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群策群力 专群结合 全面科学整治我国地下水盐污染——我国地下水盐污染严重危在旦夕
发布时间:2020/6/8

前言:

随着国民经济的日益飞速发展,展现在中国人民面前日益突出的问题是能源紧缺、水资源匮乏和环境污染日益加重,尤其是地下水的盐污染问题,已经进入了急性自杀阶段!

在工业用水领域,钠离子交换再生废液、阴阳离子交换再生废液、锅炉废水、工业废水及反渗透浓水的排放是使地下水日益遭受污染的最大污染源。此外还有各种杀菌剂、灭藻剂的投放、化肥的使用、融雪剂的使用、抽取深层高含盐量地热水后的随意排放等都导致了地下水严重的盐污染。

我国大部分地区的饮用水和灌溉水,取之于地下水资源。为了改善水环保,保护和净化水资源,近年来,全国各地通过大量兴建污水处理厂,加强了对废水排污的处理,这对净化江河湖泊和地表水,起到了一定的积极作用。然而,我们应当实事求是地看到,至今尚无一家污水处理厂对所排污水进行过降盐处理,这无疑于“治标不治本”,遗患无穷。因此,保护地下水免遭盐污染,为中华民族保住水源的问题必须引起全民族的重视了!

一、我国地下水盐污染日趋加剧,触目惊心

1985GB1576-85《低压锅炉水质标准》公布以后,我国的地下水就开始了加速盐污染的进程。仅供热制取软化水,每年大约有2000多万吨的食盐排入地下水,而工业蒸汽锅炉为了制取软化水每年也需要排放到地下2000多万吨食盐,电厂阴阳离子交换再生废液排到中和池后又形成远大于2000多万吨的食盐。由此可见,我国地下水正遭受着严重的不可逆的盐污染。另,国外先进国家化肥的利用率在60%80%,而我国化肥的利用率一般在30%左右,残留化肥对地下水也构成了慢性污染。另外,在有地热水的地区,抽取深层高含盐量地热水(含盐量在几千至几万毫克每升)而又没有回灌到原来的地下水层,这些高含盐量地下水将严重污染人类饮用的地表水和地下浅层水。这些循序渐进的盐污染,无疑是从慢性自杀跨入急性自杀。

针对此情况,19911993年我曾带三届毕业生以“钠离子交换再生废液对地下水的污染”为题做了三年研究,以北京市通汇河沿岸为调查重点,得出了科学的污染定性及定量的测定。目前我国在供暖系统使用的钠离子交换器其盐耗一般在150500克/摩尔。也就是说每置换出水中20克钙离子或12克镁离子,就需要使用150500克食盐。

例如:北京市自来水中的 Cl-1985年以前为≤20mg/L1987年上升到27mg/L (局部使用自备井的十八里店乡和小红门乡的井水中 Cl-1987年已升为100250mg/L),到1989年时已升到≥50mg/L,到1990年,仅一年时间,Cl-就上升到≥100mg/L,目前已升到≥100300mg/L,钠离子与氯离子是同步增加的,每增加1mgCl-,就等于水中增加了0.65mg钠离子。

在北京市每制取1立方米钠离子交换软化水,就要排到地下1.75kg2.5kg左右的食盐,在山西、内蒙、山东等地基本都是每制取一吨软化水,就有2kg左右的食盐被排放到地下,造成地下水永久性盐污染。

1989年,北京市内饮用水机井水质含盐量都大于500mg/L,已经没有一眼合格的饮用水机井了。北京作为首都,地下水的含盐量之高,已经令人瞠目结舌,至于其他地方,特别是人口密集、工业发达地区,地表水不是十分丰富的地区,地下水的盐污染何等严重,也就可想而知了。

2007年,大港油田饮用水机井已打到800多米深,廊坊饮用水机井已打到1000多米深,首钢饮用水机井也已打到1800多米深……这表明我国地下水污染已从慢性自杀跨入急性自杀!多么可怕又令人震惊的现实!

目前我国油田抽上来的油含水70%95%,油田回注水的含盐量高达20000100000mg/L,要知道,咸水湖的含盐量才大于500mg/L!油田浅层井深2000多米,深层油井30004000米深。请问,地球还允许我们打多深的井?换句话说,我们的机井再打多深就和20000100000mg/L含盐量的地下水层相通了?现状向我们敲响了警钟,难道不值得我们深思,不引起我们警惕?

