T/CSER005—2023Technicalguidelineforevaluatingtheeffectivenessofriskcontrolofpermeablereactionwallsforgroundwaterpollut中關村眾信土壤修復產業技術創新聯盟發布IT/CSER005－2023 II 2規范性引用文件 3術語和定義 14基本原則和工作程序 25更新地塊概念模型 6效果評估的對象、范圍和時間節點 37效果評估方案設計要求 48采樣與檢測要求 9風險管控效果評估 10效果評估報告 11后期管理監管 附錄APRB填料性能評估方法 8附錄BPRB水力性能評估數值模擬方法 T/CSER005－2023本文件按照GB/T1.1-2020給出的規則起草。本文件由中關村眾信土壤修復產業技術創新聯盟提出并歸口管理。本文件起草單位：浙江省生態環境科學設計研究院、南方科技大學、生態環境部環境規劃院、深圳市南科環保科技有限公司、成都理工大學、北京化工大學、中國水電基礎局有限公司、浙江久核地質生態環境規劃設計有限公司、江蘇光質檢測科技有限公司。本文件主要起草人：鐘重、張弛、易樹平、陳堅、羅文婷、馮一艦、李斐、劉志杰、劉玉梅、黃犇、殷樂宜、趙航、樓激揚、舒金駿、劉國、姜海寧、江浩、王何靈、宋宇飛、陳偉、徐方才、孫亮、賈飛、姚合偉、李智亮、孫強、張小燕。1T/CSER005－2023本文件規定了可滲透性反應墻地下水污染風險管控效果評估的原則、內容、程序和技術要求。本文件適用于采用可滲透性反應墻技術實施地下水污染風險管控工程的效果評估。本文件不適用于放射性污染、致病性生物污染地下水治理的效果評估。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件僅該日期對應版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50021巖土工程勘察規范GB/T36197土壤質量土壤采樣技術指南HJ/T20工業固體廢物采樣制樣技術規范HJ25.1建設用地土壤污染狀況調查技術導則HJ25.2建設用地土壤污染風險管控和修復監測技術導則HJ25.5污染地塊風險管控與土壤修復效果評估技術導則（試行）HJ25.6污染地塊地下水修復和風險管控技術導則HJ/T91地表水環境質量監測技術規范HJ164地下水環境監測技術規范HJ166土壤環境監測技術規范HJ/T194HJ/T298HJ/T493環境空氣質量手工監測技術規范危險廢物鑒別技術規范水質樣品的保存和管理技術規定HJ682建設用地土壤污染風險管控和修復術語SL196水文調查規范HJ1019地塊土壤和地下水中揮發性有機物采樣技術導則HG/T20715工業污染場地豎向阻隔技術規范DL/T5148水工建筑物水泥灌漿施工技術規范DL/T5150水工混凝土試驗規程環辦土壤〔2022〕16號地下水污染可滲透反應格柵技術指南（試行）3術語和定義2T/CSER005－2023下列術語和定義適用于本標準可滲透反應墻Permeablereactivebarrier，PRB在受污染地下水流經的途徑上建造由反應介質組成的墻，通過反應介質的吸附、沉淀、氧化、還原和生物降解等作用去除地下水中的污染物。常見的PRB類型有連續型、漏斗—導水門型和注入式反應帶型等。3.2反應介質Reactivematerial指填充在PRB中可通過吸附、沉淀、氧化、還原和生物降解等作用去除地下水中污染物的反應材料。3.3反應容量Capacityofreactivematerial指單位質量的反應介質能去除的污染物的量。3.4地下水污染羽Groundwatercontaminantplume污染物隨地下水移動從污染源向周邊移動和擴散時所形成的污染區域。3.5地塊概念模型Conceptualsitemodel用文字、圖、表等方式綜合描述水文地質條件、污染源、污染物遷移途徑、人體或生態受體接觸污染介質的過程和接觸方式等。