石油類揮發(fā)性氣體侵入可以通過環(huán)境修復、制度控制(IC)、 建筑物緩解控制或者以上方法的組合進行管理。對于污染源附近的建筑,作用于源頭的傳統(tǒng)修復技術或許足夠緩解PVI。當長期的修復正在進行時,制度控制或者建筑物緩解控制改造也能夠提供額外的保護以避免潛在的暴露。這一章解釋了如何評估和選擇治理PVI的方案,以及如何確認效果與完工。
石油烴揮發(fā)性氣體控制策略
典型的石油烴揮發(fā)性氣體控制策略包括以下幾種:
1環(huán)境修復
2制度控制
3建筑物緩解控制
環(huán)境修復手段是通過從環(huán)境介質中移除污染物質來降低或者清除暴露威脅。建筑物緩解控制通過截斷揮發(fā)性氣體進入建筑的路徑防止或減少暴露。制度控制是通過行政與法律上的管控來幫助人體暴露在揮發(fā)性氣體中可能性的*小化,并且通常能夠保護場地修復的完整性。
通常,快速落實針對揮發(fā)性氣體侵入的緩解措施可以降低暴露風險,而場地修復要花費更長的時間達到風險消減。因此,基于暴露風險緩解的建筑物緩解控制可能需要與其它的污染源修復同時進行。在選擇修復方案之前,緩解控制措施可能也會立即消除威脅人類健康的風險。在修復進行中和需要緩解控制以緩解侵入路徑時,制度控制通常是必要的。
石油烴揮發(fā)性氣體的修復
通過降低揮發(fā)性氣體在土壤和地下水中的濃度達到不再成為無法接受的污染源,有效的針對揮發(fā)性氣體侵入的修復工作減少了受體對揮發(fā)性氣體的暴露。修復技術,例如土壤氣相抽提(SVE),通常被用來降低土壤和土壤氣體中的污染物濃度。圖1顯示了一個小型SVE系統(tǒng)用于攔截揮發(fā)性氣體到建筑物受體。像原位微生物修復或者多相抽提修復,也能夠降低污染源濃度。
小型SVE系統(tǒng),其設計用來解決揮發(fā)性氣體源頭和保護建筑物受體免于暴露。SVE抽氣機的可為抽提井提供動力源,但其設計并不能解決整個揮發(fā)性氣體源頭。
一般來說,直接處理揮發(fā)性氣體源頭的修復或者促進消除或揮發(fā)性氣體改向的修復有希望*大程度減少或清除揮發(fā)性氣體侵入。如果在污染揮發(fā)性氣體遷移到受體之前實施,這些修復可能會完全取代緩解控制措施或者制度控制。
總結來說,對于石油類揮發(fā)性氣體侵入,三種修復方法可以解決室內的揮發(fā)揮發(fā)性氣體:
1源頭修復,應用于解決源頭揮發(fā)性氣體,以及任何已侵入或正在侵入建筑物的揮發(fā)性氣體
2侵入路徑修復,應用于小規(guī)模以解決特定侵入路線(例如,優(yōu)先路徑)或者特定的結構。
3除源修復,被足夠快速執(zhí)行(例如,通過挖掘去除污染源、回收LNAPL),不能保證緩解而且不需要緊急處理。
制度控制
制度控制是非工程性的措施,能夠幫助將人體對污染暴露的潛在性降低到*小,并且可以保護場地修復的完整性。工程控制十分重要,因為他們限制了土地或資源的使用,指導人類在場地的行為。這些控制當然也有顯著的缺點:
制度控制的長期實施和執(zhí)行會有些困難;
可能會難于鑒別、不能顯而易見,尤其是那些基于建筑種類和占有率、或產權的全部或者部分限制活動達到的控制;
可能會限制或防止未來的開發(fā)活動;
有些地區(qū)尚沒有足夠的法律去執(zhí)行;
絕大部分情況下,當現場進行長期的修復過程,或者僅在無修復措施情況下切斷呼吸暴露途徑,暫時或永久執(zhí)行的制度控制措施被用于保護人群健康。
在未開發(fā)場地的制度控制包括某些機制來要求對蒸氣侵入防治措施的預先部署,這些措施包括蒸氣屏障或者底板減壓系統(tǒng),或者場地的新建或改建相關的額外調查。此方法避免了在建房前因為需要預測蒸氣侵入潛力制造的困難(因為土壤氣體的濃度和分布會因為建筑施工而改變)。
建筑物緩解控制
建筑物控制技術通過減少或阻止蒸氣進入建筑內部來降低其與人體的接觸,此方法通常被稱為緩解。人們利用這些建筑控制技術來密封建筑入口,凈化內部空氣,或者為蒸氣提供別的途徑使其遷移至室外。對石油蒸氣侵入而言,此方法也包括采用更小規(guī)模修復技術,這些技術的有效影響面積更小,可能不足以涵蓋受影響的土壤和地下水。在可使用的幾種修復技術里,土壤氣相提抽技術是*常用于小規(guī)模應用的方法。
蒸氣控制設計
蒸氣控制技術的選擇
以下因素會影響到石油類蒸氣侵入緩解控制技術的選擇:
建筑的新舊程度
