美国有机污染场地化学氧化修复案例分析

化学氧化修复技术能快速有效去除污染物,对不同类型的场地具有较强的适应性,被广泛应用于污染场地修复中。通过介绍化学氧化修复应用设计的方法,结合美国污染场地的化学氧化修复案例,说明不同氧化剂对污染物及地水文地质条件的场地的修复应用。     

典型氯代烃污染场地地下水化学氧化修复实验分析

以某在产电子加工厂场地内地下水为研究对象,通过实验分析,分析了Fenton试剂、过硫酸盐在不同添加比及不同反应时间条件下对氯代烃污染地下水的修复效果。结果表明,地下水中氯乙烯和顺-1,2-二氯乙烯浓度超出修复目标值;Fenton试剂对地下水中污染物的去除效果优于过硫酸盐,但稳定性较过硫酸盐差,实际原位化学氧化修复过程中可能在未能渗透覆盖到整片污染羽时已经分解;而针对过硫酸盐,通过延长反应时间能将地下水污染物浓度降低至修复目标值以下。因此,在实际原位化学氧化修复过程中,建议采用过硫酸盐作为氧化剂。     

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。     

有机污染场地化学氧化处置方法综述

化学氧化修复技术具有二次污染小、修复污染物的速度快的优势,而被广泛应用。由于场地的复杂性,不同环境对氧化剂的选择性不同,氧化剂的特征对化学氧化处置的效果起关键性作用。因此,通过介绍不同化学氧化剂的特征,分析化学氧化处置方法对不同污染场地的适用性及选择性。     

不同氧化剂对某煤制气厂多环芳烃污染土壤的修复效果研究

利用不同化学氧化剂对某煤制气厂实际污染土壤中PAHs的修复效果进行研究,结果显示,活化过硫酸钠处理后,PAHs的整体去除率均达到90%以上,最高去除率出现在药剂投加量为8%(质量分数);高锰酸钾处理后,苯并(g,h,i)芘去除率最低45.28%,其余均大于70%;两种氧化剂均表现较好的修复效果,大部分PAHs均被氧化消除,少部分残留在土壤中,且氧化过程中受到搅拌等外界条件影响扩散至上清液及挥发到空气中的PAHs占比微少,推荐其作为修复煤制气污染场地土壤中PAHs的有效方法。     

场地地下水1,2-二氯乙烷污染的修复实验与数值模拟研究

为筛选适宜的地下水中1,2-DCA(1,2-二氯乙烷)污染的修复方法,本文开展原位修复包括化学氧化清除技术、监测自然衰减技术及其集成技术的有效性研究。首先通过室内实验,研究高铁酸钾和过氧化氢这两种不同氧化剂对1,2-DCA化学清除的效率以及清除过程中对地下水化学环境的影响。结果表明,高铁酸钾和过氧化氢均能有效的进行化学清除工作,且在60 d后对1,2-DCA的去除率都超过了95%。在反应最佳作用时间内,菌落总数会急速下降,随着时间推移和氧化剂的消耗,菌落总数重新大幅度的回升,这表明即使在化学氧化清除效果减弱之后,依旧可以进行自然降解修复。在此基础上,利用野外水文地质资料与水化学监测资料,建立地下水污染修复数值模拟模型,并通过数值模拟结果分析评价监测自然衰减、化学氧化清除和化学氧化-自然衰减三种不同修复技术的可行性及效果差异,为场地地下水有机污染修复技术的筛选提供不可或缺的依据。     

