張 莉，劉 菲，袁慧卿，梁凱旋

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)水資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116；3.北京市礦產(chǎn)地質(zhì)研究所，北京 101500)

0 引 言

在國(guó)家城市化和工業(yè)化過(guò)程中，地下水污染問題普遍存在，且污染日益加重[1-2]。根據(jù)美國(guó)環(huán)保署(EPA)第16次報(bào)告統(tǒng)計(jì)，在1981—2017年間的1498個(gè)超級(jí)基金污染場(chǎng)地中有84% (1251個(gè))的場(chǎng)地存在地下水污染且需要采取修復(fù)措施(圖1)。在近年來(lái)的超級(jí)基金修復(fù)污染場(chǎng)地中，74%的污染物是鹵代(主要是氯代)揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)，其次是金屬及類金屬和苯、甲苯、乙苯、二甲苯(BETX)污染，分別占38%和36%[3]。由此可見，地下水有機(jī)污染尤為嚴(yán)峻。目前我國(guó)關(guān)于地下水污染修復(fù)工作尚處于初步發(fā)展階段。2019年生態(tài)環(huán)境部、自然資源部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布地下水污染防治實(shí)施方案，要求加強(qiáng)地下水污染目標(biāo)完成及責(zé)任落實(shí)的督察；2021年國(guó)務(wù)院發(fā)布《地下水管理?xiàng)l例》對(duì)地下水節(jié)約與保護(hù)、污染防治等做了詳細(xì)規(guī)定。這標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)加快推進(jìn)地下水污染防治的各項(xiàng)工作。

圖1 地下水修復(fù)決策文件中的各關(guān)注污染物的占比圖(2015—2017財(cái)年，數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[3])Fig.1 Details of the concerning contaminant in the decision documents with groundwater remedies (fiscal years 2015-2017，data from ref. [3])

地下水污染由于其隱蔽性、復(fù)雜性、難以控制和治理的特性，治理、修復(fù)費(fèi)用巨大，所以地下水一旦遭受污染，其治理和恢復(fù)是非常困難的[2]。常見的地下水污染控制與修復(fù)技術(shù)主要有抽出處理技術(shù)(pump and treat，縮寫P&T)、可滲透反應(yīng)格柵、原位化學(xué)氧化/還原、監(jiān)測(cè)自然衰減(MNA)、原位生物修復(fù)和植物修復(fù)等。其中，P&T技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的一種，其優(yōu)點(diǎn)在于可對(duì)地下水污染事件做出快速反應(yīng)，短期內(nèi)有效控制污染羽擴(kuò)散，尤其在地下水修復(fù)的初期應(yīng)用較多。20世紀(jì)80年代美國(guó)有70%～80%的修復(fù)工程采用該技術(shù)；近年來(lái)我國(guó)27個(gè)地下水修復(fù)和風(fēng)險(xiǎn)管控工程案例顯示，采用P&T或與其他技術(shù)聯(lián)用的比例約為37%。本文重點(diǎn)分析P&T技術(shù)的基本原理、發(fā)展演變歷程、適用條件、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與限制、系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法以及與其他技術(shù)的聯(lián)合使用，特別關(guān)注了從以抽出污染物為目標(biāo)的抽出水處理到以控制污染物擴(kuò)散為目標(biāo)的水力控制，再到以水資源保護(hù)為目標(biāo)的清污分流的歷程。

