張麗娜，姜 林*，賈曉洋，夏天翔，梁 競(jìng)，朱笑盈，劉文曉

1. 北京市生態(tài)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，北京 1000372. 國(guó)家城市環(huán)境污染控制工程技術(shù)研究中心，北京 1000373. 污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)模擬與修復(fù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037

地下水是重要的戰(zhàn)略水資源，在保障飲用水供給和生態(tài)環(huán)境安全方面具有重要的現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義，目前由城市化、工業(yè)化、農(nóng)業(yè)和礦業(yè)活動(dòng)等導(dǎo)致的污染對(duì)地下水環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，我國(guó)地下水污染形勢(shì)嚴(yán)峻，并呈現(xiàn)由點(diǎn)向面擴(kuò)展的趨勢(shì)[1]. 根據(jù)2020年《中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》[2]，全國(guó)10171個(gè)地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)占13.6%，Ⅳ類水占68.8%，Ⅴ類水占17.6%. 有關(guān)研究顯示，華北部分區(qū)域的地下水中甚至出現(xiàn)了致癌、致畸、致突變污染指標(biāo)[3]. 由于地下水具有隱蔽、流動(dòng)緩慢、交替程度弱、自凈能力差等特點(diǎn)，一旦被污染就難以修復(fù)，且修復(fù)成本很高.

一些發(fā)達(dá)國(guó)家自20世紀(jì)80年代開展地下水污染修復(fù)以來(lái)，修復(fù)技術(shù)在大量的研究和實(shí)踐應(yīng)用中不斷加以改進(jìn)和創(chuàng)新[4]. 根據(jù)US EPA超級(jí)基金場(chǎng)地2020年報(bào)告[5]，在2015—2017年美國(guó)110個(gè)地下水修復(fù)案例中，以原位修復(fù)、抽出處理和監(jiān)測(cè)自然衰減技術(shù)為主，其中超過(guò)一半的場(chǎng)地采用原位修復(fù)方式，抽出處理使用比例降至20%，64%～78%的場(chǎng)地采用了制度控制措施，52%的場(chǎng)地采用了多種修復(fù)方式聯(lián)合使用的方式. 與美國(guó)相比，我國(guó)地下水修復(fù)起步較晚但發(fā)展迅速[6]，《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《地下水污染防治實(shí)施方案》《地下水修復(fù)技術(shù)導(dǎo)則》等政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)已相繼出臺(tái). 根據(jù)2019年土壤修復(fù)行業(yè)發(fā)展評(píng)述[7]，我國(guó)地下水修復(fù)技術(shù)主要有抽出處理、多相抽提、化學(xué)氧化、化學(xué)還原、空氣注射和可滲透反應(yīng)墻等，隨著一系列政策文件的陸續(xù)出臺(tái)，修復(fù)市場(chǎng)持續(xù)升溫，地下水修復(fù)技術(shù)也從單一技術(shù)發(fā)展到多種技術(shù)組合聯(lián)用.

盡管地下水修復(fù)已經(jīng)開展了幾十年的研究和實(shí)踐，但由于地下水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性、污染物環(huán)境行為的多樣性、修復(fù)技術(shù)本身存在的局限性等，導(dǎo)致地下水修復(fù)效果存在較大的不確定性[8]. 該研究針對(duì)地下水修復(fù)的技術(shù)不可達(dá)性，借鑒美國(guó)污染場(chǎng)地地下水技術(shù)不可達(dá)評(píng)估和適應(yīng)性管理策略，結(jié)合國(guó)內(nèi)案例研究，提出我國(guó)地下水修復(fù)過(guò)程實(shí)時(shí)跟蹤和后期管理技術(shù)要求，以期為地下水修復(fù)和污染場(chǎng)地管理提供有益參考.

1 地下水修復(fù)的技術(shù)不可達(dá)性

1.1 技術(shù)不可達(dá)的涵義

地下水修復(fù)是美國(guó)超級(jí)基金(Superfund)以及資源保護(hù)和回收法(Resources Conservation & Recovery Act, RCRA)行動(dòng)計(jì)劃的主要目標(biāo)之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)約29.4萬(wàn)個(gè)污染場(chǎng)地中的大部分均存在地下水污染問(wèn)題[9]，1981—2017年開展修復(fù)的1498個(gè)超級(jí)基金場(chǎng)地中有84%存在地下水污染[5]. 超級(jí)基金和RCRA一般要求將地下水修復(fù)到與當(dāng)前或規(guī)劃用途一致的水平，通常使用聯(lián)邦或州飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于確定不適于飲用水用途的地下水，其修復(fù)目標(biāo)是保證保護(hù)環(huán)境及安全利用. 超級(jí)基金和RCRA對(duì)于減少地下水污染帶來(lái)的直接威脅方面取得了很大的成功，但大量經(jīng)驗(yàn)和案例表明，將受污染的地下水修復(fù)到飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或目標(biāo)值不一定能實(shí)現(xiàn)[10]. 如美國(guó)北卡羅來(lái)納州某苯系物污染場(chǎng)地，地下水抽出處理系統(tǒng)(pumpand-treat system，P&T系統(tǒng))自1996年7月開始運(yùn)行，至1999年3月地下水中污染物的質(zhì)量去除了3.5磅，而1997年11月至1999年3月期間減少量不足0.5磅，并且，去除前期的3磅花費(fèi)了17.5萬(wàn)美元，而去除后期的0.5磅花費(fèi)了72.5萬(wàn)美元(見圖1[11]). 據(jù)2013年美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)(National Research Council, NRC)[12]統(tǒng)計(jì)，美國(guó)至少有126000個(gè)場(chǎng)地地下水受到污染，關(guān)閉這些場(chǎng)地的費(fèi)用預(yù)計(jì)至少為110億～127億美元，并且約有10%的復(fù)雜場(chǎng)地，由于技術(shù)限制在未來(lái)50～100年內(nèi)不太可能達(dá)到預(yù)期修復(fù)目標(biāo).

