过硫酸盐氧化地下水中BTEX效果及水化学响应

过硫酸盐(S_2O_8~(2-))在修复地下水有机污染方面得到广泛应用。为揭示过硫酸盐氧化处理汽油BTEX污染地下水的效果及其向生物降解转化的特征,以过硫酸钠为氧化剂,建立含水箱柱系统模拟场地汽油BTEX污染地下水的原位化学氧化修复。结果表明,含水层中内在生物作用对高浓度BTEX的降解作用不理想;过硫酸盐对处理地下水BTEX污染有一定的效果,当PS/BTEX(摩尔比)=20时,氧化效果明显,其中苯浓度的衰减系数最大,能使难生物降解的苯优先去除。pH、ORP值、NO_3~-等水化学指标的改变能反映化学氧化作用向生物降解作用转化,是比较理想的过渡特征指标。     

石油烃污染地下水原位化学氧化修复研究

针对某地块地下水中石油烃(C6～C36)污染物,该文采用过硫酸盐作为氧化剂、氢氧化钠为活化剂开展污染地下水的原位化学氧化修复。修复技术中采用正三角形方式布设药剂投入点,单点影响半径设计为3 m,注入间距5.2 m,过硫酸盐、氢氧化钠药剂投入量为地下水质量的4%～6%、0.52%～0.78%。根据监测井水质采样分析结果,实时更新地块概念模型,结果表明原位化学氧化修复在地下水中石油烃(C6～C36)污染物降解中作用明显,均达到目标修复值。硫酸盐出现局部超标和反弹现象,但残余硫酸盐对未来受体和环境的风险仍可接受。     

地下水1,2-二氯乙烷污染静态氧化修复实验

针对地下水1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)污染的修复问题,通过在室内构建受1,2-DCA污染的不同介质条件下的水土固液柱体,应用4种典型的氧化剂进行室内静态氧化修复批实验,分析各氧化剂在不同污染物浓度和不同砂土粒径环境下对砂土固液相中1,2-DCA的修复效果,同时对原位氧化与自然衰减结合的修复方式进行可行性探讨。实验结果表明:所选的4种氧化剂均可有效去除1,2-DCA,但去除率略有不同。污染物浓度越高,反应越强烈;沙土粒径越小,对污染物吸附效果越强。另外,在氧化反应期间,水中菌落总数会急速下降,但随着时间推移和氧化剂的减少,菌落总数回升,菌落数量回升速率与氧化剂剂量有关。氧化剂剂量仍是原位化学氧化与监测自然衰减集成修复方法的关键指标。     

多相抽提-原位化学氧化协同修复技术研究

针对单一原位化学氧化和多相抽提技术难以达到氯苯类污染场地的修复目标,文章采用两者协同修复技术同时实现复杂场地氯苯类污染土壤和地下水的修复。以上海市某氯苯类污染场地为研究对象,分别开展多相抽提、原位化学氧化和两者协同修复研究,对比不同修复方式对污染土壤和地下水的修复效果。结果表明,单一的多相抽提和原位化学氧化修复技术均无法修复达标,协同处置后根据为期1年的长期监测结果,CJ1、CJ2、CJ3地下水氯苯类污染物质量浓度分别降低93.89%、93.39%和94.15%,CT1、CT2、CT3土壤氯苯类污染物质量分数分别降低74.17%、76.86%和76.23%,均低于修复目标值,协同修复效果具有较好的长期稳定性。多相抽提对重质非水相液体（DNAPL）物质的去除和原位化学氧化对溶解态污染物以及残余的DNAPL相物质的强化处理是显著促进氯苯类污染物去除的主要原因。该研究结果可为类似氯苯类污染场地修复治理工程提供参考。     

多相抽提和原位化学氧化联合修复技术应用——某有机复合污染场地地下水修复工程案例

某电子机械厂搬迁后原址约1 500 m区域地下水受到了多种类型的有机物复合污染,包括石油烃、苯系物和多环芳烃,并且部分区域发现有明显轻质非水溶相流体(LNAPL)。该案例首先应用多相抽提技术强化回收地下水中的LNAPL,并去除土壤气体和地下水中溶解态的污染物。当地下水中不存在明显LNAPL且污染物浓度不再明显降低后,继续应用原位化学氧化技术进行修复,所使用氧化剂为"过硫酸钠+Na OH"。经过45 d的多相抽提以及4t过硫酸盐氧化剂注射之后,验收监测表明污染区域地下水污染物浓度均达到了修复目标。该案例表明,多种修复技术的联合应用能够明显加快修复进度、提高修复效率、节约修复成本。对于存在LNAPL,且修复目标较严格的有机复合污染场地,多相抽提结合原位化学氧化联合修复是一种较好的修复技术选择。     