建筑的體積
地基的種類和狀態(tài)
土壤條件
高水位條件
集水坑以及地基排水管的存在情況
另有以下針對石油蒸氣侵入污染場地的因素需要考慮,包括:
目標污染物,因為石油烴(還有在生物降解過程中產生的甲烷) 能夠積累達到可燃濃度, 安全的風機、布線,以及監(jiān)測系統(tǒng)在使用前必須要評估。另外, 石油蒸氣可能會導致管道或者連接管道的溶劑老化, 所以在選擇材料——尤其是將用在長期系統(tǒng)上的時候,需要格外注意。
蒸氣源位置,蒸氣源位置對緩解控制系統(tǒng)的設計有關鍵作用。在已確定有石油蒸氣侵入的場地,蒸氣源可能在建筑物的附近、地下甚至與建筑物有直接接觸。
地表下氧氣的影響,以地下通風和通氣底板技術為代表的增氧技術可能會促進地下土壤的生物降解。
石油類化合物的常見背景來源,因為室內空氣中普遍存在的石油烴背景來源和不同的背景濃度,通過室內空氣測試來確定緩解成效將會比確定普通揮發(fā)性氣體侵入更難。
無通風條件的地表下密封,對其它蒸氣侵入污染情況而言, 通常第*步就是密封所有地表下的裂縫。雖然此方法通常能有效阻止蒸氣進入室內,但這同時也阻止了氧氣進入到地表下,這會影響生物降解的速率。
設計因素與控制緩解技術的安裝
在安裝常見的蒸氣緩解控制措施時,應當考慮以下設計因素以及其潛在局限性:
采用安全的鼓風設備,因為石油蒸氣與甲烷可能聚集達到爆炸濃度
設計方法以及必要的細節(jié)來完成設計
為進一步緩解措施或者將來的系統(tǒng)改造優(yōu)化需求留有冗余
排放許可與排放控制的要求
其它化學物質的存在
業(yè)主或住戶的喜好
設計與控制措施安裝的局限性
代表性樣品獲取的限制
必要系統(tǒng)部件擺放位置的限制, 例如排水和通風管道
含鉛油漆與石棉的存在
包括改變建筑壓力在內的暖通問題
系統(tǒng)可靠性以及維持系統(tǒng)有效的壽命周期成本
運行,維護和監(jiān)測
應當為每個已安裝的緩解控制系統(tǒng)準備一份運行、維護和監(jiān)測方案(OM&M)。安裝在PVI場地的系統(tǒng)所需要的OM&M通常與其它類型的VI安裝的系統(tǒng)類似。但是,PVI場地的OM&M的某些方面與其它的VI場地不同,在開發(fā)OM&M方案的時候也應當考慮:
監(jiān)測參數,PVI的緩解系統(tǒng)可能需要監(jiān)測O2和CO2,以及CH4和其它可能爆炸的氣體,尤其是當系統(tǒng)不是為了解決爆炸情況的存在而設計的時候。
運營期,對于許多場地來說,尤其是那些正在修復中的,用于緩解減輕蒸氣的裝置將不會被維護或需要超期運行。因此,類似于ASTM(2005)關于各種零部件的壽命平均值評價可能需要采用不同的方法。
完工評定
大多數PVI場地的石油類污染源修復,將*終把土壤或者地下水中揮發(fā)性石油化合物的濃度降低到能保證人體健康的程度。達到適當濃度后,緩解控制系統(tǒng)或將關閉。通常需要謹慎收集確認樣本以驗證系統(tǒng)不再需要。有了被接受的確認樣品結果,根據建筑物業(yè)主的意向和責任方的義務,可以關閉和移除長期的蒸氣緩解控制系統(tǒng)。同樣,制度控制在達到修復目標并經過當地監(jiān)管機構允許后可以酌情更新或者廢除。
除了地下水的修復標準,土壤氣體中O2、CO2和石油碳氫化合物的構成一般也能用來證明生物對石油類的充分降解,因此緩解系統(tǒng)可能不再需要。在收集確認樣品之前,必須關閉緩解系統(tǒng)和可能影響蒸氣流動的修復活動。系統(tǒng)關閉后,不應立即收集確認樣品,因為底板下氣體濃度隨著時間有反彈的潛在性。如果有的話,反彈需要的時間取決于化合物的氣相延遲,土壤的有效擴散以及到污染源的距離的平方值。對于相對較淺的污染源,反彈可能發(fā)生在數小時或者數天內,而幾米深處的反彈可能需要數年??紤]到PVI只有在污染源相對較淺時才可能發(fā)生,在大多情況下PVI場地進行為期4周的時間測試是合理的。另一種方法是監(jiān)測底板下的PID讀數和O2隨時間變換的水平,并在這些值達到漸近線或者不變時收集確認樣本。因為潛在的時間變化和反彈時間的不確定性,至少保證收集一個額外的確認樣本(例如,在較冷的時間后的下一個采暖季節(jié)期間)。
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