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前言 地下水作為人類飲用水的重要來源，是一種重要的水資源。中國目前約有一半城市市區(qū)的地下水污染比較嚴(yán)重，約有7000多萬人仍在飲用不符合飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的地下水，城市地下水污染較為嚴(yán)重。中國目前有近三分之一的城市飲用地下水。然而，地下水污染不易被發(fā)現(xiàn)，且自凈能力很弱。一旦受到污染，將會很難恢復(fù)，對人體健康有著潛在的威脅。
圖1 地下水污染比例圖 據(jù)不完全統(tǒng)計，我國城市地下水中未受到污染的僅占3%左右。根據(jù)江蘇?。ㄒ伺d）環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫（JIEI Database）顯示，我國地下水修復(fù)項目占總體的環(huán)境修復(fù)項目的1%左右，地下水修復(fù)形式較為嚴(yán)峻，而僅僅如此數(shù)量的地下水修復(fù)顯得杯水車薪。 地下水污染主要由工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、城市生活污染等引起，如廢水的肆意偷排，農(nóng)業(yè)中農(nóng)藥化肥等不合理的使用，城鎮(zhèn)污水排水管道的滲透等現(xiàn)象。最近，我國地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況調(diào)查評估工作已經(jīng)逐步開展，地下水修復(fù)勢在必行。 生物曝氣法（Biosparging）/空氣注入法（Air sparging） 原理 空氣注入法過去25年來一直用于處理因VOCs（揮發(fā)性有機物）污染的地下水。
圖2 Biosparging示意圖 通過向地下水飽和層中注入空氣，使得水中的污染物揮發(fā)到包氣帶中。與此同時，注入的空氣使得地下水表層溶解氧濃度升高，促進了生物降解作用。揮發(fā)到包氣帶中的污染物通過SVE系統(tǒng)或者生物降解作用被去除。整個過程包括三種污染物的去除機制：
空氣注入法不需要大量的抽取地下水就能實現(xiàn)修復(fù)過程，同時可以廣泛用于修復(fù)因汽油、氯化溶劑及其他燃料所污染的地下水。 評價 經(jīng)驗表明，土質(zhì)均勻、土壤滲透性好的污染場地適合采用空氣注入法進行地下水修復(fù)。其他影響該法運用的現(xiàn)場因素還包括：地下水飽和層的厚度、地下水深度等。 實施建議：
抽提（異位）修復(fù)技術(shù)（Groundwater pump-and-treat technology） 原理 抽提修復(fù)技術(shù)常用于修復(fù)地下受污染含水層。通過將抽提井布置在污染場現(xiàn)場的各個位置，通過提升泵將污染水體從地下抽出然后進行修復(fù)。經(jīng)過修復(fù)的水重新注入地下含水層、排入地表水體（湖、河）或者排入城鎮(zhèn)污水管道流入污水處理廠。此技術(shù)不僅可以去除地下水中的污染物，同時還可以抑制污染物的擴散。雖然此技術(shù)修復(fù)周期長、效率低，同時成本較高。但也不失為一種有效的處理方法，尤其是污染嚴(yán)重的地區(qū)。
圖3 抽提（異位）修復(fù)技術(shù)示意圖 評價 運用抽提修復(fù)技術(shù)首先應(yīng)進行場地特征調(diào)查，包括滲透系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)、水力梯度等，這些指標(biāo)決定了抽提井的數(shù)量、布置位置以及抽提泵的功率。此技術(shù)用于修復(fù)的污染物范圍廣，包括揮發(fā)性有機物（VOCs）、半揮發(fā)性有機物（SVOCs）、化石燃料以及重金屬污染物等。值得注意的是，該技術(shù)不適用于粘土與斷裂巖層與低溶解度污染物的修復(fù)。 主要優(yōu)點：
