謝云峰，曹云者，張大定，柳曉娟，李發(fā)生*

1.環(huán)境基準與風(fēng)險評估國家重點實驗室，中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012

2.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083

近年來，國內(nèi)開展了多種類型污染場地的修復(fù)技術(shù)設(shè)備研發(fā)與示范項目。但實際上，成熟且經(jīng)濟實用的修復(fù)技術(shù)還很少。國內(nèi)目前應(yīng)用較成熟的修復(fù)技術(shù)以挖掘后異位處理處置為主，包括填埋和水泥窯共處置技術(shù)等［1］。修復(fù)技術(shù)雖然能清除污染物，但由于污染場地條件和污染物環(huán)境行為的復(fù)雜性，導(dǎo)致某些場地條件下實施污染物清除的成本很高，且清除效果不理想。從發(fā)達國家的污染場地管理經(jīng)驗來看，污染場地風(fēng)險控制技術(shù)除修復(fù)技術(shù)外，還有工程控制技術(shù)、自然衰減技術(shù)、制度控制措施等。工程控制技術(shù)主要是利用工程措施將污染物封存在原地，限制污染物遷移，切斷暴露途徑，降低污染物的暴露風(fēng)險，保護受體安全。工程控制技術(shù)的施工技術(shù)成熟，成本相對較低，工程建設(shè)周期短，對不同類型的污染都具有較好的風(fēng)險控制效果。因此，工程控制技術(shù)近年來在污染場地風(fēng)險控制中的應(yīng)用越來越廣泛［2-3］。我國的污染場地管理工作剛剛起步，已開展修復(fù)的污染場地并不多，污染場地風(fēng)險管理經(jīng)驗較少，污染場地修復(fù)技術(shù)體系還有待完善［1］。因此，有必要充分借鑒國外先進的風(fēng)險控制理念，開發(fā)和應(yīng)用更多的經(jīng)濟適用的風(fēng)險控制技術(shù)手段，迅速提升我國污染場地風(fēng)險管理的技術(shù)水平。

1 工程控制技術(shù)概念及其應(yīng)用趨勢

1.1 工程控制技術(shù)的定義

工程控制(engineering controls)的定義有多種。美國加利福尼亞州環(huán)境保護局(California EPA)給出的定義:用于控制危險物質(zhì)遷移，預(yù)防、最小化或減輕危險物質(zhì)釋放可能導(dǎo)致的危害的措施，包括覆蓋、密封、堤壩、壕溝，滲濾液收集和處理系統(tǒng)、地下水封存阻隔系統(tǒng)等［4］。美國俄亥俄州環(huán)境保護局(Ohio EPA)給出的定義:工程控制包括圍欄、覆蓋系統(tǒng)、景觀美化等。工程控制必須滿足以下標準:有效消除或減輕所有受體的暴露風(fēng)險;滿足風(fēng)險控制目標和相關(guān)應(yīng)用標準;適應(yīng)場地的氣候條件，不影響場地現(xiàn)有活動;在合理的時間內(nèi)工程措施必須能達到一定的標準;能夠被監(jiān)測，并按照計劃運行和維護［5］。佛羅里達污染土壤論壇工程控制討論組(Florida Contaminated Soils Forum Engineering Controls Focus Group)給出的定義:工程控制為人為建設(shè)的封存阻隔墻和系統(tǒng)用于控制污染物向下遷移，表層滲濾和降雨入滲作用下的污染物遷移以及污染物在地下的自然滲濾和遷移［4］。綜合上述定義，將工程控制措施概括為:通過各種工程技術(shù)措施，限制污染物的遷移(表層遷移和地下遷移)，切斷污染源與受體之間的暴露途徑，以達到降低污染風(fēng)險和保護受體安全的污染物阻隔系統(tǒng)。場地污染物遷移擴散的途徑主要有地表遷移和地下遷移。地表遷移包括污染物揮發(fā)、塵土和植物富集等。污染物地下遷移主要是伴隨著地下水流動而發(fā)生的。因此，與污染物遷移途徑對應(yīng)的工程阻隔措施有水平阻隔、垂直阻隔和底層阻隔等。

