美国EPA2014最新地下水修复技术指南概要

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为了有效开展地下水修复项目，控制修复年限，地下水修复的实施策略的制定是关键。以美国超级基金的项目为例，整个策略的制定及项目实施过程由一个五年期的计划组成，其中包括初期决策备忘、修复策略选择、场地施工与评估、成果验收及项目竣工五个主要步骤（图1）。初期决策决定了整个修复工程的趋势，因为该据测基于待修复污染物种类、潜在污染区域以及修复目标，决定了后续的项目实施步骤。而后续的施工评估与验收阶段又反过来指导和修正初期的决策，使整个工程能达到修复目标。

                             

图1：地下水修复五年期策略制定概念图

当具体到实际场地因素时，修复策略的制定过程可细分为场地调研、实际场地评估与修复设计、监测与数据采集、中期修复评估、以及修复管理决策的完善与修订。

1）场地调研

在修复策略制定的过程中，收集精确而详细的历史、当前以及在工程中变更的场地数据是一个科学而高效的修复制定的依据。需要考虑的场地因素主要包括：

场地概念模型及相关参数

国家地下水水质标准以及水质修复目标

修复工程日程规划

其他修复场地的修复和监测结果对当前场地的经验指导

2）场地评估与修复设计

地下水修复工程的场地评估在EPA的项目中有一套系统规范化的流程（图2、3），由于该流程细节不在本文范围内，在此不作展开描述。

修复评估的目的是为决策的制定与后续的实时反馈提供精确而有效的信息。如图3的案例中，该评估结构帮助项目团队描述场地特征与工程现状，并且为后续的修复设计提供了进一步的预估信息。针对修复设计，评估范畴应包括修复运行设计评估、修复流程评估、修复过程中的效果评估以及其他对修复效果有影响的场地因素的评估。

图2：地下水修复策略执行流程图

图3：修复评估案例结构分析

3）监测与数据采集

在修复工程运行的过程中，修复进程与当前修复效果的监测与评估是通过监测数据和工程运行情况来判断的。有效的后续决策制定依赖于可以精确量化的监测结果和透明化的修复进程记录。

科学的修复场地监测需要前期制定科学而详细的监测计划。监测内容需包括修复系统运行参数、污染物浓度和相关水文地质参数。观测井的设计、排布与安装在地下水监测中起着至关重要的作用。合理的观测井网络要求能够在横向和纵向细致地描述污染物在蓄水层中的浓度分布和运动轨迹。监测数据需要周期性地研究来确保有足够的信息去支持进一步决策的制定。

4）中期修复评估

在获取一定的运行参数与监测数据后，修复工程团队需要研究这些运行过程中的结果来评定当前的修复运行情况与趋势，来判断初期的场地概念模型的准确性，并且评估整个修复设计框架的效率和有效性。通常最重要的待评估参数是污染物浓度是否降低，或者是否有降低的趋势。数据的不确定度、变化与浮动、采样技术对结果的影响、蓄水层异质性、监测井制造安装的影响和样品分析方法等因素也应该考虑在评估的内用中。

如果在中期的监测评估中发现修复运行状况并不能满足或达到预期的设计修复目标，修复工程的计划和运作则需要进行完善与修订。在修订计划前，进一步的实施步骤包括：更深入地调研场地参数、更细致地测绘污染源与污染羽的分布、完善场地概念模型、优化修复运行、优化监测过程、评估修复技术的有效性、以及修订修复策略。

5）修复管理决策的完善与修订

当修复项目在评估后明显无法达到初期预定的处理计划，或在计划时间内无法达到预期处理目标时，修复项目团队需要对已有的修复决策进行完善与修正。根据当前的项目运行状况，修正措施可以是修改预期修复目标、寻找可替代的修复方法、或向监督机构申请技术不可实施豁免（Technical Impracticability Waiver）。

地下水修复在很多情况下是一个漫长的过程。通过上述总结的美国环境署对于其名下的地下水修复项目的步骤指南，在未来的地下水修复项目中我们可以通过制定合理高效的管理决策，来最大化修复处理效果，并且在时间和投入上做到最优化，同时也可以指导监管机构在做决策的过程中考虑多方面因素，以达到修复工程对自然环境和人体健康伤害最小化的目的。

文章来源：U.S. EPA 固体废弃物与应急处理办公室

编译：韦云霄，本科毕业于北京科技大学环境工程专业和滑铁卢大学环境科学专业。现硕士就读于滑铁卢大学，hydrogeology与organic geochemistry方向。