保护地下水资源：丹麦的观点

人类和自然生态系统依赖地下水生存和繁荣。虽然世界各地的用水水平差异很大，1 保护地下水资源是全球的当务之急，尤其是在人口增长和气候变化影响（例如更加严重和频繁的洪水和干旱）的情况下。

在丹麦，99% 的饮用水来自地下水，即存在于地表以下饱和区域的水。2 在以下问答中，科进地下水专家 Thomas Hauerberg Larsen 和 Katerina Tsitonaki 讨论了丹麦如何保护地下水资源；他们还分享可以促进世界各地地下水资源可持续管理的见解和实践。

专家：Thomas Hauerberg Larsen，硕士、博士化学工程 – 技术总监，污染土壤和地下水；和 Katerina Tsitonaki，硕士、博士环境工程 - 技术总监，受污染土壤和地下水.

地下水提供了全球近一半的饮用水、约 40% 的灌溉农业用水以及约 1/3 的工业用水。它维持生态系统，维持河流基流，防止地面沉降和海水入侵。

来源：《地下水概览：让不可见之物变得可见》、联合国、联合国水机制

图 1 – 使用 tTEM 系统进行调查所产生的结果的 3D 可视化。该图显示了地下电阻率的变化，可以将其解释为地质结构。高电阻率显示为红色和紫色，对应于富含沙子的沉积物，而绿色和蓝色显示低电阻率值，对应于富含粘土的层。

世界各地与地下水有关的核心问题是什么？

Katerina Tsitonaki：世界不同地区的问题各不相同。在澳大利亚、加利福尼亚、地中海和中东，主要专业问题是资源匮乏和过度开采造成的海水入侵。在斯堪的纳维亚半岛和其他沿海温带气候地区，污染往往是主要威胁。污染可能源自农业使用导致高硝酸盐含量的化肥、动物饲料中使用的杀虫剂或化学品（例如锌、铜和抗生素），以及空气和雨水的扩散沉积。在城市地区，PFAS（全氟烷基物质和多氟烷基物质）和氯化溶剂等工业化学品可能构成威胁。在世界其他地区，砷等自然产生的污染物可能会构成威胁。

气候变化也影响全球地下水资源。在一些地区，降雨量减少加上气温升高导致资源补给减少，从而导致地下水枯竭。在其他地区，例如丹麦，降雨量增加导致地下水位上升至接近或高于地表，从而导致地下水位上升。对农田和/或城市环境具有破坏性。

丹麦如何保护地下水资源并保持优质饮用水？

Thomas Hauerberg Larsen：丹麦高度依赖优质地下水。根据丹麦立法，饮用水应来自清洁的地下水，除了简单的曝气、pH值调节（这种情况很少见）和通过沙子过滤以去除颗粒和铁矿物质之外，没有经过任何深度处理。

为了保护地下水资源，制定了全面的技术和监管措施，包括限制化肥和农药的使用。此外，市政府监管的地下水开采可防止过度开采，并且基于既定的全区域战略，区域工作的特点是明确优先顺序和采取积极主动的方法。例如，地区当局有责任查找、调查、风险评估，并在必要时清理对地下水构成威胁的旧棕地；近期不会构成风险但被视为构成未来风险的网站也包括在这项工作中。

在国家层面，地下水资源的协调测绘以及浅层和深层地下水以及其他水体污染物的监测系统，形成了保护国家水资源的综合方法。

此外，对水的使用和处理征税导致工业用水和家庭用水的抽取量减少。此外，对配水系统的有效监控可以快速检测和修复漏水，因此系统中的水损失很少。自 20 世纪 70 年代末 80 年代初开采量达到顶峰以来，这导致开采的水量几乎减少了一半。

Katerina Tsitonaki：还需要指出的是，丹麦受益于信任文化和d 顾问和当局之间，甚至竞争对手之间的知识共享。该国面积较小（约 580 万人口），这意味着土壤和地下水领域的许多专业人士彼此认识。通过年度大会和会议（其中许多是由 ATV 土壤和地下水基金会（目前由科进担任主席）组织的），公开讨论和分享新方法和趋势。共同目标是确保地下水资源。

同样有帮助的是，当局以发展为导向，渴望尝试现场调查和现场清理或地下水保护的新方法。这一点通过对技术开发项目的贡献以及（共同）资助大学研究项目和博士学位得到体现。丹麦地区设有用于测试新方法的站点。丹麦 EPA [环境保护局] 每年提供资助小型技术开发项目的机会耳朵。当局对于方法的文件记录具有很高的标准，以确保方法按预期有效并长期有效。

