來源：CESPN 作者：劉佶彬
前段時(shí)間沸沸揚(yáng)揚(yáng)的蘭州水污染事件，將人們的目光和擔(dān)憂再次聚集在飲用水和地下水安全。此次苯污染的污染源主要在于地下石油管道老化，泄露的原油及其他污染物污染了自來水廠的自流溝所致。在事故發(fā)生附近的土壤和地下水的污染程度也受到人們的關(guān)注。受有機(jī)物污染的土壤和地下水有哪些有效的修復(fù)手段？美國(guó)紐約州的一項(xiàng)超級(jí)基金項(xiàng)目值得我們參考和借鑒。
4月17日，美國(guó)環(huán)保署就紐約州Glen Cove的一項(xiàng)土壤和地下水有機(jī)物污染場(chǎng)地的超級(jí)基金修復(fù)項(xiàng)目提出了新的解決方案。之所以提出新的解決方案，是因?yàn)樵谥两?5年的修復(fù)過程中，現(xiàn)有的修復(fù)手段無法達(dá)到土壤和地下水中有機(jī)污染物的限制標(biāo)準(zhǔn)。借此機(jī)會(huì)，我們可以一起回顧一下此案例，從中學(xué)習(xí)美國(guó)是如何應(yīng)對(duì)和修復(fù)地下水有機(jī)物污染的。
該項(xiàng)目地處紐約長(zhǎng)島，占地2英畝（約8093.71平方米）。上世紀(jì)70-90年代，該地被Mattiace石化公司購(gòu)買并用于化學(xué)物的存儲(chǔ)和分配。后期由于公司在環(huán)境保護(hù)方面措施不到位，被州政府于87年查封。但與此同時(shí)，貯藏有有機(jī)化合物，液態(tài)酸和堿的儲(chǔ)罐也被遺留在該地�？紤]到周邊地區(qū)的生態(tài)安全(附近有紐約州自然棲息地以及豪宅社區(qū))，88年美國(guó)環(huán)保署頒布了一項(xiàng)緊急方案來隔離整個(gè)廠區(qū)和周邊受污染地區(qū)，并且推出了一套包括短期隔離措施和土壤地下水長(zhǎng)期修復(fù)兩部分的應(yīng)對(duì)方案。
圖一，污染源示意圖
短期隔離措施是實(shí)行隔離和污染源（儲(chǔ)罐以及廢水和固體廢物等）異地處置。短期隔離措施結(jié)束后，美國(guó)環(huán)保署對(duì)該地區(qū)進(jìn)行了徹底的修復(fù)前期調(diào)查和修復(fù)方案的可行性分析。該地土壤和地下水污染物以可揮發(fā)性有機(jī)物為主，包括了一些工業(yè)生產(chǎn)中常見的三氯乙烯，四氯乙烯，甲苯和二甲苯等。這些化合物均屬于輕非水相液體，與蘭州事件中的污染物類似，具有易揮發(fā)，黏度小，在土壤和地下水中遷移速度快等特點(diǎn)。其危害人體健康的途徑包括了表皮接觸，呼吸道和食道攝入三種。針對(duì)污染物的特殊性質(zhì)和危害途徑，環(huán)保署在91年6月簽署了一項(xiàng)包括原位土壤蒸氣提取，部分殺蟲劑污染土壤挖掘處理，地上和地下化學(xué)物和廢水儲(chǔ)罐的異地處置，和地下水地表處理等多項(xiàng)解決方案的行動(dòng)指南。所有地上和地下儲(chǔ)罐以及管道的清除于96年夏天完成。97年，環(huán)保署開始建造土壤蒸氣和被污染地下水的處理設(shè)備，并且在98年正式投入運(yùn)行。當(dāng)時(shí)對(duì)地下水的修復(fù)以空氣吹脫和活性炭吸附為主，修復(fù)完畢的地下水被重新注入到地下含水層。與此同時(shí)，廠區(qū)及其周邊水體，和Glen Cove河河水和底泥也一直在長(zhǎng)期監(jiān)控中。在03年，環(huán)保署將修復(fù)方案轉(zhuǎn)交給第三方機(jī)構(gòu)TRC實(shí)施。