1.2 工程控制技術(shù)與修復(fù)技術(shù)的區(qū)別

工程控制技術(shù)與修復(fù)技術(shù)是完全不同的場地污染風(fēng)險控制策略(表1)。工程控制技術(shù)通過限制污染物遷移，降低污染物暴露，達到風(fēng)險控制的目的。而修復(fù)技術(shù)主要是通過降低污染物濃度來降低風(fēng)險。工程控制技術(shù)對污染物具有很強的適應(yīng)性，而修復(fù)技術(shù)大都只是針對某種或特定類別的污染物，當(dāng)多種污染并存時，修復(fù)難度較大，修復(fù)成本很高。工程控制技術(shù)比較成熟，對場地的適應(yīng)性很強，對不同水文地質(zhì)條件的場地都能較好地發(fā)揮風(fēng)險控制的作用，而且工程技術(shù)施工效率高，在較短的時間內(nèi)就能將污染物阻隔。修復(fù)技術(shù)受場地條件的影響很大，當(dāng)場地條件較復(fù)雜時，修復(fù)效果和修復(fù)時間都很難保證。工程控制措施另一個顯著優(yōu)點是成本較低。工程控制技術(shù)的不足主要是對場地后續(xù)開發(fā)活動有較大的限制。工程控制只是將污染物封存在原地，污染物并沒有消除。因此，場地后續(xù)開發(fā)不能擾動土壤和破壞現(xiàn)有工程控制措施。

表1 工程控制技術(shù)與修復(fù)技術(shù)比較Table 1 Comparison of engineering control and remediation technology

污染場地風(fēng)險控制選擇工程控制技術(shù)還是修復(fù)技術(shù)需要綜合考慮修復(fù)目標、修復(fù)成本、修復(fù)時間、未來土地利用以及技術(shù)可行性等?？偟膩砜矗こ炭刂萍夹g(shù)適用以下類別的污染場地:1)污染物容易遷移，風(fēng)險高，未來土地利用不緊迫的場地;2)污染情況很復(fù)雜，應(yīng)用修復(fù)技術(shù)成本太高，或缺乏適宜的污染修復(fù)技術(shù)的場地;3)污染區(qū)范圍過大，進行污染源處理的修復(fù)周期很長、經(jīng)濟成本很高，工程控制技術(shù)可以在場地的部分區(qū)域(容易擴散的區(qū)域)作為主要的風(fēng)險控制措施;4)工程控制技術(shù)可以作為實施主動修復(fù)前的輔助風(fēng)險控制策略。

1.3 工程控制技術(shù)應(yīng)用趨勢

美國污染場地修復(fù)歷史最久，污染場地修復(fù)技術(shù)信息比較完善，筆者主要根據(jù)美國超級基金場地的數(shù)據(jù)分析工程控制技術(shù)的應(yīng)用情況。1982—2008年記錄的美國超級基金場地共3456個。其中32.72%的場地(1131個)對污染源和地下水同時實施了修復(fù)，33.84%的場地(1169個)只對污染源(土壤、沉積物、污泥等)實施了修復(fù)，18.80%的場地(650個)只對地下水實施了修復(fù)，其他14.64%的場地(506個)沒有實施修復(fù)［2-3］。污染場地風(fēng)險控制和風(fēng)險管理技術(shù)主要包括修復(fù)技術(shù)、工程控制技術(shù)(封存與阻隔)、監(jiān)測自然衰減等。工程控制技術(shù)主要應(yīng)用于場地污染源控制，實施污染源修復(fù)的場地中，約65%的場地應(yīng)用了工程控制技術(shù)，而用于地下水污染控制的比例(小于3%)較低［2］。通常情況下，場地污染源控制同時采用多種措施，工程控制技術(shù)只是其中之一。