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。     

污染场地修复药剂安全利用问题及对策

我国污染场地修复过程中常采用固化/稳定化、淋洗或化学氧化/还原等修复技术,通过改变污染物赋存形态、降低污染物浓度或消除污染物的方式控制环境风险.在这些技术应用过程中,修复药剂对土壤和地下水环境的潜在风险已经引起关注.目前我国《土壤污染防治法》明确提出:相关部门应筛选评估并公布土壤中重点控制的有毒有害物质名录、禁止在土壤中使用重金属超标的降阻产品、修复活动不得造成新的危害、加强肥料等产品的登记并组织开展安全性评价、修复方案中应包括地下水污染防治等内容.但目前还没有制定针对修复药剂安全性的相应标准或技术规范.修复药剂可能会造成土壤理化性质、土壤微生物活性及数量的改变,破坏土壤生态系统或二次污染土壤,还会迁移进入地下水,造成水质恶化并引发风险;本文阐述了污染场地修复中常用修复药剂的修复机理及存在的问题,梳理了现有修复药剂评价和管控方法,提出了基于土壤性质、微生物和地下水安全的修复药剂安全评价及管控建议,为场地修复中修复药剂安全利用及风险管控提供参考.      

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。     

我国工业场地地下水污染防治十大科技难题

我国工业场地地下水污染严重,污染地块省级名录中含地下水信息的地块有31%存在地下水污染. 近年来,地下水风险管控和修复工作日益得到政府和行业的高度关注,相关环境管理体系逐步完善. 2021年国务院发布的《地下水管理条例》将会进一步推动工业场地的污染地下水风险管控与修复治理工作. 但是,我国当前地下水领域的相关研究仍然比较薄弱,不能完全满足国家的重大需求. 本文根据地下水修复领域国际研究前沿和国内的发展与管理现状,提出未来污染场地地下水修复的十大科学与技术挑战:地下水修复与风险管控的绿色可持续性,污染物及水文地质条件的精准刻画与风险评估,水土协同治理,低渗透地层及透镜体的反向扩散,原位氧化和生物修复过程中的有毒副产物生成,物理分离技术的拖尾,地下水修复中的污染物反弹,大型复杂污染场地的治理与管控,岩溶裂隙水污染迁移与风险管控方法,以及地下水中新污染物. 克服这些科技挑战的过程也必将给我国地下水污染防治事业的发展带来重大的机遇.      

过硫酸钠对我国典型土壤中多环芳烃氧化降解效果的影响

过硫酸钠是污染土壤化学氧化修复技术中应用较为广泛的氧化剂.为研究过硫酸钠对不同土壤中PAHs（polycyclic aromatic hydrocarbons,多环芳烃）的修复效果,以我国多种典型土壤（黑土、潮土、黄土、紫色土、褐土、砖红壤）为试验样本,以萘、菲、蒽、芘、苯并[a]芘5种PAHs为目标污染物,分析活化过硫酸钠对人为老化的降解率;此外,通过对氧化前后土壤pH、w（有机碳）等土壤性质变化的比较和分析,探讨氧化修复过程对土壤性质的影响.结果表明:当活化过硫酸钠用量为0.8 mmol/g、温度为25℃时,PAHs污染土壤中萘、菲、蒽、芘、苯并[a]芘的降解率最高,分别为87.82%、79.68%、87.93%、83.40%、94.31%.随着温度的升高,PAHs降解率逐渐升高,当温度达到25℃时,PAHs的降解率（85.69%）达到最高,随后随着温度的继续升高,总PAHs的降解率没有明显增加;随着pH的升高,PAHs的降解率逐渐升高,当pH达到6~7时,PAHs降解率维持在一个较高水平;随后随着pH的继续升高,总PAHs的降解率逐渐降低.随着温度以及pH的变化,5种PAHs的降解率与总PAHs的降解率变化趋势一致. w（有机碳）越低,PAHs环数越高,PAHs降解率越高;高环（5~6环）、中环（4环）、低环（2~3环）PAHs降解率与总PAHs降解率变化趋势一致.此外,过硫酸钠氧化修复后土壤结构遭到一定程度的破坏,土壤的pH、w（有机碳）和土壤肥力会有不同程度的下降,对土壤的再次利用有较大影响.研究显示,过硫酸钠可有效氧化降解不同性质土壤中PAHs,在氧化修复PAHs污染土壤方面具有较好的应用前景.      

