污染场地原位化学药剂注射修复要点分析

原位修复技术被越来越多的应用于污染场地修复工程的实践,原位化学氧化、原位化学还原、原位生物修复以及原位稳定化等污染场地原位修复技术均需采用原位化学药剂注射这一修复施工工法。对实验室小试、修复设计、现场中试、注射系统构建与运行以及注射后监测等几个原位化学药剂注射修复的重点环节进行了实施要点的分析,以指导相关污染场地原位修复技术的顺利开展。     

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.      

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。     

土壤气相抽提技术在修复污染场地中的工程应用

针对某化工厂污染场地的修复问题,采用土壤气相抽提原位修复技术将包气带中的挥发性和某些半挥发性污染物抽出,使污染场地得以修复。根据场地条件及污染特性,确定修复系统的组成、运行。样品检测结果表明:修复8个月后,对主要污染物苯,在土壤中的去除率达95.2%~99.9%,在土壤有机废气中的去除率达80.7%。从实际工程应用说明土壤气相抽提技术是一种效果较好的修复技术,为类似污染场地原位修复问题提供工程技术参考。     

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。     

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。     

某焦化厂旧址氰化物污染地下水修复工程实例分析

介绍了某焦化厂旧址氰化物污染地下水原位注入修复工程。前期场地调查及风险评估,确定场地污染现状、修复目标及修复工程量。通过修复技术比选,确定适合项目的修复技术路线。小试试验确定适宜的氧化药剂(二氧化氯)及药剂添加范围。现场中试试验,确定单井注入影响半径、注入压力及药剂的最佳投加比。修复施工完成后,由第三方检测机构对修复工程进行采样、检测,根据检测结果评估修复效果。该项修复工程的成功实施能够为其他类似污染场地土壤修复项目提供参考。     

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。     

原位生物稳定固化技术在铬污染场地治理中的应用研究

原位生物稳定固化方法是控制铬污染场地地下水风险的有效方法,通过实地工程试验,初步验证了原位生物稳定固化法治理南方某铬污染场地的修复效果.实地工程试验的场地面积约600 m2,位于整个污染场地的上游,受高浓度铬污染,总铬含量高值为11 850 mg.kg-1,六价铬含量高值为349 mg.kg-1,污染最为严重的土层为-0.5～-2 m.通过对在试验场地范围内设置注射井注射还原剂和微生物调节剂等,并通过监测井监测分析不同时间不同深度范围内在药剂注射的作用下地下水中六价铬和总铬的浓度变化.工程试验结果表明,原位生物稳定固化技术显著改变了土壤中铬的形态,进而降低了铬的迁移性,消减了地下水污染风险.注入的药剂对注入井(有效范围)内的地下水六铬污染治理效果很好,六价铬转成三价铬并固定稳定率达到94%～99.9%,总铬固定稳定率达到83.9%～99.8%.试验结果对于浅层地下水深度较浅、土壤以粉质黏土和砂质黏土为主的污染场地修复具有重要的参考价值.     

污染场地修复效果评价浅析

受不同污染场地具体环境地质条件、修复模式(原位或异位)、修复技术等因素影响,施工过程中的监控程序和验收程序存在较大差异。因此,污染场地修复效果的评价显得尤为重要。通过对国内常用评价依据的梳理,目前常用的方法有逐个对比法、t检验评估法以及95%置信上限评估法3种,一般以修复目标值作为评价效果依据。     

多环芳烃类污染场地应用原位电热脱附技术的能效分析

针对华东某多环芳烃类污染场地,通过应用原位电热脱附修复技术,系统分析了运行过程中加热温度、加热时间、气相抽提密度等关键参数的变化规律,并对修复效果、抽提气体浓度、能耗等运行参数进行分析。结果表明:原位电热脱附对多环芳烃类污染物具有良好的去除效果,加热运行250 d后,场地土壤温度均可达到300 ℃以上,污染物去除率达到99.99%以上,修复后土壤污染物浓度值低于修复目标值的要求。土壤加热温度、加热时间、气相抽提密度是影响原位电热脱附修复效果的关键因素,进而提出了降低修复成本的施工经验,为高温原位电热脱附的推广和工程化应用提供借鉴。     

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。     

ERT技术在无机酸污染场地调查中的应用

利用高密度电阻率法对硫酸废液污染的场地进行污染调查,由于硫酸废液侵入土壤,使其介质的溶质浓度发生了改变,导致SO₄2-与地表潜水作用,电传导性提高,被污染土壤含盐量增加,但是电阻率降低与未被硫酸废液侵入的土层形成了一定的电性差异. 通过二维和三维电阻率层析成像(ERT)技术,圈定硫酸废液侵入土壤中的分布范围、侵蚀深度以及扩散羽流等,并对ERT结果进行土工试验异常验证. 结果表明:硫酸废液污染土壤的视电阻率小于6.0 Ω·m,污染区域长度达25.0 m,深度约4.0 m;地表土污染长度为12.0 m,表面宽度约4.0 m,污染土壤的总体积约为222.0 m3.      

