全國地下水污染防治試點中，PRB將是重點技術之一。掌握其可能的失敗原因，將有助于提高試點的效果。

隨著PRBs的早期成功，其使用變得愈加廣泛，已經(jīng)被用來處理有機物、重金屬、放射性核素和營養(yǎng)物質（RTDF, 2001年）。截至2002年，近50%PRBs處理有機污染物，近20%處理金屬（EPA, 2002年）。反應介質可能包括零價鐵、鑄鐵、鋼棉、非晶態(tài)氧化鐵、磷酸鹽、沸石、活性炭或石灰石等（Scherer et al.，2000）。然而，截至2004年，在全球超過200個PRBs中，有120個是基于鐵的（ITRC, 2005）。

PRBs傳統(tǒng)上是通過開挖和用活性介質回填來安裝的（Gavaskar,1999），典型的尺寸是2 - 50米長（橫向于流動），小于1到5米寬（平行于流動），小于1到10米深（RTDF, 2001）。盡管安裝了很多，PRBs仍然被認為是一種實驗技術（Warner and Sorel, 2003），也許是因為它們的長期性能還沒有被很好地理解。

為了確定影響場地PRB壽命的因素，對PRBs的運行數(shù)據(jù)進行了匯編和分析。雖然有超過200個PRBs在運行，但只有大約40個有足夠的運行條件和性能問題的公開資料。利用這個有限的數(shù)據(jù)庫，得出了3種PRBs可能的失效模式：反應性損失、不利水力變化和設計缺陷。每個類可以被細分，如下圖所示。雖然文獻的重點一直放在反應性和不良水力變化，設計缺陷卻是PRB失敗的最常見原因（Warner and Sorel, 2003），并且仍然是成功實施PRBs的一個主要挑戰(zhàn)（ESTCP, 2003），其他模式導致原位PRBs的失效似乎是罕見的。報告過不是僅僅由于設計缺陷的運行故障（例如，水力特性調(diào)查不充分）的原位PRBs是在Monticello （UT）、哥本哈根貨場（丹麥）和Haardkrom（丹麥）。Monticello場地經(jīng)歷了3個數(shù)量級的水力滲透系數(shù)損失（Mushovic et al.，2006）。哥本哈根貨場報告說，由于氫氧化物和碳酸鹽的沉淀，場地失去了滲透性，并且由于水力特性調(diào)查的問題，使得沒有完全捕獲污染羽（Kiilerich et al., 2000; RTDF, 2001）。然而，Haardkrom場地的問題是由于“鐵-鉻酸鹽去除能力的耗盡”，但沒有給出更具體的細節(jié)（Kjeldsen and Fulgsang, 2000）。

圖.  導致PRBs失敗的問題（McCormick, 1981）

沉淀也可能通過減少水力停留時間而導致PRB失效，從而使得處理效果降低（Sass et al.， 1998）。在某些情況下，水力短路可能發(fā)生，因為在一些柱研究中出現(xiàn)了優(yōu)先流動路徑，（Kamolpornwijit et al., 2003; Su and Puls, 2003），并且在場地上也存在一些證據(jù)（Liang et al.， 2003）。然而，性能的變化還沒有歸因于停留時間的減少。有些場地沒有達到處理目標（如Borden，Ontario），有時還會發(fā)生不完全降解（如CSM，Australia），但這些問題是設計缺陷（即在安裝時就存在），而不是孔隙率減少造成的。

不利的水力變化也可能是由氣體產(chǎn)生或生物量積累引起的?？赡墚a(chǎn)生氫氣，也可以產(chǎn)生其他氣體；例如，哥本哈根貨場（丹麥）的原位PRB （Kiilerich et al.，2000）和UMTRA場地（Durango CO）的異位反應單元C （Morrison et al.，2002c）都報道了甲烷，推測可能來自產(chǎn)甲烷細菌的活動。異位PRBs和實驗室研究是封閉系統(tǒng)，經(jīng)常報告由于氣體產(chǎn)生而堵塞，比如Portsmouth（OR）和UMTRA（Durango，CO）（Korte et al., 1997a; Mackenzie et al., 1999; Morrison et al., 2002b）。然而，沒有一個場地PRBs報告由于氣體產(chǎn)生而導致孔隙度降低，這表明任何產(chǎn)生的氣體都能夠遷移出墻體。同樣，在一些實驗室研究中也觀察到了與生物有關的水力變化（Taylor et al., 1990; Vandevivere and Baveye,1992），但這在場地上似乎不是問題。微生物增長是最低限度的，如在Intersil （Sunnyvale，CA）, Moffett Field（Mountain View），Industrial Site（NY）, Lowry AFB（CO）和Somersworth （NH）（Gu et al ., 1999）。盡管在USCG（Elizaberth, NC）和Denver Federal Center（CO）的生物增長被觀測到，但它不影響性能，也許是因為生物淤積不太可能發(fā)生在高pH值和低氧化還原電位值，而這些數(shù)值常在零價鐵PRBs出來（Liang et al., 2000）。

（節(jié)選并編譯于Long-Term Performance of Zero-Valent Iron Permeable Reactive Barriers: A Critical Review，Andrew D. Henderson and Avery H. Demond）。