1技术名称  
  技术名称：地下水监控自然衰减，英文名称：Groundwater Monitored Natural Attenuation(MNA)  
  2技术适用性  
  2.1适用的介质：污染地下水  
  2.2可处理的污染物类型：碳氢化合物(如BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、石油烃、多环芳烃、MTBE(甲基叔丁基醚))、氯代烃、硝基芳香烃、重金属类、非金属类(砷、砸)、含氧阴离子(如硝酸盐、过氯酸)等。  
  2.3应用限制条件：在证明具备适当环境条件时才能使用，不适用于对场地修复时间要求较短的情况，对自然衰减过程中的长期监测、管理要求高。  
  3技术介绍  
  3.1原理：通过实施有计划的监控策略，依据场地自然发生的物理、化学及生物作用，包含生物降解、扩散、吸附、稀释、挥发、放射性衰减以及化学性或生物性稳定等，使得地下水和土壤中污染物的数量、毒性、移动性降低到风险可接受水平。  
  3.2系统构成和主要设备：由监测井网系统、监测计划、自然衰减性能评估系统和紧急备用方案四部分组成。  
  1) 监测井网系统：能够确定地下水中污染物在纵向和垂向的分布范围，确定污染羽是否呈现稳定、缩小或扩大状态，确定自然衰减速率是否为常数，对于敏感的受体所造成的影响有预警作用。监测井设置密度(位置与数量)需根据场地地质条件、水文条件、污染羽范围、污染羽在空间与时间上的分布而定，且能够满足统计分析上可信度要求所需要的数量。建立监测井网系统所需设备包括建井钻机、水井井管等。  
  2) 监测计划：主要监测分析项目需集中在污染物及其降解产物上。在监测初期，所有监测区域均需要分析污染物、污染物的降解产物及完整的地球化学参数，以充分了解整个场地的水文地质特性与污染分布。后续监测过程中，则可以依据不同的监测区域与目的，做适当的调整。地下水监测频率在开始的前两年至少每季度监测一次，以确认污染物随着季节性变化的情形，但有些场地可能监测时间需要更长(大于2年)以建立起长期性的变化趋势;对于地下水文条件变化差异性大，或是易随着季节有明显变化的地区，则需要更密集的监测频率，以掌握长期性变化趋势;而在监测2年之后，监测的频率可以依据污染物移动时间以及场地其它特性做适当的调整。主要包括取样设备和监测设备等。  
  3) 监控自然衰减性能评估：评估监测分析数据结果，判定MNA程序是否如预期方向进行，并评估MNA对污染改善的成效。MNA性能评估依据主要来源于监测过程中所得到的检测分析结果，主要根据监测数据与前一次(或历史资料)的分析结果做比对。主要包括：  
  a. 自然衰减是否如预期的正在发生;  
  b. 是否能监测到任何降低自然衰减效果的环境状况改变，包括水文地质、地球化学、微生物族群或其它的改变;  
  c. 能判定潜在或具有毒性或移动性的降解产物;  
  d. 能够证实污染羽正持续衰减;  
  e. 能证实对于下游潜在受体不会有无法接受的影响;  
  f. 能够监测出新的污染物释放到环境中，且可能会影响到MNA修复的效果; 
  g. 能够证实可以达到修复目标。 
  4) 紧急备用方案：紧急备用方案是在MNA修复法无法达到预期目标，或是当场地内污染有恶化情形，污染羽有持续扩散的趋势时，采用其它土壤或地下水污染修复工程，而不是仅以原有的自然衰减机制来进行场地的修复工作。当地下水中出现下列情况时，需启动紧急备案。(1)地下水中污染物浓度大幅度增加或监测井中出现新的污染物;(2)污染源附近采样结果显示污染物浓度有大幅增加情形，表示可能有新的污染源释放出来;(3)在原来污染羽边界以外的监测井发现污染物;(4)影响到下游地区潜在的受体;(5)污染物浓度下降速率不足以达到修复目标;(6)地球化学参数的浓度改变，导致生物降解能力下降;(7)因土地或地下水使用改变，造成污染暴露途径。 
  4 关键技术参数或指标 
  场地特征污染物。自然衰减的机制有生物性和非生物性作用，需要根据污染物的特性评估自然衰减是否存在;不同污染物的自然衰减机制和评估所需参数，包括地质与含水层特性、污染物化学性质、原生污染物浓度、总有机碳、氧化还原反应条件、pH值与有效性铁氢氧化物浓度、场地特征参数(如微生物特征、缓冲容量等) 