1 抽出處理技術(shù)理論及發(fā)展歷程

P&T技術(shù)的原理如圖2所示，即在污染場(chǎng)地布設(shè)一定數(shù)量的抽/注水井，捕捉地下的污染源或污染羽水體并將其抽出地面，然后利用地面設(shè)備處理，將處理達(dá)標(biāo)后的地下水重新注入地下或排入管網(wǎng)。P&T系統(tǒng)主要包括水力控制與凈化處理。其中地面凈化處理技術(shù)發(fā)展比較成熟，主要有物理/化學(xué)法和生物法等。由于系統(tǒng)運(yùn)行中污染物組成和水力停留時(shí)間波動(dòng)的高度不確定性，以及應(yīng)急處理時(shí)修復(fù)時(shí)間有限的情況下，需要開發(fā)具有組合處理單元的地面處理系統(tǒng)，如組合型三維生物膜電極反應(yīng)器處理硝酸鹽和苯酚、噴淋-曝氣吹脫組合工藝處理CCl4、接觸氧化-超濾組合處理鐵錳和氨氮等，從而選擇合適的處理順序和工藝高效率去除污染物。修復(fù)后的地下水大多用于回灌，一方面可稀釋受污染水體，沖洗含水層；另一方面還可加速地下水循環(huán)流動(dòng)，從而縮短地下水的修復(fù)時(shí)間[4]。水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性，污染物分布的不確定性等因素導(dǎo)致水力控制設(shè)計(jì)是P&T技術(shù)的難點(diǎn)。為有效截獲污染羽或控制污染物擴(kuò)散，需要設(shè)計(jì)適宜的抽/注水井群系統(tǒng)和方案，因此，在P&T方案設(shè)計(jì)之前需要(1)詳細(xì)勘察場(chǎng)地水文地質(zhì)條件，特別是對(duì)可能影響污染物遷移轉(zhuǎn)化的黏土夾層等水文地質(zhì)特性進(jìn)行表征，對(duì)含水層介質(zhì)場(chǎng)進(jìn)行精細(xì)刻畫；(2)對(duì)場(chǎng)地主要污染物的遷移、轉(zhuǎn)化特征進(jìn)行分析；(3)查明污染源和污染羽分布范圍，對(duì)場(chǎng)地水化學(xué)場(chǎng)進(jìn)行精細(xì)刻畫；(4)找出污染地下水潛在的受體，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管控，設(shè)定修復(fù)目標(biāo)值。

圖2 P&T技術(shù)應(yīng)用概念圖Fig.2 Conceptual diagram of P&T technology application

P&T技術(shù)是最早出現(xiàn)的地下水污染修復(fù)技術(shù)，也是地下水異位修復(fù)的代表性技術(shù)。從20世紀(jì)70年代開始，國(guó)外很多學(xué)者就提出了運(yùn)行P&T技術(shù)的數(shù)學(xué)模型，隨后P&T技術(shù)得到廣泛使用。根據(jù)美國(guó)超級(jí)基金對(duì)1982—2017年2541個(gè)地下水修復(fù)場(chǎng)地的統(tǒng)計(jì)(圖3)，1982—1991年P(guān)&T技術(shù)應(yīng)用占比為55%～100%，而1991年后其使用比例開始逐年降低，直至2010—2017年間降低至26%～17%。相比而言，原位修復(fù)的比例逐年遞增，近年來(lái)比例由39%增加到53%。這主要是因?yàn)镻&T技術(shù)存在污染物濃度拖尾與回彈效應(yīng)，在后期處理時(shí)效率低、費(fèi)用高。國(guó)內(nèi)對(duì)P&T技術(shù)的應(yīng)用相比國(guó)外晚，始于20世紀(jì)90年代。1991—1995年在山東淄博地區(qū)首次開展了石油污染場(chǎng)地地下水修復(fù)，實(shí)踐中就是首先采用P&T技術(shù)，將高濃度的污染地下水抽出，有效控制地下水污染范圍的擴(kuò)大，然后再綜合運(yùn)用其他的修復(fù)技術(shù)[5]。近年來(lái)，由于我國(guó)地下水污染場(chǎng)地修復(fù)需求日益增加，P&T技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，并且筆者研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為P&T技術(shù)應(yīng)用中不僅局限于以抽出-處理污染物為目標(biāo)，還可以通過(guò)設(shè)計(jì)抽/注水井或聯(lián)合帷幕阻隔達(dá)到以控制污染物擴(kuò)散為目標(biāo)的水力控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以水資源保護(hù)為目標(biāo)的清污分流，以期提高地下水污染防控效率。

圖3 美國(guó)超級(jí)基金場(chǎng)地地下水修復(fù)措施選擇趨勢(shì)(1982—2017財(cái)年，數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[3])Fig.3 Selection trends of groundwater remediation measures at U.S. superfund sites (fiscal years 1982-2017，data from ref. [3])