圖1 美國(guó)案例場(chǎng)地地下水P&T修復(fù)系統(tǒng)污染物去除量與運(yùn)行時(shí)間和費(fèi)用的關(guān)系[11]Fig.1 Cumulative mass recovered versus time and costs of VOCs removed for the pump-and-treat system at case site in the USA[11]

Mcguire等[13]對(duì)美國(guó)235個(gè)氯代烴污染場(chǎng)地常用原位修復(fù)技術(shù)的修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，235個(gè)場(chǎng)地中僅有7%達(dá)到修復(fù)目標(biāo)、700個(gè)監(jiān)測(cè)井中僅有21%的污染物濃度達(dá)到預(yù)期修復(fù)目標(biāo)，主要原因是場(chǎng)地水文地質(zhì)條件的非均質(zhì)性、調(diào)查評(píng)估的不確定性、修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的局限性[14]. 1994年美國(guó)NRC出版的地下水修復(fù)治理技術(shù)報(bào)告中，評(píng)估了美國(guó)77個(gè)用傳統(tǒng)P&T技術(shù)治理地下水污染的場(chǎng)地，發(fā)現(xiàn)達(dá)標(biāo)場(chǎng)地僅有10%[15]，報(bào)告中的研究結(jié)果引起了環(huán)保界人士對(duì)P&T技術(shù)修復(fù)地下水效果的共同關(guān)注，并懷疑政府正在為無(wú)效的地下水治理浪費(fèi)著巨額資金[16]. 美國(guó)修復(fù)技術(shù)圓桌會(huì)議(Federal Remediation Technologies Roundtable, FRTR)的案例研究[17]顯示，超級(jí)基金場(chǎng)地中大多數(shù)P&T系統(tǒng)在運(yùn)行5年內(nèi)，時(shí)間與污染物濃度去除率的關(guān)系曲線斜率漸近于零，即達(dá)到修復(fù)極限(asymptote performance)，在污染物濃度已經(jīng)降至修復(fù)極限后，若繼續(xù)開展修復(fù)，污染物的去除效果與時(shí)間和資源的消耗將難以對(duì)應(yīng). 地下水修復(fù)的不可達(dá)性主要表現(xiàn)為修復(fù)時(shí)間的不可達(dá)性以及成本與資源消耗的不可達(dá)性. 如圖2[17]所示，即使在采用了最佳修復(fù)軌跡“軌跡4-可達(dá)標(biāo)”情況下，由于場(chǎng)地調(diào)查的不確定性、預(yù)期成本和周期限制等因素的影響，修復(fù)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)所需的時(shí)間仍有可能是未知的.

圖2 地下水修復(fù)軌跡示意[17]Fig.2 Schematic of possible remediation trajectories for plume behavior[17]

美國(guó)發(fā)現(xiàn)并認(rèn)識(shí)到了地下水修復(fù)的不確定性之后，提出了“修復(fù)技術(shù)不可達(dá)”(technical impracticability,TI)的概念，認(rèn)為由于水文地質(zhì)條件、污染物賦存特征、重質(zhì)非水相液體(DNAPL)存在等客觀因素[18]，部分場(chǎng)地的地下水修復(fù)達(dá)到超級(jí)基金或RCRA要求的濃度水平是不可行的，并提出了相關(guān)技術(shù)不可達(dá)性評(píng)估、豁免政策和后期管理等技術(shù)要求.

