龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 地下水污染修复技术研究进展 作者：李同燕 胡伟武 李文奇 冯传平 来源：《南水北调与水利科技》2015年第07期 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 摘要：结合近几年来世界上地下水污染修复技术的研究现状以及各技术在实践中的应用情况，主要介绍了实践应用中地下水污染修复技术的三种较为典型的处理技术，即异位修复技术、监测自然衰减技术、原位修复技术。然后重点总结了抽出处理、可渗透反应墙、地下水曝气、原位生物修复等技术的最新研究进展、技术修复机理、修复对象和适用特点，为地下水修复技术的现场实践提供了理论依据。最后还对地下水污染修复技术的发展方法进行了初步的展望，提出了地下水修复技术便于野外实践的有利的发展方向。
关键词：地下水；污染修复；异位修复技术；监测天然衰减技术；原位修复技术；可渗透反应墙；地下水曝气技术
中图分类号：X523文献标志码：A文章编号： 1672-1683（2015）001-0029-04 Progress in groundwater remediation technologies LI Tong-yan1，HU Wei-wu1，LI Wen-qi2，FENG Chuan-ping1 （1.School of Water Resources and Environment，China University of Geosciences（Beijing），Beijing 100083，China；2.China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100044，China
） Abstract：According to the present research status of groundwater remediation technology in the world and the application of the technology in practice，three typical groundwater remediation treatment technologies were discussed，i.e.ex-situ remediation technology，monitoring natural attenuation technology，and in-situ remediation technology.And it introduces the new progress，remedy mechanisms，application conditions and technology characteristics of the pump and treat，permeable reactive barrier，air sparging and in-itu bioremediation technology respectively，which provide the theoretical basis for on-site groundwater remediation.Finally，the developing direction of groundwater remediation technologies were prospected，and the favorable development direction of the field practice are proposed.
Key words：groundwater；contamination remediation；ex-situ remediation technology；Monitoring Natural Attenuation technology；in-situ remediation technology；Permeable Reactive Barrier technology；Air Sparging technology
水资源是人类生活和生产过程中不可或缺的一部分，而地下水又是水资源的重要组成部分。据统计，地下水约占地球上整个淡水资源的30%左右，全球约15～20亿人靠饮用地下水生存[1]。我国以地下水作为主要饮用水源的人口约占70%，特别是北方地区。然而，随着经龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 济的快速发展和生活水平的提高，人类不合理的使用资源使得地下水受到了严重的污染。为了满足人类的用水要求，如何治理污染的地下水，已成为当前国内外环保研究的一种趋势。
