土壤和地下水污染的监控自然衰减修复技术研究进展

童奇玲

摘要：随着我国经济社会的进步，由工业化发展所带来的环境污染问题也越来越多地被暴露出来。土壤和地下水的污染不仅对人类健康造成威胁，对土地的再次开发利用也造成了严重影响。面对这种情况世界各国都在采取相应的对策，力图有效地解决污染问题。在人们长期的科学研究中发现，土壤与地下水的过滤作用是一种有效解决污染的方式。当前世界各国都在进行着土壤与地下水过滤污染的工程试验。本文主要从该项技术的发展与起源、相关技术手段以及该技术与传统的降解技术的经济消耗的差别三个方面进行分析论述。

关键词：污染；监测技术；修复技术；来源；发展概况；技术手段；成本消耗

引言：

在进行环境保护的过程中，应该根据国家的实际情况，从实际出发，对所有的污染进行分类。将“保护水土质量”作为首要目标，立足人民的生活健康幸福，对环境问题进行积极的改革，实现污染物质的低投入高质量处理，当前在对一些烃类化学物质的处理时，传统燃烧处理方式不仅会污染空气环境，还对人体有很大的损害，而采用土壤与地下水过滤技术则可以有效地处理该类污染物质。监控自然衰减技术是采取地下水与土壤过滤的核心技术。因而为了有效地提升过滤技术的实行效果，提升整个生物降解工程的质量，应该深入地剖析和研究该项技术，进而为该项技术的今后发展指明方向。

一、监控自然衰减技术的来源以及发展概况

（一）监控自然衰减技术的定义

监控自然衰减（MonitoredNaturalAttenuation，MNA）技术是指在单位污染场地面积内，场地中的化学物质、化学性、生物稳定性，放射性矿物质的衰减等一些方面的特性的变化，在进行试验的过程中应该保持无人为干扰的状态，实现全真模拟自然状态的降解。具体降解关系图如图1.自然衰减机制示意图。

（二）监控自然衰减技术的来源

在十八世纪的西方国家，为了维持国家的高速发展，大量进行着各类矿物质的开采。在没有经过任何处理的情况下使用这些开采的资源并将废渣直接排放到外界，对环境造成了极其严重的破坏，在这个大背景下科学家们积极的研究着相关的降解方式。[1]MNA技术起源于20世纪90年代，科学家们在进行研究时发现地下水的过滤作用对于石油等烃类化合物的降解有着很显著的作用，在这之后人们又试验了各类污染物质的降解，进而将MNA技术发展得更加完备。如今，欧美国家将该技术作为传统土壤和地下水修复技术的后续手段，与抽出处理等主动修复措施联合使用，已得到较为广泛的使用。

（三）监控自然衰减技术的发展概况

MNA技术主要是在1978年爆发的“拉夫运河事件”等由于人们不合理使用矿物燃料造成环境的恶劣破坏的大背景下发生的，在对这些污染环境的物质进行处理时，传统的焚烧等方式已经无法解决问题，人们将解决方法投向自然衰减的方式进行污染物质的处理。这也使当时苯类化合物的降解获得了很大程度的发展。在20世纪90年代初，在西方国家又掀起了一场对于自然衰减技术的研究狂潮，直接促使自然衰减技术有了新的定义，同时也衍生出现了很多种对于自然降解方式效果的检测方法。从研究进展的角度上来说，该项技术现阶段的研究进展以进入21世纪后为代表，在2000年，英国环境部发布了自然衰减通用规程，美国分别在2005和2007年发布了甲基叔丁基醚和无机污染物的自然衰减指南。2017年度的第15版EPA超级基金污染报告中，对1986年至2014年的自然衰减技术应用比例进行统计，得到的数据显示，随着时间的突进，这一技术在污染控制领域的应用比例呈现逐年上升的趋势。

二、当前我国监控自然衰减相关的技术手段

（一）地下污染羽的变化情况监测

污染物质在地下河中随着地下水进行扩散和降解，在扩散的过程中类似于羽状进行扩散。为了有效地了解扩散羽的形貌，采用一定的监测方式来进行监测，一般情况下扩散羽浓度最高的地方被称为羽心，同时它也是污染物质的核心来源，浓度低的位置是扩散羽的边缘。[2]在进行物质监测的过程中，对物质的浓度进行分析是一种简易的分析方式，通过物质顺浓度梯度扩散的原理可以确定物质的传播源头等。

在对地下污染羽迁移的监测过程中，可以在合适的位置设立监测井，对污染羽的水平方向竖直方向进行测试，进而分析出污染羽的大小、浓度变化等。

（二）污染物质量守恒的分析

污染物质量守恒测试法，是通过对污染物剩余物质的量的浓度进行测试，通过对物质的量进行分析进而计算出单位时间内地下水对污染物质的净化作用。

在降解的过程中还会出现中间产物，烃类物质降解一般会出现有机酸等。在降解的过程中，可以对地下水物质的pH值进行测试，进行有机酸含量的计算，进而判断出微生物降解的速率。

（三）污染物质降解pH值

地下水中的微生物族群的数量等会影响地下水的pH值，进而影响污染物质的代谢活动。温度、电导率等也是当前在进行地下水中的污染物质的含量测试时影响pH值的因素。

（四）物质稳定同位素分析

污染物质一般都有同位素，当前在对污染物质进行确定的过程中都会使用同位素标记的方式来确定污染物质的含量。石油烃等类型的元素构成的污染物，其中碳、氢氧等类型的化合物都具有稳定的同位素，在进行测定的过程中就可以根据同位素的含量来计算出污染物质的浓度。[3]

三、监控自然衰减技术与传统降解技术的成本消耗比较

综合西方发达国家对于环境污染的治理情况，在进行污染治理的过程中不应该仅仅为了节省整体消耗，只依据处理成本来进行相应的环境治理方案的选择。在进行治理的过程中应该综合考虑各个方面的因素。当前在进行环境污染修复的过程中自然衰减的技术还不够成熟，针对一些特殊的物质进行治理时，自然衰减的方式治理效果往往不是很理想。[4]因而在进行相关的处理方案选择时，可以选择单独使用该技术，也可以与其他修复技术联合使用。应该根据实际的情况选择合适的处理方法，进而提升整体的处理质量。监控自然衰减以及常用的污染物处理技术的对比图见图2。

四、结束语

综合上文可知，监控自然衰减修复技术是一种修复效果很好的修复技术，与传统修复技术相比具有修复成本低、易操作、环境扰动小、且产生二次污染可能性小等特点，但这种修复技术由于现阶段研究还不完备，导致该修复技术的不确定性很大。因而当前为了有效地利用监控自然衰减修复技术，应该积极地进行该方面的研究，进而制定出专业的自然降解修复体系。

参考文献

[1]谢云峰,曹云者,柳晓娟,等.地下水挥发性有机污染物自然衰减能力评价方法[J].环境工程技术学报,2013,(2):104-112.

[2]徐亚,朱雪梅,刘玉强,等.基于随机-模糊耦合的污染场地健康风险评价及案例[J].中国环境科学,2014,(10):2692-2700.

[3]李玮,王明玉,韩占涛,等.棕地地下水污染修复技术筛选方法研究——以某废弃化工厂污染场地为例[J].水文地质工程地质,2016,(3):131-140.

[4]张翠云,张胜,殷密英,等.地下水污染自然衰减研究进展[J].南水北调与水利科技,2010,(6):50-52,62.