可渗透反应墙对地下水中多氯联苯的处理

以还原铁粉、铸铁粉、铸铁粉与活性炭的混合物为可渗透反应墙(PRB)的主要反应介质,设计了三种反应体系,处理多氯联苯PCBs(1242)污染的地下水.在有效孔隙率为60%-65%,水力停留时间为12-14.4h的条件下,考察其对污染物的去除效果.结果显示:三个反应体系中,pH值从6.83分别升高到10.66,9.40和8.50;氧化还原电位从81mV分别降到-30mV,-18mV和12mV;PCBs(1242)的去除率分别为91.0%,93.9%,94.5%.     

强化的零价铁PRB技术对PCBs污染地下水的修复

本实验强化了零价铁可渗透反应墙（Permeable Reactive Barrier,PRB）技术,分别用还原铁粉、还原铁粉＋锌粉、还原铁粉＋活性炭为主要的反应介质,以Arcolor1242为靶污染物,对强化的零价铁PRB技术治理多氯联苯污染的地下水的可行性和有效性进行了模拟研究。实验结果表明：在温度10℃,有效孔隙率为61%~67%,水的渗透速度为0.7~0.8 m.d-1的条件下,3个反应柱稳定期对PCBs的去除率分别达到94%、85%、79%,pH值从6.87升高到8.78、10.2、7.93;氧化还原电位从-48.6 mV降到-135、-107、-86.4 mV;出水铁离子的平均质量浓度为0.241、0.129和0.201 mg.L-1,脱氯率平均值为49.6%、72.6%、58.6%。综合考虑处理效果与成本,用零价铁PRB技术治理PCBs污染的地下水是可行的。     

低氨氮垃圾渗滤液中有机污染物厌氧氨氧化处理

采用上流式厌氧污泥床处理某垃圾填埋场渗滤液.实验结果表明,在厌氧氨氧化活性稳定后,反应器对氨氮、亚硝氮具有较好的处理效果,氨氮和亚硝氮的平均去除率分别达到98.42%和99.01%,相应的平均容积去除负荷分别为93.64 mg·l-1·d-1和127.57 mg·l-1·d-1,COD的平均去除率为23.51%,平均容积去除负荷为84.53 mg·l-1·d-1.通过GC-MS总共检测出48种主要有机污染物,其中14种有机物的去除率为100%,2种有机物的去除率介于90%和100%之间,7种有机物的去除率介于50%和90%之间,此外还有13种有机物去除率低于50%,反应中亚硝氮和氨氮的去除率比值为1.37,反应器中存在厌氧氨氧化和反硝化的协同作用.     

渗透反应格栅技术综述:填充材料实验研究、修复技术实例和系统运行寿命

渗透反应格栅(PRB)相对于传统的抽出处理技术是一种新兴的原位处理技术,在大多数情况下,它的运行不依靠外部力量或能源的输入,而是应用原位的地下水流来带动污染物与反应材料接触,最终将污染物去除.本文以地下水中六价铬(Cr(Ⅵ))去除为例,总结了PRB材料筛选过程;介绍了部分PRB场地应用实例,包括不同材料、结构类型、尺寸和PRB处理目标污染物的效果,及以零价铁(Fe0)为填充介质的PRB寿命研究现状.Fe0是实际场地PRB和实验室PRB材料研究中应用最广的材料.维持渗透反应墙的活性和渗透性能,是PRB能长期有效运行的重要条件.详细了解反应墙对污染物的去除机理,对于评价PRB的长期运行效果至关重要.     

电化学氧化法处理微污染水中的氮

采用电化学氧化法,对微污染河水中氨氮(NH3-N)和总氮(TN)的去除效果进行了研究.结果表明,电化学氧化法是一种适宜于微污染水脱氮的技术.根据电解效果影响因素的筛选,最佳工艺条件为:极板间距1.0 cm,水力停留时间10 min,操作电压11 V;此时,NH3-N去除率可达到74.2%,TN去除率可达到63.8%.同时考察了Cl-的含量对NH3-N去除效果的影响,结果表明,在操作电压为8 V,极板间距为1.0 cm时,以氨氮去除率50%为目标,最佳投盐比为3:1(Cl-与NH3-N的物质的量之比).     

