地下水循环井原位强化生物修复技术研究进展

随着工业化和城市化的发展,生产活动导致的地下水质量下降和水质恶化问题日益严重,已经逐渐成为影响人类生存的世界性环境问题。原位生物修复一直是地下水有机污染修复技术的研究热点,已受到了广泛关注。围绕生物修复技术在地下水有机污染原位修复方面的研究与应用,综述了地下水有机污染原位生物修复技术的研究进展,梳理和总结了影响原位生物修复技术的主要因素,重点讨论了原位生物修复技术与地下水循环井(GCW)修复技术的联合应用,并对GCW强化原位生物修复技术的研究发展方向进行了展望,以期为地下水有机污染原位修复工程的研究和应用提供参考。     

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。     

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。     

渗透式反应墙技术修复铬污染地下水的研究进展

我国地下水铬污染问题日益凸显,铬污染地下水的修复治理极为迫切。渗透式反应墙技术(PRB)作为一种地下水修复的新型技术,可实现铬污染地下水持续原位处理。归纳总结了PRB技术修复铬污染地下水常用的活性填料、工程应用中的关键设计参数和施工工艺,在此基础上扼要分析了PRB技术实现工程化应用过程中存在的主要问题及展望。     

EKR-PRB耦合技术在污染场地修复中的应用研究进展

电动-电动-可渗透反应墙(EKR-PRB)耦合技术,结合了电动修复(electrokinetic remediation,EKR)和渗透反应墙(permeable reactive barrier,PRB)两者的优点,是近年来新兴的一类原位污染场地修复技术,在污染场地土壤和地下水修复中有着良好的应用前景。针对该技术的修复原理、影响因素、应用优势和存在的问题进行了综述和探讨,并就未来进一步提高EKR-PRB修复效率和降低应用成本的相关研究提出了展望。可渗透反应墙(EKR-PRB)耦合技术,结合了电动修复(electrokinetic remediation,EKR)和渗透反应墙(permeable reactive barrier,PRB)两者的优点,是近年来新兴的一类原位污染场地修复技术,在污染场地土壤和地下水修复中有着良好的应用前景。针对该技术的修复原理、影响因素、应用优势和存在的问题进行了综述和探讨,并就未来进一步提高EKR-PRB修复效率和降低应用成本的相关研究提出了展望。     

地下水循环井技术处理土壤和地下水中甲基叔丁基醚研究

研究了MTBE在砂土中的静态吸附以及采用地下水循环井技术(GCW)去除砂土和地下水中MTBE的衰减规律。结果表明:MTBE在砂土中的吸附动力学符合准二级动力学方程,相关系数R2为0.99618,在砂土中的吸附平衡时间为24 h;吸附热力学符合Linear平衡吸附,吸附系数为0.00306 m3/kg。GCW运行30 h后,地下水饱和含水层中MTBE浓度由500 mg/L降至72.5 mg/L,去除率为85.5%;砂土中MTBE的吸附量由0.93 mg/g降至0.03 mg/g,去除率达96.4%。水平方向距GCW越近,MTBE的去除效率越快,垂直方向位于GCW上部的MTBE优先会被去除,最佳修复时间为运行15 h。GCW对砂土和地下水中高浓度MTBE具有良好的修复效果。     

地下水铅污染修复技术应用与研究进展

铅是地下水重金属污染中的主要元素,目前的修复技术主要分为物理屏蔽法、抽出处理法和原位修复法。抽出处理法包括物理、化学和生物的方法,原位修复法是目前该领域的主要研究方向,包括渗透反应格栅、生物修复以及动电处理技术等。文章介绍了铅污染的主要来源及对环境和人体造成的危害,结合近几年国内外有关地下水铅污染的主要科研成果,对各种修复技术的原理、优缺点进行了综合的述评,并对今后的研究方向提出了一点建议。     

轻质非水相流体污染场地的双相抽提修复

某化工生产场地受到了苯系物的污染,并在现场浅层地下水上方形成了由甲苯构成的轻质非水相流体层.采用原位单泵双相抽提技术对该场地进行了修复的中试研究.结果表明,双相抽提技术能通过真空作用同时去除场地中的自由相污染物、受污染的地下水以及受污染的土壤气体,可有效适用于中～低渗透性场地LNAPL污染的原位修复;直接回收自由相污染物是双相抽提工艺修复场地LNAPL污染的主要途径.     