二、尽快改善地下水盐污染,刻不容缓

水是生命的基础,是人类生活中不可缺少的必要因素。而水体中钠离子的含量逐年上升,就会造成人们被动吃盐,而导致患病。医学已有定论,过量摄入钠离子,会导致患高血压、心脏病,并增加患癌症等病的机率。

中国人民解放军301医院营养科科长赵霖教授和鲍善芬教授的研究也证实了这点:

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看过医学专家的论述,我们应该更明白了,限制和禁止使用钠离子交换器是势在必行的。我们必须保护人类赖以生存的水资源,否则人类会被动的吸入过量的钠离子,导致患高血压、心脏病甚至癌症。

2010910日新华网报道:

由于地下水占到全国水资源总量的1/3,全国有近70%的人口饮用地下水,因此地下水也是重要的饮用水水源。中国地质调查局的相关专家在国际地下水论坛发言:全国有90%的地下水都遭受了不同程度的污染,其中60%污染严重。北京大学城市与环境学院一位主要研究地下水和土壤污染及其修复的专家介绍,据有关部门对118个城市27年的连续监测资料,约有64%的城市地下水遭受了严重污染,33%的城市地下水受到轻度污染,基本清洁的城市地下水只有3%。根据中国地质环境监测院公布的信息,目前,我国地下水污染呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势,污染程度日益严重。尤其是深层的地下水一旦被污染,治理起来需要千年的时间。

我国是严重缺水的国家,人均年占有水资源2100吨,居世界110位。世界人均拥有水资源以2000吨为下限,而我国有11个省市人均仅拥有水资源1100吨。我们一方面水资源短缺,另一方面却在人为地污染水资源,其严重污染程度,已到了惨不忍睹的地步,其中GB1576-2001《工业锅炉水质》标准的误区是导致水污染的最主要原因之一。化肥的使用等也是地下水含盐量逐年增高的原因之一。

三、加大地下水盐污染治理工程,人人有责

为了研究解决国标GB1576误区导致的危害,我于19879月毅然辞掉了能源利用与环境保护专业教研室主任的职务,全力以赴地投入到水处理的教学与科研实践中。20多年来,我在工业给水领域内的防垢、防腐、防菌、防藻、防生物黏泥方面创造了一系列全新理念,按照创新理念实践,供热采暖系统可节能20%50%,工业冷却循环水系统节能大于10%、节水30%1倍以上、降低了设备的维修量、几倍地延长设备使用寿命,该技术目前已覆盖集中供热领域的20%左右。我在研发水处理药剂和设备方面取得了二十几项研发成果,在最大限度地保护地下水的同时,为用户、企业都带来了巨大的经济效益和社会效益。

2008年6月,国家发展和改革委员会发布了2008年第36号公告:《国家重点节能技术推广目录(第一批)》,在被推广的九个行业总计50项重点节能技术中,我发明的产品和技术是在工业给水领域中唯一被国家发展和改革委员会推荐的重点节能产品和技术。

我研发的YZ型防腐阻垢剂是编制北京市地方标准DBJ01-619-2004《供热采暖系统水质及防腐技术规程》过程中,经过2年严格筛选唯一过关并唯一被该标准推荐的水处理药剂。我的“三道防腐线”理论被写入了标准的第17页。

2010年5月下旬,建设部和科技部联合发布了建科研函【201074号:关于印发《既有建筑节能改造技术推广目录》的通知,在总计推广的68 项技术中,我研发的技术列为第65 项。

2012年1月,国家质量监督检验检疫总局公布了2012年第5号关于《2011年高耗能特种设备节能技术与产品推广目录》的公告,在总计21项节能技术与产品中,我研发的水处理技术和YZ型立式扩容式除污器被列为第11项。

鉴于我对国家的节能减排及环保事业做出的贡献,国家也给了我不少荣誉。2008225日我获得了“2007中国十大经济女性年度人物”创新奖;2009823日获得了“2009年第二届创业中国十大公益人物”奖;20099月获得“中华爱心慈善大使”证书;20101月获得“时代楷模——共和国经济建设杰出贡献人物”证书;20104月获得了“2009年中国经济女性年度人物”奖。