膜生物反应器（MBR）处理垃圾渗滤液的脱氮研究

采用一体式MBR处理垃圾渗滤液,系统考察MBR对COD、NH4＋-N和TN的去除效果。结果表明：可将垃圾渗滤液的COD降至650-1 500 mg·L-1范围;在HRT为1.5 d、DO为0.75-1.20 mg·L-1、不排泥条件下运行时,对TN质量浓度低于2 300 mg·L-1、容积负荷低于0.25 kg.m-3.d-1（以N计）的渗滤液进行处理,MBR对NH4＋-N与TN的去除率可分别达到87%和72%以上。在MBR处理垃圾渗滤液的运行中发现,膜的污染速度较快,并且呈现＂两段性＂的规律,采用碱＋氧化剂的清洗方式可有效去除膜污染,降低过膜压力。     

硝基酚、六氯苯污染土壤的微波修复

以典型有机污染物4-硝基酚(4-nitrophenol,4-NP)和六氯苯(hexachlorobenzene,HCB)污染土壤为处理对象,采用高效吸收微波且保温性能良好的碳化硅材料制成圆柱状装土容器,研究以微波为热源、碳化硅为热传导材料的微波修复设备对污染土壤的修复效果.结果表明,该设备对土壤中有机污染物有较好的去除效果,30 min内去除率均可达到90%以上.有机物的去除不仅是由于碳化硅被加热后的热传递效应,且透过容器的部分微波也可直接作用于污染土壤.实验考察了微波辐照时间、污染物初始浓度、土壤量及含水率、敏化剂等因素对修复效果的影响.辐照时间、土壤量和含水量显著影响土壤升温行为和污染物去除率,而污染物初始污染浓度对去除率影响较小.与马弗炉加热处理效果进行了比较,表明微波加热修复技术在土壤的升温速率及有机物去除率方面均有显著优势.     

废铁屑修复汞污染土壤的实验研究

应用工厂废弃物—铁屑做原料,探讨不同铁屑投加量对修复不同土壤类型、不同程度汞污染土壤的能力,并与修复水体汞污染作了对比;另外,首次将淋滤法与国际上新兴的土壤、地下水修复技术-PRB技术结合,研究其修复土壤汞污染的效果。结果表明,废铁屑可很快去除水体中的汞,去除率可达93%;在铁屑存在下,能一定程度预防和修复土壤汞污染,在相同水体汞污染程度条件下,时间是影响土壤汞污染程度的主要因素;在CaCl2淋洗液作用下的模拟PRB实验中,土壤有效汞含量降低,同时淋洗液中汞质量浓度低于1μg·L-1。因此,用废铁屑能有效预防和修复土壤汞污染,且将淋滤法与PRB技术联用,与将铁屑直接撒入土壤中相比效果好得多,且不会引起后续的水体二次污染,是一种很有应用潜力、值得深入研究的土壤修复方法。     

不同污染负荷对废砖垂直流人工湿地处理农村生活污水的影响

废砖垂直流人工湿地是采用农村废弃建筑垃圾和秸秆为填料的一种新型"以废治废、变废为宝"的人工湿地。农村生活污水水质波动大,污染负荷变化大,为了摸清在不同污染负荷变化情况下,废砖垂直流人工湿地系统的处理效果如何,以常规石灰石人工湿地为对照,选择不同污染负荷的农村生活污水为供试污水,研究废砖垂直流人工湿地在不同污染负荷下对污染物的处理效果。结果显示,不同污染负荷下,废砖人工湿地系统对污染物的去除存在显著差异(P0.05),在污染负荷1 [ρ(TN)=10 mg·L~(-1),ρ(TP)=1 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=10 mg·L~(-1)]和污染负荷2 [ρ(TN)=20 mg·L~(-1),ρ(TP)=3 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=200mg·L~(-1)]情况下,系统显示较好的污染物去除效果,出水TN和NH_4~+-N质量浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B类水质标准。废砖人工湿地系统对污染物的去除效果要优于石灰石人工湿地。废砖人工湿地的TP去除率在4个不同污染负荷下分别可达到86%、74%、64%、61%;在污染负荷为3[ρ(TN)=40mg·L~(-1),ρ(TP)=7mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=300 mg·L~(-1)]情况下,废砖人工湿地系统对COD_(Cr)的去除率可达到83%。污染负荷变化,会影响系统微环境指标的变化。不同污染负荷的变化对系统的净化效果具有显著影响。该研究结果可为废砖人工湿地系统实际运行和进一步优化提供重要实际参考价值。     

