源的要求。當然，對於不同用途的地下水，污染標準是不同的。地下水污染意味著可以利用的寶貴的地下水資源的減少。地下水的污染不容易及時發現，地下水一旦污染，將難以消除。
地下水污染與地表水污染不同。污染物質進入地下含水層及在其中運移的速度都很緩慢，若不進行專門監測，往往在發現時，地下水污染已達到相當嚴重的程度。地表水循環流動迅速，只要排除污染源，水質能在短期內改善凈化。由於地下水循環交替緩慢，即使排除污染源，已經進入地下水的污染物質，將在含水層中長期滯留，隨著地下水流動，污染范圍還將不斷擴展。因此，要使已經污染的含水層自然凈化，往往需要很長的時間( 幾十、幾百甚至幾千年) ; 如果採取打井抽出污染水的方法消除污染，則要付出相當大的代價。1986 年 4 月，前蘇聯切爾諾貝利核反應堆發生事故後，首先採取的措施之一就是將核污染物質與含水層隔離。之所以這樣做，正是考慮到了一旦污染地下水將釀成難以消除的不良後果。保護地下水免於污染，是環境保護工作的一項重要內容。
E. 地下水污染物有哪幾大類
地下水污染物有四大類：
1、地下淡水的過量開采導致沿海地區的海（咸）水入侵。
2、地表污（廢）水排放和農耕污染造成的硝酸鹽污染。
3、石油和石油化工產品的污染。
4、垃圾填埋場滲漏污染。
污染的結果是使地下水中的有害成分如酚、鉻、汞、砷、放射性物質、細菌、有機物等的含量增高。地下水污染方式可分為直接污染和間接污染兩種。
直接污染的特點是污染物直接進入含水層，在污染過程中，污染物的性質不變。這是對地下水污染的主要方式。
間接污染的特點是，地下水污染並非由於污染物直接進入含水層引起的，而是由於污染物作用於其他物質，使這些物質中的某些成分進入地下水造成的。
(5)地下水污染擴展閱讀
地下水污染來源
進入地下水的污染物有來自人類活動的，有來自自然過程的。
1、生活污水和生活垃圾會造成地下水的總礦化度、總硬度、硝酸鹽和氯化物含量的升高，有時也會造成病原體污染。
2、危險廢物填埋場中的滲濾液或其他污染物從填埋場漏出，那樣會對地表水和地下水造成負面影響。
3、工業廢水和工業廢物可使地下水中有機和無機化合物的濃度增加。
4、農業施用的化肥和糞肥，會造成大范圍的地下水硝酸鹽含量增高。農葯對地下水的污染較輕，且僅限於淺層。農業耕作活動可促進土壤有機物的氧化，如有機氮氧化為無機氮（主要是硝態氮），隨滲水進入地下水。
F. 污染物對地下水的污染
5.2.1 地下水污染的含義
由上述已知，液體廢棄物造成地下水污染是主要的環境地質問題之一，研究其形成、變化規律和防治措施，必須首先弄清地下水污染的含義。
目前對地下水污染的含義，國內外尚無統一的定義。德國馬修斯教授（G.Martthess，1972）提出：「受人類活動污染的地下水，是由人類活動直接或間接引起總溶解固體及總懸浮固體含量超過國內或國際上制定的飲用水和工業用水標準的最大允許濃度的地下水；不受人類活動影響的天然地下水，亦可能含有超標準的組分，在這種情況下，亦可根據其某些組分超過天然變化值的現象而定為污染。」法國弗里德教授（J.J.Fried，1975）認為：「污染是水的物理、化學和生物特性的改變，這種改變通常會限制或阻礙地下水在各方面的使用。」美國學者米勒（D.W.Miller，1974）等在他們的論文中談到：「Contamination和Pollution這兩個詞是同義詞，意思是指，由於人類活動的結果使天然水質惡化到使其適用性遭到破壞的程度；……地下水通過含水層運動的天然結果，亦會使一種或多種組分的濃度增加，這種現象稱為礦化。」弗里基（R.A.Freeze）和徹里（J.A.Cnerry）在1979年出版的《Ground-water》一書中談到「凡由於人類活動而導致進入水環境的溶解物，不管其濃度是否達到水質明顯惡化的程度都稱為污染物（Contamination），而把污染（Pollution）一詞，作為污染物的濃度已達到人們不能允許程度的狀況的一個專門術語。」從上述所引用的一些論述中，可以發現一些相互矛盾的看法，主要分歧是對污染標准和污染原因兩個方面的問題認識有異。