丹麦地下水面临的主要挑战是什么？

Katerina Tsitonaki：丹麦当局负责管理超过 35,000 个遗产地，其中许多位于重要的地下水资源之上，因此人们非常关注应优先调查哪些地点以及哪些地点应进行修复。最新的方法是根据特定地下水资源的可容忍质量排放来确定修复工作的优先顺序和设计修复工作。这导致污染场地可接受的污染物水平发生显着变化。在此之前，任何类型的地下水，即使不打算用于饮用水，只要超出基于健康的 MCL（最大污染物水平），都会被视为存在问题，该地点将被列入未来清理名单。

至少到2020年29%的公共水厂水井中发现了一种农药成分，8.1%的调查水井中至少有一种农药超标。定位对地下水质量构成风险的点源和/或扩散源是一项艰巨的任务。科进已为包括丹麦环保署在内的丹麦当局在污染场地处理农药方面开展了十多年的工作。

地下水中的硝酸盐是一个普遍存在的问题，因为丹麦大部分地区都是农田。最近的研究引起了人们对硝酸盐浓度升高对健康影响的担忧。

如果硝酸盐的 MCL 降低，则可能难以维持未经处理的地下水生产饮用水。由于农业和畜牧业集约化，大量废水污泥散布在田间。这种污泥营养丰富，但也含有激素、抗生素和其他化学物质，这些化学物质最终会污染地下水呃资源。

气候变化导致的地下水位上升对于城市和农业地区来说也是一个问题。

除了这些挑战之外，尽管有一个集中协调的地下水资源测绘计划和污染物监测系统，但许多当局仍负责维持良好的地下水质量。有时，努力是分散且不协调的。需要制定协调一致的国家计划，为子孙后代确保优质地下水。

您能否提出一些促进地下水资源可持续管理的方法？

Thomas Hauerberg Larsen：首先，详细的水文地质知识对于管理地下水资源至关重要。各种地球物理方法一直是丹麦地下水资源测绘的基石。绘制地下水资源图可为评估含水层的质量、数量和脆弱性提供有价值的信息。这对于规划取水以及通过控制重要含水层上未来土地的使用来保护资源。专门用于这项任务的新方法正在不断开发。 2003年，丹麦开发的直升机载SkyTEM系统作为水文地质测绘工具被引入，此后一直得到广泛使用。 2020 年，科进成为第一家购买 tTEM（拖曳式瞬态电磁）系统的公司，该系统是最新开发的地球物理工具，能够对深度达 70 米的地下地质进行详细的 3D 测绘。该系统是丹麦奥胡斯大学重点研究的成果，丹麦科进有一个小型合格团队，拥有使用该工具的专业知识。

Katerina Tsitonaki：积极主动地管理地下水资源也是必要的。新的分析方法，例如监测计划中使用的非目标分析，可以对工业化学品的未来威胁提供早期预警ls、农药、抗生素等危险物质。

Thomas Hauerberg Larsen：为了识别和清理受污染的场地，可以根据场地的不同使用一系列修复技术。一个例子是热修复，我们最近在 Jonstrup3 站点使用热修复来去除数百公斤氯化溶剂，防止它们到达含水层。

Katerina Tsitonaki：在地下水补给量高的地区限制农药的使用和改善耕作方式也是保护地下水资源的重要步骤。如今，丹麦的许多农民正在根据 GPS 跟踪、光学识别和土壤分析等输入信息，应用智能农药和化肥使用方法。这项措施反映了对传统做法的改进，并且可以减少农药的使用。

让有机农业具有吸引力也很重要。这部分是由立法、消费者需求和一些大型超市的需求引起的。酮链。

1 Hannah Ritchie 和 Max Roser (2017) – “用水和压力”，OurWorldInData.org。 2 美国地质调查局 (usgs.gov)：地下水是存在于地表以下饱和区域的水。饱和带的上表面称为地下水位。地下水填充沙子、砾石和其他岩石等地下材料的孔隙和裂缝，就像水填充海绵一样。如果地下水从岩石材料中自然流出，或者可以通过抽水（有效量）去除，则岩石材料称为含水层。 3 Jonstrup 位于哥本哈根西北约 38 公里/24 英里处。

地下水 多伦多证券交易所：WSP 威士普