2 抽出處理技術(shù)適用條件及限制

P&T技術(shù)主要是去除含水層中溶解的污染物和浮于潛水面上的油類污染物。因此，P&T技術(shù)對(duì)溶解性較大和輕非水相液體(light nonaqueous phase liquids，LNAPL)有效，而對(duì)重非水相液體(density nonaqueous phase liquids，DNAPL)的治理效果較差。當(dāng)?shù)叵掠写罅縉APL時(shí)通常首先使用P&T技術(shù)，這不僅能控制污染羽的擴(kuò)散，而且能使用低成本的物理技術(shù)回收一定量的污染物[6-7]。P&T技術(shù)可對(duì)地下水有機(jī)污染事件作出快速反應(yīng)，通常用于保護(hù)水源地等應(yīng)急處理，還適用于污染嚴(yán)重、污染面積廣，含水層介質(zhì)滲透性良好(k>10-5cm /s)、較均質(zhì)且無(wú)須短時(shí)間內(nèi)完成修復(fù)的污染場(chǎng)地[8]。

地下水系統(tǒng)的特殊性和污染物在地下的復(fù)雜行為通常影響P&T技術(shù)的有效性。例如，1994年對(duì)美國(guó)77個(gè)P&T系統(tǒng)的運(yùn)行情況的調(diào)查結(jié)果表明，只有8處是成功的，其余的69處均未達(dá)到修復(fù)目標(biāo)。究其原因包括很多方面，其中最主要的是污染物的拖尾或回彈作用[9-11]。如圖4所示，拖尾是指隨著抽出處理系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，污染物濃度降低速率逐漸變慢；回彈是指在停止抽水后，污染物濃度迅速增加，進(jìn)而可能導(dǎo)致后期污染物穩(wěn)定在一定的濃度水平，而這個(gè)濃度通常大于修復(fù)目標(biāo)值[12]。

圖4 濃度與抽水時(shí)間或抽水量關(guān)系及拖尾和回彈效應(yīng)(修改自Cohen 等[12])Fig.4 Relationship between concentration and pumping time or pumping capacity and tailing and rebound effect (modified from Cohen et al.[12])

導(dǎo)致拖尾或回彈的原因比較復(fù)雜，主要包括：(1)對(duì)于存在NAPL的污染場(chǎng)地，抽水過(guò)程可以提高地下水流速，從而降低地下水中污染物濃度。隨著污染物溶解速率與抽水流速的平衡，污染物濃度逐漸平穩(wěn)，停止抽水后發(fā)生回彈。(2)解吸滯后性影響，污染物從含水層介質(zhì)(有機(jī)物表面或者黏土礦物表面)解吸速率比較慢。(3)沉淀溶解過(guò)程的影響，抽水一段時(shí)間后污染物溶解度控制著污染物濃度，在固相中污染物消耗殆盡之前，相對(duì)溶解度隨著抽水量增加而增加，導(dǎo)致回彈效應(yīng)。(4)基質(zhì)擴(kuò)散作用影響，在非均質(zhì)含水層中，由于高滲透性介質(zhì)流速高導(dǎo)致污染物濃度低，而低滲透性的夾層則相反，因此形成濃度差，導(dǎo)致目標(biāo)污染物從低滲透性巖層向高滲透性巖層的反向擴(kuò)散[13-15]。(5)地下水流速變化的影響，如流入抽水井的水平速度不同；遷移路徑較長(zhǎng)但是污染物濃度較高的地下水，與遷移路徑較短但是污染物濃度較低的地下水混合導(dǎo)致拖尾效應(yīng)；在砂礫石含水層相鄰介質(zhì)中，抽水初期地下水位較高，上層礫石含水層中的未受污染地下水與下層砂質(zhì)含水層中污染地下水混合，污染物濃度較低，當(dāng)?shù)叵滤唤档椭辽百|(zhì)含水層頂部，污染物濃度較高導(dǎo)致拖尾效應(yīng)[12]。

