氯代烃污染场地生物自然衰减修复研究进展

随着监测自然衰减技术的不断发展和日趋成熟,其在氯代烃污染场地修复领域中的应用越来越广泛和深入。本文在简要回顾监测自然衰减技术来源和发展的基础上,围绕主导氯代烃去除的生物自然衰减过程,综合探究了影响监测自然衰减效率的污染物、生物和环境因素,概述了评估氯代烃污染场地自然衰减能力的实地监测和数值模拟手段,并基于室内模拟实验和场地实际应用现状,分析了其与强化衰减技术联合应用的发展趋势。今后需要在复合污染体系的自然衰减特征、生物降解调控机理研究、数值模拟及同位素分析等手段的应用等方面进一步深入研究,以期为氯代烃污染场地的绿色修复提供参考。     

上海浦东某氯代烃场地地下水污染现状调查

氯代烃曾经广泛用作工业清洗剂,由于过度使用和储存不当,造成严重的土壤和地下水污染.本研究选取上海浦东某1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-TCA)污染场地作为研究对象,连续5年观测了75个监测井的地下水样品氯代烃分布.采用吹扫捕集和气相色谱联用法检测了地下水样品中氯代烃的种类和浓度,运用GMS软件构建了污染场地水文地质模型和氯代烃污染羽分布图.结果表明,氯代烃污染羽主要分布在5个区域,面积达5000 m2左右,深度主要在地下4~8 m的粘土层中,污染土壤和地下水总量为50000 m3左右;2号区域的污染情况最为严重,氯代烃浓度范围为10~1700 mg·L~(-1),发现50 m3左右的自由相(DNAPL).研究结果将为揭示该场地污染物迁移转化规律,为后续的人体健康风险评估和制定修复方案提供数据支撑.     

浅层地下水氯代烃污染的天然生物降解

对我国北方某城市的浅层地下水进行了有机污染调查,局部地区发现了严重的氯代烃污染.PCE和TCE对地下水的污染程度远远大于CF和CT,是主要污染物,最高浓度分别为487.55μg/L和63.74μg/L.本文根据所掌握的资料,结合氯代烃天然条件下生物降解判定方法,对研究区地下水氯代烃生物降解衰减可能性进行研究.结果表明,该市地下水氯代烃污染区浅层地下水环境、Eh、pH值、生物降解的间接标志NO₃^-浓度变化,以及PCE和TCE生物降解中间产物等均有助于证实氯代烃生物降解转化的存在.多数点为Eh小于100mV的还原环境,将综合污染评价分级中1、2级,3、4级和5级所对应的NO₃^-/Cl^-值求平均分别为0.804,0.754和0.596,在所有检出DCE的点中,cis-1,2-DCE的百分比均超过了DCE总量的80%.室内模拟实验进一步说明,氯代烃污染区地下水环境中,氯代烃完全可能产生共代谢生物降解转化,因此,确认PCE存在向TCE的生物降解转化,能够更加合理地解释这一地区TCE和PCE的污染现状.     

场地环境评价和修复监测参数

根据场地实际的污染特点,选择适当的场地环境评价标准和监测参数对于污染场地调查评价工作及后续修复工程的实施具有非常重要的指导意义和经济效益.本文通过研究国外相关场地环境评价标准,对场地环境调查评价和污染场地修复中监测参数选择及其相应分析方法的选择提出了一些建议.     

某典型污染场地土壤中氯代烃类污染的空间分布与污染成因

针对氯代烃类污染物在天津海陆交互相沉积成因第四系中的空间分布与成因研究,选取了生产历史长达19年的某农药原料提纯污染场地,通过地质勘察、监测采样与测试分析等手段查明了该场地土壤中氯代烃类污染的空间分布与污染成因。结果表明:该场地内超标的氯代烃类包括三氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、氯乙烯,污染分别以西部车间、中部车间、北部化工库、东部办公室、中部车间与东部仓库之间位置为中心向四周展开运移,污染物含量整体上先随深度增加逐渐升高至峰值,后随深度增加而大幅降低,含量峰值主要积聚于陆相层粉质黏土④₂层的中部及底部,以及海相层粉质黏土⑥₁层或粉土⑥₃层的上部,表明粉质黏土④₂层与粉质黏土⑥₁层在一定程度上有效阻滞了污染运移,这与其黏粒粉粒含量高、砂粒含量低和渗透性差等特性有关。     

