1技術(shù)名稱  
  技術(shù)名稱：地下水監(jiān)控自然衰減，英文名稱：Groundwater Monitored Natural Attenuation(MNA)  
  2技術(shù)適用性  
  2.1適用的介質(zhì)：污染地下水  
  2.2可處理的污染物類型：碳?xì)浠�合�?如BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、石油烴、多環(huán)芳烴、MTBE(甲基叔丁基醚))、氯代烴、硝基芳香烴、重金屬類、非金屬類(砷、砸)、含氧陰離子(如硝酸鹽、過氯酸)等。  
  2.3應(yīng)用限制條件：在證明具備適當(dāng)環(huán)境條件時才能使用，不適用于對場地修復(fù)時間要求較短的情況，對自然衰減過程中的長期監(jiān)測、管理要求高。  
  3技術(shù)介紹  
  3.1原理：通過實施有計劃的監(jiān)控策略，依據(jù)場地自然發(fā)生的物理、化學(xué)及生物作用，包含生物降解、擴散、吸附、稀釋、揮發(fā)、放射性衰減以及化學(xué)性或生物性穩(wěn)定等，使得地下水和土壤中污染物的數(shù)量、毒性、移動性降低到風(fēng)險可接受水平。  
  3.2系統(tǒng)構(gòu)成和主要設(shè)備：由監(jiān)測井網(wǎng)系統(tǒng)、監(jiān)測計劃、自然衰減性能評估系統(tǒng)和緊急備用方案四部分組成。  
  1) 監(jiān)測井網(wǎng)系統(tǒng)：能夠確定地下水中污染物在縱向和垂向的分布范圍，確定污染羽是否呈現(xiàn)穩(wěn)定、縮小或擴大狀態(tài)，確定自然衰減速率是否為常數(shù)，對于敏感的受體所造成的影響有預(yù)警作用。監(jiān)測井設(shè)置密度(位置與數(shù)量)需根據(jù)場地地質(zhì)條件、水文條件、污染羽范圍、污染羽在空間與時間上的分布而定，且能夠滿足統(tǒng)計分析上可信度要求所需要的數(shù)量。建立監(jiān)測井網(wǎng)系統(tǒng)所需設(shè)備包括建井鉆機、水井井管等。  
  2) 監(jiān)測計劃：主要監(jiān)測分析項目需集中在污染物及其降解產(chǎn)物上。在監(jiān)測初期，所有監(jiān)測區(qū)域均需要分析污染物、污染物的降解產(chǎn)物及完整的地球化學(xué)參數(shù)，以充分了解整個場地的水文地質(zhì)特性與污染分布。后續(xù)監(jiān)測過程中，則可以依據(jù)不同的監(jiān)測區(qū)域與目的，做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。地下水監(jiān)測頻率在開始的前兩年至少每季度監(jiān)測一次，以確認(rèn)污染物隨著季節(jié)性變化的情形，但有些場地可能監(jiān)測時間需要更長(大于2年)以建立起長期性的變化趨勢;對于地下水文條件變化差異性大，或是易隨著季節(jié)有明顯變化的地區(qū)，則需要更密集的監(jiān)測頻率，以掌握長期性變化趨勢;而在監(jiān)測2年之后，監(jiān)測的頻率可以依據(jù)污染物移動時間以及場地其它特性做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。主要包括取樣設(shè)備和監(jiān)測設(shè)備等。  
  3) 監(jiān)控自然衰減性能評估：評估監(jiān)測分析數(shù)據(jù)結(jié)果，判定MNA程序是否如預(yù)期方向進行，并評估MNA對污染改善的成效。MNA性能評估依據(jù)主要來源于監(jiān)測過程中所得到的檢測分析結(jié)果，主要根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)與前一次(或歷史資料)的分析結(jié)果做比對。主要包括：  
  a. 自然衰減是否如預(yù)期的正在發(fā)生;  
  b. 是否能監(jiān)測到任何降低自然衰減效果的環(huán)境狀況改變，包括水文地質(zhì)、地球化學(xué)、微生物族群或其它的改變;  
  c. 能判定潛在或具有毒性或移動性的降解產(chǎn)物;  
