全國(guó)地下水污染防治試點(diǎn)中，PRB將是重點(diǎn)技術(shù)之一。掌握其可能的失敗原因，將有助于提高試點(diǎn)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(lái)處理有機(jī)物、重金屬、放射性核素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（RTDF, 2001年）。截至2002年，近50%PRBs處理有機(jī)污染物，近20%處理金屬（EPA, 2002年）。反應(yīng)介質(zhì)可能包括零價(jià)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(guò)200個(gè)PRBs中，有120個(gè)是基于鐵的（ITRC, 2005）。
PRBs傳統(tǒng)上是通過(guò)開(kāi)挖和用活性介質(zhì)回填來(lái)安裝的（Gavaskar,1999），典型的尺寸是2 - 50米長(zhǎng)（橫向于流動(dòng)），小于1到5米寬（平行于流動(dòng)），小于1到10米深（RTDF, 2001）。盡管安裝了很多，PRBs仍然被認(rèn)為是一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)（Warner and Sorel, 2003），也許是因?yàn)樗鼈兊拈L(zhǎng)期性能還沒(méi)有被很好地理解。
為了確定影響場(chǎng)地PRB壽命的因素，對(duì)PRBs的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了匯編和分析。雖然有超過(guò)200個(gè)PRBs在運(yùn)行，但只有大約40個(gè)有足夠的運(yùn)行條件和性能問(wèn)題的公開(kāi)資料。利用這個(gè)有限的數(shù)據(jù)庫(kù)，得出了3種PRBs可能的失效模式：反應(yīng)性損失、不利水力變化和設(shè)計(jì)缺陷。每個(gè)類可以被細(xì)分，如下圖所示。雖然文獻(xiàn)的重點(diǎn)一直放在反應(yīng)性和不良水力變化，設(shè)計(jì)缺陷卻是PRB失敗的最常見(jiàn)原因（Warner and Sorel, 2003），并且仍然是成功實(shí)施PRBs的一個(gè)主要挑戰(zhàn)（ESTCP, 2003），其他模式導(dǎo)致原位PRBs的失效似乎是罕見(jiàn)的。報(bào)告過(guò)不是僅僅由于設(shè)計(jì)缺陷的運(yùn)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(chǎng)（丹麥）和Haardkrom（丹麥）。Monticello場(chǎng)地經(jīng)歷了3個(gè)數(shù)量級(jí)的水力滲透系數(shù)損失（Mushovic et al.，2006）。哥本哈根貨場(chǎng)報(bào)告說(shuō)，由于氫氧化物和碳酸鹽的沉淀，場(chǎng)地失去了滲透性，并且由于水力特性調(diào)查的問(wèn)題，使得沒(méi)有完全捕獲污染羽（Kiilerich et al., 2000; RTDF, 2001）。然而，Haardkrom場(chǎng)地的問(wèn)題是由于“鐵-鉻酸鹽去除能力的耗盡”，但沒(méi)有給出更具體的細(xì)節(jié)（Kjeldsen and Fulgsang, 2000）。
圖. 導(dǎo)致PRBs失敗的問(wèn)題（McCormick, 1981）
沉淀也可能通過(guò)減少水力停留時(shí)間而導(dǎo)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?yàn)樵谝恍┲芯恐谐霈F(xiàn)了優(yōu)先流動(dòng)路徑，（Kamolpornwijit et al., 2003; Su and Puls, 2003），并且在場(chǎng)地上也存在一些證據(jù)（Liang et al.， 2003）。然而，性能的變化還沒(méi)有歸因于停留時(shí)間的減少。有些場(chǎng)地沒(méi)有達(dá)到處理目標(biāo)（如Borden，Ontario），有時(shí)還會(huì)發(fā)生不完全降解（如CSM，Australia），但這些問(wèn)題是設(shè)計(jì)缺陷（即在安裝時(shí)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(chǎng)（丹麥）的原位PRB （Kiilerich et al.，2000）和UMTRA場(chǎng)地（Durango CO）的異位反應(yīng)單元C （Morrison et al.，2002c）都報(bào)道了甲烷，推測(cè)可能來(lái)自產(chǎn)甲烷細(xì)菌的活動(dòng)。異位PRBs和實(shí)驗(yàn)室研究是封閉系統(tǒng)，經(jīng)常報(bào)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(méi)有一個(gè)場(chǎng)地PRBs報(bào)告由于氣體產(chǎn)生而導(dǎo)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(shí)驗(yàn)室研究中也觀察到了與生物有關(guān)的水力變化（Taylor et al., 1990; Vandevivere and Baveye,1992），但這在場(chǎng)地上似乎不是問(wèn)題。微生物增長(zhǎng)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(zhǎng)被觀測(cè)到，但它不影響性能，也許是因?yàn)樯镉俜e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(jià)鐵PRBs出來(lái)（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）。