张家口市某机械厂原址电镀污染场地土壤修复工程实践

机械厂电镀加工过程中产生的电镀废水,会造成土壤六价铬和氰化物污染。以长期利用电镀工艺的污染场地修复项目为依托,通过前期场地环境调查和风险评估结果,分析场地土壤污染程度和污染范围,确定修复目标和工程量;综合场地特性和污染特征,进行修复技术筛选,确定以"化学氧化+化学还原-固化/稳定化"为核心的污染土壤修复技术工艺;通过小试和中试,获得最佳修复药剂组成和添加比例,并进行工程实施。结果表明:Cr(Ⅵ)和氰化物复合污染土壤经化学氧化+化学还原-固化/稳定化工艺处理后,最大超标浓度由原来的37.3,186.0 mg/kg,分别降低至对应的标准限值3.0,22 mg/kg以下,Cr(Ⅵ)浸出浓度<0.5 mg/L,满足修复要求。该修复工程的成功实践,可以为其他复合污染场地修复工程的设计与实施提供参考。     

污染场地治理修复药剂危险性评价技术及其应用:以上海市为例

基于我国土壤污染防治和化学品管理的相关法律法规要求,以物理危险、健康危害和环境危害为主要因素,以新化学物质判定及管理、危险化学品识别及危险特性判别为主要环节,探索并建立了污染场地治理修复药剂危险性评价技术流程;在此基础上,以上海市污染场地土壤、地下水治理修复技术和药剂为例,对所制定的评价技术流程进行合理性验证。系统收集整理了上海市135项污染场地治理修复工程的基本信息,对典型污染物治理修复技术和药剂类别进行统计分析,识别了各药剂的危险特性。以常用的氧化剂过氧化氢为例,高浓度过氧化氢可引起燃烧或爆炸,建议其浓度控制在60%以下。该研究结果可为我国污染场地治理修复工程的安全实施、药剂安全利用以及生态环境部门对土壤修复行业的监督管理提供创新思路、基础数据和技术支撑。     

地下水修复的技术不可达性及美国管理对策对我国的启示

由于地下水文地质条件的非均质性、污染物环境行为的多样性、修复技术应用的局限性等原因,地下水修复过程存在较大的不确定性,导致出现修复时间和资源的消耗与修复预期不匹配等问题,对地下水修复效果评估和场地再开发利用带来压力. 美国提出了地下水修复技术不可达性的概念,推行了技术不可达豁免政策,将技术不可达评估纳入地下水修复管理程序中,并提出适应性管理、低风险结案、长期监测等一系列管理要求,以保障场地修复后的健康风险和环境风险. 我国尚未建立技术不可达情景的应对措施和技术体系,在复杂污染场地地下水修复中仍存在修复目标、修复周期、修复效果评估周期等各方面的挑战. 本文围绕地下水修复的技术不可达性,借鉴美国污染场地管理经验,提出了修复技术不可达情景下的应对策略,包括建立修复过程跟踪管理技术体系、适时开展残留污染物风险评估、严格落实污染场地后期管理等建议,以期为保障修复后场地再开发安全利用提供理论依据和技术支撑.      

关于污染场地治理修复的探讨

分析了污染场地管理面临的突出问题：中国在污染土壤管理的法律法规和标准不健全、公众对污染场地的关注度不高、中国污染场地修复技术框架和设施的研发尚不成熟,现有的技术支撑条件难以满足污染场地修复工作的需求。结合污染场地管理和场地风险评估、土地利用功能、场地修复技术,提出了场地修复管理急需开展的工作。指出破解污染场地管理和修复难题的关键是：健全土壤专项法律法规、优化土地空间用途、按照土壤反退化原则化解土壤环境风险、完善土壤治理修复技术框架。     

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.      

重金属污染场地风险评估与治理技术体系研究

在对发达国家污染场地风险评估与治理修复技术方法进行分析的基础上,针对我国重金属污染场地的实际特点,通过调查、分析、实践、优化等方式,对风险评估与治理修复技术开展了系统研究,对风险评估技术在我国的实际应用以及治理修复技术体系的构建提出了模型优化、技术路线优化等相关建议,提出了以浸出浓度为基础依据初步构建重金属污染场地理修复技术体系,并针对治理修复技术的国内产业化分析了技术标准、技术开发应用、市场引导、政府监管等关键影响因素。