地下水污染的原位修复技术——PRB法

原位修复地下水污染技术,具有经济、高效等特点。国外大量研究表明,此技术可以有效去除地下水中的重金属和有机污染物。本文主要介绍了原位修复技术中的PRB方法及其特点,并通过实验验证了其对地下水中重金属、有机物和三氮等污染物的去除效果,以此为基础,讨论了在我国开发应用该技术的前景及应注意的问题。     

地下水污染的原位值复技术——PRB法

原位修复地下水污染技术,具有经济、高效等特点.国外大量研究表明,此技术可以有效去除地下水中的重金属和有机污染物.本文主要介绍了原位修复技术中的PRB方法及其特点,并通过实验验证了其对地下水中重金属、有机物和三氮等污染物的去除效果,以此为基础,讨论了在我国开发应用该技术的前景及应注意的问题.     

浅层地下水石油类污染原位曝气修复技术研究进展

地下水石油类污染因其污染普遍、危害性巨大、去除困难以及治理费用昂贵而受到广泛关注。原位曝气修复技术(AS)以低成本、修复效率高、操作简便等优势近些年来发展迅速。文章综述了地下水石油类污染现状,阐述了AS修复地下水石油类污染物原理,从曝气流型、组分传质以及生物扰动降解等方面深入探讨了注入气体运移方式及分布范围的影响因素,污染物的传质行为及质量去除机制,生物降解及监测手段等,总结了AS修复的研究进展。指出了当前AS修复技术在非均质介质的理论模型以及生物降解作用定量化表征方面存在的问题,并就未来强化修复实现多技术协同联用结合新兴监测分析技术进行了展望,以期为AS修复技术进一步的研究和应用推广提供参考依据。     

地下水有机污染的原位修复技术

介绍了渗透反应格栅、井内通风、地下水曝气、生物曝气及多相抽提等五种地下水原位修复技术的概念 ,阐述了它们修复受污染地下水的过程和修复机理 ,并对其研究进展情况进行了论述。展望了地下水有机污染的原位修复技术在我国的应用前景     

裂隙地下水生物修复及水流特征研究

裂隙地下水作为储量最丰富的地下水资源,已经受到非水相液体(NAPL,Non Aqueous Phase Liquid)的严重污染威胁。通过物理实验的方法,对裂隙地下水中残留NAPL污染的生物修复展开研究,通过激发地下水中原生微生物群的生物活性,得出微生物活动对NAPL溶解的加速作用及程度。试验结果显示微生物群能将裂隙中甲苯的溶解速率提高约1倍,并加速裂隙内部甲苯的降解,而外界温度对该过程的影响甚微。     

用于场地土壤修复的电阻加热技术研究进展

我国目前存在大量地质条件复杂,常规抽提技术难以快速有效地修复污染场地。电阻加热(electrical resistance heating,ERH)技术受土壤异质性影响小,处理深度大,加热速度快,能快速有效地去除地质条件复杂的土壤渗流区和饱和区中的挥发性有机物。但该技术在国内应用较晚,相关研究较少。简述了ERH技术的修复机制,包括促进污染物的迁移和提高污染物的降解速率;土壤电导率、电场强度、地下水流动和土壤异质性等因素如何影响ERH的修复效率。介绍了ERH技术与原位化学氧化、原位生物修复及其他原位热处理技术的耦合,ERH场地实施的建井方法、设备布署和部分国外的场地实施案例等。最后,针对ERH技术在实际应用中存在的问题,指出了ERH技术研究的发展方向。     