在天然地質環境及人類活動影響下，地下水中的某些組分都可能產生相對富集和相對貧化，都可能產生不合格的水質。如果把這兩種形成原因各異的現象統稱為「地下水污染」，在科學上是不嚴謹的，在地下水資源保護的實用角度上，也是不可取的。因為前者是在漫長的地質歷史中形成的，其出現是無法防止的；而後者是在相對較短的人類歷史中形成的，其出現是可以防止的。
在人類活動的影響下，地下水某些組分濃度的變化總是從小到大的量變過程，在其濃度尚未超標之前，實際污染已經產生。因此，把濃度變化超標以後才視為污染，實際上是不科學的，也失去了預防的意義。
因此，我們認為地下水污染的定義應該是：凡是在人類活動的影響下，地下水水質變化朝著水質惡化方向發展的現象，統稱為「地下水污染」。不管此種現象是否使水質惡化達到影響使用的程度，只要這種現象一發生，就應視為污染。至於在天然環境中產生的地下水某些組分相對富集及貧化而使水質惡劣的現象不應視為污染，而應稱為「天然異常」。
當然，在實際工作中要判別地下水是否污染及其污染程度，最好以地區背景值（或稱本底值）作標准，有時也用歷史水質數據，或用無明顯污染來源的水質作對照值。
5.2.2 地下水污染源與污染物
5.2.2.1 地下水污染源
地下水污染源基本上可分為兩大類，一是人為污染源，二是天然污染源。
人為污染源包括：各種液體廢棄物，這是最普遍和數量最大的，具體特徵如前5.1.2小節所述；其次為生活垃圾、工業垃圾、廢礦堆與尾礦和污泥等固體廢棄物；還有殘留農葯、化肥及農家肥等。
天然污染源主要指：海水、原生含鹽量高水質差的地下水、含有害成分較高的礦體等。它們在天然條件下或是在附近合理開采地下水時，對原良好的地下水水質並不構成威脅，但若對這些污染源周圍的水源地進行不合理地或過量地開采，則可能引起海水入侵、礦體有害成分擴散、原生劣質水滲入，造成地下水污染。
5.2.2.2 地下水污染物
所謂地下水污染物（或稱污染組分）含義是：凡是人類活動導致進入地下水環境，會引起水質惡化的溶解物或懸浮物，無論其濃度是否使水質惡化達到影響其使用的程度，均稱為地下水污染物。地下水污染物種類繁多，按其性質大致可分為三類：
5.2.2.2.1 化學污染物
地下水中最普遍的無機污染物是、其次是Cl-、硬度（Ca2++Mg2+）和總溶解固體等。微量非金屬主要是As、F等。微量金屬主要有Cr、Hg、Cd、Zn等。許多為環境所關注的有機化合物含量甚微，一般為10-9級或ng/g級。
5.2.2.2.2 生物污染物
地下水中的生物污染物可分為三類，即細菌、病毒和寄生蟲。在人和動物糞便中有400多種細菌，已鑒定出的病毒有100多種。在未經消毒處理的污水中，含有大量的細菌和病毒，它們可能進入含水層污染地下水。
5.2.2.2.3 放射性污染物
地下水中的放射性核素可能是人為的，如核電廠、核武器試驗的散落物以及實驗室和醫院等部門使用的放射性同位素；也可能是天然來源的，如放射性礦床。
5.2.3 地下水污染的特點與途徑
5.2.3.1 地下水污染的特點
地下水污染與地表水污染有明顯的不同，其特點有二：
5.2.3.1.1 隱蔽性