汞污染场地特征识别与健康风险研究

汞污染场地特征识别与风险管控是《关于汞的水俣公约》中重要的履约计划。围绕当前我国场地尺度汞污染特征不清、风险管理模式不健全的问题，深入研究了人为活动汞的物质流向与管控行业场地潜在的污染途径，系统分析了当前场地尺度汞的主要来源、赋存形态、空间迁移与形态转化，并以原生汞矿选冶矿山作为典型汞污染场地，构建了场地概念模型并对风险评价与分类管控对策进行研究。结果表明：我国汞污染场地多存在于原矿开采、汞触媒、氯碱、聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)、废物处置等有意汞排放行业，以及燃煤电厂、有色金属、水泥生产等无意汞排放行业。场地中的汞以无机和有机复杂形态赋存，并可发生介质间迁移与形态间的转化，对场地风险的精准评估形成挑战。汞污染场地潜在暴露情景的场地概念模型表明：汞可通过经口、呼吸、饮水、饮食等多途径进入人体并形成不可接受的健康风险。根据国外场地风险评价理论与管理实践，并结合我国的实际情况，提出基于汞生物化学转化过程的精准风险评价与风险优先级相适应的分类修复/风险管控，以期成为一种科学规范、环境友好、可持续的汞污染场地风险管理对策。最后对汞污染场地风险评价方法与管控对策研究...     

我国污染场地管理技术标准体系探讨

随着工业化发展,我国的污染场地数量不断增多,环境问题日益突出.为规范污染场地管理,国家及地方层面陆续颁布了系列污染场地管理标准文件,但我国的污染场地标准体系建设尚处在初期阶段,存在调查评估导则缺乏支撑性技术标准、修复过程标准严重缺失、风险评估方法过于保守以及后期风险管理忽视等问题.本文在分析我国污染场地标准体系现状基础上,提出建立进一步开展场地高精度调查、层次化风险评估、修复全过程管理及后期风险管理等技术标准体系,以期推进污染场地管理技术标准体系的完善和发展.     

不同pH条件下三氯乙烯及其脱氯产物对苯或甲苯厌氧生物降解的影响

将零价铁渗透反应格栅和生物降解格栅联用,先利用氯代烃易还原脱氯的性质通过零价铁渗透反应格栅去除氯代烃,后利用BTEX易生物降解的性质通过生物降解格栅去除BTEX,可以有效去除地下水中由氯代烃和BTEX这两种性质迥异的污染物形成的混合污染羽.但在联合格栅技术中,零价铁渗透反应格栅后的强碱性环境(pH9)、氯代烃脱氯还原中间产物(cis-1,2-DCE)的积累和可能出现的TCE穿透均可对生物降解格栅中BTEX的生物降解产生影响.针对上述问题,本文研究了不同pH条件下TCE和cis-1,2-DCE对苯或甲苯厌氧生物降解的影响.结果发现,碱性pH条件有利于苯或甲苯的生物降解,但不同pH条件下TCE或cis-1,2-DCE的加入对苯或甲苯的生物降解均产生抑制(除pH=7.9,cis-1,2-DCE=100μg·L-1时的甲苯),且TCE对苯和甲苯生物降解的抑制要明显强于cis-1,2-DCE;不同pH条件下,TCE 100和500μg·L-1对苯生物降解的抑制作用没有明显差异,但对甲苯生物降解的抑制却随着TCE浓度的增加而增加;pH=7.9时,cis-1,2-DCE的加入有利于甲苯的生物降解,之后随着pH的增加又转变为抑制.另外,在苯或甲苯厌氧生物降解过程中,可能存在cis-1,2-DCE与苯或甲苯的共代谢生物降解,且甲苯更有利于cis-1,2-DCE的共代谢降解.     