3.6截獲區Capturezone指地下水形成穩定流場后，能夠流經PRB的地下水區域。3.7水力截獲性能Hydraulicinterceptionperformance指PRB有效捕獲地下水污染羽流的性能。4基本原則和工作程序4.1基本原則針對地下水污染可滲透性反應墻風險管控效果的評估應對PRB建設是否滿足工程設計要求、下游地下水是否達到風險管控目標、填料性能和地下水截獲性能否滿足長期管控要求等情況進行科學、系統地評估，提出后期環境監管建議，為地下水污染的風險管控和PRB的運行管理提供科學依據。4.2工作程序3T/CSER005－2023地下水污染可滲透性反應墻風險管控效果評估的工作內容包括：更新地塊概念模型、明確評估對象、范圍和時間節點、制定效果評估方案、現場采樣與實驗室檢測、風險管控效果評估和效果評估報告編制。其工作程序如圖1所示。圖1PRB風險管控工程效果評估工作程序5更新地塊概念模型在資料回顧、現場踏勘、人員訪談的基礎上，掌握地塊PRB工程情況，結合PRB工程實施前后地質與水文地質條件的變化情況、地下水流場、污染物空間分布、技術特點、工程設施布局等，對地塊概念模型進行更新，完善地塊PRB工程實施后的概念模型。地塊概念模型的更新按照HJ25.5中第5節內容執行。6效果評估的對象、范圍和時間節點6.1效果評估的對象效果評估的對象為風險管控區域PRB上下游的地下水、PRB設施及其內部填料。評估的內容包括基礎工程性能評估、污染物去除效果評估、水力截獲性能評估和填料性能評估。6.2效果評估的范圍4T/CSER005－2023效果評估的范圍應包括PRB地下水污染風險管控區域及其下游，以及工程可能涉及的二次污染區域。6.3效果評估的時間節點6.3.1效果評估工作開展應同時滿足以下條件：a）監理單位認定PRB工程達到設計方案要求；b）地下水中污染物濃度穩定達標且地下水流場達到穩定狀態時；c）一般在工程設施完工1年內開展。6.3.2不相鄰的PRB實施區域可按照工程進度分批次進行效果評估。7效果評估方案設計要求7.1基礎工程性能評估7.1.1基礎工程性能的評估應在PRB工程施工完成后隨即開展，評估方法包括資料收集分析、現場踏勘和試樣測試等；7.1.2PRB基礎工程性能的評估的內容包括PRB類型、阻隔墻和反應墻的寬度、厚度、深度、展布方向、材料結構、透水性能或阻隔性能等。7.1.3PRB結構部分參照DL/T5148和DL/T5150進行效果評估，阻隔墻部分參照HG/T20715進行效果評估。7.2污染物去除效果評估7.2.1點位布設7.2.1.1地下水監測井應結合風險管控措施的布置，在PRB管控區域上游、內部、下游以及可能涉及的二次污染區域設置監測點。7.2.1.2上游地下水監測點應布設于地下水污染管控區域的上游。7.2.1.3內部地下水監測點應布設于地下水污染管控區域內，數量不少于3個，且應在PRB風險管控薄弱區域（如PRB設施平行兩側）加設地下水監測點。7.2.1.4PRB下游地下水監測點應不少于2個，且每40m長度的PRB，應設置不少于1個監測點。對于PBR下游存在地下水出露為地表水的，可采用地表水監測代替，地表水監測點應分別布設于PRB段地表水的上游、中游和下游。7.2.1.5對于注入式反應帶型PRB，還應在反應帶內部布設地下水監測點。7.2.1.6可充分利用地塊環境調查、PRB實施階段設置的監測井，現有監測井應符合風險管控效果評估采樣條件。7.2.2監測指標5T/CSER005－2023地下水監測指標分為目標指標和輔助性指標，其中目標指標為管控的目標污染物，以判斷污染物風險管控效果。輔助性指標為水化學指標包括pH、氧化還原電位、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-、Fe2+和Mn2+，用于判斷含水層性質變化。