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什么是监测自然衰减技术

发布于:2022-09-20 13:46:20 来自:环保工程/环境修复 [复制转发]

监测自然衰减技术法(Groundwater Monitored Natural Attenuation, MNA)是指利用环境中自然发生的物理、化学及生物过程,降低土壤或地下水中污染物的重量、毒性、移动性、体积或浓度并长期监测其污染晕的变化。

在自然衰减的评价中,美国材料试验协会(ASTM)、美国空军环境中心(AFCEE)以及美国环保局(U.S.EPA)要求从3个方面的证据来揭示自然衰减的发生:①污染物质量减少;②表征生物降解的地球化学指标的变化;③通过微生物降解菌研究为生物降解提供直接证据。

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图1  MNA技术原理示意图

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图2  MNA监测方式示意图

01

技术原理

监控自然衰减是指在污染场地中,通过实施有计划的监测方案,依据场地自然发生的物理、化学及生物等作用(包括稀释、扩散、挥发、吸附、化学性或生物性稳定、生物降解以及放射性衰减等),使得土壤和地下水中污染物的数量、毒性、移动性降低到风险可接受水平,该方法除必要的场地控制和监测之外无需人为干预,自然衰减的降解机制如图3所示。

监控自然衰减技术可处理包括碳氢化合物、石油烃、多环芳烃、氯代烃、硝基芳香烃、重金属类、非金属类和含氧阴离子等多种类型的污染物。

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图3 自然衰减降解机制

02

工艺流程

完整的监测自然衰减系统应由可行性评价、监测计划、自然衰减效果评估和紧急备用方案四部分组成,具体实施步骤如下:

① 可行性评价

初步评价监测自然衰减的可行性,如评价污染物分布范围、污染羽状态、自然衰减速率等。

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图4 监测井布置

② 监测计划设计

一旦确定MNA为可能有效的技术方法,设计长期性能监测方案。主要监测污染物及其降解产物的种类和浓度。

③ 自然衰减性能评估

详细评价监测自然衰减的效果,该步骤提供了进一步的标准来确认监控自然衰减是否有效。完成该评估过程,需要分析地下水监控数据、污染物组成特征、化学和物理参数、现场水文地质条件、场地污染特征等。

④ 紧急备用方案

在监控过程中,在合理的时间框架内,发现MNA无效时,需要执行修复补救方案。

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MNA技术特点

(1)优势

① 大多数污染物最终能被转化成无毒的副产物;

② 无须人为过多介入;

③ 不会涉及到废物的产生或迁移;

④ 费用低。

(2)局限性

① 修复时间长;

② 需进行长期监测并产生相关费用;

③ 受当地水文地质条件的自然变化及人为因素的影响;

④ 水文和地球化学条件可能随着时间而发生变化,导致污染物重新发生运移,产生负面的影响;

⑤ 含水层的各向异性可能使场地特征复杂化;

⑥ 生物降解也可能会产生具有毒性的中间产物。

04

应用案例

据美国超级基金场地地下水修复技术统计结果显示,在2005-2008 年实施修复的164 个场地中,应用监控自然衰减技术的比例高达56%。主动修复和被动修复自然衰减技术配套使用已成为地下水污染修复的发展趋势,配套监控自然衰减的技术路线有抽出处理、原位处理、原位+抽出处理等。

我国在污染场地自然衰减的过程和机制、可行性评估与自然衰减监控体系构建等方面还处在起步阶段。相关研究主要侧重于室内模拟实验,以及部分野外取样,研究自然衰减过程的降解机制、降解速率、有效性,验证自然衰减作用。

05

结语

监测自然衰减技术(MNA)是地下水、土有机污染修复的最经济有效的方法之一,目前我国对监控自然衰减技术的研究较少,缺乏场地实践和成熟的经验,大规模推广之前尚需进行充分的场地示范,形成适合于我国污染场地实际的经验和评价体系。


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