垃圾填埋渗滤液全（多）氟化合物赋存与去除研究进展

全（多）氟化合物（per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs）是一类广泛存在、日益引起国内外关注的新微持久性污染物.近年来,PFASs已在全球垃圾填埋渗滤液中频繁检出,对生态安全与人体健康造成潜在威胁.本文系统综述了国内外废物填埋系统PFASs的来源,渗滤液赋存PFASs特征、影响因素及其去除方面的研究进展.总体上,垃圾填埋渗滤液赋存PFASs浓度水平跨越6个数量级(ng·L^-1—mg·L^-1),并呈现以短链PFASs为主的污染特征.降雨、渗滤液回灌、渗滤液理化性质等因素均会影响PFASs赋存特征,但具体影响机制尚未阐明.现有渗滤液处理工艺（生物处理、膜处理等）对PFASs的去除率可高达99.8%,但处理过程中仍存在前体物污染转化与副产物环境归宿不明等问题.本文还对该领域的前沿研究方向进行了展望,以期增进对填埋渗滤液赋存PFASs污染及其控制的科学认识,为填埋系统新污染物控制提供科技支持.     

六价铬在具有渗透性反应墙的渗流槽中迁移实验研究

地下水中六价铬的污染修复是目前地下水污染修复研究的热点课题之一。以室内模拟为基础,进行了六价铬[Cr（Ⅵ）]随水流迁移的渗流槽实验,以及利用课题组研发的新型壳聚糖材料填充渗透性反应墙（PRB）,进行六价铬吸附试验研究。结果表明：在重金属迁移实验中,地下水的流速是影响Cr（Ⅵ）在含水层中迁移的主要因素,含水层介质的变化都会对Cr（Ⅵ）的迁移发生重要的影响。实验过程中,从进水口到出水口各个取样点依次出现Cr（Ⅵ）的质量浓度峰值,并且随着时间的延长,质量浓度峰值没有减少的趋势,证明了Cr（Ⅵ）在含水介质中基本上没有吸附。Cr（Ⅵ）的质量浓度峰值在含水介质中的持续时间不长,由于弥散作用造成了在相当长的时间内的较明显的拖尾现象。模拟渗透性反应墙的实验中,在同样的流速条件下,Cr（Ⅵ）的质量浓度峰值的出现时间相对先前的实验有明显滞后,并且质量浓度也有明显的减少,说明新型壳聚糖材料对Cr（Ⅵ）有较高的吸附作用,再达到质量浓度的峰值后,墙体后面的采样口中Cr（Ⅵ）的质量浓度减少的更为平缓,说明随着水流的流动,吸附在壳聚糖材料上的Cr（Ⅵ）有缓慢的析出。     

Nitrobenzene contamination of groundwater in a petrochemical industry site

The contaminant transport distance is predicted using numerical model. Zero-valent iron can be used to effectively transform nitrobenzene to aniline. Experiment shows that two-layer PRB systems have a very good treatment effect. Organic contamination of groundwater is a major concern in China. However, remediation technology for groundwater contamination to address the potential harm and danger brought by the above-mentioned serious issue is still in the research stage. This study aims to improve the current research findings. In the research project, drilling, soil, and groundwater sampling and analysis were conducted in a contamination site of a petrochemical plant, migration of contaminants to the river was predicted using a numerical model, the sequence permeable reactive barrier (PRB) for treating nitrobenzene (NB) and benzene was proposed, and simulation was carried out. Research findings demonstrated that three leaking locations had been identified in the plant, the major pollutants were NB and benzene, and the groundwater contamination area was around 640000 m². Computation results of the numerical model indicated that, in the worst case, the groundwater plume would reach the river after migration for nearly 9 years, which would endanger the safety of surface water supply. Furthermore, the two-PRB system with the filling of zero-valent iron (ZVI) and granular activated carbon attached with biofilm exerted strong remediation effects. Experimental results indicated that ZVI could transform NB to aniline effectively with a rate of approximately 93%. Meanwhile, aniline, benzene, and other organic pollutants could easily be biodegraded.     