從美國超級基金場地的應(yīng)用經(jīng)驗來看(圖1)，在超級基金計劃早期，工程控制技術(shù)(封存與阻隔等)的應(yīng)用比例較高，從20世紀90年代初期開始，修復(fù)技術(shù)應(yīng)用比例逐漸提高，到90年代后期，工程控制技術(shù)應(yīng)用比例逐漸提高［2-3］。表明美國選擇修復(fù)技術(shù)的思路是在不斷調(diào)整和完善，修復(fù)技術(shù)篩選策略逐漸由污染源消除過渡到以控制風(fēng)險為目的。特別是在90年代后期，考慮到污染源去除的成本太高，而工程控制技術(shù)能以較低的成本達到污染場地風(fēng)險控制的目的，因此，工程控制技術(shù)的應(yīng)用頻率越來越高?？偟膩砜?，工程控制技術(shù)主要應(yīng)用于污染源控制，污染源的污染程度重，利用修復(fù)技術(shù)的成本會非常高，而且修復(fù)時間會比較長。而工程控制技術(shù)由于施工技術(shù)成熟，在較短的時間內(nèi)就可以對污染源實施阻隔，限制污染物遷移，降低污染場地風(fēng)險。對復(fù)雜的污染場地，特別是多種污染物復(fù)合污染的場地，利用修復(fù)技術(shù)很難徹底的去除污染，工程技術(shù)對污染物具有很強的適應(yīng)性，能同時對不同類型的污染物實施阻隔。對未來土地利用不緊迫的場地，工程控制技術(shù)可以作為場地污染風(fēng)險控制策略。對需要修復(fù)的場地，工程控制技術(shù)可以作為風(fēng)險控制策略的一部分，控制污染物遷移擴散，避免污染風(fēng)險擴大。因此，工程控制技術(shù)在美國污染場地修復(fù)中占有重要的地位。

圖1 1982—2008年美國超級基金場地修復(fù)措施應(yīng)用統(tǒng)計Fig.1 Remedies selected in RODs of USA Superfund sites 1982-2008

2 工程控制技術(shù)類型及應(yīng)用情況

2.1 工程控制技術(shù)主要類型

2.1.1 水平覆蓋系統(tǒng)(caps/capping)

水平覆蓋系統(tǒng)或水平覆蓋層也稱為表層阻隔。其主要功能或目的是將污染物與人、動物和植物隔開;抬高地面以提供適當(dāng)?shù)钠露?，促進地表水徑流，減少地表水滲透到地下，造成污染物的遷移;控制污染物質(zhì)排放的氣體。典型的覆蓋系統(tǒng)通常由六個基本層組成，自上到下分別為表層、保護層、排水層、阻隔層、氣體收集層和基礎(chǔ)層［6］。覆蓋系統(tǒng)的層數(shù)是與場地特征有關(guān)的，并不是任何場地所有層都必須具備。如在干旱場地就不需要排水層，但所有覆蓋系統(tǒng)都必須有表層。影響覆蓋系統(tǒng)效果的主要因素包括污染物的穩(wěn)定性和下層污染物的沉降性，覆蓋系統(tǒng)表面坡度的穩(wěn)定性，覆蓋系統(tǒng)排水性能和滲漏控制能力，覆蓋系統(tǒng)對污染物產(chǎn)生氣體的管理能力［7-8］。

圖2 垂直阻隔墻建設(shè)示意圖Fig.2 Schematic diagram of vertical barrier

2.1.2 垂直阻隔(vertical barrier)

垂直阻隔墻技術(shù)在水利工程的防滲中應(yīng)用很廣泛。用于污染場地風(fēng)險控制時，主要是利用地下阻隔墻體封存污染物或改變地下水流向以達到控制污染的目的［7］。根據(jù)場地水文地質(zhì)條件和污染物的分布特征，垂直阻隔墻需建設(shè)成不同的形狀(圖2)。阻隔墻的垂直形狀可以延伸到地表或嵌入到低滲透性巖層。當(dāng)污染物主要隨地下水流遷移時，適宜采用懸掛型阻隔墻〔圖2(c)〕。懸掛型阻隔墻可以延伸到地下水位以下將污染物環(huán)繞起來，必要時在內(nèi)部抽取地下水以降低水力梯度。垂直阻隔墻的水平形狀可以是環(huán)繞型、上坡型或下坡型。當(dāng)?shù)叵滤牧鲃忧闆r不清楚或地下水在各方向都有流動時使用環(huán)繞型〔圖2(b)〕。上坡型指阻隔墻建在污染區(qū)上游，阻止地下水流過污染物而導(dǎo)致擴散;下坡型指阻隔墻建在污染區(qū)下游，用于讓地下水流過污染區(qū)域沖刷污染物，通常需要與地下水抽提相結(jié)合〔圖2(d)〕。