铁活化过硫酸盐原位修复有机污染土壤研究进展

原位化学氧化修复技术（in situ chemical oxidation,ISCO）是处理场地污染物的常用方法。过硫酸盐（S₂O₈2-）作为原位化学氧化技术使用的1种新兴修复剂,具有更加稳定、易传质、pH适用范围广的特点。通过光、热、过渡金属等条件可以对S₂O₈2-进行活化,分解产生SO₄-·。在分析过硫酸盐氧化机理时,介绍了不同活化方式对过硫酸盐氧化降解有机污染物的影响,重点阐述了不同铁活化方式活化过硫酸盐在有机污染土壤的研究现状,同时对存在的问题及发展趋势进行了展望。     

化学氧化法修复TPH污染土壤的效果比较及工艺研究

以TPH污染土壤为研究对象,研究了不同化学氧化体系对TPH污染土壤的修复效果及影响因素。研究表明:Fenton、类Fenton及碱活化过硫酸盐3个体系都对TPH污染土壤有较好的修复效果。柠檬酸的加入改善了Fenton体系的催化作用,类Fenton体系降解效果最佳。TPH在类Fenton及碱活化过硫酸盐体系中的降解符合准一级反应动力学,提高H₂O₂、柠檬酸和过硫酸盐的浓度均有利于TPH的降解。强化混合、分次投加氧化剂及减小土壤粒径均可以提高TPH的降解效率,节约氧化剂用量。类Fenton体系中有效成分主要为·OH,碱活化过硫酸盐体系中除了·OH外,还存在SO₄-·或O₂-·等的作用,因此氧化剂利用率较高。     

有机污染场地原位化学氧化高压旋喷修复试验

原位化学氧化高压旋喷修复技术在有机污染场地修复工程中具有广阔的应用前景。以某复合有机污染场地修复工程为依托,通过现场影响半径试验确定了该场地的高压旋喷最佳施工参数,经过室内小试研究了氧化药剂投加比与污染物初始浓度对修复效果的影响,并通过中试规模工程应用确定了该场地氧化药剂的最佳投加比。结果表明：该场地的高压旋喷最佳施工参数为旋转速度15 r/min,喷嘴直径2.5 mm,注药压力25 MPa,提升速度15 cm/min; NaOH活化过硫酸钠的复配型氧化药剂的修复效果良好,氧化药剂投加比越低,污染物初始浓度越高,则污染物去除率越高;当氧化药剂投加比增加到5%时,中试规模工程应用区域内的各有机污染物浓度均可降至修复目标值。研究结果可为相关工程实践提供新思路。     

化学氧化修复二甲四氯污染土壤研究

采用室内实验室模拟研究了过氧化氢、类Fenton试剂和高锰酸钾对土壤中二甲四氯的去除效果,考察了污染物初始浓度对氧化剂去除效果的影响及化学氧化修复对土壤有机质的影响,同时监控氧化过程中的土壤p H和温度变化。结果表明:过氧化氢、类Fenton试剂和高锰酸钾对土壤中二甲四氯均有不同程度地去除。污染物初始浓度对过氧化氢、类Fenton试剂和高锰酸钾有不同程度的影响,其中对高锰酸钾的影响最小。采用不同氧化剂进行氧化修复时,土壤有机质均有不同程度的变化,并且随着氧化剂剂量增加,有机质的含量逐渐降低。不同的氧化剂氧化降解土壤有机物时,土壤p H和温度的变化幅度由高到低顺序为:高锰酸钾过氧化氢类Fenton试剂。     

氯代烃污染场地原位热脱附降温阶段土壤气相污染富集与分布特征

原位热脱附是近年来我国兴起和大规模应用的修复技术,为明确修复中不同介质污染物浓度水平,解决原位热脱附修复后全面效果评估问题,以某氯代烃污染场地原位热脱附修复工程为案例,采集修复加热周期结束进入降温阶段时土壤和土壤气体剖面样品进行检测分析,识别修复后期土壤和土壤气中目标污染物的浓度水平、空间分布特征以及影响因素,并提出对于原位热解吸修复后土壤修复效果评估和二次污染防控建议. 结果表明:①案例场地土壤中氯代挥发性有机污染物仅1%痕量检出,所有样品均达到修复目标值. ②土壤气中污染物有不同浓度检出,其中三氯乙烯最大浓度为2 310 μg/m3,有潜在健康风险. ③低渗透层对气相污染物迁移具有阻滞作用,地表的水泥层下积聚了不同浓度的污染物. ④三氯乙烯、四氯乙烯和顺式-1,2-二氯乙烯的沸点低,土壤有机碳分配系数(K_OC)低,垂向迁移效率高,它们在土壤气中的浓度最大值均出现在顶层;六氯丁二烯相对沸点高,K_OC高,其浓度最大值出现在深层粉质黏土低渗透地层处. 研究显示,原位热脱附技术对于土壤中高浓度氯代烃污染具有较好的去除效果,但是研究时段内土壤达到修复标准后土壤气中污染物仍有不同程度检出. 因此,建议原位热脱附修复后,应同时对土壤和土壤气两种介质进行采样评估,同时加强原位热脱附区域低渗透层识别,优化气相抽提方案.      