即使地下水已受某些組分嚴重污染，但它往往還是無色、無味的，不易從顏色、氣味、魚類死亡等鑒別出來。即使人類飲用了受有毒或有害組分污染的地下水，對人體的影響也只是慢性的長期效應，不易覺察。
5.2.3.1.2 難以逆轉性
地下水一旦受到污染，就很難治理和恢復。主要是因為其流速極其緩慢，切斷污染源後僅靠含水層本身的自然凈化，所需時間長達十年、幾十年、甚至上百年。難以逆轉的另一個原因是某些污染物被介質和有機質吸附之後，會在水環境特徵的變化中發生解吸-再吸附的反復交替。
5.2.3.2 地下水污染途徑
地下水污染途徑是指污染物從污染源進入到地下水中所經過的路徑。研究地下水的污染途徑有助於制定正確的防治地下水污染的措施。但是，地下水污染途徑是復雜多樣的，有人以污染源的種類分類，諸如污水渠道和污水坑的滲漏、固體廢物堆的淋濾、化學液體的溢滲、農業活動的污染以及采礦活動的污染等等，這顯得過於繁雜。這里介紹按照水力學上的特點分類，這顯得簡單明了些。按此方法，地下水污染途徑大致可分為四類，詳見表5.1和圖5.1及圖5.2。
表5.1 地下水污染途徑分類
5.2.3.2.1 間歇入滲型
其特點是污染物通過大氣降水或灌溉水的淋濾，使固體廢物、表層土壤或地層中的有毒或有害物質周期性（灌溉旱田、降雨時）從污染源通過包氣帶土層滲入含水層。這種滲入一般是呈非飽水狀態的淋雨狀滲流形式，或者呈短時間的飽水狀態連續滲流形式。此種途徑引起的地下水污染，其污染物質原來是呈固體形式賦存於固體廢物或土壤里的。當然，也包括用污水灌溉大田作物，其污染物則是來自城市污水。因此，在進行污染途徑的研究時，首先要分析固體廢物、土壤及污水的化學成分，最好是能取得通過包氣帶的淋濾液，這樣才能查明地下水污染的來源。此類污染，無論在其范圍或濃度上，均可能有明顯的季節性變化，受污染的對象主要是淺層地下水。
圖5.1 地下水污染途徑
5.2.3.2.2 連續入滲型
其特點是污染物隨各種液體廢棄物不斷地經包氣帶滲入含水層，這種情況下或者包氣帶完全飽水，呈連續入滲的形式，或者是包氣帶上部的表土層完全飽水呈連續滲流形式，而其下部（下包氣帶）呈非飽水的淋雨狀的滲流形式滲入含水層。這種類型的污染物質一般是液態的。最常見的是污水蓄積地段（污水池、污水滲坑、污水快速滲濾場、污水管道等）的滲漏，以及被污染的地表水體和污水渠的滲漏，當然污水灌溉的水田（水稻等）更會造成大面積的連續入滲。這種類型的污染對象亦主要是淺層含水層。
上述兩種途徑的共同特徵是污染物都是自上而下經過包氣帶進入含水層的。因此對地下水污染程度的大小，主要是取決於包氣帶的地質結構、物質成分、厚度以及滲透性能等因素。
5.2.3.2.3 越流型
圖5.2 地下水污染途徑
其特點是，污染物通過層間越流的形式轉入其他含水層。這種轉移或者是通過天然途徑（水文地質天窗），或者通過人為途徑（結構不合理的井管、破損的老井管等），或者人為開采引起的地下水動力條件的變化〔圖5.2（a）〕而改變了越流方向，使污染物通過大面積的弱隔水層越流轉移到其他含水層。其污染來源可能是地下水環境本身的，也可能是外來的，它可能污染承壓水或潛水。研究這一類型污染的困難之處是難於查清越流具體的地點及地質部位。
5.2.3.2.4 徑流型
其特點是，污染物通過地下水徑流的形式進入含水層，或者通過廢水處理井，或者通過岩溶發育的巨大岩溶通道，或者通過廢液地下儲存層的隔離層的破裂進入其他水層。海水入侵是海岸地區地下淡水超量開采而造成海水向陸地流動的地下徑流。此種形式的污染，其污染物可能是人為來源也可能是天然來源，可能污染潛水或承壓水。其污染范圍可能不很大，但其污染程度往往由於缺乏自然凈化作用而顯得十分嚴重。