根據(jù)垂直阻隔墻的建筑材料和施工方式，垂直阻隔措施可分為泥漿墻(slurry walls)、灌漿墻(grouting walls)、板樁墻(sheet pile walls)、土壤深層攪拌(deep soil mixing)、土工膜(geomembranes)、襯層技術(shù)(liners)等［9］。為了達到阻止地下水遷移的目的，要求垂直阻隔墻有非常低的滲透性，實際應(yīng)用中通常要求低于 10-7cm/s［10］，同時，阻隔墻需要足夠的強度和持久性。在污染場地具體應(yīng)用時，需要基于風(fēng)險控制目標，綜合考慮根據(jù)場地條件、污染物性質(zhì)、風(fēng)險特征和阻隔技術(shù)自身的特點(表2)等多種因素，篩選出場地條件下最適宜的工程控制技術(shù)。

表2 典型地下阻隔墻技術(shù)特點Table 2 Technical feature of the selected subsurface vertical barriers

2.1.2.1 泥漿墻(slurry walls)

泥漿墻是最常見的地下阻隔技術(shù)之一［11］。自1970年以來，泥漿墻就被用于污染控制，并被公認為是隔離污染物和阻止污染物遷移的重要手段［12］，只要設(shè)計合理、建設(shè)得當(dāng)，泥漿墻就能夠成功地將污染物控制在污染場地［13］。泥漿墻的建設(shè)方法為首先進行土壤開挖形成深溝，然后利用低滲透性材料進行回填，通過夯實，形成低滲透性的連續(xù)墻體。

泥漿墻的建筑材料有黏土、膨潤土、水泥、混凝土、粉煤灰等。實際應(yīng)用中通常是多種材料的組合，如土壤-膨潤土，水泥-膨潤土，塑料-混凝土等。泥漿墻材料類型的選擇與場地土壤、污染物的性質(zhì)相關(guān)，因為污染物和地下材料可能會腐蝕墻體［14］。同時，不同材料類型和材料配比會影響墻體的強度和滲透性［15］，如在材料中加入水泥可以提高墻體的強度。不同材料組合對污染物阻隔的效果也存在差異，在具體應(yīng)用時必須對材料的封存阻隔效果進行評估［15-16］。

2.1.2.2 灌漿墻(grouting walls)

灌漿是將適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)灌入砂土、巖石和人造建筑物，從而降低被灌物的滲透性并提高強度［17］。灌漿墻與泥漿墻類似，只是施工方式不同。根據(jù)泥漿噴灌的方式，灌漿墻可以分為壓力灌漿、振動梁灌漿和噴射灌漿等［18］。壓力灌漿是通過一定的壓力將可固定化的灌漿材料注入到土壤或巖石的空隙中。振動梁灌漿是用打樁機將工字樁打入地下，通過工字樁低端的噴嘴向土壤中注入漿液。噴射灌漿是基于水切割技術(shù)，在非常高的壓力條件下，高速度噴射泥漿混合物進入土壤或巖石中的空隙。噴灌的泥漿經(jīng)切割、替換，將土壤與凝膠材料混合在一起，形成土壤柱。灌注的泥漿通常為水泥膨潤土泥漿或普通水泥泥漿。理論上，噴灌技術(shù)可應(yīng)用于任何類型的土壤(礫石到黏土)。但土壤類型會改變泥漿柱的半徑，影響施工效率。在黏土中灌漿噴射的效率比沙土要低。

2.1.2.3 板樁墻(sheet pile walls)

板樁防滲墻是將鋼板、預(yù)制混凝土、鋁或木材用打樁機垂直打入地基以形成地下阻隔墻。連續(xù)的墻需要將板連接起來。板樁墻的缺點是板樁之間的連接比較脆弱，容易滲漏。目前，已有一些較好的專利技術(shù)用于封口。除了不同的連接封口，還發(fā)展出一些密封技術(shù)，包括灌漿、粉煤灰、水泥等都用于密封接頭。

2.1.2.4 土壤原位攪拌(in situ soil mixing)