被動反應(yīng)墻（Passive/reactive treatment walls） 原理 處理墻安裝在地下，通常用于處理因危險廢物所引起的地下水污染。處理墻依賴地下水的自然流動，隨著污染水流穿過處理墻，污染物通常被截留或者轉(zhuǎn)化為其他無害物質(zhì)流出。該技術(shù)常用于處理VOCs，SVOCs以及無機污染物質(zhì)。具體墻體的填料選擇由實際情況而定。 物理過程 水中污染物經(jīng)過處理墻，污染物經(jīng)過物理過程被吸收去除，通常運用活性炭、沸石等填料。 化學(xué)過程 水中污染物經(jīng)過處理墻，與填料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，污染物以沉淀等形式被去除。 生物過程 通過墻中填料的微生物降解作用，將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，填料中一定的鐵屑有助于降解一部分VOCs，填料中足夠營養(yǎng)物質(zhì)、氧源保證污染物的成功降解。 類型 滲透反應(yīng)槽（PRB）（Permeable reactive trench(barrier)）
圖4 PRB三維示意圖
圖5 PRB二維側(cè)視示意圖 滲透反應(yīng)槽是最簡單的處理墻系統(tǒng)，槽體橫跨整個污染羽流，反應(yīng)墻填料為可滲透物質(zhì)。隨著污染流流經(jīng)處理墻，污染物質(zhì)被去除，實現(xiàn)修復(fù)的目的。 匯集處理系統(tǒng)（漏斗-門）（Funnel and gate systems）
圖6 Funnel and gate systems二維俯視示意圖 污染地下水體過深，范圍過廣不再適合挖槽進行修復(fù)處理，此時匯集處理系統(tǒng)可以很好的解決問題。運用低滲透率的截留墻將污染水體以漏斗形匯聚于一處，漏斗的“出口”處采取高滲透率的處理墻，水體在截留墻與處理墻的滲透率的差異，促使水體流經(jīng)高滲透率的處理墻，經(jīng)過與墻體中填料的反應(yīng)，實現(xiàn)污染物質(zhì)的去除。 評價 處理墻技術(shù)適用于受VOCs、SVOCs以及無機污染物質(zhì)的地下水體，不適用于其他烴類型污染物。
生物抽除（Bioslurping） 原理 生物抽除技術(shù)屬于地下水原位修復(fù)技術(shù)，運用生物通風(fēng)和污染物抽提回收兩種機制清除包氣帶污染土壤中的揮發(fā)性有機污染物或石油烴類污染物。通過真空泵的抽提，汲取出一部分地下水和包氣帶中的污染物質(zhì)，此時的物質(zhì)屬于油、水、氣三相物質(zhì)。經(jīng)過分離罐作用后，氣體污染物質(zhì)經(jīng)過處理后排放；油水物質(zhì)經(jīng)過分離器的作用分開，地下水經(jīng)過修復(fù)操作排放；油類有機物質(zhì)則通過處置，實現(xiàn)回收處理。
圖7 生物抽除修復(fù)技術(shù)示意圖 評價 生物抽除技術(shù)可用于淺層地下水的修復(fù)，同樣也可用于30m以下的地下水修復(fù)。
