金屬井管腐蝕破裂引起的地下水污染

  目前，國內(nèi)的鉆井工程所采用的井管或技術(shù)套管都是金屬管材，主要包括無縫鋼管、鑄鐵管、螺旋鋼管、高頻焊管等。這金屬管材在地下水中都存在著腐蝕破裂問題，其方式以聯(lián)合腐蝕為主。主要腐蝕類型有應(yīng)力腐蝕；溶解氧濃度差腐蝕、縫隙（垢下）腐蝕、選擇性腐蝕、磨損腐蝕、均勻腐蝕等。這些腐蝕類型同時發(fā)生和存在于同一井內(nèi)。所以，地L金屬井管或技術(shù)套管的腐蝕速度遠遠大于地面上其他金屬的腐蝕。一般腐蝕以局部穿孑L形式出現(xiàn)，一些地區(qū)的腐蝕速度在2.5mm/a，如鄭州污水處理廠地熱井、鄭州柳林溫泉地熱井、河南省旅游局地熱井、河南省廣播電視廳地熱井、河南省農(nóng)科院地熱井等都是在使用不到3年就發(fā)生了腐蝕破裂而造成地下水水質(zhì)惡化與污染。

  通過SJ-2型井下彩色電視檢查系統(tǒng)對不同地區(qū)300余眼地下水井或礦井的檢測發(fā)現(xiàn)：其腐蝕破裂位置一般均在靜水位和動水位之間，也就是說，金屬井管或技術(shù)套管的腐蝕破裂位置在井的上部或淺層。因為這些井段內(nèi)主要存在著應(yīng)力腐蝕、溶解氧濃度差腐蝕、磨損腐蝕等類型的聯(lián)合腐蝕。在多種聯(lián)合腐蝕作用下，金屬井管很快在短期內(nèi)出現(xiàn)腐蝕破裂。當金屬井管或技術(shù)套管腐蝕破裂后，就相當于人為地把地表淺層與地下深層直接連通。這樣一來，地表和淺層的污染物通過井管或技術(shù)套管的孑L洞直接流入地下深處，從而造成地下深層水污染。

  此過程不存在水體自凈作用，污染物來源和類型與周邊環(huán)境（工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市排污）有關(guān)，它受降水強度影響較大。降水強度大時，其污染程度加??；降水強度弱時，其污染程度降低。如鄭州新密市某紙廠400 m供水井，井管在12 m、90 m等處腐蝕破裂。

  無降水時，水井可正常使用；當下雨或下雪時，其水質(zhì)變黑或變混而不能正常使用。河南大象出版社地熱井，由于進管在56m、70m、76m等處腐蝕破裂，所以本來是地熱礦泉水的水質(zhì)變混、發(fā)臭、亞硝酸鹽超標等現(xiàn)象發(fā)生。

  許多報廢遺棄的供水管井或其他地下工程，由于沒有進行必要的封閉或處理，同樣也以這種形式直接污染地下水。

  農(nóng)用井或廢棄井引起的地下水污染

  農(nóng)用井廣泛分布在農(nóng)村，特別是華北平原的農(nóng)用灌溉井，幾乎相距300～500 m -眼，可見數(shù)量之多。其深度一般在200 m以內(nèi)，井管材料大多為水泥管，并且在成井時不止水，整個井內(nèi)空間與地表直接連通。當農(nóng)作物施肥或噴灑農(nóng)藥時，其有機物或有害、有毒物質(zhì)則很容易直接進入地層深處。常年累月使這些污染物不斷積累并順著水流方向遷移，從而導致區(qū)域性的地下水污染。

  這種地下水的污染主要使天然水體富營養(yǎng)化(N、P、K含量過高），產(chǎn)生大量的藻類，藻類又消耗水體中的溶解氧，從而造成水質(zhì)惡化。另外，在施加農(nóng)藥時，部分有毒物隨之帶入地下，致使地下水不能飲用。

  鉆井過程中泥漿或廢水造成的地下水污染
  傳統(tǒng)的鉆井工程一般都使用泥漿循環(huán)液，在泥漿配制時要加入許多高分子有機處理劑。特別是在地熱井工程、石油鉆井工程、煤田地質(zhì)勘探等深井（孔）施工過程中，其泥漿壓力柱往往在幾百米到幾千米，其壓力之大可想而知。當施工周期較長時，井內(nèi)泥漿在高壓作用下逐漸向井四周輻射污染。其輻射半徑與井內(nèi)泥漿柱壓力和時間有關(guān)，在～般亞黏土或亞砂土地層中泥漿可輻射滲透10～20 m;在透水性較好的砂層中，泥漿輻射滲透可達500—1 000 m;若遇裂隙發(fā)育較好的地層，其輻射滲透距離會更遠，如圖4所示．有些單位在施工中，選用工業(yè)廢水配制泥漿或用做循環(huán)液，相當于把污水或污染物直接排放到幾百米或幾千米的地層深處，從而造成地下水污染。