1.2 技術(shù)不可達(dá)豁免

由于地下水修復(fù)不確定性的客觀存在，面臨修復(fù)時(shí)間和資源消耗與修復(fù)預(yù)期目標(biāo)不匹配的問(wèn)題時(shí)，若不考慮修復(fù)技術(shù)不可達(dá)現(xiàn)象的存在，將在一定程度上阻礙地下水修復(fù)和場(chǎng)地的再開發(fā)利用，基于此，美國(guó)推行了地下水污染場(chǎng)地的技術(shù)不可達(dá)豁免(technical impracticability waivers，TI豁免)政策[19]，明確了技術(shù)不可達(dá)的定義、TI豁免的申請(qǐng)和審查等要求. 例如，位于美國(guó)緬因州的一個(gè)廢油儲(chǔ)存場(chǎng)地[20]，造成場(chǎng)地周邊土壤和地下水中揮發(fā)性有機(jī)物污染，1990年進(jìn)行了緊急清理后列入國(guó)家優(yōu)先清單(National Priorities List, NPL)，在修復(fù)實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，存在于場(chǎng)地基巖中的DNAPL是場(chǎng)地?fù)]發(fā)性有機(jī)物污染的主要來(lái)源，US EPA不確定是否可以在合理的時(shí)間內(nèi)達(dá)到修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)技術(shù)不可行性評(píng)估，認(rèn)為該場(chǎng)地符合地下水污染物較穩(wěn)定、地下水沒有飲用途徑、通過(guò)制度控制可防止人群暴露等條件，在開展水力控制和落實(shí)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)計(jì)劃的前提下對(duì)場(chǎng)地污染區(qū)修復(fù)進(jìn)行了豁免.

據(jù)統(tǒng)計(jì)，最常見的豁免原因是復(fù)雜的水文地質(zhì)條件和NAPL的存在[21]，揮發(fā)性有機(jī)物、重金屬、半揮發(fā)性有機(jī)物和多環(huán)芳烴等是技術(shù)不可達(dá)豁免場(chǎng)地中最常見的污染物. 2020年美國(guó)首次將技術(shù)不可達(dá)豁免場(chǎng)地統(tǒng)計(jì)納入了超級(jí)基金修復(fù)報(bào)告中[5]，在1988—2017年期間，US EPA的96個(gè)超級(jí)基金場(chǎng)地中共發(fā)出105份豁免許可(見圖3)，幾乎每年都存在因地下水修復(fù)技術(shù)不可達(dá)而豁免的場(chǎng)地.

圖3 美國(guó)超級(jí)基金場(chǎng)地各財(cái)年技術(shù)不可達(dá)豁免場(chǎng)地?cái)?shù)量(1988?2017年)Fig.3 Groundwater TI Waivers per Fiscal Year of EPA' Superfund from 1988 to 2017 in the USA

借鑒US EPA技術(shù)不可達(dá)豁免政策，美國(guó)加州地下水管理部門根據(jù)過(guò)去25年間對(duì)地下儲(chǔ)油罐泄露場(chǎng)地調(diào)查修復(fù)的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為由于受修復(fù)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，地下水恢復(fù)到原政策要求的背景水質(zhì)或加州地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)往往很難實(shí)現(xiàn)，考慮地下水等自然降解功能特點(diǎn)，制定了“地下儲(chǔ)油罐低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案政策”[22]，提出地下水修復(fù)活動(dòng)的目標(biāo)是使地下水質(zhì)量達(dá)到對(duì)人體健康與環(huán)境安全無(wú)影響的水平，而完全恢復(fù)到背景濃度或者質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，將依靠地下水中污染物的自然衰減作用，如此既保護(hù)了人體健康和環(huán)境安全，同時(shí)又減少了不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi). 美國(guó)空軍工程與環(huán)境中心2012發(fā)布指導(dǎo)手冊(cè)[23]，將場(chǎng)地低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案方法應(yīng)用于石油燃料、氯化溶劑、重金屬等地下水污染修復(fù)場(chǎng)地.

1.3 技術(shù)不可達(dá)評(píng)估

大多數(shù)情況下，只有在修復(fù)實(shí)施了一段時(shí)間之后才能提出TI豁免申請(qǐng)，稱為“修復(fù)實(shí)施后TI豁免”；個(gè)別情況下，若有詳細(xì)的場(chǎng)地概念模型和充分的數(shù)據(jù)支持，也可以在地下水修復(fù)實(shí)施之前提出“前端TI豁免”[24]. 根據(jù)在美國(guó)超級(jí)基金場(chǎng)地地下水管理路徑(見圖4[25])，一般是在現(xiàn)有選擇技術(shù)實(shí)施之后，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和其他資料證明現(xiàn)有修復(fù)技術(shù)不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)且沒有其他修復(fù)技術(shù)可以達(dá)到修復(fù)目標(biāo)的情況下，開展多證據(jù)支持下的技術(shù)不可達(dá)評(píng)估(TI evaluation,TI評(píng)估)來(lái)決定是否可以進(jìn)行豁免[26].