紫外線—氧化技術(shù)（Ultraviolet-oxidation treatment） 原理 顧名思義，此修復(fù)技術(shù)將紫外線與氧化劑相結(jié)合，受污染的地下水流經(jīng)放置了紫外線照射燈的處理設(shè)備，在氧化劑的結(jié)合作用下，去除污染物。 紫外線—氧化技術(shù)分為以下兩類： 紫外線—過氧化氫系統(tǒng)： 高強度的紫外線照射催化羥基自由基從過氧化氫中分離，通過一定的控制過程，羥基自由基與水中的污染物反應(yīng)，將污染物氧化生成基本無害的化合物。這個反應(yīng)需要通過紫外線的強烈照射，使有機物中的化學(xué)鍵失穩(wěn)，加快有機物的分解。在充足的照射與氧化劑作用下，最后得到的產(chǎn)物將會是水、二氧化碳以及無機鹽。 紫外線—臭氧系統(tǒng)： 結(jié)合了紫外線和臭氧的強氧化能力，通過協(xié)同作用，實現(xiàn)對污染物的氧化去除。 評價 此技術(shù)適用于所有類型的石油產(chǎn)品污染物。它也適用于揮發(fā)性有機物，半揮發(fā)性有機化合物，芳烴，醇，酮，醛，酚，醚，乙二醇，農(nóng)藥，條例化合物，二惡英，多氯聯(lián)苯，多環(huán)芳烴，COD，BOD，TOC和其他各種形式的有機碳。 循環(huán)井（Groundwater circulation wells） 原理 通過向地下水體注入空氣，使水中的揮發(fā)性有機物隨著氣泡釋放出來，通過土壤氣相抽提法抽吸并處理釋出的污染物。地下水循環(huán)井在設(shè)計上將含水層的地下水自雙篩漏井的一個漏篩段抽取至井內(nèi)，再由另一個漏篩段排出，從而在井的周圍的含水層產(chǎn)生了原地垂直地下水循環(huán)流，井內(nèi)兩段漏篩間的壓力梯度差是這個循環(huán)流的驅(qū)動力。根據(jù)場地的具體條件，地下水在井中的流向可以為向上流也可以為向下流，無需將地下水抽離地面進行處理。
圖8 循環(huán)井修復(fù)技術(shù)示意圖 評價 此項技術(shù)主要針對的污染物為：鹵化揮發(fā)性有機物，半揮發(fā)性有機化合物，以及燃料。在傳統(tǒng)的循環(huán)井基礎(chǔ)上做小的技術(shù)修改可以用于其他污染物的治理。循環(huán)井可用于修復(fù)治理的其他污染物包括：非鹵化的揮發(fā)性有機化合物，石油產(chǎn)品及其他組分，如：苯，甲苯，乙苯和二甲苯；鹵代揮發(fā)性有機化合物；半揮發(fā)性有機化合物；農(nóng)藥以及其他無機物。
自然衰減（Natural attenuation） 自然衰減指在沒有人為作用的情況下，利用污染區(qū)域或自然發(fā)生的物理、化學(xué)和生物學(xué)過程，如吸附、揮發(fā)、稀釋、擴散、化學(xué)反應(yīng)、生物降解、生物固定和生物分解等，降低污染物的濃度、數(shù)量、體積、毒性和遷移性等。地下水污染物的自然衰減需要有適當(dāng)?shù)臈l件和足夠長的時間。因此，需要對地下水進行定期檢測。
運用自然衰減修復(fù)技術(shù)時，需要至少滿足一項以下標(biāo)準(zhǔn)：
地下水修復(fù)案例
北京某焦化廠保障性住房地塊污染水治理項目 采用抽提（異位）修復(fù)技術(shù)，對北京市朝陽區(qū)焦化廠保障性住房項目建設(shè)地塊所涉及的34.2萬平方米范圍內(nèi)的地下水進行修復(fù)，具體包括：100805立方米潛層地下水，目標(biāo)污染物包括非水相液體和苯。
淄博市某石油污染地下水治理工程 采用聯(lián)合修復(fù)，即聯(lián)合采用異味抽提技術(shù)、投加氧化劑及生物曝氣法對受污染地段的地下水進行修復(fù)。 結(jié)語 10月28日下午，環(huán)保部、國土資源部與水利部正式發(fā)布《全國地下水污染防治規(guī)劃(2011—2020年)》。根據(jù)規(guī)劃，未來將安排6類項目總投資共計346.6億元用于地下水污染防治。隨著國家對地下水污染防治問題的重視，地下水修復(fù)產(chǎn)業(yè)必將逐漸成為環(huán)保產(chǎn)業(yè)新的經(jīng)濟增長點，但這仍有很長的一段路要走。 |
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