除了拖尾和回彈效應(yīng)，地下水P&T技術(shù)應(yīng)用的限制性因素還有：(1)修復(fù)耗時(shí)長(zhǎng)。有些污染嚴(yán)重的場(chǎng)地可能要求孔隙水置換上百次，才能使其中的污染物含量達(dá)標(biāo)，耗時(shí)較多的可能需要幾十年甚至上百年；(2)所需的動(dòng)力消耗、設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用極大，此外為防止地下水的大量抽出而造成地面下沉，還需要采用回灌技術(shù)，進(jìn)一步增加了成本負(fù)擔(dān)；(3)可能促使污染物從上游遷移至下游，或者污染相鄰含水層；(4)水文地質(zhì)條件對(duì)污染物的去除效率影響大，非均質(zhì)強(qiáng)、滲透性差、含水層介質(zhì)吸附性高、水力梯度小的場(chǎng)地會(huì)降低修復(fù)效率。

3 抽出處理技術(shù)優(yōu)化方法

介于P&T技術(shù)在應(yīng)用中的限制性因素，需要優(yōu)化P&T系統(tǒng)設(shè)計(jì)減少拖尾和回彈效應(yīng)，以提高修復(fù)效率。在P&T技術(shù)方案設(shè)計(jì)中，井群系統(tǒng)的建立是關(guān)鍵，井群系統(tǒng)要能控制整個(gè)受污染水體的運(yùn)移[16-18]。影響修復(fù)效率的單因素中，井布局、井間距、抽水方式、滲透系數(shù)、孔隙度、含水層厚度、污染物的分布和濃度大小是最主要的影響因素[19]，其中井布局、井間距和抽水方式是井群系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)，通常需要軟件模擬出各個(gè)參數(shù)的最優(yōu)組合，以提高修復(fù)效率；通常滲透系數(shù)越差、孔隙度越高、含水層厚度越大，污染物分布越復(fù)雜、濃度越高會(huì)降低修復(fù)效率。在處理有機(jī)污染的地下水時(shí)，P&T技術(shù)設(shè)計(jì)還需考慮污染物與含水層介質(zhì)的吸附等反應(yīng)特性，避免停止抽水后出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。目前，P&T技術(shù)優(yōu)化方法主要包括優(yōu)化模擬和使用改性劑強(qiáng)化修復(fù)。此外，還有少量嘗試使用太陽(yáng)能等清潔能源供給抽/注水泵，來(lái)降低修復(fù)成本的案例[20-21]。

3.1 優(yōu)化模擬方法

近幾年關(guān)于地下水修復(fù)的優(yōu)化研究多是采用模擬-優(yōu)化模型進(jìn)行，即通過(guò)建立污染修復(fù)場(chǎng)地?cái)?shù)學(xué)模型，利用數(shù)值模擬軟件模擬不同抽水方案下污染羽形態(tài)分布，選取優(yōu)化算法，從井位布設(shè)及抽水模式兩方面進(jìn)行組合調(diào)整，尋找相對(duì)最優(yōu)的抽出方案[22-24]。MGO(Modular Groundwater Optimizer)程序作為一款模塊化的地下水模擬優(yōu)化軟件，目前已被廣泛應(yīng)用并取得了較好的效果，其優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省優(yōu)化時(shí)間，可自動(dòng)進(jìn)行大量計(jì)算，缺點(diǎn)是只能調(diào)用穩(wěn)定流模型，而自然界中水流的運(yùn)動(dòng)和溶質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化均隨時(shí)間不斷變化。為解決該問題，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可以通過(guò)VISUAL MODFLOW或GMS等可視化的地下水模擬軟件進(jìn)行地下水流及污染物運(yùn)移模擬，并將模擬結(jié)果的輸出文件進(jìn)行修改，以便與MGO程序耦合，優(yōu)化計(jì)算抽水方案[25]。模擬優(yōu)化算法和軟件種類多樣功能逐漸強(qiáng)大，并可以根據(jù)需求進(jìn)行二次開發(fā)。模擬優(yōu)化研究不僅可以為各修復(fù)情景選擇修復(fù)成本最低的方案提供依據(jù)，還可以避免因布置不需要的井位而引起的資源浪費(fèi)和環(huán)境破壞。