圖4 美國(guó)超級(jí)基金場(chǎng)地地下水修復(fù)路線[25]Fig.4 Recommended process for restoring contaminated groundwater at Superfund site in the USA[25]

技術(shù)不可達(dá)評(píng)估是地下水修復(fù)過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，責(zé)任方或施工方申請(qǐng)技術(shù)不可達(dá)豁免時(shí)，需要提交技術(shù)不可達(dá)評(píng)估報(bào)告(TI evaluation report, TI評(píng)估報(bào)告)，TI評(píng)估報(bào)告需要包含以下內(nèi)容[12,27]：①明確TI豁免場(chǎng)地的修復(fù)目標(biāo)；②明確TI豁免的范圍，包括經(jīng)緯度、體積、含水層信息等；③提交精確的場(chǎng)地概念模型，包括場(chǎng)地地質(zhì)和水文地質(zhì)情況、污染分布、遷移轉(zhuǎn)化途徑和受體特征等；④證明不能達(dá)到修復(fù)目標(biāo)值的數(shù)據(jù)資料，包括必須證明污染源已經(jīng)精準(zhǔn)識(shí)別且已經(jīng)去除或有效管控，證明目前采用的修復(fù)策略不能進(jìn)一步起到修復(fù)效果，估算現(xiàn)有修復(fù)技術(shù)清理達(dá)到目標(biāo)值所需的時(shí)間，以及說(shuō)明在合理的時(shí)間范圍內(nèi)各修復(fù)技術(shù)均不能修復(fù)到目標(biāo)值；⑤計(jì)算繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)有修復(fù)策略所需的費(fèi)用；⑥TI豁免后的監(jiān)測(cè)計(jì)劃. 技術(shù)不可達(dá)性評(píng)估報(bào)告需要提交管理部門批準(zhǔn)，相關(guān)申請(qǐng)和決策需納入場(chǎng)地決策記錄(Records of Decision,ROD)中.

2 技術(shù)不可達(dá)場(chǎng)地的環(huán)境管理

對(duì)于出現(xiàn)修復(fù)技術(shù)不可達(dá)(或稱達(dá)到修復(fù)極限)的地塊，并不意味著將減少在場(chǎng)地地下水污染修復(fù)方面的努力，相反，管理部門更需加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的評(píng)估，仍需要嚴(yán)格的技術(shù)手段和風(fēng)險(xiǎn)管理，保障場(chǎng)地修復(fù)效果和安全利用.

2.1 適應(yīng)性管理

為了有效推進(jìn)地下水風(fēng)險(xiǎn)管理工作，US EPA明確提出，經(jīng)一系列嚴(yán)格評(píng)估判斷場(chǎng)地難以到達(dá)可行性方案中規(guī)定的修復(fù)目標(biāo)時(shí)，可以改變修復(fù)目標(biāo)或采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管控措施[8]. US EPA在2011年發(fā)布的《超級(jí)基金場(chǎng)地地下水修復(fù)推薦程序》提出，若證明修復(fù)技術(shù)不能達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，則需要改變修復(fù)技術(shù)或修復(fù)措施；在2013年發(fā)布的地下水修復(fù)策略[28]中提出，鼓勵(lì)通過(guò)持續(xù)的數(shù)據(jù)收集、效果評(píng)估和修復(fù)措施評(píng)估，充分考慮場(chǎng)地條件的變化，對(duì)修復(fù)過(guò)程進(jìn)行不斷完善. 美國(guó)新澤西州2013年發(fā)布的《地下水修復(fù)不可達(dá)性技術(shù)指南》[29]指出，若由于場(chǎng)地污染物特征、污染介質(zhì)、修復(fù)技術(shù)的可獲得性以及達(dá)到修復(fù)極限后成本等因素，達(dá)到修復(fù)極限后，可以通過(guò)優(yōu)化修復(fù)方案改進(jìn)修復(fù)效果，若技術(shù)或經(jīng)費(fèi)受限，也可以通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)控制措施來(lái)進(jìn)行地下水管理.

美國(guó)NRC于2003年提出了適應(yīng)性場(chǎng)地管理(adaptive site management, AM)概念[18]，建議對(duì)復(fù)雜污染場(chǎng)地進(jìn)行適應(yīng)性管理，并指出適應(yīng)性管理并不等同于“反復(fù)試驗(yàn)”，而是通過(guò)不斷地學(xué)習(xí)、測(cè)試、評(píng)估和完善以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期修復(fù)目標(biāo)；類似于適應(yīng)性管理的方法，NRC于2013年提出開展過(guò)渡階段評(píng)估(transition assessment)的概念，對(duì)于尚未達(dá)到修復(fù)目標(biāo)但已達(dá)到修復(fù)極限的復(fù)雜污染場(chǎng)地，進(jìn)行過(guò)渡評(píng)估并考慮采用新的補(bǔ)救措施或開展長(zhǎng)期管理. 2017年ITRC建立了針對(duì)復(fù)雜污染場(chǎng)地的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性污染場(chǎng)地管理框架體系[8]，即對(duì)于場(chǎng)地中存在難降解污染物且污染規(guī)模大、水文地質(zhì)條件復(fù)雜等的復(fù)雜性場(chǎng)地，在充分掌握?qǐng)龅馗拍钅Ｐ偷幕A(chǔ)上，可以同時(shí)設(shè)置近期修復(fù)目標(biāo)和長(zhǎng)期修復(fù)目標(biāo)，并根據(jù)修復(fù)過(guò)程中的運(yùn)行監(jiān)測(cè)與效果評(píng)估，不斷動(dòng)態(tài)調(diào)整修復(fù)工藝參數(shù)、修復(fù)技術(shù)和修復(fù)目標(biāo)，以減少場(chǎng)地修復(fù)過(guò)程中的不確定性. 適應(yīng)性管理適用于任何場(chǎng)地特別是復(fù)雜污染場(chǎng)地，且適用于場(chǎng)地修復(fù)的任何階段，其在污染場(chǎng)地管理中的作用如圖5[30]所示. 通過(guò)適應(yīng)性管理，當(dāng)所有近期目標(biāo)均已實(shí)現(xiàn)、場(chǎng)地長(zhǎng)期目標(biāo)已實(shí)現(xiàn)且場(chǎng)地關(guān)閉流程已啟動(dòng)時(shí)，適應(yīng)性場(chǎng)地管理即告結(jié)束.