土壤原位攪拌是使用一組深層攪拌機將污染場地的土壤和固化劑(通常是膨潤土或水泥漿)強制攪拌，利用固化劑和土壤發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，凝結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性好、強度較高的連續(xù)墻體。與其他外部方法相比(如泥漿墻)，這種方法開挖的廢棄土量較少。在場地污染控制中，常采用土壤深層攪拌(deep soil mixing，DSM)?？捎玫哪酀{材料包括膨潤土、水泥、石灰和添加劑(如粉煤灰、礦渣等可以改變材料的組成和耐性)。

2.1.2.5 土工膜技術(shù)(geomembranes)

土工膜是利用低滲透材料來阻隔污染物的遷移。土工膜的低滲透性是泥漿墻或其他垂直阻隔墻難以達到的。而且，土工膜能夠保持連接的完整性。土工膜應(yīng)用于污染控制已有30多年的歷史。土工膜作為垂直阻隔墻常用的材料是高密度聚乙烯(HDPE)。由于土工膜片的長度有限，為了保持連續(xù)性，需要將膜板相互連接起來。理論上土工膜墻的深度是沒有限制的，設(shè)計深度與建造安裝的方法有關(guān)。可用的安裝方法有很多。最常見的安裝方式為:表層覆蓋的土工膜通過水平延展或垂直下伸與垂直墻的土工膜形成垂直密封，土工膜的下端嵌入弱透水層。

土工膜可以單獨使用，更多情況下是與其他措施配套使用。土工膜與土壤-膨潤土、土壤-水泥、水泥-膨潤土等回填形成組合障礙。土工膜與地工網(wǎng)格組合，層間用土壤-膨潤土、土壤-水泥、水泥-膨潤土等回填，形成C型襯墊系統(tǒng)(RCRA)［6］作為阻隔墻。

2.2 工程控制技術(shù)在美國超級基金污染場地的應(yīng)用情況

為了評估工程控制技術(shù)的應(yīng)用效果，美國國家環(huán)境保護局(US EPA)對130多個場地進行了詳細調(diào)查，并對其中場地工程技術(shù)設(shè)計、建設(shè)、運行維護和效果等監(jiān)測信息比較完整的36個場地進行了評價［10］。

從場地類型來看，36個場地包括化工廠、金屬加工廠、木材加工廠、采礦、廢棄物填埋、垃圾焚燒等多種類型。大部分場地為有機物、金屬及砷等多種污染物的復(fù)合污染。場地土壤和地下水都存在不同程度的污染。36個場地工程控制的主要目標是將污染物封存在原址，限制污染物的遷移，特別是污染物隨著地下水遷移，消除下游受體的環(huán)境風(fēng)險。對存在揮發(fā)性污染物的場地，為了限制揮發(fā)遷移，通常在控制地下水遷移的同時，利用覆蓋層系統(tǒng)阻止污染物揮發(fā)。

污染場地應(yīng)用中通常的工程策略為表層覆蓋和垂直阻隔相結(jié)合，36個污染場地中26個場地同時采用了表層覆蓋系統(tǒng)和地下垂直阻隔相結(jié)合，其余10個場地中8個場地只采用了垂直阻隔措施，2個場地只采用了覆蓋層進行表層阻隔。這是因為大部分污染場地為復(fù)合污染，在控制污染物隨地下水遷移的同時要阻止揮發(fā)性有機物在場地表層的擴散。垂直阻隔墻技術(shù)中〔圖3(a)〕，83.33%的場地(30個)采用了泥漿墻技術(shù)，應(yīng)用板樁墻和振動梁技術(shù)均只占5.56%(2個)。泥漿墻建筑材料以土壤-膨潤土為主，應(yīng)用比例高達86.67%。其他幾種材料類型如水泥-膨潤土、黏土、混凝土等應(yīng)用都很少〔圖3(c)〕。土壤-膨潤土泥漿墻滲透性可達到10-7cm/s以下，現(xiàn)場施工技術(shù)非常成熟，建設(shè)深度可達70 m，安裝速度快，同時可與其他技術(shù)(表層覆蓋)配套使用，能達到場地風(fēng)險控制的要求［19］。且土壤和膨潤土材料比較容易獲取，成本較低，在保證污染場地風(fēng)險阻隔效果的前提下，降低了垂直阻隔墻的總費用。表層覆蓋系統(tǒng)中〔圖3(b)〕，RCRA覆蓋層應(yīng)用最廣，約占64.29%。黏土覆蓋系統(tǒng)與土壤覆蓋系統(tǒng)應(yīng)用比例相對較少，均只占14.29%。只有2個場地采用瀝青覆蓋層，比例最少僅為7.14%。RCRA覆蓋層是指按照 RCRA/CERCLA(資源保護和恢復(fù)法案/環(huán)境應(yīng)對、賠償和責(zé)任綜合法案)覆蓋層設(shè)計規(guī)范設(shè)計的覆蓋系統(tǒng)［6］。為了達到控制表層降水對污染物遷移的遷移，RCRA/CERCLA規(guī)范對覆蓋層的組成、材料，施工工藝、質(zhì)量控制方法等都做了詳細的規(guī)定。嚴格按照該規(guī)定建設(shè)的覆蓋系統(tǒng)，通常均能達到美國國家環(huán)境保護局對覆蓋層風(fēng)險控制效果的要求。