優(yōu)化模擬的結(jié)果通常為：(1)以修復(fù)為目標(biāo)時(shí)，抽水井布設(shè)在污染羽中心軸線上效率高；以水力控制為目標(biāo)時(shí)，抽水井布設(shè)在垂直污染羽中心軸線上效率高；(2)考慮時(shí)間變化，分階段建井；(3)(快速)脈沖式抽水[26-27]。優(yōu)化模擬方法需要有關(guān)水流和溶質(zhì)運(yùn)移理論的參數(shù)和資料作支撐，當(dāng)?shù)叵滤O(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)不完善、地下水水質(zhì)基礎(chǔ)資料不完備的條件下，建模和優(yōu)化困難較大。需要加強(qiáng)對(duì)水位、水量和水質(zhì)的監(jiān)測(cè)，如對(duì)含水層的出水量、抽水井的抽水量和污染物濃度以及NPAL相進(jìn)行檢測(cè)等，進(jìn)而不斷調(diào)整優(yōu)化，最終確定運(yùn)行參數(shù)。因此，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行精細(xì)刻畫，加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)，特別是加強(qiáng)分層監(jiān)測(cè)井的建設(shè)，是優(yōu)化抽出水處理的關(guān)鍵。

3.2 改性劑強(qiáng)化方法

P&T技術(shù)通常采用表面活性劑強(qiáng)化來(lái)提高污染物抽出回收率，特別是對(duì)于NAPL類污染物強(qiáng)化效果顯著。表面活性劑去除污染物的主要機(jī)制為兩種：活化和膠束增溶?；罨ń档臀廴疚锖退嘀g的界面張力，主要用于清除大量殘余原油[28]。而膠束增溶是一種非常規(guī)的現(xiàn)象，表面活性劑膠束在污染物-水界面附近分解，然后在污染物周圍重新形成[29]，當(dāng)表面活性劑濃度遠(yuǎn)高于臨界膠束濃度時(shí)，NAPL的溶解度大大增加[30]。大量研究已經(jīng)證明，表面活性劑能夠增強(qiáng)NAPL污染物的溶解度，并篩選出多種環(huán)境友好的表面活性劑。Javanbakht 和 Goual[31]證明，環(huán)境友好的非離子表面活性劑是活化和溶解油基凝固汽油的有效手段。Intiso 等2018年使用一種商業(yè)合成的脂肪醇乙氧基表面活性劑，強(qiáng)化去除三氯乙烯，并取得較好的去除效果。而且該表面活性劑具有低沖擊性和可生物降解性，有廣大的應(yīng)用前景[32]。近年來(lái)，微米/納米乳化劑等新型改性劑成為研究熱點(diǎn)，這種乳化劑是水、油和表面活性劑的混合物，具有分散的、納米級(jí)的膠束[33-34]。Kumar 和 Mandal 2018年使用非離子表面活性劑和輕礦物油制備了一種納米乳化劑，并在充填砂體系進(jìn)行了驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明這種乳化劑對(duì)原油可獲得28.94%的額外采收率[35]。

聚合物增強(qiáng)洗脫技術(shù)也是一種改性劑強(qiáng)化方法，其原理與表面活性劑不同[6]。對(duì)于非均質(zhì)較強(qiáng)的含水層，注入親水性聚合物(包括陽(yáng)離子和陰離子聚丙烯酰胺)能促進(jìn)低滲透區(qū)NAPL相的抽提率。聚合物注入后，抽水將導(dǎo)致低滲透層的流速增加，高滲透層的流速降低，有利于從低滲透區(qū)有效去除NAPL。低滲透區(qū)污染物的相對(duì)遷移率提高，導(dǎo)致NAPL與水的接觸時(shí)間增加，從而增加了NAPL組分的溶解，同時(shí)回灌水可以更有效地沖洗NAPL 。但是，聚合物溶液可能造成二次污染并增加成本。