G. 地下水污染問題和成因分析
12.4.5.1 場地地下水污染現狀
(1)淺層地下水
通過以上水樣化驗結果分析及對項目場地的水文地質條件分析，確認項目場地內淺層地下水受到了加油站成品油泄露的污染，其污染因子為甲基叔丁基醚、苯系物、石油烴和多環芳烴類，其污染程度達到了Ⅵ類(極重污染)和Ⅴ類(嚴重污染)，其污染范圍主要分布在加油站場區內，加油站以外地區影響程度較小。
(2)深層地下水
通過以上水樣化驗結果分析確認項目場地內深層地下水受到了甲基叔丁基醚、石油烴、多環芳烴總量的輕微污染。但通過對項目場地的水文地質條件分析，認為調查區內深層地下水的並未受到加油站成品油泄露的污染，而是由其他因素造成的。
12.4.5.2 場地土壤污染現狀
通過對本次所得土壤特徵污染物分析化驗結果分析可知，加油站項目場地土壤受到了漏油事件的污染，其主要污染因子為多環芳烴、石油烴、苯系物和甲基叔丁基醚。最終確定加油站成品油泄漏事件造成的主要土壤污染范圍為:以泄露點中心為圓心以5.0m為半徑的圓形，向下延伸約15m的柱狀范圍，扣除上部2.6m已開挖部分後，污染土壤的總體積大約為973.4m3，約合1950t。其主要土壤污染為主位於加油站場地內油罐區泄漏點處，場地外土壤未收到明顯的影響。
12.4.5.3 場地地下水土污染成因分析
綜合調查區內土壤和地下水的污染特徵分析可知，加油站場2號油罐出現油品泄漏後，泄露的汽油沿罐區底部未做防滲的部位向下運移污染了包氣帶土壤。在土壤污染的過程中主要受重力作用的控制，表現為從泄露點處垂直向下運移，造成了泄漏點處下部土壤的污染。
污染物透過包氣帶後，進入到地下水中造成了加油站場地內的淺層地下水受到了污染。但是由於污染物為輕非水相污染物(LNAPL)，其密度小於水，污染物主要賦存於淺層地下水含水層的上部。受項目場地內淺層地下水循環交替緩慢的控制，其地下水的污染范圍較小，但目前正在擴散過程中。同時，由於項目場地深層地下水和淺層地下水水力聯系不甚密切，同時污染物富集在淺層地下水的上部，因此調查區內深層地下水未收到加油站漏油事件的影響。
H. 地下水污染基本概念
4.4.1.1 地下水污染的含義
對於地下水污染的定義，自19世紀以來不同學者（例如德國的梅恩斯、法國的弗里德、美國的米勒等）提出了不同觀點。從各種觀點的闡述中可以發現它們存在兩方面的主要分歧。其一是污染標准問題，有人提出了明確的標准，即以地下水中某些組分的濃度超過水質標準的現象稱為地下水污染；有人只提出一個抽象的標准，即以地下水中某些組分濃度達到「不能允許的程度」或「適用性遭到破壞」等現象稱為地下水污染。其二是污染原因問題，有人認為，地下水污染是人類活動引起的特有現象，天然條件下形成的某些組分的富集和貧化現象均不能稱為污染；而有的人認為，不管是人為活動引起的或者是天然形成的，只要濃度超過水質標准都稱為地下水污染。
事實上，在天然地質環境和人類活動影響下，地下水中的某些組分都可能出現相對富集和相對貧化，都可能產生不合格的水質。如果把這兩種形成原因各異的現象統稱為「地下水污染」，在科學上是不嚴謹的，在地下水資源保護的實用角度上，也是不可取的。因為前者是在漫長的地質歷史中形成的，其出現是不可防止的；而後者是在相對較短的人類歷史中形成的，只要查清其原因及途徑和採取相應措施是可以防止的。因此，把上述兩種原因所產生的現象從術語及含義上加以區別，從科學嚴謹性及實用性來說都更加可取一些。