圖3 工程控制技術(shù)在36個污染場地應(yīng)用情況統(tǒng)計Fig.3 The application of engineering controls in 36 contaminated sites

3 工程控制技術(shù)應(yīng)用效果及關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)

工程控制只是將污染物封存在原地，污染物并沒有消除。因此，工程控制技術(shù)應(yīng)用效果的評價標準為風(fēng)險水平是否降低到預(yù)期的要求。根據(jù)工程控制的應(yīng)用效果，分為優(yōu)于預(yù)期目標、達到預(yù)期目標、未達到預(yù)期目標、無法確定等4個級別。無法確定是指場地現(xiàn)有數(shù)據(jù)無法評價工程控制效果。36個工程控制措施的效果評價結(jié)果表明(表3)，大部分工程控制措施達到了預(yù)期的風(fēng)險控制目標。36個場地中，25個場地污染控制效果已達到預(yù)期的修復(fù)目標，只有4個污染場地的工程阻隔墻沒有達到污染物阻隔目的，另外，7個場地因為監(jiān)測數(shù)據(jù)不足，不能確定風(fēng)險控制的效果?？偟膩砜矗绻O(shè)計科學(xué)、建設(shè)得當(dāng)，工程阻隔措施的短期和中長期風(fēng)險阻隔效果比較好。由于缺乏長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，長期的風(fēng)險控制效果無法評價。但是從現(xiàn)有數(shù)據(jù)來看，風(fēng)險控制效果不存在隨著時間推移下降的趨勢。4個風(fēng)險控制失敗的場地主要表現(xiàn)為污染物泄漏，特別是在泥漿墻嵌入不透水層的位置。主要原因為泥漿墻的施工缺陷，如泥漿回填前清理不充分，設(shè)計的嵌入深度不夠。弱透水層存在缺陷也可能導(dǎo)致泥漿墻工程措施的失效。

表3 36個污染場地工程控制應(yīng)用各環(huán)節(jié)效果評價Table 3 Performance evaluation of engineering controls applied in 36 contaminated sites

為了分析工程控制實施過程中工程設(shè)計、施工、工程監(jiān)測等環(huán)節(jié)對工程控制效果的影響，根據(jù)各環(huán)節(jié)的合理性和科學(xué)性，分為好于可接受水平、可接受水平、不可接受，無法確定等4個級別。無法確定主要是現(xiàn)有數(shù)據(jù)不足，無法進行分級。從各環(huán)節(jié)的效果分級結(jié)果來看，從設(shè)計、施工質(zhì)量控制和質(zhì)量保證(CAQ＆CAC)到監(jiān)測的合格率逐漸降低。設(shè)計環(huán)節(jié)的合格率最高為94%，質(zhì)量控制和質(zhì)量保證環(huán)節(jié)的合格率為86%。監(jiān)測環(huán)節(jié)是工程控制最容易忽視的環(huán)節(jié)，合格率最低，僅為75%。監(jiān)測環(huán)節(jié)的主要問題是監(jiān)測系統(tǒng)缺乏一致性，對監(jiān)測范圍，監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計和監(jiān)測實施都沒有規(guī)范化的程序。導(dǎo)致在評價工程效果時缺乏可靠的數(shù)據(jù)。而監(jiān)測對評估工程阻隔的控制效果，特別是當(dāng)阻隔措施作為長期措施時非常重要，因此有必要規(guī)范監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計和運行。

