非水相液体(Non-aqueous phase liquids, NAPLs)是指一类与水相对不相溶的有机液体污染物,如石油产品、煤焦油、氯化溶剂和农药等。自20世纪后期以来,对这些污染物的去除策略已经得到了扩展,这直接反映了人们对环境保护和公共健康的日益关注。
NAPLs能从许多来源释放到环境中,包括不当化学处置、渗漏的地下储存罐、化粪池排水等。
在20世纪初,地下水被视为一个干净、安全的水源,特殊的关注主要集中在其供应和使用上。人们普遍认为,水在地下水层中会经过土壤的过滤,从而去除污染物,这导致了对地下水污染的忽视。然而,随着科学技术的进步,尤其是气相色谱技术的出现,对地下水污染问题的认识有了显著改善,特别是NAPLs的检测与分析,使得我们开始重视其对公共健康的潜在威胁。
1976年,尼迦拉瀑布报纸的报导揭露了爱运河地区的土壤污染,成为公共关注的焦点。随后,这些污染物的广泛存在及其对健康的危害引发了人们的愤怒,促成了综合环境反应、赔偿及责任法案(CERCLA)的通过及超级基金的建立。这些法案不仅改变了环保政策的面貌,也加速了对地下水污染的研究资金支持。
最初的修复策略主要集中在通过抽取和处理地下水来恢复水质,称为“泵抽处理”策略。然而,这一方法渐渐被认识为不切实际,因为需要处理的水量庞大且行为上具有侵入性。随着研究的深入,越来越多的专家开始寻求创新解决方案,来应对NAPLs的检测与修复挑战。
NAPLs在地下层的行为受到其物理化学特性以及地下材料的影响。地下层一般分为两个主要区域:未饱和层和饱和层。 NAPLs通常作为点源污染物从各种来源释放,并在高降雨情况下渗透至饱和层。这一过程的复杂性使得NAPLs的行为难以预测和修复。
NAPLs根据密度分为两种类型:轻非水相液体(LNAPLs)和重非水相液体(DNAPLs),前者浮在水面上,而后者趋向沉入深层。
随着对NAPLs理解的加深,修复策略也变得更加多样化。早期的泵抽处理策略逐渐被包含有结构物的控制策略取代,以避免对环境的二次损害。此外,许多先进的检测和分析方法如气相色谱法和高压液相色谱等已经被开发出来,以便更有效地检测NAPLs。
数据的收集往往是异质且复杂的,因此准确地评估NAPLs的地理分布和相位分布至关重要。
修复DNAPLs的挑战主要在于其可能深入到地下土壤物质中的裂缝,此时就需要更具创新性的工程技术来进行修复。此外,生物修复策略的出现,使得自然过程能被加速来减少NAPLs在环境中的存在。
整体而言,非水相液体的污染不仅对环境造成严重影响,也渴望引起社会的广泛讨论和反思。随着环境的变迁,我们能否找到平衡发展与环保的长久之道,确保未来坚实的水源安全与健康生活环境,以及面对新兴环境问题的解决策略?