Numerical modeling and performance evaluation of passive convergence-permeable reactive barrier (PC-PRB)

● A 2D finite-element solute transport model, PRB-Trans, is developed. ● PC-PRB can significantly improve the remediation efficiency of PRB. ● PC-PRB can considerably reduce the required PRB dimensions and materials costs. ● The required PRB length decreases with the increase of pipe length, L _p. The passive convergence-permeable reactive barrier (PC-PRB) was proposed to address the limitations of traditional PRB configurations. To evaluate the hydraulic and pollutant removal performance of the PC-PRB system, we developed a simulation code named PRB-Trans. This code uses the two-dimensional (2D) finite element method to simulate groundwater flow and solute transport. Case studies demonstrate that PC-PRB technology is more efficient and cost-effective than continuous permeable reactive barrier (C-PRB) in treating the same contaminated plume. Implementation of PC-PRB technology results in a 33.3% and 72.7% reduction in PRB length (L_PRB) and height (H_PRB), respectively, while increasing 2D horizontal and 2D vertical pollutant treatment efficiencies of PRB by 87.8% and 266.8%, respectively. In addition, the PC-PRB technology has the ability to homogenize the pollutant concentration and pollutant flux through the PRB system, which can mitigate the problems arising from uneven distribution of pollutants in the C-PRB to some extent. The L_PRB required for PC-PRB decreases as the water pipe length (L_p) increases, while the H_PRB required initially decreases and then increases with increasing L_p. The effect of passive well height (H_w) on H_PRB is not as significant as that of L_p on H_PRB. Overall, PC-PRB presents a promising and advantageous PRB configuration in the effective treatment of various types of contaminated plumes.     

黄浦江支流富营养化原水的生物膜修复技术试验研究

采用气升式内循环蜂窝陶瓷反应器（IAL-CHS）对受污染黄浦江支流进行生物修复,反应器采用自然挂膜法低温启动挂膜,第9天就完成挂膜。经过5个月的运行,在HRT为1.03 h时,反应器对氨氮去除率达到84.8%～99.2%,水力负荷可达到33.68 m^3/（m^2·d）,氨氮容积负荷达到0.60 kg/（m^3·d）,氨氮去除速率能达到0.53 kg/（m^3·d）。对NO2--N、TP、CODCr、TOC、UV254、浊度的去除率分别为40.7%～69.9%、9.26%～27.1%、8.22%～41.1%、9.49%～29.8%、11.4%～19.5%、27.0%～62.8%。微生物镜检表明此反应器生物相丰富,生物量大。     

施用城市污泥对杨树土壤化学特性及金属含量的影响

采用温室盆栽方法,研究城市污泥对杨树土壤化学特性、金属含量的影响。实验设置6个处理：4个不同用量的污泥处理：30（S1）、60（S2）、90（S3）和120 t.hm-2（S4）,以及对照（Control：不施加污泥和肥料）和无机复合肥处理（F：1.5 t.hm-2）。结果表明,施用污泥后,土壤有机质、全氮及全磷均提高,且随污泥施用量的增加而增加。S1~S4处理的土壤有机质、全氮及全磷较Control处理分别提高了32.50%~52.05%、32.00%~95.30%及75.43%~236.25%;较F处理分别提高了47.60%~69.37%、35.04%~99.70%及77.10%~239.46%。但污泥施用降低土壤pH和全钾质量分数,土壤pH较Control和F处理分别下降了0.11~0.42和0.01~0.32,但仍呈弱碱性;土壤全钾质量分数较Control和F处理分别降低了1.65%~21.51%和1.19%~21.14%。随污泥施用量的增加,土壤Cu、Zn、Ca和Na质量分数呈增加趋势,而Mn、Fe、Al、Mg质量分数呈降低趋势,其中Cu和Zn增加明显,并较Control处理分别增加了31.89%~104.36%和38.93%~358.02%,较F处理分别增加了23.10%~90.75%和37.88%~354.55%。总体而言,污泥施用于杨树后,可明显改善土壤的化学特性,但污泥施用量越大,土壤重金属Cu和Zn的质量分数残留越多。     