圖5 適應(yīng)性管理在美國(guó)超級(jí)基金場(chǎng)地管理中的作用[30]Fig.5 Superfund remedial site management mentality under AM in the USA[30]

2.2 低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案

采用適應(yīng)性管理對(duì)策調(diào)整優(yōu)化修復(fù)方案之后，仍需保證場(chǎng)地用地安全，方可進(jìn)入開發(fā)利用階段. 管理部門對(duì)修復(fù)不可達(dá)評(píng)估報(bào)告的批準(zhǔn)并不意味著免除責(zé)任人的責(zé)任，相反，報(bào)告中應(yīng)明確提供保障公眾健康和環(huán)境安全的方案[12]. 美國(guó)加利福尼亞州“低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案政策”中提出了場(chǎng)地結(jié)案的3個(gè)要素，包括地下水污染羽需穩(wěn)定或有衰減趨勢(shì)、場(chǎng)地受蒸氣入侵風(fēng)險(xiǎn)較小、殘留污染物濃度不對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生危害.美國(guó)空軍工程與環(huán)境中心發(fā)布的指導(dǎo)手冊(cè)提出了低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案判斷邏輯圖(見圖6[23])，基于場(chǎng)地概念模型、污染源控制和殘留污染物風(fēng)險(xiǎn)的程度，將其低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案場(chǎng)景分為3種：若滿足所有必要因素和3～4個(gè)限制因素類型，則屬于類型A—有足夠的證據(jù)確定場(chǎng)地可以關(guān)閉；若滿足所有必要因素和0～2個(gè)限制因素，屬于類型B—有適度的證據(jù)確定場(chǎng)地可以關(guān)閉；若不滿足任何必要因素，則屬于類型C—場(chǎng)地較難進(jìn)入關(guān)閉程序. 美國(guó)科羅拉多州針對(duì)有地下水污染殘留場(chǎng)地的關(guān)閉政策中提出，申請(qǐng)人應(yīng)證明污染物濃度將在場(chǎng)地關(guān)閉后在合理的時(shí)間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)修復(fù)目標(biāo)，且證明對(duì)人體健康和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的影響較低. 低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案政策中的判斷邏輯為是否可保證場(chǎng)地安全利用提供了較為系統(tǒng)和全面的判斷條件，因儲(chǔ)油罐場(chǎng)地?cái)?shù)量眾多以及加利福尼亞州在美國(guó)環(huán)保界的影響力，低風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地政策對(duì)美國(guó)乃至全球都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響.

圖6 低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案判斷邏輯程序[23]Fig.6 Low-risk site closure manual decision logic flow chart[23]

2.3 后期管理

由于地下水修復(fù)過(guò)程的不確定性，還應(yīng)關(guān)注其修復(fù)效果長(zhǎng)期有效性，除非開展定期的操作和維護(hù)，否則修復(fù)工程可能會(huì)隨著時(shí)間失效或降低性能，特別是對(duì)于達(dá)到修復(fù)極限、調(diào)整修復(fù)策略的場(chǎng)地，需要持續(xù)保障用地安全. US EPA規(guī)定，污染場(chǎng)地的修復(fù)工程建設(shè)完成后，還需開展運(yùn)行與維護(hù)(O&M)、長(zhǎng)期響應(yīng)(long-term response actions, LTRA)、制度控制(institutional control, IC)、五年回顧(five-year reviews)等工作，以確保超級(jí)基金響應(yīng)活動(dòng)對(duì)人體健康和安全提供長(zhǎng)期保護(hù)[31].

針對(duì)地下水修復(fù)(見圖7[31])，一般在修復(fù)設(shè)施具備操作性與功能性(operational and functional determinations, O&F)后，進(jìn)入最多10年的長(zhǎng)期響應(yīng)階段[32-33]，長(zhǎng)期響應(yīng)階段結(jié)束后，若仍未達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，則需要對(duì)修復(fù)設(shè)施開展必要的長(zhǎng)期管理. 運(yùn)行與維護(hù)是保證修復(fù)效果的必要措施，開展之前需明確責(zé)任方并制定運(yùn)行與維護(hù)計(jì)劃[34]. 制度控制是指通過(guò)制定和實(shí)施各項(xiàng)條例、準(zhǔn)則、規(guī)章或制度等非工程的控制措施和法律控制手段，防止或減少人群對(duì)地塊污染物的暴露，從制度上杜絕和防范地塊污染可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和危害，常作為風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)的補(bǔ)充措施進(jìn)行使用[35]；對(duì)于場(chǎng)地修復(fù)后不能達(dá)到“不限制利用、不限制暴露途徑”標(biāo)準(zhǔn)的，需要開展五年回顧[36]，包括場(chǎng)地上仍有污染物殘留、修復(fù)時(shí)間五年以上等情景.

