地下水污染和修复

什么是地下水？

什么是含水层？

如果地下水能够迅速迁移，例如通过砾石和沙地沉积物，就可以形成含水层。在含水层中，有足够的地下水可以泵送至地表，用于饮用水、灌溉、工业或其他用途。

水要通过地下岩石，岩石中的孔隙或裂缝必须是水力连接的。如果岩石在孔隙或裂缝之间有着良好的连接，水可以自由地穿过它们，即岩石是可渗透的。渗透性是指材质对水的传递。如果孔隙或裂缝没有水力连接，岩石材质不能产生水，因此不被视为含水层。含水层可以容纳的量取决于地下岩石材质的体积以及可以充满水的孔隙和裂缝的大小和数量。

含水层可能只有几英尺到几千英尺厚，面积不到一平方英里或几十万平方英里。例如，有含水层的面积约为28万平方英里。

水如何填充含水层？

含水层从通过非饱和带的降水（雨和雪）中获取水。含水层还可以从湖泊和河流等地表水接收水。当含水层已满且水位与地表交汇时，含水层中储存的水可以作为泉水或涌水在地表出现。补给区是含水层补充水的地方；排放区是地下水流入地表的地方。水通过饱和带从高海拔补给区迁移到低海拔排放区。

水如何循环？

当土壤完全饱和时，额外的水会缓慢地通过非饱和带向下移动到饱和带，补充或补给地下水。然后，水通过饱和带进入地下水排放区。

当来自海洋、河流和冰川表面的水转化为蒸汽时，就会发生蒸发。蒸发，连同植物的蒸腾，上升到地球表面之上，凝结，形成云。径流和地下水排放的水都向溪流和河流迁移，最终可能到达海洋。海洋是贡献蒸发的最大地表水体。

地下水是如何被污染的？

一些有害物质在水中溶解得很慢。当这些物质以超过溶解速度渗入地下水时，一些污染物将保持液态。如果液体的密度低于水，它会漂浮在地下水面上，就像水上的油一样，这种形式的污染物称为轻质非水相液体（LNAPLs）。如果液体比水密度大，污染物被称为重质非水相液体（DNAPLs）。DNAPLS 沉入含水层底部形成滩状。这些污染物质会继续污染含水层，因为它们会慢慢溶解，并持续被移动地下水带走。当 DNAPLs 向下通过含水层时，微小的液体球就被困在土壤颗粒之间的空间中，这种形式的地下水污染称为残余污染。 

哪些会影响地下水污染？

许多过程会影响污染物的传播方式以及地下水污染物的转化，从而可能使污染物更多或更少地有害/毒。影响地下水中有害物质的一些最重要过程是随流迁移、吸附和生物降解。 

• 当污染物与地下水一起移动时，发生随流迁移。这是地下水中污染物迁移的主要形式。

• 当污染物附着在土壤颗粒上时，会发生吸附。吸附减缓了地下水中污染物的迁移，但也使清除污染更加困难。

• 当微生物（如细菌和真菌）使用有害物质作为食物和能源时，就会发生生物降解。在这个过程中，污染物分解，有害物质的危害往往降低。

为什么修复地下水这么难？