此外，在人類活動的影響下，地下水各種組分濃度的變化絕大部分處於由小到大的量變過程，在其濃度尚未超過某一標准之前，實際污染已經產生。因此，把組分濃度超標以後才視為污染，已失去了預防的意義。當然，在判定地下水是否污染時，應該參考水質標准，但其目的並不是把它作為地下水污染的標准，而是根據它判別地下水水質是否朝著惡化的方向發展。如果朝著惡化方向發展，則視為「地下水污染」，反之則不然。
盡管人們對水污染的含義的看法有差異，但在污染造成水體質量惡化這一方面是有共識的。目前比較合理的定義可以表述為，凡是在人類活動影響下地下水水質朝著惡化方向發展的現象，統稱為「地下水污染」。不管此種現象是否使水質惡化達到影響使用的程度，只要這種現象一旦發生，就應視為污染。天然地下水環境中出現不宜使用的水質現象，不應視為污染，而應稱為天然水質異常。所以判定水體是否污染必須具備兩個條件，第一為水質朝著惡化的方向發展；第二為這種變化是人類活動引起的（沈照理等，1993）。
4.4.1.2 地下水中的污染物
與地下水污染的定義相對應，凡是人類活動導致進入地下水，並使水質惡化的物質，無論其濃度是否達到使水質明顯惡化的程度，均稱為地下水污染物。由於地下水賦存於地下岩士介質中，污染物進入地下的難易程度，受到污染源狀況、地下水埋藏條件、包氣帶含岩性和結構、污染物物理化學性質等多種因素影響。因此，盡管地表水體多與地下水存在不同程度的水力聯系，但在污染物的種類上，地表水污染和地下水污染並不完全相同。
地下水污染物的種類復雜繁多，分類方式也有多種，一般可以將其大致分為三類：化學污染物、放射性污染物和生物污染物。
（1）化學污染物
化學污染物是這三類污染物中污染物種類最多、污染最為普遍的一類。可以進一步細分為無機污染物和有機污染物。
無機污染物包括各種無機鹽類的污染及微量金屬和非金屬污染。目前，最常見的是NO3—N污染，其次是Cl-，硬度，
有機化合物的種類非常繁多。據Beilstein有機化學資料庫，自1771～2008年已經確認的有機化合物達1030萬種之多，而且每年都有新的有機化合物被不斷地合成出來。由於生產、運輸、存儲、使用等各個環節的不當，有可能導致種類繁多的有機化合物進入地下水系統。其中很多有機化合物具有難降解、毒性大的特點，盡管它們在地下水中含量可能很低，通常以μg/L甚至ng/L計，但是它們對供水安全所造成的危害是巨大的。
由於有機污染物的種類眾多，人類對地下水有機污染物的認識目前還遠跟不上有機污染物產生的速度，例如美國國家環保局（2004）飲用水標准中，共列出了171種有機污染物，而其中明確有飲用水標准上限的只有61種。關於地下水中有機污染的種類劃分目前還很不完善，主要是依據有機污染物的種類劃分，例如鹵代烴類、氯代苯類、單環芳烴類、農葯類、多環芳烴類、酚類、酯類等。隨著分析技術的不斷發展和研究水平的不斷提高，會有越來越多的有機污染物被發現和重視。
（2）放射性污染物
放射性污染物在地下水中比較少見，且種類比較少，如226Ra，238U，60Co，90Sr等，這類污染物只在局部地方發現，多與放射性物質生產和使用有關，例如核電站的核廢料處置過程中產生的廢水，醫療單位放射科治療過程中產生的廢水等。
（3）生物污染物
地下水中的生物污染物主要包括細菌、病毒等，它們主要由於人類和牲畜的糞便等排泄物以及死亡屍體等引起，多出現在農村衛生條件比較差的地區。
4.4.1.3 污染來源
地下水污染的來源按成因可分為人為污染源和天然污染源。人為污染源是指人類在生產、生活過程中產生的各種污染物，包括液體廢棄物，例如生活污水、工業廢水、地表徑流等；固體廢棄物，例如生活垃圾、工業垃圾；農業生產過程中的化肥農葯的使用等。天然污染源是指天然存在的，但只是在人類活動的影響下才進入地下水環境的污染物，例如地下水過量開采，引起海水入侵或含水層中的鹹水進入到淡水含水層而污染地下水；采礦活動的礦坑疏干使某些礦物氧化形成更易溶解的化合物而成為地下水的污染源。