圖7 超級(jí)基金地下水修復(fù)長(zhǎng)期管理階段示意[31]Fig.7 Superfund groundwater remediation timeline[31]

3 經(jīng)驗(yàn)與啟示

總結(jié)美國(guó)污染場(chǎng)地地下水修復(fù)管理經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，由于地下水修復(fù)不確定性的客觀存在，面臨修復(fù)時(shí)間和資源消耗與修復(fù)預(yù)期目標(biāo)不匹配的問(wèn)題時(shí)，若不考慮修復(fù)技術(shù)不可達(dá)現(xiàn)象的存在，將在一定程度上阻礙地下水修復(fù)和場(chǎng)地的再開發(fā)利用. 美國(guó)借鑒多個(gè)案例場(chǎng)地的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在地下水修復(fù)特別是超級(jí)基金管理中，逐步建立了較為完善的技術(shù)不可達(dá)評(píng)估、技術(shù)不可達(dá)豁免、適應(yīng)性管理等技術(shù)要求，大力倡導(dǎo)場(chǎng)地修復(fù)過(guò)程中的運(yùn)行監(jiān)測(cè)與優(yōu)化，對(duì)地下水修復(fù)的管理起到了科學(xué)合理的推動(dòng)作用. 我國(guó)污染場(chǎng)地管理起步較晚，目前已積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，但在復(fù)雜污染場(chǎng)地地下水修復(fù)中仍存在修復(fù)目標(biāo)、修復(fù)周期、修復(fù)效果評(píng)估周期等各方面等挑戰(zhàn)，可借鑒美國(guó)地下水修復(fù)管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步完善相關(guān)技術(shù)體系，避免重復(fù)走美國(guó)污染場(chǎng)地地下水修復(fù)的彎路.

3.1 建立修復(fù)過(guò)程跟蹤管理技術(shù)體系

現(xiàn)階段，我國(guó)在修復(fù)工程實(shí)施過(guò)程傾向于按照修復(fù)技術(shù)方案和施工組織方案開展快速高強(qiáng)度的治理修復(fù)，較少關(guān)注修復(fù)實(shí)施前后和修復(fù)過(guò)程中場(chǎng)地概念模型的改變，修復(fù)過(guò)程的運(yùn)行監(jiān)測(cè)較為簡(jiǎn)單. 近年來(lái)對(duì)污染場(chǎng)地地下水修復(fù)進(jìn)行的多項(xiàng)研究與實(shí)踐已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，復(fù)雜污染場(chǎng)地地下水修復(fù)到預(yù)期目標(biāo)難度較大，例如，涉及地下水氯代烴污染的場(chǎng)地由于污染物氣相、自由相、溶解相、殘留相4種賦存狀態(tài)的存在及相互轉(zhuǎn)化，極大地增加了污染場(chǎng)地的治理難度[37]；涉及DNAPL污染的場(chǎng)地，由于其在地下水中有持續(xù)向下遷移的趨勢(shì)，最終會(huì)吸附于低滲透地層中，成為長(zhǎng)期存在的污染源，引起反向擴(kuò)散發(fā)生，致使地下水修復(fù)幾乎難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[38]. 借鑒美國(guó)地下水修復(fù)技術(shù)不可達(dá)和適應(yīng)性管理相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可知，由于場(chǎng)地調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及修復(fù)治理技術(shù)可行性研究均存在較大的不確定性，在治理修復(fù)過(guò)程中，不能保證修復(fù)方案中確定的修復(fù)目標(biāo)、修復(fù)技術(shù)和周期是一成不變的[8].按照我國(guó)現(xiàn)有法律法規(guī)要求，需要在達(dá)到修復(fù)目標(biāo)后方能移出污染地塊名錄，而地下水修復(fù)技術(shù)不可達(dá)性的客觀存在對(duì)修復(fù)效果評(píng)估以及污染場(chǎng)地管理帶來(lái)較大的壓力.