對于涉及化學氧化、化學還原、微生物降解的PRB工程的地下水檢測指標應包括反應產生以及填料釋放的二次污染物。7.2.3采樣頻率污染物指標應至少采集4個批次的樣品，原則上應每季度開展1次，兩批次之間的間隔不少于1個月。對于地下水流場變化較快的，可適當提高采樣頻率。輔助性的水化學指標監測可每年開展1次。7.3水力截獲性能評估7.3.1通過地塊特征調查工作查看工程記錄或者實地測量獲取工程性能參數，至少包括反應墻的寬度、深度、厚度、漏斗段的阻隔性能、導水墻的滲透性能，并對是否存在優先通道情況進行分析、判斷；7.3.2收集監測井水位信息，利用達西定律確定反應介質滲透系數K、周圍含水層滲透系數Ka等繪制相應的地下水滲流圖，包括地下水位隨季節的變化和地下水流方向的變化，最終評估不同時間段的水力截獲性能，具體評估方法詳見附錄B。7.3.2水力截獲性能應至少每季度開展1次評估。7.4填料性能評估7.4.1對于連續型和漏斗—導水門型PRB，應采集其填料進行填料性能的評估，每100m的PRB活性反應區域應至少布設1個填料采樣點，填料取樣應盡量選擇填料與含水層接觸的上游界面。7.4.2PRB填料的取樣應至少每年開展一次，對于地下水污染物監測發現下游出現污染物連續超標的，應增加開展PRB填料的取樣工作。填料性能評估的方法詳見附錄A。8采樣與檢測要求8.1樣品采集8.1.1填料、地下水等樣品采樣過程涉及的采樣方法、現場質量控制、采樣工作的組織和現場人員防護等參照HJ25.1執行。具體樣品的采集、保存與流轉按照HJ/T164、HJ/T166、HJ/T91、HJ/T493、HJ/T194、HJ/T20和HJ/T298執行。8.1.2地下水樣品從預設的監測井內采集，采集參照HJ164的相關要求執行。采樣深度按照HJ25.6中第9.2.1.1.4款執行。8.1.3反應介質樣品采集在導門段上方設置檢查孔，取反應介質樣品送實驗室分析。采集方式為從檢查孔鉆探提取，參照GB/T36197-2018的要求進行采樣。8.2樣品檢測6T/CSER005－20238.2.1地下水實驗室檢測參照HJ25.2執行。填料反應性能檢測應優先選擇國內外成熟實驗方法。8.2.2現場平行樣比例不少于樣品總量的10%，一般每批樣品至少采集兩組平行樣。現場加標樣比例不少于樣品總量的10%，每批樣品至少有一組現場加標樣。運輸空白樣每批樣品至少有三個。9風險管控效果評估9.1基礎工程性能若基礎工程性能指標達到風險管控方案設計的相關參數要求，則判斷PRB工程性能指標合格，否則應對管控工程進行調整或重新評估管控工程的有效性。9.2污染物去除效果9.2.1對于污染物去除效果的評估，原則上要求PRB下游每口監測井中的檢測指標均持續穩定達標，方可認為地下水風險管控效果達標。9.2.2對于未穩定達標的，可采用趨勢分析進行風險管控效果判斷：a）PRB下游地下水中污染物濃度呈現穩態或者下降趨勢，可判斷地下水達到風險管控效果。b）PRB下游地下水中污染物濃度呈現上升趨勢，則判斷地下水未達到風險管控效果。9.2.3在95%的置信水平下，趨勢線斜率顯著大于0，說明地下水污染物濃度呈現上升趨勢；若趨勢線斜率顯著小于0，說明地下水污染物濃度呈現下降趨勢；若趨勢線斜率與0沒有顯著差異，說明地下水污染物濃度呈現穩態。趨勢分析方法詳見HJ25.6的附錄D。9.3水力截獲性能和填料性能根據PRB運行之后的水力截獲性能及填料性能變化，綜合判斷風險管控的長期效果。10效果評估報告效果評估報告應當全面真實地反應地下水PRB風險管控工程基礎工程性能、污染物去除性能、水力截獲性能、填料反應性能效果，按照效果評估的程序對地下水風險管控工程是否達到工程目標和污染物管控目標給出結論，并根據效果評估的結果，對該區域地下水長期監測和管控方案的優化提出建議。效果評估報告的格式參考已經發布的HJ25.6附錄E。