【技术聚焦】土壤地下水的前世今生 环境人都戳进来补补知识点

摘要

难降解的污染物进入土壤对土壤生态结构和对生物体的危害是难以恢复的。相比地表水污染和大气污染，土壤和地下水污染更隐蔽，污染范围更难以确定，随着污染物在土壤中不断迁移，污染也会不断累积超标，从而增大了修复难度。本文通过对比中美发展现状，重点污染物修复技术介绍对中美土壤地下水修复进行一个概述。

◆ 美国土壤地下水修复行业发展稳定，法律法规相对完善，健全，技术应用相对成熟，中国仍处理于起步阶段，各项法律法规仍需进一步完善，技术应用相对单一。

◆ 土壤/地下水污染按污染物种类大致可以分为：重金属污染、有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。按污染源分类又可分为：工业污染源，农业污染源和生活污染源。

◆ 本文重点讨论针对重金属污染及有机物污染的土壤地下水修复技术。技术的选择需根据污染场地的具体情况进行选择，单一技术到联合多技术也是未来的发展趋势。

研究员介绍

邱薪瞳

杜克大学环境工程研究生毕业。现于加州环保署洛杉矶水质管理局从事地下水排污许可证的相关工作。

吴彤

南加州大学环境工程研究生毕业。现于加州环保署洛杉矶水质管理局从事地下水排污许可证的相关工作。

中美土壤地下水修复的发展现状比较

1美国土壤地下水修复的发展现状二十世纪后半叶，美国经济发生了深刻的变革，经济发展经历了从城市到郊区的转移，污染场地伴随城市扩张或城市结构布局的调整而产生。许多企业在搬迁后留下了大量的“棕色地块”(Brownfield Site)，包括工业用地，汽车加油站，废弃的厂房等，这些场地的土壤和水体在不同程度上被有害物质所污染。“先污染、后治理”的弯路，谁都在走，美国走的尤为惨烈。不得不提，美国超级基金的来源。

美国拉夫运河(Love Canal)地区位于纽约州北部的水牛城市附近。1942年至1953年间，胡克化学工厂在一条失去功能的运河洼地中填埋了21800吨的化学废弃物，上面只覆盖了一层黏土。然后工厂将土地以一美金的价格卖给了纽约市政府。随后该地区规划建设，开发为住宅区，拥有近千户居民和两所学校。70年代开始居民发现地下水中出现异味。掩埋的化学废物开始侵蚀容器，渗入土壤，对当地居民的健康造成危害，居民出现畸形儿，居民癌症的发病率与死亡率增高。到70年代末期，经过多年的雨水冲刷，化学废物已经开始渗入到住宅地下室并形成毒气释放。1978年纽约州政府被迫将该地区封闭，学校关闭，几百户居民迁出。随后，美国联邦政府紧急宣布拉夫运河地区为国家灾难区，成为了轰动全美的“拉夫运河事件”。

该事件的发生像一个导火索，导致各地纷纷调查，牵出一系列的惊人发现：美国境内有成千上万个类似于拉夫运河的危险废物简易填埋场和废物倾倒场，犹如无数颗定时炸弹，严重威胁公众健康和环境安全。由于已有法律体系无法解决大量废弃场地所带来的严重危害，在强大的社会舆论压力下，国会于1980年通过了《全国性环境应变补偿及责任法》(Comprehensive Environmental Response, Compensation, and Liability Act, CERCLA)，该法案因其中设立的国家级污染修复基金而闻名，也被称为《超级基金法案(Super Fund)》。相关的法律还包括：

◆《超级基金修正及再授权法》(Superfund Amendments and Reauthorization Act, SARA)

◆《紧急规划及社区知情权利法》(Emergency Planning And Community Right to Know Act， EPCRA)

◆《资源保护及恢复法》(Resource Conservation and Recovery Act，RCRA)

对于污染较为严重的场地，在美国主要是由《超级基金法案》和《资源保护及恢复法》共同管理。后者则重在强调污染的预防，通过建立从“摇篮到坟墓”的全过程危险废物监管体系来防治新增土壤污染。在超级基金的管理模式下，先对污染场地进行初步调查评估，主要评估污染物对当地环境及居民生活的影响。之后再根据相关评分系统，将可能威胁人体健康、风险较大的场地列入国家优先名录(National Priorities List)。一旦被列入名录，就需要对该场地进行进一步治理调查，并选择适合场地状况的处理方法进行可行性研究，治理方案及计划获得批准后，实施方才开始进行修复治理。在场地修复达标后，一般还需要进行5年的跟踪监测，确认稳定达标后，才将其从优先名录中删除。在超级基金场地管理的各阶段，需通知潜在的责任者参与相关管理事宜，同时及时向公众公布在污染场地上将要采取的措施及各项决定。污染场地经修复后若发现再被污染，还可列入名录。“超级基金”不仅保证污染严重的项目优先及时治理，更解决了治理资金的来源问题。美国污染场地的治理资金主要由责任方承担(追溯历史，追究责任主体，美国国家环境保护局可以要求相关责任方治理污染或者进行处罚赔偿，当责任方难以确定时，资金将由联邦“超级基金”或州一级政府承担。据美国联邦环保局的环境报告中显示，自2000年到2016年，在《资源保护及恢复法》清理基线管理场地中，地下水污染已被控制的场地所占百分比由32%增加至84%，而存在污染扩散问题的场地所占比例由18%降至1.5%。

注：图片来源 [16]

从超级基金法案的确立到现在，美国土壤地下水修复行业已有近40多年的发展历史，修复产业也已进入平稳发展阶段。污染场地修复技术方面，美国也居于世界领先地位，技术方案也因地制宜针对不同的污染源而制定。对于地下水污染，隔离污染物、将污染水体抽出处理(Pump and Treat)、固定无害化污染物都是常见的治理方案。对美国超级基金管理的场地中地下水污染所使用的技术分类统计发现，从1986年至2008年，使用抽出处理技术的场地所占比例从68%下降至17%，原位修复技术使用比例也逐渐增至17%，在各种原位技术中，又以化学处理和生物修复为主。而土壤修复项目统计结果显示，直至2005年，原位和异位修复技术应用比例各约占48%和52%，其中以原位气相抽提和异位固化稳定化技术为主，热脱附、焚烧技术应用比例较低。如今美国土壤地下水修复技术发展也从之前单一的修复技术逐渐发展到多技术联合修复，并采用原位修复和异位修复相结合的模式。地下储油罐泄漏项目也都开始使用绿色、环境友好的生物修复技术，但有些工程耗时可达5-10年。

注：图片来源 [17]

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