為了有效開展地下水修復項目，控制修復年限，地下水修復的實施策略的制定是關鍵。以美國超級基金的項目為例，整個策略的制定及項目實施過程由一個五年期的計劃組成，其中包括初期決策備忘、修復策略選擇、場地施工與評估、成果驗收及項目竣工五個主要步驟（圖1）。初期決策決定了整個修復工程的趨勢，因為該據(jù)測基于待修復污染物種類、潛在污染區(qū)域以及修復目標，決定了后續(xù)的項目實施步驟。而后續(xù)的施工評估與驗收階段又反過來指導和修正初期的決策，使整個工程能達到修復目標。

圖1：地下水修復五年期策略制定概念圖

當具體到實際場地因素時，修復策略的制定過程可細分為場地調(diào)研、實際場地評估與修復設計、監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集、中期修復評估、以及修復管理決策的完善與修訂。

1）場地調(diào)研

在修復策略制定的過程中，收集精確而詳細的歷史、當前以及在工程中變更的場地數(shù)據(jù)是一個科學而高效的修復制定的依據(jù)。需要考慮的場地因素主要包括：

• 場地概念模型及相關參數(shù)

• 國家地下水水質(zhì)標準以及水質(zhì)修復目標

• 修復工程日程規(guī)劃

• 其他修復場地的修復和監(jiān)測結果對當前場地的經(jīng)驗指導

2）場地評估與修復設計

地下水修復工程的場地評估在EPA的項目中有一套系統(tǒng)規(guī)范化的流程（圖2、3），由于該流程細節(jié)不在本文范圍內(nèi)，在此不作展開描述。

修復評估的目的是為決策的制定與后續(xù)的實時反饋提供精確而有效的信息。如圖3的案例中，該評估結構幫助項目團隊描述場地特征與工程現(xiàn)狀，并且為后續(xù)的修復設計提供了進一步的預估信息。針對修復設計，評估范疇應包括修復運行設計評估、修復流程評估、修復過程中的效果評估以及其他對修復效果有影響的場地因素的評估。

圖2：地下水修復策略執(zhí)行流程圖

圖3：修復評估案例結構分析

3）監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集

在修復工程運行的過程中，修復進程與當前修復效果的監(jiān)測與評估是通過監(jiān)測數(shù)據(jù)和工程運行情況來判斷的。有效的后續(xù)決策制定依賴于可以精確量化的監(jiān)測結果和透明化的修復進程記錄。

科學的修復場地監(jiān)測需要前期制定科學而詳細的監(jiān)測計劃。監(jiān)測內(nèi)容需包括修復系統(tǒng)運行參數(shù)、污染物濃度和相關水文地質(zhì)參數(shù)。觀測井的設計、排布與安裝在地下水監(jiān)測中起著至關重要的作用。合理的觀測井網(wǎng)絡要求能夠在橫向和縱向細致地描述污染物在蓄水層中的濃度分布和運動軌跡。監(jiān)測數(shù)據(jù)需要周期性地研究來確保有足夠的信息去支持進一步?jīng)Q策的制定。

4）中期修復評估

在獲取一定的運行參數(shù)與監(jiān)測數(shù)據(jù)后，修復工程團隊需要研究這些運行過程中的結果來評定當前的修復運行情況與趨勢，來判斷初期的場地概念模型的準確性，并且評估整個修復設計框架的效率和有效性。通常最重要的待評估參數(shù)是污染物濃度是否降低，或者是否有降低的趨勢。數(shù)據(jù)的不確定度、變化與浮動、采樣技術對結果的影響、蓄水層異質(zhì)性、監(jiān)測井制造安裝的影響和樣品分析方法等因素也應該考慮在評估的內(nèi)用中。

如果在中期的監(jiān)測評估中發(fā)現(xiàn)修復運行狀況并不能滿足或達到預期的設計修復目標，修復工程的計劃和運作則需要進行完善與修訂。在修訂計劃前，進一步的實施步驟包括：更深入地調(diào)研場地參數(shù)、更細致地測繪污染源與污染羽的分布、完善場地概念模型、優(yōu)化修復運行、優(yōu)化監(jiān)測過程、評估修復技術的有效性、以及修訂修復策略。

5）修復管理決策的完善與修訂

當修復項目在評估后明顯無法達到初期預定的處理計劃，或在計劃時間內(nèi)無法達到預期處理目標時，修復項目團隊需要對已有的修復決策進行完善與修正。根據(jù)當前的項目運行狀況，修正措施可以是修改預期修復目標、尋找可替代的修復方法、或向監(jiān)督機構申請技術不可實施豁免（Technical Impracticability Waiver）。

地下水修復在很多情況下是一個漫長的過程。通過上述總結的美國環(huán)境署對于其名下的地下水修復項目的步驟指南，在未來的地下水修復項目中我們可以通過制定合理高效的管理決策，來最大化修復處理效果，并且在時間和投入上做到最優(yōu)化，同時也可以指導監(jiān)管機構在做決策的過程中考慮多方面因素，以達到修復工程對自然環(huán)境和人體健康傷害最小化的目的。

文章來源：U.S. EPA 固體廢棄物與應急處理辦公室

編譯：韋云霄，本科畢業(yè)于北京科技大學環(huán)境工程專業(yè)和滑鐵盧大學環(huán)境科學專業(yè)。現(xiàn)碩士就讀于滑鐵盧大學，hydrogeology與organic geochemistry方向。