我國(guó)在修復(fù)實(shí)施階段尚無(wú)涉及地下水技術(shù)不可達(dá)情景的應(yīng)對(duì)措施和技術(shù)要求，僅在修復(fù)效果評(píng)估階段提出了修復(fù)極限的概念并對(duì)判斷修復(fù)極限的條件提出了要求[39-40]，評(píng)估時(shí)間非常滯后，在我國(guó)現(xiàn)有管理體系下，若在效果評(píng)估階段涉及修復(fù)方式優(yōu)化、修復(fù)目標(biāo)調(diào)整等需求，在技術(shù)實(shí)施上較為被動(dòng)且易造成較大的管理決策壓力，不利于地下水修復(fù)的科學(xué)管理和有效修復(fù). 因此，為了避免過(guò)度修復(fù)或修復(fù)失敗，應(yīng)建立完善的地下水修復(fù)全過(guò)程跟蹤管理技術(shù)體系(見圖8)，對(duì)修復(fù)過(guò)程進(jìn)行有效跟蹤，提高修復(fù)實(shí)施的科學(xué)性. 尤其是在修復(fù)實(shí)施階段，應(yīng)在不斷更新場(chǎng)地概念模型的基礎(chǔ)上，開展過(guò)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，跟進(jìn)地下水污染羽變化、污染物濃度降低速率和污染源去除效果；判斷所采用修復(fù)策略的修復(fù)趨勢(shì)，分析預(yù)期修復(fù)效果；保證修復(fù)工程在實(shí)施過(guò)程中得到有效的操作和足夠的維護(hù)；科學(xué)判斷是否出現(xiàn)技術(shù)不可達(dá)情景，必要時(shí)根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)開展技術(shù)不可達(dá)評(píng)估；實(shí)時(shí)記錄修復(fù)運(yùn)行變更、設(shè)施調(diào)整等系統(tǒng)優(yōu)化措施及其成效等.

圖8 地下水修復(fù)全過(guò)程跟蹤管理技術(shù)框架Fig.8 Technical framework for whole-process tracking management of groundwater remediation

3.2 適時(shí)開展殘留污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

修復(fù)后安全利用是污染場(chǎng)地修復(fù)的根本要求，對(duì)于達(dá)到修復(fù)極限的地塊，仍需要嚴(yán)格的技術(shù)手段和風(fēng)險(xiǎn)管理，并確保殘留污染物不會(huì)對(duì)人群健康和環(huán)境產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn). 我國(guó)在HJ 25.6—2019《污染地塊地下水修復(fù)和風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)導(dǎo)則》[39]中開展了一定程度的探索和要求，規(guī)定在達(dá)到修復(fù)極限的情況下對(duì)殘留污染物開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，若殘留污染物風(fēng)險(xiǎn)不可接受，則需要進(jìn)一步治理修復(fù)或管控. 但是，目前殘留污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估尚未得到廣泛推行，一方面，是由于需要在判斷達(dá)到修復(fù)極限情況下才能進(jìn)入到殘留污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估階段，現(xiàn)有修復(fù)過(guò)程數(shù)據(jù)的缺乏大多不能支撐修復(fù)極限的判定；另一方面，殘留污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要結(jié)合更新后的場(chǎng)地概念模型開展，技術(shù)要求相對(duì)較為精細(xì)，目前尚無(wú)系統(tǒng)性的技術(shù)規(guī)范.

國(guó)內(nèi)少量場(chǎng)地在修復(fù)效果評(píng)估中開展了殘留污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的嘗試. 以某瀝青廠為例，該廠主要生產(chǎn)各種型號(hào)瀝青混合料，原輔材料包括瀝青、重油、柴油、乳化劑等，將規(guī)劃為居住用地. 通過(guò)場(chǎng)地土壤和地下水污染調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定場(chǎng)地土壤和地下水中目標(biāo)污染物為苯和總石油烴，土壤采用原位氣相抽提、地下水采用“抽出處理+回灌”進(jìn)行修復(fù). 通過(guò)修復(fù)，地下水中特征污染物濃度明顯降低、污染羽明顯減小，但局部土壤和個(gè)別監(jiān)測(cè)井中苯濃度仍存在超過(guò)修復(fù)目標(biāo)值的現(xiàn)象. 發(fā)現(xiàn)未達(dá)標(biāo)點(diǎn)的存在之后，修復(fù)系統(tǒng)補(bǔ)充運(yùn)行，但多次嘗試后再檢測(cè)仍存在局部不達(dá)標(biāo)情況. 結(jié)合該場(chǎng)地水文地質(zhì)情況進(jìn)行分析，主要原因可能在于該場(chǎng)地埋深12～16 m處存在粉質(zhì)黏土夾層形成透鏡體，造成該局部土壤難以通過(guò)氣相抽提修復(fù)達(dá)標(biāo)，且導(dǎo)致地下水修復(fù)難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo). 鑒于此，該場(chǎng)地在修復(fù)效果評(píng)估階段，借鑒美國(guó)殘余風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理念，建立了多層次的修復(fù)效果評(píng)估技術(shù)路線(見圖9)，包括第一層次達(dá)標(biāo)判斷、第二層次統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)和第三層次的場(chǎng)地殘余風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估. 在殘余風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作中，結(jié)合場(chǎng)地詳細(xì)的建設(shè)規(guī)劃、殘留污染物空間分布以及場(chǎng)地水文地質(zhì)條件構(gòu)建特定場(chǎng)地概念模型，結(jié)果顯示，場(chǎng)地地下水、土壤和土壤氣中污染物雖然有一定程度殘留，但對(duì)未來(lái)人群的健康風(fēng)險(xiǎn)均低于可接受風(fēng)險(xiǎn)水平(1×10—6)，滿足按當(dāng)前開發(fā)方案進(jìn)行開發(fā)建設(shè)的用地要求. 但鑒于場(chǎng)地內(nèi)地下水中殘留有苯污染，嚴(yán)禁場(chǎng)地內(nèi)地下水開采使用，同時(shí)提供了詳細(xì)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)計(jì)劃.