地下水中三氯乙烯污染修复技术研究进展

目前三氯乙烯(TCE)引起的环境污染已成为一个非常值得关注的问题,TCE的大规模使用,已使其成为土壤和地下水中分布最广泛的污染物之一.文章综述了TCE污染地下水的治理方法,治理方法可分为抽出处理法和原位处理法,其中原位处理法包括原位化学氧化法、原位电化学法、原位生物修复以及渗透反应格栅技术,并对今后的研究发展趋势作出展望.     

京津冀化工场地地下水污染修复治理对策研究

京津冀化工场地地下水污染问题突出,严重威胁当地饮水安全和可持续发展,亟待开展修复治理.针对京津冀化工场地地下水污染现状,分析了化工场地地下水污染修复面临的挑战,提出了分区分级的修复治理对策.结果表明:①针对可能存在NAPL(非水相液体污染物)的高风险污染源区,采取高强度修复措施,以实现污染物总量的快速削减;②针对中度污染区,采取单位能耗强度更低的长效修复措施,降低修复成本和二次污染风险;③针对低风险的轻度污染区,采取风险管控措施.结合对典型化工场地地下水污染修复技术的分析,提出的分区分级修复治理对策具有以下特点:①多技术耦合,形成互补效应,可提高修复效率;②节约修复成本,降低二次环境影响;③体现基于风险的原则,避免过度修复.      

土壤及地下水原位注入-高压旋喷注射修复技术工程应用案例分析

南京、宁波、青海等地诸多工业污染场地修复工程项目中采用了原位注入-高压旋喷注射修复技术,以原位化学氧化/还原修复技术为代表,根据不同场地污染物的特性、污染程度、污染分布及修复场地水文地质情况,设计了原位注入-高压旋喷注射修复系统及修复工艺,通过大量工程实践获得了系统施工参数,验证了系统的修复效果。最终工程实施结果表明:所采用的原位注入-高压旋喷修复技术对主要污染物苯、氯苯、对/邻硝基氯化苯、苯胺、多环芳烃、石油烃等VOCs/SVOCs及重金属(六价铬)的修复效果显著,所修复的土壤/地下水均达到修复目标,相比现有Geoprobe水力压裂、注入井等原位修复技术,解决了注射压力不足、注射效率低、药剂扩散半径偏小、饱和层修复注射难以保证注浆量影响扩散效果等问题,且彻底解决了异位修复噪声、大气环境二次污染问题,为我国工业污染场地土壤及地下水原位修复问题解决提供了新思路,具有广阔的应用前景和工程借鉴价值。     

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。     

水污染控制原位技术的研究及其发展

水污染控制原位技术体现了污染最小化和资源利用最大化的先进理念，包括原位污染预防技术和原位污染修复技术2方面。文章从原材料的管理与优选、工艺及过程控制优化及水回用方面论述了水污染原位预防技术，从原位生物修复、原位植物修复及原位物理化学修复方面论述了原位修复技术，介绍这2方面的研究与应用现状，强调水污染控制原位技术的重要性，提出若干发展方向。     

地下水原位化学修复数值模拟研究进展

数值模拟是地下水原位化学修复设计的主要方法。从地下水原位化学修复过程的物理和化学作用出发,分析了土体平衡方程、流体相连续性方程和溶质运移方程等基本控制方程,比较了常用地下水原位修复数值模拟软件的特征,指出土体变形对地下水渗流和溶质运移的影响以及现有地下水原位化学修复模拟中存在的问题,需考虑以下3个方面:1)原位注入化学修复模拟时应考虑土体变形、地下水渗流和溶质运移的三维耦合模型和模拟计算;2)药剂注入方式以及药剂注入引起的土体变形和破坏及其对土体渗透性的影响;3)药剂注入对土体固结变形和强度的影响。