11后期管理監管11.1后期環境監管要求11.1.1對于實施地下水污染PRB風險管控的工程，應開展后期環境監管。11.1.2地下水污染PRB風險管控的后期監管內容包括設施運維、長期環境監測和制度控制。具體參考HJ25.6執行。7T/CSER005－202311.2設施運維PRB設施運維應制定長期運維方案，運維方案至少包括設施保護要求、PRB填料性能監測、填料的更換和處置以及定期巡查等。其中填料性能監測的頻率應根據效果評估預測的填料壽命和地下水監測結果綜合考慮確定。11.3長期環境監測11.3.1地下水污染PRB風險管控需要在PRB下游的監測井實施長期環境監測。11.3.2監測井可采用原有效果評估的監測井。11.3.3長期監測應至少每年開展一次，并可根據實際情況進行調整。8T/CSER005－2023（資料性）PRB填料性能評估方法A.1方法原理按照從PRB現場的收集的填料使用配比和主要污染物的濃度范圍，設置加速模擬柱相關參數。將采集的原水加速流過模擬柱，分析填料在地下水穿過時的處理性能變化，繪制污染物穿透曲線，評估PRB填料后續使用壽命。A.2加速模擬柱測試A.2.1加速模擬裝置的組成包括柱式反應器、蠕動泵、進樣水箱、出水水箱，具體組裝示意如圖A.1所示。柱體可選用玻璃、特氟龍和不銹鋼等材料，柱體及管道材料不能與污染物發生反應。圖A.1加速模擬裝置示意圖A.2.2原則上應采集現場實際的地下水和填料用于加速模擬柱測試，對于采集過程易導致水質變化的地下水，也可采用模擬污染地下水開展加速柱測試。A.2.3將填料按照現場實際配比和壓實度填裝至加速柱中，其水動力條件需根據地塊水文地質特征設計相應流速、流量等參數。實驗開始后利用蠕動泵從柱的下部注入污染地下水，從上部流出，根據實驗要求設定流速。A.2.4實驗開始后記錄地下水流入量、流出量、側壁取樣孔及進出水口處的污染物濃度、Eh、pH等指標。當出口污染物濃度大于風險管控標準時，停止實驗。A.3填料性能評估A.3.1以污染物濃度c為縱坐標，模擬柱運行時間t為橫坐標繪制曲線。當出水污染物濃度超過標準限值時，認為污染物穿透，PRB對污染物失去處理性能，時間記為tb。當出水污染物濃度等于進水污染物濃度9T/CSER005－2023時,即ct=c0，認為PRB吸附飽和，時間記為ts。A.3.2運行兩個模擬柱，分別填入全新填料以及PRB地塊中已使用的填料（需記錄已投入使用時間運行，并記錄穿透時間tbn和tbr。則PRB填料預計剩余壽命計算如以下公式所示。T=×Tr?Tr式中：T——填料剩余使用壽命，a；Tr——填料投入使用時間，a；tbn——全新填料的穿透時間，h；tbr——運行中PRB填料的穿透時間，h。T/CSER005－2023（資料性）PRB水力性能評估數值模擬方法B.1地下水數值模型構建B.1.1地下水數值模型的構建是PRB水力性能評估數值模擬的基礎，其主要工作步驟包括模型設計、空間剖分、時間剖分、初始條件設置、邊界條件設置、源匯項設置、模型參數設置、模型校準驗證和敏感性分析。數值模型構建的具體操作見《地下水污染模擬預測評估工作指南》的4.3。B.1.2除《地下水污染模擬預測評估工作指南》4.3.7中提到的參數以外，PRB效果評估數值模擬方法中需要增加與PRB材料有關的各項參數，包括PRB的結構參數（長度、寬度、高度等）、PRB孔隙率、PRB密度、PRB活性介質處理污染物的反應常數等。B.1.3在《地下水污染模擬預測評估工作指南》的基礎上，需要對孔隙度（n）、縱向彌散度（DL）、巖土容重(ρb）、吸附分配常數（Kd）、溶解相反應速率常數(λ1）和吸附相反應速率常數(λ2）等參數增加敏感度分析。B.2PRB水力性能評估B.2.1根據地下水流及特定的現場特征，通過模型質點追蹤模塊確定PRB對地塊地下水的捕獲區，將模擬軟件中捕獲區輸出文件導入Arcgis中，利用Arcgis幾何計算功能計算捕獲區面積S0。具