4 抽出處理技術(shù)與其他技術(shù)聯(lián)用

當(dāng)污染剛發(fā)生，地下水污染物濃度較高，特別是在污染源附近，此時(shí)采用P&T技術(shù)非常有效，能夠極大程度地減輕污染，去除污染物，同時(shí)控制污染范圍。但在地下水污染修復(fù)的后期，P&T技術(shù)的效果越來(lái)越差，成本越來(lái)越高。所以，地下水污染場(chǎng)地的后期處理往往采用地下水曝氣、微生物原位處理、原位化學(xué)氧化、熱脫附技術(shù)、滲透反應(yīng)格柵、植物修復(fù)和MNA等綜合方法。聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，還可達(dá)到同時(shí)控制和治理多種污染物的目的，這是典型的分階段修復(fù)的策略。因此，研究復(fù)合法修復(fù)地下水已成為我國(guó)當(dāng)前環(huán)保研究的熱點(diǎn)[35]。根據(jù)1982—2017年美國(guó)超級(jí)基金的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，單獨(dú)使用P&T技術(shù)的比例僅為9%，但聯(lián)合其他技術(shù)(如原位修復(fù)、監(jiān)測(cè)自然衰減等)共同修復(fù)的比例為91%(圖5)。

圖5 美國(guó)超級(jí)基金場(chǎng)地地下水修復(fù)P&T技術(shù)選擇統(tǒng)計(jì)(1982—2017財(cái)年，數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[3])Fig.5 Statistics of P&T technology selection for groundwater remediation at superfund site (fiscal years 1982-2017，data from ref. [3])

對(duì)某些類型的碳?xì)浠衔?主要是石油產(chǎn)品及其衍生物、苯酚、甲酚、丙酮和纖維素廢物等易于生物降解的物質(zhì))進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生物修復(fù)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵是通過(guò)注入井或滲透通道輸送氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)增強(qiáng)污染物微生物降解。原位生物修復(fù)應(yīng)用的一個(gè)限制因素是，維持微生物種群所需的最低污染物濃度可能超過(guò)健康風(fēng)險(xiǎn)的基準(zhǔn)值，特別是涉及重石油烴的場(chǎng)地。同時(shí)，原位生物強(qiáng)化修復(fù)的缺點(diǎn)包括：(1)有毒中間代謝產(chǎn)物的積累；(2)不利于生物降解的水化學(xué)條件變化，如鐵、錳濃度增加。P&T技術(shù)有助于降低地下水水位，控制流量擴(kuò)大包氣帶厚度，使更多的氧氣擴(kuò)散進(jìn)入包氣帶介質(zhì)從而促進(jìn)污染物的生物降解[6]。而且，抽出的污染地下水與電子供體(地面供應(yīng)的乙醇等)混合后，通過(guò)地下滴灌排入淺層土壤發(fā)生生物降解[36]。剩余沒有降解的污染物遷移到地下水位以下后被重新抽出到地面進(jìn)入修復(fù)循環(huán)程序。因此，為取得良好的修復(fù)效率，P&T技術(shù)與原位生物降解可以協(xié)同使用。