地下水污染的來源按分布形式分為點污染源、線污染源和面污染源。點污染源是指面積相對較小的污染源，例如相對獨立的垃圾填埋場、污水滲坑等；線污染源是指呈線狀的污染源，例如長期排污河流、地下水污水管道的滲漏、鐵路沿線廢棄物的排放等；面污染源是指面積相對較大的污染源，例如農田大面積施用化肥和農葯等。需要說明的是，按照分布形式對污染源的劃分，在多數情況下是相對的概念，它和研究的尺度及范圍有關。例如對垃圾填埋場研究其對周邊地下水影響時，將其看成點源是不合適的，其規模大小和形態展布對地下水污染羽的分布具有明顯影響。而在研究垃圾填埋場分布對區域地下水污染影響時，對於每個垃圾場來說，它們都可以看成是一些點狀的污染源。
能夠造成地下水污染的污染源種類繁多，圖4.14 較好地展示了常見的一些污染源。據美國等一些國家的統計資料，對地下水環境質量影響最大的污染源主要包括五類，它們分別是地下儲存罐、化糞池、農業活動、城市垃圾填埋、污水坑塘。
圖4.14 地下水污染及常見污染源示意圖
（據Zaporozec等，2000，有改動）
（1）地下儲存罐
地下儲存罐常年埋於地下，由於罐體的腐蝕泄漏造成地下水污染成為當前人們普遍關注的污染源之一。尤其是城市地區廣泛分布的油庫、加油站等。據統計，在1989～1990年間，美國約有200萬個儲存燃料油的地下儲油罐，其中被證實發生滲漏的有9萬個。據美國環保局（2009）估計，其國內現有地下儲油罐的35%存在滲漏。我國目前對該類型的污染尚沒有開展全面的監測，但已有研究證據表明，一些地區特別是城市的加油站儲油罐確實存在滲漏問題。這類污染源向地下水中釋放的污染物多數是有機溶劑，以石油產品燃料油居多，它們往往會造成地下水單環芳烴類（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）以及C6～C16的石油烴污染，危害巨大。
（2）化糞池
廣布於城市地下的各種類型化糞池以及污水管道系統的泄漏，是造成城市地區地下水污染的主要污染源之一。城市污水中主要污染組分來自於糞便排泄，它的主要污染物是BOD、COD、總懸浮物（TSS）、總氮（TN）、總磷（TP）以及病原微生物等。它們滲漏進入地下水後往往會造成地下水的硝酸鹽氮、TDS、總硬度污染以及細菌污染等，城市地區地下水普遍的氮污染和鹽污染多與此有關。
（3）農業活動
農業活動過程中過量施用化肥和農葯，是造成農業區地下水大面積硝酸鹽氮污染和農葯污染的主要原因。目前，我國化肥年使用量達4124×104t，按播種面積計算，化肥使用量達400kg/hm2，遠遠超過發達國家為防止化肥對水體造成污染而設置的225kg/hm2的安全上限。化肥的平均利用率僅40% 左右。全國每年農葯使用量超過30×104t，除30%～40%被作物吸收外，大部分進入了水體、士壤及農產品中，使全國933.3×104hm2耕地遭受了不同程度的污染。部分地區生產的蔬菜、水果中的硝酸鹽、農葯和重金屬等有害物質殘留量超標，對人們的身體健康造成了威脅。
（4）城市垃圾填埋
垃圾填埋場是城市地區不可缺少的重要組成部分，也是造成地下水污染的主要污染源之一，尤其是大量未經合理選址、設計和施工的簡易填埋場。據2004年對北京市平原區垃圾填埋場調查資料，北京市平原區非正規垃圾處理場及轉運站共有368處，占正在運營的垃圾處理場地總數的95%，由於簡易填埋場環保措施欠缺，致使不少地區的垃圾泛濫、蚊蠅滋生、臭氣飄盪，不僅影響周圍環境，更加嚴重的是造成了對地下水的污染。垃圾填埋場由於成分復雜，其淋濾液造成的地下水污染也十分復雜，往往具有污染物濃度高、種類多、難治理的特點，嚴重威脅了城市地下水的安全。
