非水相液體(Non-aqueous phase liquids, NAPLs)是指一類與水相對不相溶的有機液體污染物,如石油產品、煤焦油、氯化溶劑和農藥等。自20世紀後期以來,對這些污染物的去除策略已經得到了擴展,這直接反映了人們對環境保護和公共健康的日益關注。
NAPLs能從許多來源釋放到環境中,包括不當化學處置、滲漏的地下儲存罐、化糞池排水等。
在20世紀初,地下水被視為一個乾淨、安全的水源,特殊的關注主要集中在其供應和使用上。人們普遍認為,水在地下水層中會經過土壤的過濾,從而去除污染物,這導致了對地下水污染的忽視。然而,隨著科學技術的進步,尤其是氣相色譜技術的出現,對地下水污染問題的認識有了顯著改善,特別是NAPLs的檢測與分析,使得我們開始重視其對公共健康的潛在威脅。
1976年,尼迦拉瀑布報紙的報導揭露了愛運河地區的土壤污染,成為公共關注的焦點。隨後,這些污染物的廣泛存在及其對健康的危害引發了人們的憤怒,促成了綜合環境反應、賠償及責任法案(CERCLA)的通過及超級基金的建立。這些法案不僅改變了環保政策的面貌,也加速了對地下水污染的研究資金支持。
最初的修復策略主要集中在通過抽取和處理地下水來恢復水質,稱為“泵抽處理”策略。然而,這一方法漸漸被認識為不切實際,因為需要處理的水量龐大且行為上具有侵入性。隨著研究的深入,越來越多的專家開始尋求創新解決方案,來應對NAPLs的檢測與修復挑戰。
NAPLs在地下層的行為受到其物理化學特性以及地下材料的影響。地下層一般分為兩個主要區域:未飽和層和飽和層。NAPLs通常作為點源污染物從各種來源釋放,並在高降雨情況下滲透至飽和層。這一過程的複雜性使得NAPLs的行為難以預測和修復。
NAPLs根據密度分為兩種類型:輕非水相液體(LNAPLs)和重非水相液體(DNAPLs),前者浮在水面上,而後者趨向沉入深層。
隨著對NAPLs理解的加深,修復策略也變得更加多樣化。早期的泵抽處理策略逐漸被包含有結構物的控制策略取代,以避免對環境的二次損害。此外,許多先進的檢測和分析方法如氣相色譜法和高壓液相色譜等已經被開發出來,以便更有效地檢測NAPLs。
數據的收集往往是異質且複雜的,因此準確地評估NAPLs的地理分佈和相位分佈至關重要。
修復DNAPLs的挑戰主要在於其可能深入到地下土壤物質中的裂縫,此時就需要更具創新性的工程技術來進行修復。此外,生物修復策略的出現,使得自然過程能被加速來減少NAPLs在環境中的存在。
整體而言,非水相液體的污染不僅對環境造成嚴重影響,也渴望引起社會的廣泛討論和反思。隨著環境的變遷,我們能否找到平衡發展與環保的長久之道,確保未來堅實的水源安全與健康生活環境,以及面對新興環境問題的解決策略?