利用 P&T 技術(shù)聯(lián)合原位生物修復(fù)系統(tǒng)和熱強(qiáng)化子系統(tǒng)，對(duì)受氯代烴污染的土壤和地下水進(jìn)行分區(qū)修復(fù)[37]，可同時(shí)修復(fù)高濃度和中低濃度區(qū)域氯代烴，提高修復(fù)效率，降低修復(fù)費(fèi)用。在美國(guó)密蘇里州關(guān)閉的煉油廠中，主要污染物是苯系物、多環(huán)芳烴和砷等，使用P&T技術(shù)聯(lián)合MNA、植物修復(fù)和地下水原位曝氣技術(shù)修復(fù)。結(jié)果表明，含水層介質(zhì)滲透系數(shù)越大則曝氣后生物降解速率提高比例越大。即在高滲透區(qū)主要是P&T技術(shù)聯(lián)合地下水原位曝氣技術(shù)起顯著作用，而在低滲透區(qū)主要是P&T技術(shù)聯(lián)合MNA起修復(fù)作用。對(duì)于含有大量低滲透介質(zhì)的非均質(zhì)含水層，如TCE污染的美國(guó)亞利桑那州南部圖森國(guó)際機(jī)場(chǎng)地區(qū)(美國(guó)聯(lián)邦超級(jí)基金場(chǎng)地)，使用3D數(shù)值模型模擬，結(jié)果表明若只使用P&T技術(shù)處理地下水，至少要運(yùn)行125年才能使場(chǎng)地的TCE濃度低于最大限量。運(yùn)行27年后，場(chǎng)地80%的污染物富集在低滲透區(qū)，這表明需要長(zhǎng)期的場(chǎng)地管控。關(guān)閉抽出處理井之前要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)估，再選取MNA等替代的技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合修復(fù)[13，38-39]。利用P&T 聯(lián)合原位化學(xué)氧化技術(shù)可修復(fù)多種有機(jī)污染場(chǎng)地，原位化學(xué)氧化技術(shù)可以緩解P&T的拖尾和回彈效應(yīng)，同時(shí)P&T可以增大氧化劑在地下水中的影響半徑，增加氧化劑與污染物的接觸面積。結(jié)合原位化學(xué)氧化技術(shù)反應(yīng)見效快、修復(fù)相對(duì)徹底與P&T水力影響范圍大的技術(shù)特點(diǎn)，通過(guò)合理的水力控制，增效原位注入技術(shù)的修復(fù)效能。對(duì)于滲透系數(shù)低的地下水污染場(chǎng)地，可聯(lián)合使用P&T和大直徑滲透反應(yīng)格柵技術(shù)進(jìn)行地下水修復(fù)，抽/注水井群系統(tǒng)提高了正水力梯度，增大地下水流速，進(jìn)而促進(jìn)了污染地下水通過(guò)滲透反應(yīng)格柵發(fā)生降解，以控制污染羽擴(kuò)散。因此，聯(lián)合修復(fù)技術(shù)能彌補(bǔ)P&T技術(shù)的缺點(diǎn)，是地下水防控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

5 結(jié)論與建議

抽出水處理有兩層含義，第一步是將污染物抽出，第二步是在地表將污染物處理，抽出是處理的前提，而處理是抽出的目標(biāo)；隨著抽出水處理的應(yīng)用，其更多被用于污染初期高濃度污染物的抽出以及避免污染物擴(kuò)散的水力控制，此時(shí)抽/注水的目標(biāo)從“處理”演變?yōu)椤傲鲌?chǎng)控制”，在這一目標(biāo)的需求下，考慮到水資源的利用，抽/注水井的位置通常是在污染源和污染受體區(qū)域及其上、下游，通過(guò)抽取污染水或者將未污染水注入地下形成分水嶺以達(dá)到控制污染物擴(kuò)散和清污分流的目的。在P&T技術(shù)發(fā)展應(yīng)用中，因地制宜的設(shè)計(jì)井群系統(tǒng)是關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，聯(lián)合其他修復(fù)技術(shù)進(jìn)行地下水污染修復(fù)與風(fēng)險(xiǎn)管控，進(jìn)而提高修復(fù)效率和降低成本是未來(lái)的發(fā)展方向。

結(jié)合我國(guó)國(guó)情分析，中國(guó)城市化進(jìn)程中對(duì)土地的迫切需求要求場(chǎng)地的修復(fù)盡量在較短時(shí)間內(nèi)完成，這將在很大程度上決定我國(guó)近階段對(duì)污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)的選擇：快速、高效、簡(jiǎn)單的異位修復(fù)技術(shù)比例仍可能會(huì)占據(jù)主導(dǎo)并持續(xù)一段時(shí)間；隨著經(jīng)驗(yàn)的積累、技術(shù)的升級(jí)以及重度污染場(chǎng)地的減少，更加環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的原位技術(shù)使用比例將會(huì)逐漸增加。鑒于地下水抽出處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及限制，當(dāng)場(chǎng)地污染物濃度較高時(shí)，尤其是需要保護(hù)附近水源情況下，建議采用抽出處理技術(shù)控制污染的擴(kuò)散和降低污染物濃度，后續(xù)可配合生物降解、滲透反應(yīng)格柵等原位修復(fù)或MNA技術(shù)等，提高修復(fù)效率。