  d. 能夠證實污染羽正持續(xù)衰減;  
  e. 能證實對于下游潛在受體不會有無法接受的影響;  
  f. 能夠監(jiān)測出新的污染物釋放到環(huán)境中，且可能會影響到MNA修復(fù)的效果; 
  g. 能夠證實可以達到修復(fù)目標(biāo)。 
  4) 緊急備用方案：緊急備用方案是在MNA修復(fù)法無法達到預(yù)期目標(biāo)，或是當(dāng)場地內(nèi)污染有惡化情形，污染羽有持續(xù)擴散的趨勢時，采用其它土壤或地下水污染修復(fù)工程，而不是僅以原有的自然衰減機制來進行場地的修復(fù)工作。當(dāng)?shù)叵滤�中出現(xiàn)下列情況時，需啟動緊急備案。(1)地下水中污染物濃度大幅度增加或監(jiān)測井中出現(xiàn)新的污染物;(2)污染源附近采樣結(jié)果顯示污染物濃度有大幅增加情形，表示可能有新的污染源釋放出來;(3)在原來污染羽邊界以外的監(jiān)測井發(fā)現(xiàn)污染物;(4)影響到下游地區(qū)潛在的受體;(5)污染物濃度下降速率不足以達到修復(fù)目標(biāo);(6)地球化學(xué)參數(shù)的濃度改變，導(dǎo)致生物降解能力下降;(7)因土地或地下水使用改變，造成污染暴露途徑。 
  4 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)或指標(biāo) 
  場地特征污染物。自然衰減的機制有生物性和非生物性作用，需要根據(jù)污染物的特性評估自然衰減是否存在;不同污染物的自然衰減機制和評估所需參數(shù)，包括地質(zhì)與含水層特性、污染物化學(xué)性質(zhì)、原生污染物濃度、總有機碳、氧化還原反應(yīng)條件、pH值與有效性鐵氫氧化物濃度、場地特征參數(shù)(如微生物特征、緩沖容量等) 
  污染源及受體的暴露位置：開展監(jiān)控自然衰減修復(fù)技術(shù)時，需確認(rèn)場地內(nèi)的污染源、高污染核心區(qū)域、污染羽范圍及鄰近可能的受體所在位置，包含平行及垂直地下水流向上任何可能的受體暴露點，并確認(rèn)這些潛在受體與污染羽之間的距離。 
  下水水流及溶質(zhì)運移參數(shù)：在確認(rèn)場地有足夠的條件發(fā)生自然衰減后，須利用水力坡度、滲透系數(shù)、土壤質(zhì)地和孔隙率等參數(shù)，模擬地下水的水流及溶質(zhì)運移模型，估計污染羽的變化與移動趨勢。 
  染物衰減速率：多數(shù)常見的污染物的生物衰減是依據(jù)一階反應(yīng)進行，在此條件下最佳的方式是沿著污染羽中心線(沿著平行地下水流方向)，在距離污染源不同的點位進行采樣分析，以獲取不同時間及不同距離的污染物濃度來計算一階反應(yīng)常數(shù)。重金屬類污染物可以通過同位素分析方法獲取自然衰減速率，對同一點位的不同時間進行多次采樣分析，并由此判斷自然衰減是否足以有效控制污染帶擴散。通過重金屬的存在形態(tài)，判定自然衰減的發(fā)生和主要過程。若無法獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)也可以參考文獻報告數(shù)據(jù)獲取污染物衰減速率。13.4技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)和前期準(zhǔn)備 
  在利用MNA進行場地修復(fù)前，應(yīng)進行相應(yīng)的場地特征詳細(xì)調(diào)查，以評估該技術(shù)是否適用，并為監(jiān)測井網(wǎng)設(shè)計提供基礎(chǔ)參數(shù)。場地特征詳細(xì)調(diào)查主要確認(rèn)信息包括污染物特性、水文地質(zhì)條件及暴露途徑和潛在受體。調(diào)查結(jié)果必須能夠提供完整的場地特征描述，包括污染物分布情況與場地的水文地質(zhì)條件，以及其它進行MNA可行性評估所需要的信息。取得相關(guān)的地質(zhì)、生物、地球化學(xué)、水文學(xué)、氣候?qū)W與污染分析數(shù)據(jù)后，可以利用二維或三維可視化模型展示場地內(nèi)污染物分布情形、高污染源區(qū)附近地下環(huán)境、下游未受污染地區(qū)的狀態(tài)、地下水流場以及污染傳輸系統(tǒng)等，即建立場地特征概念模型。 