（5）污水坑塘
污水坑塘往往是工業、企業生產過程中用來儲存、排放或處理污水用的臨時性或永久性坑塘，它們有的進行過防滲處理，有的卻沒有，對這類污染源的管理不善或是防護措施不夠，是造成其滲漏污染地下水的主要原因。由於工業企業類型不同，所造成的污染種類也不盡相同。許多歷史上的工業企業以及一些中小企業在生產過程中，由於沒有排污管網，污水隨意排放，或排入污水坑，或排入隨意挖掘的排污溝，致使士壤和地下水受到嚴重污染。有些污染甚至在企業搬遷士地功能發生改變後，殘留在士壤和地下水中的污染物仍可能造成極大的危害。
4.4.1.4 污染途徑
按照地下水水力學特徵，地下水污染途徑主要包括間歇入滲型、連續入滲型、越流型和徑流型四種（林年豐等，1990）。
（1）間歇入滲型
這種類型多是污染源在降水的間歇淋濾下，非連續地入滲到地下水中，例如農田、垃圾填埋場、礦山等（圖4.15a，b）。
（2）連續入滲型
這種類型多為遭受污染的地表水體的長期連續入滲，造成地下水污染，例如排污渠、污水滲坑等（圖4.15c，d，e）。
（3）越流型
越流型是指已污染的淺層地下水通過弱透水層、岩性「天窗」及井管等向鄰近的含水層越流，造成鄰近含水層污染（圖4.16a，b，c，d）。
（4）徑流型
徑流型是指在地下水水力梯度的影響下，污染的地下水從某一地點徑流到未遭受污染的地下水中，例如海水入侵、污水通過岩溶管道的滲流流向抽水井等。
（5）直接注入型
污水通過鑽井灌注進入含水層中（圖4.16e），或者通過岩溶漏斗、岩溶豎井進入地下水中。
圖4.15 地下水污染途徑示意剖面圖
（據林年豐等，1990）
4.4.1.5 污染特徵
地表水體和地下水由於儲存、分布條件和環境上的差異，表現出不同的污染特徵。地下水賦存於地下含水層中，並在其中緩慢運移，上部有一定厚度的包氣帶士層作為天然屏障，地面污染物在進入地下水之前，必須首先經過包氣帶士層。上述條件使地下水污染有如下特徵。
（1）隱蔽性
由於污染是發生在地表以下的含水介質之中，因此，必須通過鑽探等手段揭露地下水，進行采樣分析，才可以判別地下水是否遭受污染。由於包氣帶對污染物的凈化和屏障作用，地下水即使已遭到相當程度的污染，但往往從表觀上很難識別。一般仍然表現為無色、無味，不能像地表水那樣，從顏色及氣味或魚類等生物的死亡、滅絕鑒別出來。此外，即使人類飲用了受有害或有毒組分污染的地下水，其對人體的影響一般也是慢性的，不易覺察。因此，地下水污染往往具有很強的隱蔽性。
（2）長期性
地下水一旦遭到污染，往往很難依靠天然地下徑流將污染物排除帶走，或者依靠含水層的自凈得到恢復。這主要是因為地下水的徑流速度非常緩慢，即使是在水交替強烈地區，地下水徑流速度相對於地表水體來說，也是非常緩慢的。而地下水的污染物則由於含水介質的吸附作用使遷移速度更加緩慢。此外，吸附或沉澱在含水介質中的污染物，很難通過抽水的方式將其從地下帶出，它們往往長期存在於含水介質中，並不斷緩慢地向地下水中釋放轉移。因此，地下水一旦遭受污染，即使在切斷污染來源後，靠含水層本身的循環和自然凈化，少則需要十幾年、幾十年，多則甚至需要上百年的時間。地下水污染具有明顯的長期性特點。
（3）難恢復性
