土壤及地下水修复技术

土壤原位修复技术

土壤异位修复技术

地下水修复技术比选

地下含水层修复技术有多种分类，按修复方式可分为原位修复、异位修复和监测自然衰减技术。异位修复是将污染地下水先用收集系统或抽提系统转移到地上，然后再处理的技术，异位修复技术主要是被动收集和抽出处理。原位修复技术是指在基本不破坏土体和地下水自然环境条件下，对受污染对象不作搬运或运输，而在原地进行修复的方法。修复技术特性如表4-2所示，对地下水修复技术汇总，对各种技术的优缺点、成熟性、时间条件及资金条件进行综合对比，并分析了各种技术的适应性。基于场地水文地质条件、污染物特征，优选化学还原技术、抽出处理技术、监测自然衰减技术。

表3 地下水修复技术筛选矩阵

1.1修复技术概述

下面将筛选出的地下水抽出处理技术（P&T）、化学氧化修复技术和监测自然衰减技术（MNA）分别做详细的介绍。

抽出处理技术

该系统针对目标污染场地及其污染物性质，在污染场地布设一定数量的抽水井，通过水泵和水井将含水层中的污染地下水与非水相液体（即污染物自由相）经由抽出井抽出，然后利用地面设备处理，用于处理重度污染地下水区域中多种污染物类型。处理后的地下水，排入地表径流或回灌到地下。本技术常与其他处理技术，如化学氧化法、生物处理法等结合，以达到清除含水层污染的目的。与原位注射技术联用的抽出处理技术见示意图3-1。

图3-1 强化含水层冲洗技术修复意图

化学氧化技术

化学氧化是指利用氧化剂本身或所产生的自由基的氧化能力氧化土壤中的污染物，使得污染物转变为无害的或毒性更小的物质，从而达到修复的目的。化学氧化方法可以在短时间（几天或几个月）内获得污染物浓度的大量降低（60%～90%以上）。

原位化学氧化技术适用于修复受污染饱和区和非饱和区，高污染的源区以及污染浓度较低的扩散羽区，图3-2所示为原位化学氧化工艺示意图。

图3-2原位化学氧化示意图

原位化学氧化技术相对其它原位修复技术突出的优点是其修复周期短，近年来发展迅速。美国超级基金第十四版的报告表明，在采用化学方法修复的地下水决策文件中，有一半使用的是原位化学氧化技术。

原位化学氧化技术的主要优点包括：（1）适用范围广，大部分的土壤有机污染物均可以通过原位化学氧化技术实现修复，对污染物的存在状态适应范围也较广泛（液相、吸附相和非液相均可以处理），适合修复一些其它技术不能应用的污染区域（见图3-3）；（2）相对于P&T、MNA等技术，污染物的原位化学氧化去除技术具有成本优势；（3）修复周期短；（4）氧化修复后有强化微生物活性及加速自然衰减的潜力。

图3-3 使用原位化学氧化技术修复构筑物下污染区域示意图监测自然衰减技术

通过实施有计划的监控策略，依据场地自然发生的物理、化学及生物作用，包含生物降解、扩散、吸附、稀释、挥发、放射性衰减以及化学性或生物性稳定等，使得地下水和土壤中污染物的数量、毒性、移动性降低到风险可接受水平。可处理的污染物类型包括碳氢化合物、BTEX（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）、石油烃、多环芳烃、MTBE（甲基叔丁基醚））、氯代烃、硝基芳香烃、重金属类、非金属类（砷、硒）、含氧阴离子（如硝酸盐、过氯酸）等。

完整的监测自然衰减系统应由监测井网系统、监测计划、自然衰减性能评估系统和紧急备用方案四部分组成。

监测井网系统：能够确定地下水中污染物在纵向和垂向的分布范围，确定污染羽是否呈现稳定、缩小或扩大状态，确定自然衰减速率是否为常数，对于敏感

的受体所造成的影响有预警作用。监测井设置密度（位置与数量）需根据场地地质条件、水文条件、污染羽范围、污染羽在空间与时间上的分布而定，且能够满足统计分析上可信度要求所需要的数量。建立监测井网系统所需设备包括建井钻机、水井井管等。

监测计划：主要监测分析项目需集中在污染物及其降解产物上。在监测初期，所有监测区域均需要分析污染物、污染物的降解产物及完整的地球化学参数，以充分了解整个场地的水文地质特性与污染分布。后续监测过程中，则可以依据不同的监测区域与目的，做适当的调整。地下水监测频率在开始的前两年至少每季度监测一次，以确认污染物随着季节性变化的情形，但有些场地可能监测时间需要更长（大于 2 年）以建立起长期性的变化趋势；对于地下水文条件变化差异性大，或是易随着季节有明显变化的地区，则需要更密集的监测频率，以掌握长期性变化趋势；而在监测 2 年之后，监测的频率可以依据污染物移动时间以及场地其它特性做适当的调整。主要包括取样设备和监测设备等。

监控自然衰减性能评估：评估监测分析数据结果，判定MNA 程序是否如预期方向进行，并评估MNA 对污染改善的成效。MNA 性能评估依据主要来源于监测过程中所得到的检测分析结果，主要根据监测数据与前一次（或历史资料）的分析结果做比对。主要包括：（1）自然衰减是否如预期的正在发生；（2）是否能监测到任何降低自然衰减效果的环境状况改变，包括水文地质、地球化学、微生物族群或其它的改变；（3）能判定潜在或具有毒性或移动性的降解产物；（4）能够证实污染羽正持续衰减；（5）能证实对于下游潜在受体不会有无法接受的影响；（6）能够监测出新的污染物释放到环境中，且可能会影响到MNA 修复的效果；（7）能够证实可以达到修复目标。

紧急备用方案：紧急备用方案是在MNA 修复法无法达到预期目标，或是当

场地内污染有恶化情形，污染羽有持续扩散的趋势时，采用其它土壤或地下水污染修复工程，而不是仅以原有的自然衰减机制来进行场地的修复工作。当地下水中出现下列情况时，需启动紧急备案。（1）地下水中污染物浓度大幅度增加或监测井中出现新的污染物；（2）污染源附近采样结果显示污染物浓度有大幅增加情形，表示可能有新的污染源释放出来；（3）在原来污染羽边界以外的监测井发现污染物；（4）影响到下游地区潜在的受体；（5）污染物浓度下降速率不足以达到修复目标；（6）地球化学参数的浓度改变，导致生物降解能力下降；（7)因土地或地下水使用改变，造成污染暴露途径。