基于修复效果的污染土壤修复工程环境足迹分析

为定量评估污染土壤修复工程的环境影响，基于北方某焦化厂有机污染场地原位热脱附和阻隔通风技术的实际修复效果，计算了该工程各阶段的环境足迹及相对贡献，阐明了其主要来源，并对这两种技术修复单位方量土壤的环境足迹和基于污染物含量变化与风险削减的环境足迹强度进行了分析. 结果表明:在达到修复目标的情况下，工程施工准备阶段环境足迹占比仅在1%左右，高风险区原位热脱附施工运行阶段温室气体排放量、能源消耗量、耗水量、空气污染物排放量占比分别为63.39%、93.02%、72.82%和71.08%，低风险区阻隔通风施工运行阶段温室气体排放量、能源消耗量、耗水量、空气污染物排放量占比分别为35.40%、6.77%、26.26%和27.74%；原位热脱附技术修复单位方量土壤的环境足迹高于阻隔通风技术，原位热脱附技术的能源消耗量约为阻隔通风技术的49.70倍，温室气体排放量、耗水量、空气污染物排放量为阻隔通风技术的6.32~10.30倍. 研究显示:天然气使用、电能消耗和现场机械设备使用是该工程环境足迹的主要来源，在高风险区原位热脱附修复工程中苯的环境足迹强度高于苯并[a]芘，原位热脱附技术的能源强度高于阻隔通风技术，基于污染物含量降低情况的环境足迹强度对量化原位热脱附技术的环境足迹适用性较好，而基于风险削减的环境足迹强度适用于阻隔通风技术.      

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。     

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。     

垃圾填埋场区域地下水铅的修复方案比选:以拉萨市为例

拉萨市垃圾填埋场随着使用年限的增长,填埋场区域地下水中重金属铅的含量偏高。为了更好地保护地下水,采用物理屏蔽法、抽出处理法和原位修复法作为修复方案。运用AHP-TOPSIS方法来选取最佳修复方案:先通过AHP层次分析法确定权重,选取了建设条件、经济条件、技术条件、环境条件、污染物特征、水化学特征6个指标体系来建立层次分析模型;然后采用TOPSIS接近理想目标的排序方法对修复方案的选取进行优劣排序分析。结果表明:2种方法综合分析得到的权重值由大到小的顺序为原位修复法、物理屏蔽法、抽出处理法,最后确定原位修复技术更加适合于该场区地下水修复。     

大型废弃石墨矿坑酸性含氟废水污染治理研究:以山东省莱西市南墅镇岳石矿坑为例

针对历史遗留的大型废弃石墨矿坑酸性含氟废水存在体量大、深层水加药困难、反应效率低、污染严重、治理经验罕见等问题,为探索其污染治理模式,以莱西市南墅镇岳石矿坑废水治理为例进行了分析与研究。基于实验室废水处理实验,进行修复药剂优选;基于实地调研,通过构建三维矿坑模型及水动力模型计算,模拟不同运行工况下的水体置换和治理效果,提出"复配修复药剂+原位水体交换"方案,治理后,矿坑废水pH值达到7左右,氟化物浓度降至30 mg/L以下,达到废水治理目标。在治理过程中建立的系统性水污染修复技术体系,对其他地区大规模的酸性含氟废水污染治理具有重要的参考意义。     

MRGO-FMBO原位修复砷污染含水层

为了探究磁性氧化石墨烯负载铁锰氧化物复合材料（MRGO-FMBO）修复砷污染地下水的可行性,通过一维模拟柱和二维模拟槽实验探讨了MRGO-FMBO在含水层的迁移和分布情况,分析了材料注入浓度和注入速度对其迁移的影响,研究了MRGO-FMBO在注入模拟地下水含水层后反应带的形成及演化过程.结果表明,MRGO-FMBO在饱和多孔介质中迁移性能良好,在设定的浓度范围（1~8g/L）内,升高注入浓度能减少材料在介质中的残留百分比,增强其迁移性能.当注入速度为0.023~0.057cm/s时,存在一个速度临界值,当注入速度小于此值时,改变速度对MRGO-FMBO在含水层中的迁移性影响显著;当注入速度大于此值时,速度不再是影响迁移的主要因素.MRGO-FMBO在注入地下含水层后能够形成稳定的反应带,反应带在20d内对砷的去除效率达到70.6%,在整个反应带的发展过程中可去除7.79mg As.MRGO-FMBO在砷污染含水层原位修复中具有较好的应用前景.     

投加化学药剂改善城市黑臭河流水质的研究

该研究通过投加化学药剂比选、药剂投加浓度和投加方式优化试验,考察了投加化学药剂对城市黑臭河流水质的改善效果和适用性。结果表明,投加过氧化钙能够快速提高水体溶解氧含量,同时降低水体总磷含量。在该试验条件下,投加400 mg/L的过氧化钙后水中的溶解氧迅速升高,但1天后即恢复到投加前水平。由于投加过氧化钙增氧的成本相对较高,并且水体流动性会影响过氧化钙的增氧效果,投加过氧化钙方法仅适用于对封闭的污染水体进行快速增氧和修复。