污染场地调查现状存在的问题及对策研究

污染场地调查是后期修复的前提和基础,因此,做好污染场地调查工作具有积极的现实意义。我国污染场地调查起步晚,发展迅速。本文在简要分析污染场地调查内容的基础上,分析了当前污染场地调查工作存在的问题,并有针对性地提出了解决对策,对进一步完善污染场地调查工作具有一定的指导价值。     

某石墨阳极法氯碱生产场地二噁英污染特征分析

为了解石墨阳极法氯碱生产场地二噁英类物质污染场地环境特征,对某氯碱生产场址进行了土壤和地下水采样及检测分析.结果表明,土壤样品中二噁英毒性当量值超过美国EPA区域筛选值（RSL）的超标点主要集中在场地内氯氢气处理车间、电解槽车间、石棉堆放区、污水处理厂和油库区,毒性当量在1.482～1 357.459 ng.kg-1之间;地下水样品二噁英浓度限值未超过我国饮用水标准值.结合场地二噁英污染浓度指纹特征以及二噁英异构体含量及其毒性当量因子,该场地内优先控制的污染物为2,3,7,8-TCDF、2,3,4,7,8-PeCDF、1,2,3,4,7,8-HxCDF、OCDD和2,3,7,8-TCDD.研究结果表明,采用石墨阳极法生产氯碱行业的场地二噁英类物质污染程度比较严重,需要开展针对该类型场地的环境监管工作.     

垃圾填埋场渗沥水污染及控制研究

通过现场调查和模拟试验的方法,对武汉市郭茨口垃圾填埋场氧化塘和垃圾填埋渗沥水的特性进行了调研,查明了渗沥水的污染特性、降解规律,及氧化塘的运行状况和塘内渗沥水的污染负荷、分布特点.并对武汉市土壤和民用煤灰对渗沥水的吸附和防渗能力进行了初步研究。     

印钞废水厌氧处理可行性研究

为了对印钞废水生物处理提供可行性方案。通过对印钞废水的特性进行分析,采用厌氧生物处理技术进行处理,并对反应过程中可降解性和产甲烷毒性进行分析。结果表明,印钞废水可以通过厌氧生物降解进行处理,其可降解性BD%为79.6%,对甲烷菌的抑制作用为89.6%,微生物不能通过直接驯化适应,建议厌氧处理前进行稀释或脱毒处理,同时需要给废水中补充磷源,以满足微生物生长的需要。     

中药废水主要成分厌氧生物降解途径研究

通过小试研究,利用气-质联机（GC-MS）对黄芩甙的厌氧生物降解曲线和途径进行了探讨,对黄芩甙的降解数据进行趋势化模拟和线性回归分析,得到了相应的降解动力学方程.黄芩甙可能的降解途径为“脱糖→脱苯→开环→饱和化→拆链”,降解时间需47 h以上, 厌氧分解的主要产物是小分子氧化物,如醇、醛、酸、酯、烯烃以及还原态饱和烷烃.结果表明,黄芩甙降解的限速步骤在水解酸化阶段,适宜采用两相厌氧消化技术和较长的停留时间进行处理.     

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.      

全氟辛酸(PFOA)厌氧生物可降解性

全氟辛酸(PFOA)的可生物降解性对阐明其环境归趋具有重要意义.根据前人的还原降解研究成果,采用PFOA摩尔回收率、氟离子浓度、乙酸根浓度、2H-PFOA[F(CF_2)_6CHFCOOH]浓度和短链(C8)全氟羧酸(PFCAs)浓度的变化等作为指标,研究PFOA的厌氧可生物降解性.结果表明,活菌降解样中PFOA摩尔回收率由培养期初(3d)的101%±5%降至培养期末(250 d)的85.6%±3.9%,而氟离子浓度则由培养期初(3 d)的0.59 mg·L~(-1)±0.02 mg·L~(-1)增至培养期末(250 d)的0.63 mg·L~(-1)±0.02 mg·L~(-1),且检出了一定量的乙酸根、2H-PFOA和短链PFCAs,但是这却和其对照样中相应指标的变化类似,且不存在显著性差异.由此可见,尽管热力学计算结果表明还原脱氟产生的热量足够维持微生物生命活动,但在本研究的实验条件下却并没有发现PFOA可被生物降解的证据.     