原位化学氧化高压注射修复优化设计与应用案例分析

在国内有机污染场地修复中,原位化学氧化高压注射已经广泛应用。依托某化工厂土壤修复工程中典型修复地块A-1,现场试验确定典型地层的原位注射药剂扩散半径、单孔最大注浆量。根据加密补充调查、土壤数据分析,按空间分布划分为3个浓度主分区及6个浓度亚分区。通过小试确定3个浓度主分区的投加比,设计各分区的单孔注浆量、氧化剂配制浓度及配方等参数,实现各分区修复药剂投加比的优化。设计中不同深度的不同注浆量,在施工中通过注射过程调整高压注射钻杆的提升速度来实现。最终3个浓度主分区土壤污染物均达到修复目标值。此原位化学氧化高压注射设计方法可在确保修复达标的前提下,达到优化修复地块药剂投加比参数的目的。     

高级氧化技术对化工污染场地土壤中DEHP的修复效果

通过模拟修复试验,采用高级氧化技术对化工污染场地中的邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的去除效果进行了研究。结果表明:对于较高初始浓度的DEHP污染土壤,在活化过硫酸钠试剂投加比为5%、水土比为1∶10的条件下对土壤中DEHP的去除效果最好,其去除率为99.6%,Fenton试剂对土壤中DEHP的最高去除率为64.8%;对于较低初始浓度的DEHP污染土壤,在Fenton试剂投加比为4%、水土比为1∶10的条件下对土壤中DEHP的去除效果最好,其去除率为93.9%;但随着氧化试剂投加比例的提升,土壤中DEHP的去除率有所降低。     

焦化污染场地集成修复模式应用案例分析

目前国内针对焦化污染场地的治理修复技术单一,在修复过程中存在工程效率低、修复成本高等问题。本文根据试验场地水文地质特点与不同风险等级、污染情况,采用分区治理思路,探索出针对中风险区域的原位电阻加热-多相抽提-固化降解集成技术,和针对高风险区域的热传导热吸附-水平井-化学氧化集成技术。该集成模式可实现对污染物的精准加热,提高污染物的去除效率,降低加热能耗,提高经济可行性,达到焦化污染场地治理与再利用的效果。     

氯乙烯在地下水和土壤中的厌氧脱氯还原降解

主要介绍了通过原位生物修复技术还原脱氯降解氯乙烯的污染。通过注射井向氯乙烯污染区域注射有机物基质作为电子供体,再加入通过富集培养的强化微生物,通过微生物的作用对污染物降解,从而达到对污染地区修复的目的。并列举了一个实例说明此修复技术目前的研究进展水平。     

预处理方式对氧化-还原联合技术修复硝基苯污染地下水的影响

为了探究氧化与还原预处理对氧化-还原联合技术修复硝基苯污染地下水的影响,选取2,4-DNT（2,4-二硝基甲苯）为研究对象,构建过硫酸盐/铁炭修复技术体系,分别设置2个试验槽,一个试验槽以过硫酸盐作为氧化预处理联合以铁炭作为还原后处理,另一个试验槽以铁炭作为还原预处理联合以过硫酸盐作为氧化后处理,对比研究构建的氧化-还原联合系统中不同氧化与还原预处理方式对2,4-DNT去除机制的影响.结果表明:①过硫酸盐氧化材料填充位置显著影响试验槽pH和ORP（氧化还原电位）的变化,在运行周期5 PV（PV为孔隙体积,1 PV时间约为4 h）内,pH可显著增至11左右,ORP值达到最高.②在运行周期5 PV内,氧化填充层S₂O₈2-浓度和还原填充层Fe2+浓度均显著降低.③在运行周期5 PV内,随运行周期的增加,以过硫酸盐作为氧化预处理联合以铁炭作为还原后处理的协同技术体系对2,4-DNT的去除效果显著降低,以铁炭作为还原预处理联合以过硫酸盐作为氧化后处理的协同技术体系对2,4-DNT的去除率维持在100%.④通过液相-质谱联用技术,识别构建的氧化-还原联合技术体系内2,4-DNT降解的主要中间产物,同时结合铁炭微电解还原机制和过硫酸盐氧化机制提出了2,4-DNT协同处理机制及其可能的降解路径.研究显示,还原预处理更有利于氧化-还原联合技术对地下水中2,4-DNT的去除,可为有效处理硝基苯化合物污染地下水提供理论支撑.      