由於地下水埋藏在地下，相對於地表水的治理，防治地下水污染的難度要大很多，成本也要高很多。前已述及，多數情況下地下水中的污染物很難通過將污染地下水抽出的方式全部抽出，必須結合一些包含地下工程的就地恢復治理措施，對污染的地下水和含水層進行同時治理，這就大大增加了地下水污染的處理難度和成本。盡管目前國際上已有一些針對污染場地地下水污染的治理技術，但由於處理難度大，成本過高，即便是發達國家也是有選擇地對一些污染比較嚴重、危害比較大的污染場地地下水進行治理。針對區域的面狀污染，目前尚無有效的治理技術。因此，人們必須清楚地認識到地下水污染的難恢復性特點。
圖4.16 地下水污染途徑（剖面圖）
（據林年豐等，1990）
I. 地下水污染的主要特點
地下水污染（ground
water
pollution）主要指人類活動引起地下水化學成分、物理性質和生物學特性發生改變而使質量下降的現象。地表以下地層復雜，地下水流動極其緩慢，因此，地下水污染具有過程緩慢、不易發現和難以治理的特點。地下水一旦受到污染，即使徹底消除其污染源，也得十幾年，甚至幾十年才能使水質復原。至於要進行人工的地下含水層的更新，問題就更復雜了。
J. 地下水污染的方式及途徑
1.地下水污染的方式
地下水污染的方式可分為直接污染和間接污染。
直接污染的特點是，地下水中污染組分直接來源於污染源，污染組分在遷移過程中，其化學性質沒有任何改變。由於地下水污染組分與污染源組分的一致性，因此較易查明其污染來源及污染途徑，這是地下水污染的主要方式。在地表或地下以任何方式排放污染物時，均可發生此種方式的污染。
間接污染的特點是，地下水的污染組分在污染源中的含量並不高，或低於附近的地下水，或該污染組分在污染源里根本不存在，它是污水或固體廢物淋濾液在地下遷移過程中，經復雜的物理、化學及生物反應後的產物。例如:地下水硬度的升高多半以這種方式產生。
2.地下水污染的途徑
地下水污染途徑是復雜多樣的。有人以污染源的種類而分，諸如污水渠道和污水坑的滲漏、固體廢物堆的淋濾、化學液體的溢出、農業活動的污染、采礦活動的污染等，然而這種分類比較煩雜。實際上，按照水力學的特點分類更簡單。按此方法，地下水污染途徑可分為四類。
(1)間歇入滲型
間歇入滲型特點是，污染物通過大氣降水或灌溉水的淋濾，使固體廢物、表層土壤或地層中的有害或有毒組分，周期性地從污染源通過包氣帶滲入含水層。這種滲入多半是呈非飽和狀態的淋雨狀滲流形式，或者呈短時間的飽水狀態連續滲流形式。無論在其范圍或濃度上，均可能有季節性的變化。主要污染對象是潛水。
(2)連續入滲型
連續入滲型特點是污染物隨污水或污染溶液連續不斷地滲入含水層。最常見的是污水聚積地段(污水池、污水滲坑、污水快速滲濾場、污水管道等)的滲漏，以及被污染地表水體和污水渠的滲漏。其主要污染對象也多半是潛水。
(3)越流型
越流型特點是污染物通過層間弱透水層以越流的形式入滲到其他含水層。這種轉移通過天然途徑(水文地質天窗)、人為途徑(結構不合理的井管、破損的老井管等)或者人為開采引起的地下水動力條件的變化，而改變了水流方向，使污染水流通過大面積的弱透水層越流入滲到其他含水層。其污染來源可以是地下水環境本身的，也可以是外來的，它可能污染承壓水或潛水。研究這一類型污染的困難之處是查清越流具體地點及地質部位比較困難。
(4)徑流型
徑流型特點是污染物通過地下徑流的形式進入含水層，即通過廢水處理井、岩溶發育的巨大岩溶通道，或者通過廢液地下儲存層的隔離層的破裂帶進入其他含水層。海水入侵是海岸地區地下淡水超量開采而造成海水向陸地流動的地下徑流。此種污染的污染物可以是人為來源，也可以是天然來源，可污染潛水或承壓水。其污染范圍不很大，但其污染程度往往由於缺乏自然凈化作用而顯得十分嚴重。