地下水氯代烃污染修复技术研究进展

氯代烃作为重要的化工原料被广泛应用,使用过程中的跑冒滴漏已使其成为地下水中最常检测出的有毒有害污染物之一,严重影响人体健康与生态环境安全.为更清楚地了解地下水中氯代烃污染特点与修复技术发展现状,首先对地下水中氯代烃迁移转化特征进行梳理,分析并总结氯代烃多相态、多介质赋存状态以及影响其迁移转化的因素;其次,归纳阐述不同赋存状态下氯代烃适用的修复技术,包括试验研究与实际场地修复方面的研究进展以及修复过程中存在的问题;最后,结合当前研究现状,对氯代烃修复技术的发展方向进行展望.调查研究表明,PRB技术墙体新介质、缓释氧化剂及污染物靶向修复材料的开发、高抗性且生存能力强的工程菌培育以及修复技术之间的联用将是地下水氯代烃污染治理的发展方向;同时,在修复技术的选择与联用上,必须遵循技术与场地水文地质条件相适应的修复思路.      

某铅酸蓄电池污染场地表层土壤重金属Pb空间分布预测研究

为准确界定某典型蓄电池企业污染场地土壤中特征性污染物Pb的空间分布范围,分析和比较了数据拆分后的分区预测模型(OKLG+TIN)、数据正态变换后克里格模型(OKBC)、反距离加权模型(IDW)以及样条函数模型(Spline)对土壤Pb污染空间分布预测和污染评价的影响.结果表明,原始数据集具有高偏倚特征,局部区域存在较大的空间变异性;分区预测模型取得了最高的预测精度,预测的污染物空间分布比较符合场地实际污染状况,其它3种模型受适用原理及数据特征影响,预测精度较低,预测结果不能很好反映高污染区域的细部变化特征,不适合该场地Pb的空间分布预测与制图.研究结果对于此类型工业污染场地后续的修复范围确定和修复治理决策制定提供了参考.     

运用GMS模型对某垃圾场地下水污染的研究

通过对洛阳市某垃圾场的环境地质条件调查和地下水污染监测,用综合污染指数和内梅罗污染指数法,评价了垃圾场对地下水的污染情况;运用GMS模型选择垃圾场的特征污染物对垃圾场周围土壤及地下水的污染现状进行了影响评价;并通过数值模拟计算进行污染预测,为垃圾场水土污染的防治提供了基础资料和科学依据。     

某污染场地地下水石油烃的健康风险评估及其微生物群落分析

有机污染场地地下水石油烃污染问题较为普遍,对周边环境和人体健康造成一定影响. 为探究污染场地地下水环境中石油烃含量、健康风险及其与微生物群落分布关系,对天津市某污染场地地下水石油烃开展健康风险评估调查,使用气相色谱法分析石油烃浓度,利用污染场地健康与环境风险评估软件进行健康风险评估,利用高通量测序技术进行地下水微生物群落特征分析. 结果表明:①5个监测井的石油烃污染情况有显著差异,A1～A4监测井石油烃浓度较低,健康风险处于可接受水平;A5监测井石油烃浓度是其他4个监测井的60～100倍,总石油烃危害商为44.990,为可接受值的45倍,健康风险较高. ②4个监测井地下水中均含有变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),说明这两种细菌对石油烃污染有一定耐受能力. A5监测井细菌Chao指数和Shannon-Wiener指数最高,说明细菌多样性和丰富度最高,且该监测井变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)绝对丰度均较高,说明一定浓度石油烃的存在会促进具有降解石油烃功能的细菌生长. 研究显示,一定浓度石油烃的存在使石油烃降解菌绝对丰度增加,从而增加了对石油烃的降解能力,增强了石油烃的自然衰减能力,有利于降低人体健康风险.