圖9 國(guó)內(nèi)某場(chǎng)地多層次修復(fù)效果評(píng)估路線Fig.9 Road map of multi-level remediation results verification for a certain site in China

該案例場(chǎng)地用地方式和建筑設(shè)計(jì)較為明確，在獲取較為完善的修復(fù)過(guò)程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、開展多證據(jù)多層次效果評(píng)估的基礎(chǔ)上，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了該場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)的不可達(dá)性，開展了殘余污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的嘗試，避免了過(guò)度的時(shí)間成本投入，有效保障了場(chǎng)地的開發(fā)建設(shè). 近些年，原位修復(fù)、風(fēng)險(xiǎn)管控、綠色可持續(xù)修復(fù)等成為場(chǎng)地修復(fù)的發(fā)展趨勢(shì)和熱點(diǎn)，按照基于風(fēng)險(xiǎn)的管理思路，建議可借鑒美國(guó)低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案政策和技術(shù)要求，結(jié)合我國(guó)法律法規(guī)要求，建立系統(tǒng)的殘余污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)體系，適時(shí)開展殘留污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，進(jìn)一步支撐修復(fù)效果評(píng)估、保障建設(shè)用地安全利用.

3.3 嚴(yán)格落實(shí)污染場(chǎng)地后期管理

借鑒美國(guó)對(duì)污染場(chǎng)地長(zhǎng)期管理的相關(guān)要素，我國(guó)在《污染地塊地下水修復(fù)和風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)導(dǎo)則》等技術(shù)規(guī)范[39-40]中初步提出了后期管理要求，但目前尚未建立系統(tǒng)的后期管理技術(shù)體系，后期管理的目的、概念、技術(shù)要求和監(jiān)管機(jī)制尚未明確，地下水修復(fù)后期管理要求存在不能科學(xué)推進(jìn)和有效落實(shí)的現(xiàn)狀. 例如，有些場(chǎng)地在地下水修復(fù)效果評(píng)估階段提出了修復(fù)后長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和制度控制的要求，但在施工期和建設(shè)期仍存在職責(zé)不明、意識(shí)欠缺等問(wèn)題，后期監(jiān)管措施未能得到落實(shí)，修復(fù)后場(chǎng)地安全不能得到有效保障. 甚至個(gè)別實(shí)施了工程阻隔的污染場(chǎng)地，在后續(xù)開發(fā)利用階段，出現(xiàn)破壞原阻隔層的情況，由于采取工程阻隔措施是對(duì)暴露途徑的阻隔來(lái)管控風(fēng)險(xiǎn)，并未對(duì)污染源進(jìn)行去除，因此破壞阻隔層使得污染源不能得到有效阻控，從而對(duì)場(chǎng)地開發(fā)使用帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)隱患，需要引起重視. 因此，借鑒美國(guó)管理經(jīng)驗(yàn)，建議制定相應(yīng)的后期管理技術(shù)文件和管理辦法，嚴(yán)格落實(shí)地下水修復(fù)后期監(jiān)管.

4 結(jié)論與建議

a) 美國(guó)管理經(jīng)驗(yàn)表明，地下水修復(fù)的不確定性在一定程度上造成了修復(fù)時(shí)間和資源的消耗與修復(fù)預(yù)期目標(biāo)不匹配的問(wèn)題，考慮修復(fù)技術(shù)不可達(dá)現(xiàn)象的存在，美國(guó)推行了技術(shù)不可達(dá)豁免政策，并提出適應(yīng)性管理和低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案等管理對(duì)策，對(duì)地下水修復(fù)的管理起到了積極有效的作用.

b) 我國(guó)在地下水修復(fù)起步時(shí)間較晚，現(xiàn)階段仍傾向于高強(qiáng)度的治理修復(fù)，對(duì)修復(fù)過(guò)程中的不確定性認(rèn)識(shí)還不夠全面，對(duì)修復(fù)效果評(píng)估及場(chǎng)地再開發(fā)利用帶來(lái)較大的壓力. 建議完善修復(fù)過(guò)程跟蹤管理技術(shù)體系，對(duì)修復(fù)過(guò)程進(jìn)行有效跟蹤，提高修復(fù)實(shí)施的科學(xué)性；基于風(fēng)險(xiǎn)管理思路并結(jié)合我國(guó)法律法規(guī)要求，適時(shí)開展殘余污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，進(jìn)一步支撐修復(fù)效果評(píng)估和場(chǎng)地開發(fā)利用；關(guān)注地下水修復(fù)效果的長(zhǎng)期有效性，制定后期管理技術(shù)文件和管理辦法，嚴(yán)格落實(shí)污染場(chǎng)地后期監(jiān)管.