1999年322日世界水日,美国在上海图书馆举办了一期技术讲座,我在会议上以“钠离子交换再生废液对地下水的污染”为题,依据19911993年我带三届毕业生围着北京通汇河(排污河)调研论证的结论,演讲了50分钟。我图文并茂、有理有据的发言震动了大会,我的理论迅速在世界上流传,并被欧洲和美国迅速采用。值得欣慰的是在2000年欧洲已经全面禁止使用钠离子交换器,到2001年美国大部分州已经从限制使用过渡到禁止使用钠离子交换器。

1987年起我在国内提出限制和部分禁止使用钠离子交换器,被美国一个水协的副主席称为:全世界提出“禁盐”第一人。

经过我和同仁们20多年坚持不懈的努力奋斗,《工业锅炉水质》标准终于在200931日由强制性标准修订为推荐标准。到目前为止,该标准仍然存在三大误区,按这个标准设计的供热采暖水系统必然存在设计理念上的误区,在导致高能耗、高水耗、高设备维修量的同时,也必然会导致地下水日益严重的盐污染!任重道远啊!

四、提出几点节能、节水、环保、实现低碳经济的合理化建议

目前有相当一部分人并没有理解和清醒地认识我国的能源危机和缺水、水污染危机。有些人还只顾眼前和本位,没有从整体和全局着眼节能节水。在此我提出几点节能、节水、环保、实现低碳经济的合理化建议。

1、长远规划产业结构,实现低碳经济

煤炭等矿产资源、地表水、地下水资源历来是我国重要的生产资源,而随着资本的输出与输入,国际经济的接轨,这些重要生产资源正在遭受前所未有的破坏性开采,大量流失,严重影响了国家长期发展目标。

早在50年代,日本就用十几元一吨的低价,大量进口我国山西大同煤块,作为能源战略储备,藏于浅海。时至今日,我国一方面仍在疯狂开采宝贵资源,满足一些发达国家的经济建设所需;另一方面继续用高消耗、低产值,在破坏性地浪费能源。例如我国过去每年生产6亿吨钢材,2010年生产6.9亿吨钢材,而每年自身消耗钢材不足1.3亿吨,无形中成为全世界粗钢的生产基地。生产钢材不但消耗我国大量的煤炭资源,而且还造成了空气的高污染,地下水的超量开采和严重污染,实属得不偿失。

矿产、水等地下资源,属于可采无续的稀缺资源。当稀缺资源被作为廉价能源消耗殆尽之时,不但经济建设受制于自身资源的不足同时也将带来一系列的社会矛盾,必然造成恶性循环。为了保护资源,构建合理、长期的能源使用链条,建议国家相关部门,各省、市政府要统筹规划,从低碳经济建设源头抓起,做好两方面工作。

1)坚决砍掉高能耗、低产出的项目和企业,尤其是资源出口型生产企业。其中,尤以压缩钢材生产产量为重,在保障国家经济建设和国防建设所需之外,尽量减少粗钢出口,避免用低价出口、毁灭性的资源开采,换取不等值的进口物资。因此,原则上应当禁止投资新建炼钢企业,有条件的可移居境外生产。

2)科学规划城市化进程,禁止煤炭出口。农村人口对能源的消耗是城市人口能源消耗的1/3左右,城市化进展过快,将加速能源危机,未来几十年将引发严重社会问题。2010年,山东很多地区每吨煤价已涨到10001300元,如此高的煤价如何保证供暖质量?而冬季供热是民生工作,在煤炭资源日趋匮乏的情况下,此况应引起高度重视。

2、开发电厂节能、节水、环保措施

作为能源大户的火电厂,节能、节水潜力巨大,应尽快研究。从下述3点着手就可以节约大量能源和水资源。

1)应设计专用换热器,取代冷却塔

目前采用工业循环冷却水的电厂均设有冷却塔,在冷却塔的上空云雾缭绕,蒸发浓缩倍率一般均≤3倍,既严重浪费水资源,又严重浪费能源。应将这部分能源回收,冬天供热,夏天制冷。目前只在小型电厂实现了冬季冷凝器系统能源回收。建议国家设置专项专题研究机构,尽快攻关实现冬夏均能回收这部分能源。