有机废水湿式O_3氧化降解过程的研究

采用 O3 湿式氧化降解含氯乙烯的有机废水 ,实验研究了不同 p H、不同温度以及不同初始氯乙烯浓度对反应过程的影响 ,初步探讨了在高 p H时 O3 的自分解催化产生自由基 OH·机理和污染物的氧化降解过程。通过实验研究与分析 ,获得了氯乙烯有机废水 O3 氧化过程的动力学方程     

污染场地水平修复井技术的研究进展及应用实践

常用的污染场地原位修复技术主要通过竖直井实现,但竖直井修复技术存在单井接触范围小、精准度低、难以在地表设施较多的场地实施等问题。污染场地水平修复井技术通过水平定向钻进手段协同化学氧化/还原、气相抽提、地下水抽出处理等修复方式靶向去除场地土壤/地下水污染区域的污染物,克服了竖直井修复技术的不足,适用于在产设施和构筑物下方的土壤/地下水修复。针对该技术的应用原理、技术优势及局限性、国内外研究进展等方面进行探讨。该技术在J省N市某石油烃污染场地进行了工程示范,并结合软件模拟论证,采用水平修复井技术协同碱活化的过硫酸钠药剂注入。结果表明：该技术的实施不受修复区域地表市政设施的限制,对场地及周边环境扰动小,单井接触范围大,修复精度更高,工期100 d内石油烃浓度降低了96.47%,达到修复目标值。该技术的成功示范可为我国原位修复技术的发展提供切实可行参考,其推广和使用前景广阔。     

高岭土负载纳米铁在含水层的运移行为及重金属污染修复效能研究

为克服重金属污染物修复过程中纳米零价铁易氧化、团聚等缺陷,本研究将其负载于高岭土表面合成负载型纳米零价铁复合材料（K-nZVI）,并利用批次试验、沉降试验及模拟柱试验研究了K-nZVI在含水层中的运移行为及其对地下水重金属污染的修复效能.结果表明,K-nZVI对Pb、Cu、Cd均有很好的去除效果,去除率随着初始浓度的增加、反应温度的升高、反应时间的延长而升高,且在弱碱性条件下修复效果最好.此外,K-nZVI在含水层中表现出较好的分散和稳定性能,运移行为可通过一维对流-弥散-沉积模型描述,其运移能力随着初始浓度的增加、砂颗粒粒径的减小、地下水流速的降低和离子浓度的升高而逐渐减弱.     

微米炭介导下4-硝基氯苯的还原-氧化耦合修复

针对土壤和地下水中难以去除的污染物4-硝基氯苯(4CNB),本文提出了微米级活性炭(MAC)介导的先还原后氧化的耦合修复工艺.通过序批实验、密度泛函分析、电子顺磁共振分析等手段研究了MAC表面性质、温度对强化硫化物还原4CNB的影响,探究了4CNB还原-氧化反应机理.结果表明在MAC介导下,4CNB可能发生了热力学有利的双电子还原过程,并且MAC对污染物的吸附富集作用减轻硫化物对过硫酸盐氧化过程的影响,高效去除了难以被硫化物还原和过硫酸盐氧化的4CNB.MAC强化下,4CNB还原速率相比单独硫化物作还原剂时提高8～82倍,35℃以上反应4h其降解率超99%.当4CNB还原为4-氯苯胺(CAN)后在炭表面经自由基氧化和过硫酸盐直接氧化去除.本研究提出了一种新的微米炭介导的4CNB还原-氧化耦合修复路线,为利用热处理工艺余热,实现低能耗、低成本修复4CNB污染土壤和地下水提供了新的思路.     

数值模拟技术在污染地下水抽出-处理运行中的应用

数值模拟技术在污染地下水修复中具有非常广泛的应用，该技术通常应用于修复设计阶段，但该阶段获取的模型参数准确性在时间、空间尺度上存在一定程度局限性，使修复效果存在较多不确定性。将数值模拟技术应用于实际修复过程更具有实际意义。结合地下水污染修复实例，考虑对流、弥散、吸附等地块特征因素，建立三维数值模型进行地下水流及溶质运移模拟，以地下水修复过程中多个监测井的水位、水质监测数据作为模型参数修正，分析随着地下水修复过程的开展，污染物在地下水环境中的变化趋势，以及时调整抽出-处理方案，指导后续地下水修复实施。结果表明：基于修复过程中监测资料进行数值模型修正的方法，能更真实地反映模拟区地下水系统特征，更有效地指导后续修复实施工作。