  污染源及受体的暴露位置：开展监控自然衰减修复技术时，需确认场地内的污染源、高污染核心区域、污染羽范围及邻近可能的受体所在位置，包含平行及垂直地下水流向上任何可能的受体暴露点，并确认这些潜在受体与污染羽之间的距离。 
  下水水流及溶质运移参数：在确认场地有足够的条件发生自然衰减后，须利用水力坡度、渗透系数、土壤质地和孔隙率等参数，模拟地下水的水流及溶质运移模型，估计污染羽的变化与移动趋势。 
  染物衰减速率：多数常见的污染物的生物衰减是依据一阶反应进行，在此条件下最佳的方式是沿着污染羽中心线(沿着平行地下水流方向)，在距离污染源不同的点位进行采样分析，以获取不同时间及不同距离的污染物浓度来计算一阶反应常数。重金属类污染物可以通过同位素分析方法获取自然衰减速率，对同一点位的不同时间进行多次采样分析，并由此判断自然衰减是否足以有效控制污染带扩散。通过重金属的存在形态，判定自然衰减的发生和主要过程。若无法获取当前数据也可以参考文献报告数据获取污染物衰减速率。13.4技术应用基础和前期准备 
  在利用MNA进行场地修复前，应进行相应的场地特征详细调查，以评估该技术是否适用，并为监测井网设计提供基础参数。场地特征详细调查主要确认信息包括污染物特性、水文地质条件及暴露途径和潜在受体。调查结果必须能够提供完整的场地特征描述，包括污染物分布情况与场地的水文地质条件，以及其它进行MNA可行性评估所需要的信息。取得相关的地质、生物、地球化学、水文学、气候学与污染分析数据后，可以利用二维或三维可视化模型展示场地内污染物分布情形、高污染源区附近地下环境、下游未受污染地区的状态、地下水流场以及污染传输系统等，即建立场地特征概念模型。 
  取得场地数据后，利用污染传输模式或是自然衰减模式进行模拟，并与实际场地特征调查结果进行验证，修正先前所建立的场地概念模型;如果场地差异性较大时，可以适当修正模型所有的相关参数，并重新进行模拟。在后续执行MNA过程中，如取得最新的监测数据资料，也应随时修正场地概念模型，以便精确评估及预测MNA修复效果。 
  在完成初步评估、污染迁移与归趋模拟之后，需要进行可能受体暴露途径分析，界定出可能潜在的人体与生物受体或是其它自然资源，结合现有与未来的土地和地下水使用功能，分析其可能产生的危害风险。通过对场地的风险评估，明确健康风险。如果暴露途径的分析结果表明，对于人体健康及自然环境并不会有危害的风险，且能够在合理的时间内达到修复目的，则开始设计长期性的监测方案，完成MNA可行性评估，开展监控自然衰减修复技术的具体实施。 
  5主要实施过程 
  (1)初步评价监控自然衰减的可行性;(2)构建地下水监测系统;(3)制定监测计划; 
  (4)详细评价监控自然衰减的效果;提供进一步的标准来确认是否监控自然衰减可能是有效的。完成效果评估后，需要审查监控数据、污染物的化学和物理参数及现场条件，确定场地组成特征; 
  (5)制定应急方案。在监控过程中，在合理时间框架下，若发现MNA无效时，则需要执行应急方案。 
  6运行维护和监测 
  场地特征调查所需的时间较长。由于存在经自然衰减后产生毒性或移动性更大的物质的可能，需要对修复过程采取严密的监测和管制措施;密切观测污染物的迁移、转化过程，适时评估动态结果，及时调整监测和管制策略。 
  7修复周期及参考成本 
  相较于其它修复技术，监控自然衰减技术所需时间较长，需要数年或更长时间。 
  主要成本为场地监测井群建立、环境监测和场地管理费用。根据国外经验，若场地预期监测期程长，监测计划规模大，过程中无法避免采取应变措施，甚至因为监控自然衰减法失败，造成污染物扩散，需重新采取积极性的修复措施等，种种因素均可能造成总整治经费变化很大。 
  根据美国实施的20个案例统计，单个项目费用为14-44万美元。目前国内尚无工程应用，没有成本参考。 
  8国外应用情况 
  美国超级基金场地地下水修复技术统计结果显示，从1986年，监控自然衰减技术逐年增加。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%，其中单独使用的场地有21%。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(场地占10%)原位处理(场地占17%)，原位处理、抽出处理(场地占8%)。 
  9国内应用分析 
  监控自然衰减技术在我国地下水环境的治理中还处于萌芽阶段，尚无工程应用案例。