2)电站锅炉的连续排污水和定期排污水应进行回收

电站锅炉的连续排污水占蒸发量的≤2%,再加上定排锅水,此部分排污锅水放入中和池是极大的浪费。对于供热单位来讲,这部分高温水既有热能,又是优质带药的补水。对于一台20KW发电机组来讲,仅连续排污水(每小时12吨),就约占热电联产供暖水系统一半的补水量。各级管理部门应进行协调,将电厂设计人员与供热设计人员组织在一起,共同完成节能节水设施的设计,将实现热电联产的供热部分的补水由补软化水或自来水变成补电站锅炉的排污水。光回收锅炉排污水就可实现优质、低耗供热。

3)电厂必须回收蒸汽冷凝水

目前大部分电厂不回收蒸汽冷凝水。这不但造成能源浪费、水资源浪费,而且造成地下水严重污染。导致患高血压、心脏病、癌症的人群在增加。

火电厂使中国的青山绿水变成了秃山沽水。火电厂是环境最大的污染源,尤其是输送蒸汽但不回收蒸汽冷凝水的热电厂。

4)应尽快禁止电厂采用工业冷却循环水加硫酸的落后生产工艺

在水源水质较差的地区,电厂工业冷却循环水多数采用弱酸性软化水或直接加硫酸的落后生产工艺,其目的是为了防垢,但是带来的设备腐蚀和环境污染是相当严重的。

例如陕西某大型火电厂平均每月生产弱酸性软化水55万吨,平均每台机日补软化水4583吨。月产高含盐量、高污染废水2.8万吨,日产废水933吨。每7000吨软化水产生360吨废水。

3、石油行业应选用先进水处理技术

目前石油系统选用的水处理技术大部分不是最先进的。为了防止回注水井管腐蚀和结垢,选用的水处理药剂到地下形成粘附性水垢,堵塞水路和油路,造成回水阻力越来越大,抽油动力越来越大,油井提前报废,造成极大浪费。

再一个问题是很多油田选用酸性水处理药剂,造成被冷却设备严重腐蚀,例如某油田设备2年即全部更换。

4、筛选使用无污染、节能的新工艺新产品

1)在设备清洗领域筛选对环境污染小的工艺

酸洗废液导致地下水被严重污染及设备腐蚀,在清洗领域应优先采用物理清洗方法。酸洗对设备和环境都有很大的危害,许多缓蚀剂含有致癌物。应提倡物理清洗方法。例如上海昱真公司每年为上海吴泾第二发电厂60万千瓦机组凝汽器采用尼龙子弹、高压水射流附加补充无腐蚀化学清洗。见下图:

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2)在工业冷却循环水领域筛选优质水处理药剂可节能5%20%,节水13

目前在上述领域内,水系统设备结垢、结锈、结生物黏泥现象极其普遍。水的浓缩倍率一般都控制在≤3倍,水资源也浪费严重。在上述水系统中,国内目前都采用投加杀菌剂和灭藻剂的办法来控制水系统中细菌和藻类的繁殖。一般每周投2次左右。但是,细菌和藻类的繁殖速度极快,其中十几种细菌十几分钟就繁殖一代,当投杀菌剂和灭藻剂时,它们已繁殖到天文数字,即使把它们杀死了,它们的尸体还是会变成油性生物黏泥,导致整个水系统换热效果差,发生黏泥下腐蚀。目前的杀菌剂、灭藻剂一般都是氯类产品,一般都具有腐蚀性,对设备产生腐蚀,尤其是对不锈钢腐蚀严重。氯类产品对地下水也有污染,很多有机氯类是致癌物。

随着科技的发展,目前已涌现出一批高科技产品和技术,能圆满地解决工业冷却水系统的全部水处理矛盾。例如,其中的佼佼者有上海昱真水处理科技有限公司。昱真产品和技术能保证在不投杀菌剂和灭藻剂的前提下,使水系统不滋生细菌、藻类和生物黏泥,不但不污染环境,还净化空气。昱真公司的技术能在运行中除掉整个水系统的垢、锈,使水系统在无垢、无锈、无菌、无藻、无生物黏泥状态下运行。因此能够节能5%20%,昱真技术控制水的浓缩倍率在510倍,故可节水13倍。已有大量成功的实例证明了这几点。

20多年来,我走到哪里就将防止地下水盐污染、节能减排宣传到哪里,我希望有更多的人来关注水资源的问题,用更好的水处理办法来预防、解决地下水的盐污染问题。

“一枝独放不是春,百花齐放春满园”。让我们行动起来,群策群力,全力以赴,为保护地下水而竭力奋斗!
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