粒状铁与甲醇支持的生物-化学联用法去除富氧地下水中硝酸盐

针对富氧地下水中硝酸盐,采用粒状铁和甲醇支持的生物-化学联用法开展了批实验研究,优化了脱氮反应参数,初步探讨了脱氧脱氮的能力及途径。结果表明,该法的优化参数是粒状铁种类为GI-北京,m（粒状铁）∶m（水）为3∶800,粒状铁粒径为0.425~1.0 mm,反应时间为5 d,甲醇用量为210.59 mg.L-1。生物-化学法、粒状铁和好氧异养菌完全脱氧所需的时间分别是174、206和2 746 min。生物-化学法脱氧依赖于粒状铁化学还原和好氧异养菌有氧呼吸,并且前者起着关键作用。随着反应时间的增加,异养脱氮、自养脱氮和化学还原各自引起的NO3-去除率亦增加。当反应时间≤5 d时,自养脱氮和化学还原的去除率均〈10%,而当反应时间为5 d时,生物-化学法的NO3-去除率达到近100%。生物-化学法内存在异养脱氮、自养脱氮和化学还原3种脱氮途径,其中异养脱氮是最主要的途径,且三者存在共生、协同和促进作用。生物-化学法脱氮期间硝酸盐还原速率≥亚硝酸盐还原速率。生物-化学法去除地下水中硝酸盐是有效可行的。     

电子废弃物拆解地水体多溴联苯醚分布特征

为了解和比较广东贵屿电子废弃物拆解地和珠三角城市地区水体中多溴联苯醚的种类、含量及分布特征,于2011年9月在广东贵屿周边地区和广州采集了20个地下水、7个地表水和4个珠江水,用反相C18萃取小柱提取净化后,利用气相色谱-质谱法测定了样品中的8种多溴联苯醚（PBDEs）。研究结果表明：贵屿地区地下水中PBDEs浓度总体上较高,总质量浓度范围为2.54~71.74 ng·L-1,平均为22.97 ng·L-1,各类PBDEs的检出率为25%~95%。三溴联苯醚（BDE28）、四溴联苯醚（BDE47）、五溴联苯醚（BDE99和BDE100之和）、六溴联苯醚（BDE153和BDE154之和）、七溴联苯醚（BDE183）和十溴联苯醚（BDE209）的质量浓度分布分别为nd~0.64、nd~18.43、nd~25.26、nd~13.92、nd~9.06和nd~15.60 ng·L-1。从物种上来看,分别源于四溴、五溴和十溴联苯醚产品的BDE47、BDE99和BDE209是贵屿地区地下水样中的优势同系物。通过比率P=（BDE47＋BDE99）/BDE209研究发现：低溴代联苯醚比高溴代联苯醚更易被地表径流迁移转换进入到地下水中。贵屿地区地表水中PBDEs的质量浓度范围为3.41~63.83 ng·L-1,平均总质量浓度为19.38 ng·L-1,稍低于当地地下水中PBDEs的平均总质量浓度,PBDEs的组成以高溴代的BDE209为特征,与世界其他水体研究结果相比,可以发现贵屿地区的地表水中PBDEs的平均总质量浓度明显偏高,说明该地区的地表水受到较严重的PBDEs污染,必须引起足够的重视。珠江水中PBDEs的总质量浓度范围为3.48~20.84 ng·L-1,平均为10.39 ng·L-1,表明近年来珠江水体中PBDEs污染有逐渐恶化的趋势。     

镨对镉胁迫下水稻幼苗根系生长和根系形态的影响

为了解稀土镨对镉胁迫下水稻（OryzasativaL．）根系毒害的缓解效应,以水稻幼苗为实验材料,采用溶液培养方法,研究了50μmol·L-1镉胁迫下不同浓度镨对水稻幼苗根系鲜质量、形态和根系活力的影响。结果表明,50μmol·L-1镉胁迫下,水稻根系生长受到明显的抑制,根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力明显降低,且随镉处理时间的延长,抑制程度加重。但镉对根系平均直径无明显影响。23—184μmol·L-1的镨对水稻镉毒害有一定的缓解效果,可不同程度的减轻镉对幼苗的伤害,促进了镉胁迫下根系鲜质量、根系长度、根系表面积和根系体积的增加,提高了根系活力,且随着处理时间的延长,缓解效应愈加明显,与单镉毒害相比,镨处理5天后根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力分别提高了0．92％～14．8％、1．61％～16．3％、2．57％～20．3％、1．52％-17．2％和3．71％～32．8％,处理10d后根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力分别提高了2．55％-31．2％、1．44％～21．4％、1．78％～27．2％、2．16％～23．4％和8．14％～52．9％;此外,23．184μmol·L-1的镨处理对直径≤1．0mm的根长和根表面积、直径0．5mm〈D≤1．0mm的根体积影响较大,其分别提高了0．9％～24．3％、1．9％。32．6％、0．4％～33．2％,其中以92μmol·L-1镨缓解效果最好。但随着镨浓度的进一步加大,当镨浓度达到230μmol·L-1时,反而会使水稻根系受到更严重的毒害。