地下水是人們生活和社會(huì)發(fā)展必須的重要資源, 廣泛應(yīng)用于居民生活、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域(menció et al., 2016; rodriguez-galiano et al., 2018).但隨著工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展、人口增加、城市化進(jìn)程加快, 地下水的污染問題也愈發(fā)嚴(yán)峻(huan et al., 2018).其中, 地下水硝酸鹽污染已成為上普遍關(guān)注的環(huán)境問題(chen et al., 2005; chen et al., 2007).地下水硝酸鹽污染來源廣泛, 有農(nóng)業(yè)施用的化肥、生活污水和工業(yè)廢水、固體廢棄物的滲濾液、污水回灌及大氣干濕沉降等(zhang et al., 2018).
其中, 固體廢棄物滲濾液造成的污染可分為兩類：
①垃圾滲濾液下滲造成的地下水污染;
②畜禽養(yǎng)殖糞污滲濾液造成的地下水污染.我國畜牧業(yè)快速發(fā)展, 糞污的產(chǎn)生量不斷增加.據(jù)2007年全國污染源普查結(jié)果顯示, 畜禽養(yǎng)殖業(yè)的糞便總產(chǎn)生量高達(dá)2.43×108 t.其中含氮量為102.48×108 t, 占農(nóng)業(yè)污染源氮素總排放量的38%).
同時(shí), 我國規(guī)模化養(yǎng)殖較為落后, 多數(shù)養(yǎng)殖場為中小規(guī)模, 缺乏防雨、防滲設(shè)施和基本的污染治理設(shè)備, 通常采用自然堆肥技術(shù)對糞污熟化處理.但在降雨淋溶作用下糞肥中的有機(jī)氮組分會(huì)滲入土壤, 并通過氨化作用轉(zhuǎn)化為氨氮.
其中一部分氨氮被土壤吸附或被植物吸收, 另外一部分在微生物的作用下發(fā)生硝化反應(yīng), 生成亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮.亞硝態(tài)氮很不穩(wěn)定, 而硝態(tài)氮會(huì)通過淋溶進(jìn)入地下水, 造成地下水硝酸鹽污染(胡敏杰等, 2016).
地下水污染治理技術(shù)可分為原位處理和抽出處理兩大類(姜烈等, 2014).抽出處理是較為常用的技術(shù), 短期處理效率高, 但*普遍存在拖尾、反彈等現(xiàn)象, 且成本高昂.地下水原位修復(fù)技術(shù)是通過人為干預(yù), 在污染發(fā)生處將受污染地下水體修復(fù)的方法, 具備污染修復(fù)效果良好、環(huán)境擾動(dòng)小, 成本低廉等優(yōu)勢.
但地下水中硝酸鹽遷移能力強(qiáng), 原位修復(fù)具有局限性.因此, 對地下水的硝酸鹽污染問題應(yīng)更加注重防控.糞污中污染物濃度較高, 而土壤非飽和帶中的有機(jī)碳含量較低, 反硝化反應(yīng)會(huì)受限, 因此需要外加碳源.反硝化層是通過人工添加固體有機(jī)物強(qiáng)化反硝化作用來實(shí)現(xiàn)硝酸鹽去除的修復(fù)技術(shù).微生物將固體有機(jī)物水解產(chǎn)生的小分子有機(jī)物作為碳源, 在4種金屬酶(硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶、一氧化氮還原酶和*還原酶)催化作用下, 將硝酸鹽終還原為氮?dú)?