為了提高工程控制措施的實際效果，工程控制實施過程中的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證是非常關(guān)鍵的。設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)開展詳細的場地調(diào)查，分析污染種類和污染程度，識別污染物遷移暴露的主要風(fēng)險，開展水文地質(zhì)調(diào)查和模擬，分析污染物遷移途徑，開展污染物與阻隔材料兼容性測試，為工程措施提供重要的設(shè)計參數(shù)。建設(shè)環(huán)節(jié)，在保證施工質(zhì)量的同時，應(yīng)對地下環(huán)境進行跟蹤監(jiān)測，評估實際的環(huán)境條件與設(shè)計的條件是否吻合，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計不能滿足需求時應(yīng)及時修正。工程控制措施后期監(jiān)測是很重要的環(huán)節(jié)，但從國外的經(jīng)驗來看，也是最容易忽視的環(huán)節(jié)。后期的跟蹤監(jiān)測是評估工程措施風(fēng)險控制效果的重要手段。而且，當(dāng)場地的環(huán)境條件發(fā)生較大改變時，還應(yīng)該開展應(yīng)急監(jiān)測，評估工程控制技術(shù)的效果。

4 國外的污染場地工程控制措施應(yīng)用對我國的啟示

工程控制技術(shù)并不是新興的技術(shù)，在我國的水利工程、地質(zhì)工程和土木工程等方面已有很長的應(yīng)用歷史和大量成功的工程案例。在污染控制方面，工程控制技術(shù)主要應(yīng)用垃圾填埋場防滲，垂直阻隔技術(shù)用于防止?jié)B濾液污染地下水，表層阻隔用于防止降水進入填埋區(qū)，減少和防止?jié)B濾液的產(chǎn)生［20］。工程控制技術(shù)在垃圾填埋場的應(yīng)用中取得了較好的防滲效果。垂直防滲墻施工技術(shù)以帷幕灌漿技術(shù)為主，表層防滲通常采用復(fù)合防滲措施，利用土工膜、黏土等建立復(fù)合防滲層，強化防滲效果［21］。

從國外的應(yīng)用經(jīng)驗來看，工程控制是一類很有應(yīng)用前景的污染場地風(fēng)險控制技術(shù)。鑒于我國污染場地修復(fù)工作剛開始起步，由于經(jīng)濟能力和技術(shù)條件的限制，不可能對所有場地都實施污染物清除修復(fù)，對部分場地采用工程控制措施是較適宜的選擇?，F(xiàn)階段，工程控制技術(shù)應(yīng)用較少，主要有以下方面的原因:1)場地風(fēng)險管理理念不完善，強調(diào)修復(fù)技術(shù)，而對工程控制技術(shù)關(guān)注較少;2)現(xiàn)階段實施修復(fù)的場地，未來土地利用大都為居住用地，場地地下施工擾動較大，不適宜采用工程控制技術(shù);3)國內(nèi)對工程控制技術(shù)的研究較少，缺乏成熟的施工技術(shù)和案例經(jīng)驗。

為了推動工程控制技術(shù)在我國污染場地的應(yīng)用，需要從以下幾個方面開展工作:開展工程控制技術(shù)研究，包括防滲材料和施工工藝。在防滲材料方面，開發(fā)黏土、膨潤土、粉煤灰等廉價復(fù)合防滲材料，使防滲墻不但具有較低的滲透性，而且對污染物具有較強的吸附阻滯作用。研究不同壓差，不同滲透系數(shù)和不同介質(zhì)等環(huán)境條件下防滲材料對污染物阻滯機理，研究適宜我國污染場地的防滲材料。在施工工藝方面，在借鑒水利工程、垃圾填埋場的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，研究適宜污染場地應(yīng)用的施工工藝，特別是對場地擾動較小的原位施工技術(shù)，如帷幕灌漿等。開展污染場地工程控制技術(shù)應(yīng)用示范研究。建立相關(guān)的工程控制技術(shù)應(yīng)用指南，完善我國污染場地風(fēng)險控制技術(shù)體系。

［1］謝劍，李發(fā)生.中國污染場地的修復(fù)與再開發(fā)的現(xiàn)狀分析［R］.美國華盛頓:世界銀行，2010.