国内外学者已对地下水污染治理做了很多研究。张胜等[2]将葡萄糖、乙醇、白糖、乙酸钠等分别于人工脱氮菌剂混合，进行野外地下水修复试验研究。张云等[3]进行野外试验，在现场实验井中加入适量的乙醇和纯化的反硝化细菌菌液，来实现受农业施肥污染的地下水的修复。C.D.Johnston等[4]采用原位曝气法结合土壤蒸气抽提法技术，实现砂质地下水含水层中的石油烃类的去除。Nick M Fischer等[5]利用固体释氧化合物（ORC）来生物修复地下水。根据修复方式的不同可将修复技术大致上分为三类：异位修复技术、监测自然衰减技术和原位修复技术。本文综合国内外研究现状，对以上三种典型的修复技术进行总结和对比分析，为我国进行地下水修复提供了理论依据。
1地下水污染修复技术 1.1异位修复技术 异位修复技术是通过收集系统或抽提系统将污染物转移到地面上，然后再进一步处理的技术。异位修复技术主要包括抽出处理（pump and treat，P &T）和被动收集。
1.1.1抽出处理法 抽出处理法（pump and treat，P &T）作为典型的地下水修复技术被最早投入使用，而且目前在国内外应用仍很广泛。P &T技术根据污染类型可分为三类：物理法（反渗透法、过滤法、吸附法、重力分离法、焚烧法和气吹法）；化学（离子交换法、中和法、混凝沉淀法和氧化还原法）；生物法（厌氧消化法、生物膜法、土壤处置法和活性污泥法）。
抽出处理（P &T）技术的修复原理：根据受污染的地下水的分布情况，在污染场地布置一定数量的抽水井，用水泵抽提受污染的地下水，然后再利用地上的处理设备进行地下水污染治理。最后根据当地实际的地质情况，排放被处理过的地下水。采用处理受污染的地表水的方法来处理抽提上来的地下水，所以该技术应用的重点是建设好地下水抽提井群系统。P &T技术概念模型见图1。
图1P &T技术概念模型 抽出处理（P &T）技术适用范围广，既能用于处理污染程度较轻的场地，又能用于处理污染范围大、污染晕埋藏深的场地。然而，P &T技术也有一定的局限性：由于表面张力的影响而滞留的水溶相溶液不能采用P &T技术净化；若未封闭污染源，当抽提工作结束时，会出现严重的拖尾和反弹现象；该技术需要持续的能量供给，以确保地下水抽提系统和地上处理系统正常运行，更需要对该系统进行定期的监测和维护，从而提高了运行成本。
1.1.2被动收集法 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 被动收集法[6]是将地下水水面漂浮的污染物质如油类污染物等收集并处理的方法，即在地下水流的下游挖一条足够深的沟道，将收集系统布置在沟道内。被动收集法对轻质污染物有较好的处理效果，它在地下水油污染治理方面得到了广泛的应用。
1.2监测天然衰减技术 监测天然衰减技术（Monitoring Natural Attenuation Technology，MNA）开始使用于地下水的污染治理较晚，正式使用是在20世纪90年代。MNA技术是依赖修复场地的自然衰减作用，使污染物的浓度和总量得以减少，从而在合理的时间内使特定地点达到修复的目的。MNA技术也被称作内在生物修复技术，通常被用来处理地下水，一般与其他修复方式联合使用。
自然衰减作用包括物理、化学、生物修复方法。其中物理过程有稀释、弥散、对流、挥发、吸附等。化学过程有氧化-还原、沉淀、水解等。生物过程主要为微生物的降解作用。吸附、挥发、对流、稀释、弥散、沉淀等作用主要是浓度减少，污染物总量并没有减少。微生物的降解作用能将污染物降解为无害物质，彻底的去除地下水中的污染物。 因此，微生物的降解作用是主要的自然衰减作用。
MNA技术处理污染的地下水很少产生二次污染，对环境的扰动性较小，而且有施工简单、易操作、费用低等优点。其缺点是适用范围较小，且修复场地本身要有较高的自然衰减能力。故该技术适用于污染程度较轻、自然衰减能力较强的地区。
1.3原位修复技术 原位修复技术[7]是不破坏土体和地下水自然环境，对污染的地下水进行原地修复，并不对污染物质进行搬运或运输的一类效果很好的修复方法。近年来，由于地下水原位修复技术具有处理费用低，地表处理设施少，污染物暴露率低，环境扰动性小等优点，已经成为一种很有前景的地下水污染修复技术。原位修复技术主要包括可渗透反应墙技术、地下水曝气技术、原位电动修复技术、原位化学氧化技术和原位生物修复技术。
1.3.1可渗透反应墙技术 可渗透反应墙技术（Permeable Reactive Barrier，PRB）作为一种原位修复技术得到了广泛的应用。根据美国环保局（USEPA）的定义[8]“PRB技术是通过在地下安装活性材料墙体，将污染物羽状体加以拦截，使其通过活性反应介质后，经吸附、沉淀、降解等反应将污染物转化为环境能够接受的另一种形式，使得污染物最终浓度达到国家规定的环境标准”。传统的PRB反应墙有连续反应墙（CRB）和漏斗-导水门式反应墙（F &G PRB）。近年来，国内外大量学者对PRB技术进行研究，出现了一些新形式的反应墙，如原位氧化还原控制墙（ISRM）、微生物反应墙（ SRB PRB ）、地质虹吸墙（Geosiphson Cells）等。