  取得場地數(shù)據(jù)后，利用污染傳輸模式或是自然衰減模式進行模擬，并與實際場地特征調(diào)查結(jié)果進行驗證，修正先前所建立的場地概念模型;如果場地差異性較大時，可以適當(dāng)修正模型所有的相關(guān)參數(shù)，并重新進行模擬。在后續(xù)執(zhí)行MNA過程中，如取得最新的監(jiān)測數(shù)據(jù)資料，也應(yīng)隨時修正場地概念模型，以便精確評估及預(yù)測MNA修復(fù)效果。 
  在完成初步評估、污染遷移與歸趨模擬之后，需要進行可能受體暴露途徑分析，界定出可能潛在的人體與生物受體或是其它自然資源，結(jié)合現(xiàn)有與未來的土地和地下水使用功能，分析其可能產(chǎn)生的危害風(fēng)險。通過對場地的風(fēng)險評估，明確健康風(fēng)險。如果暴露途徑的分析結(jié)果表明，對于人體健康及自然環(huán)境并不會有危害的風(fēng)險，且能夠在合理的時間內(nèi)達到修復(fù)目的，則開始設(shè)計長期性的監(jiān)測方案，完成MNA可行性評估，開展監(jiān)控自然衰減修復(fù)技術(shù)的具體實施。 
  5主要實施過程 
  (1)初步評價監(jiān)控自然衰減的可行性;(2)構(gòu)建地下水監(jiān)測系統(tǒng);(3)制定監(jiān)測計劃; 
  (4)詳細(xì)評價監(jiān)控自然衰減的效果;提供進一步的標(biāo)準(zhǔn)來確認(rèn)是否監(jiān)控自然衰減可能是有效的。完成效果評估后，需要審查監(jiān)控數(shù)據(jù)、污染物的化學(xué)和物理參數(shù)及現(xiàn)場條件，確定場地組成特征; 
  (5)制定應(yīng)急方案。在監(jiān)控過程中，在合理時間框架下，若發(fā)現(xiàn)MNA無效時，則需要執(zhí)行應(yīng)急方案。 
  6運行維護和監(jiān)測 
  場地特征調(diào)查所需的時間較長。由于存在經(jīng)自然衰減后產(chǎn)生毒性或移動性更大的物質(zhì)的可能，需要對修復(fù)過程采取嚴(yán)密的監(jiān)測和管制措施;密切觀測污染物的遷移、轉(zhuǎn)化過程，適時評估動態(tài)結(jié)果，及時調(diào)整監(jiān)測和管制策略。 
  7修復(fù)周期及參考成本 
  相較于其它修復(fù)技術(shù)，監(jiān)控自然衰減技術(shù)所需時間較長，需要數(shù)年或更長時間。 
  主要成本為場地監(jiān)測井群建立、環(huán)境監(jiān)測和場地管理費用。根據(jù)國外經(jīng)驗，若場地預(yù)期監(jiān)測期程長，監(jiān)測計劃規(guī)模大，過程中無法避免采取應(yīng)變措施，甚至因為監(jiān)控自然衰減法失敗，造成污染物擴散，需重新采取積極性的修復(fù)措施等，種種因素均可能造成總整治經(jīng)費變化很大。 
  根據(jù)美國實施的20個案例統(tǒng)計，單個項目費用為14-44萬美元。目前國內(nèi)尚無工程應(yīng)用，沒有成本參考。 
  8國外應(yīng)用情況 
  美國超級基金場地地下水修復(fù)技術(shù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，從1986年，監(jiān)控自然衰減技術(shù)逐年增加。在2005-2008年實施修復(fù)的164個場地中，應(yīng)用監(jiān)控自然衰減技術(shù)的比例高達56%，其中單獨使用的場地有21%。主動修復(fù)和被動修復(fù)自然衰減技術(shù)配套使用已成為地下水污染修復(fù)的發(fā)展趨勢，配套監(jiān)控自然衰減的技術(shù)路線有抽出處理(場地占10%)原位處理(場地占17%)，原位處理、抽出處理(場地占8%)。 
  9國內(nèi)應(yīng)用分析 
  監(jiān)控自然衰減技術(shù)在我國地下水環(huán)境的治理中還處于萌芽階段，尚無工程應(yīng)用案例。