［2］US Environmental Protection Agency.Superfund remedy report(SRR)thirteenth edition(EPA-542-R-10-004)［R/OL］.Washington DC:Office of Solid Waste and Emergency Response.2010［2011-09-09］.www.clu-in.org/asr.

［3］US Environmental Protection Agency.Treatment technologies for site cleanup:annual status report(asr)，twelfth edition(EPA-542-R-07-012)［R/OL］.Washington DC:Office of Solid Waste and Emergency Response.2007［2011-09-09］.http://clu-in.org/asr/.

［4］Engineering Controls Focus Group.Florida contaminated soils forum focus group final report engineering controls［R/OL］.(1999-06-07)［2011-09-09］.http://www.dep.state.fl.us/waste/categories/csf/pages/papers.htm.

［5］OHIO Environmental Protection Agency.Voluntary action program［R/OL］.2009:Rule 3745-3300-3709.(2009-03-01)［2011-09-09］.http://codes.ohio.gov/oac/3745-300.

［6］US Environmental Protection Agency.Technical guidance for RCRA/CERCLA final covers(EPA 540-R-04-007)(Draft)［R］.Washington DC:Office of Solid Waste and Emergency Response，2004.

［7］RUMER R R，RYAN M E.Barrier containment technologies for environmental remediation applications［M］.New York:John Wiley ＆ Sons，1995.

［8］MELCHIOR S.In situ studies of the performance of landfill caps(compacted soil liners，geomembranes，geosynthetic clay liners，capillary barriers)［J］.Land Contamination ＆ Reclamation，1997，5(3):209-216.

［9］CHIEN C C，INYANG H I，EVERETT L G.Barrier systems for environmental contaminant containment and treatment［M］.Boca Ration，F(xiàn)lorida:CRC Press，2005.

［10］US Environmental Protection Agency.Evaluation of subsurface engineered barriers at waste sites(EPA 542-R-98-005)［R/OL］.Washington DC:Office of Solid Waste and Emergency Response，1998(1998-08-31)［2011-09-09］.www.clu-in.com.

［11］HEISER J H，DWYER.B.Summary report on close-coupled subsurface barrier technology initial field trials to full-scale demonstration［R］. New York:Brookhaven National Laboratory，1997.

［12］SHARMA H D，REDDY K R.Geoenvironmental engineering:site remediation，waste containment，and emerging waste management techonolgies［M］.Hoboken，New Jersey:John Wiley ＆Sons，2004.

［13］RUMER R R，MITCHELL J K.Assessment of barrier containment technologies a comprehensive treatment for environmental remedial application［M］.Product of the International Containment Technology Workshop，National Technical Information Service，1996:PB96-180583.

［14］孫紀正.常用灌漿材料性能試驗研究［D］.濟南:山東大學(xué)，2005.

［15］GARVIN S L，HAYLES C S.The chemical compatibility of cement-bentonite cut-off wall material［J］.Construction and Building Materials，1999，13(6):329-341.

［16］DAVIS K E.Laboratory evaluation of slurry wall materials of construction to prevent contamination of groundwater from organic constituents［J］.Waste Manag Res，1988，6(3):201-215.

［17］黃月文，區(qū)暉.高分子灌漿材料應(yīng)用研究進展［J］.高分子通報，2000(4):71-76.

［18］PEARLMAN L.Subsurface containment and monitoring systems:barriers and beyond(overview report)［R］.Washington DC:US Environmental Protection Agency，1999.

［19］US Environmental Protection Agency.Slurry trench construction for pollution migration control(EPA 540/2-84-001)［R］.Cincinnati:Office of Research and Development Municipal Environmental Research Laboratory，1984.

［20］周星志，黃迪輝，陳永貴.我國衛(wèi)生填埋場防滲技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展探討［J］.中國建筑防水，2007(3):7-11.

［21］靖向黨，阮文軍，代國忠.垃圾填埋場防滲技術(shù)的現(xiàn)狀［J］.長春工程學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版，2006，7(1):1-4.?