自從修復(fù)設(shè)備投入運(yùn)營(yíng)以來，到如今已經(jīng)從土壤和地下水中去除了約4536千克可揮發(fā)性有機(jī)物。在環(huán)保署91年簽署的行動(dòng)指南里提到，整個(gè)修復(fù)過程需要持續(xù)4－6年才能達(dá)到污染物在土壤中的殘留標(biāo)準(zhǔn)。但是實(shí)際上如今已經(jīng)運(yùn)行了快14年已久，土壤中污染物濃度依然超標(biāo)。雖然在這期間TRC也嘗試過調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)來提高修復(fù)效率，效果并不如意。根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析，修復(fù)整個(gè)區(qū)域的地下水還需要大概30年，而對(duì)于受污染土壤的徹底修復(fù)更是遙遙無期。
環(huán)保署就此重新核定了污染源和污染程度，并提交了新的解決方案供公眾討論。在方案里共提出了十類解決方案，其中最推薦方案是采用生物通氣法處理地下水，熱處理修復(fù)土壤，植物修復(fù)技術(shù)控制地下水液壓，以及垂直隔離擴(kuò)散。此方案對(duì)高濃度有機(jī)物污染源修復(fù)效果最佳，對(duì)低濃度污染源修復(fù)效率一般。但是方案最大的益處在于能夠提高該地區(qū)污染物自然衰減的能力，從而消除低濃度污染物的影響。生物通氣主要是增加地下含氧量，進(jìn)而加速LNAPL的有氧生物降解過程。地下好氧生物的生長(zhǎng)環(huán)境通過向鄰近水井中輸入碳源，pH緩沖劑等進(jìn)行調(diào)節(jié)。熱處理是通過加熱土壤來加速有機(jī)污染物的揮發(fā)，然后收集并進(jìn)一步處理。植物修復(fù)是為了控制由于垂直隔離產(chǎn)生的逆向水壓，并吸收部分土壤和地下水中的VOC。該方案的推薦原因是集污染修復(fù)和生態(tài)還原于一體，提供了一個(gè)經(jīng)濟(jì)，綠色，環(huán)保的修復(fù)手段。
圖二，推薦方案布局圖
從Glen Cove的超級(jí)基金修復(fù)項(xiàng)目中，編者認(rèn)為主要有以下三個(gè)方面值得推薦和學(xué)習(xí)。第一，國(guó)內(nèi)北方地區(qū)飲用水源大多以地下水為主，而地下水污染是個(gè)長(zhǎng)期的過程。因此環(huán)境監(jiān)控部門應(yīng)當(dāng)部署長(zhǎng)期的例行檢查，防范于未然。美國(guó)在全國(guó)范圍內(nèi)大概有60%的飲用水源來自地下水，案例中的長(zhǎng)島地區(qū)也屬其一。一旦控制不及時(shí)，對(duì)整個(gè)地區(qū)的居民都會(huì)產(chǎn)生極大的影響。第二，地下水的修復(fù)也是個(gè)長(zhǎng)期的過程。國(guó)內(nèi)目前對(duì)地下水修復(fù)的認(rèn)識(shí)不夠，大部分項(xiàng)目甲方不愿意采用長(zhǎng)期修復(fù)方案。只顧此時(shí)效益，不顧彼時(shí)危害的方法也不可取。第三，污染較為嚴(yán)重場(chǎng)地的修復(fù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期工程，修復(fù)過程中需要定期采樣，合理調(diào)整設(shè)備參數(shù)提高修復(fù)效率。當(dāng)整套設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行但是達(dá)不到預(yù)期效果時(shí)，應(yīng)該重新對(duì)污染源和污染范圍進(jìn)行評(píng)估，并且出臺(tái)新的解決方案。
（圖片來源：U.S. EPA Final Mattiace Proposed Plan 2014）
