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。     

优化过硫酸盐体系处理石油类污染土壤

以提高过硫酸盐体系处理效果为目标,研究了活化剂(FeSO_4、CuSO_4、Fe_3O_4)、络合剂(柠檬酸,CA)和沙粒对实际污染土壤中石油类污染物(TPH)处理效果的影响。结果表明:当n(活化剂)∶n(氧化剂)=1∶1,反应时间为48 h,初始pH为4,水∶土=2∶1(以质量比计),温度为20℃时,3种活化剂对TPH去除效果依次为FeSO_4>CuSO_4>Fe_3O_4;当n(过硫酸钠)∶n(硫酸亚铁)∶n(柠檬酸)为4∶1∶1时,柠檬酸的添加使污染土壤中TPH去除率提高了9.82%;在Na_2S_2O_8/FeSO_4、Na_2S_2O_8/FeSO_4/CA体系中添加沙粒(土壤∶沙粒=5∶1)(以质量比计)后,TPH的去除率分别提高了1.8%和3.8%。利用过硫酸钠进行化学氧化修复石油污染土壤,以Fe~(2+)作为活化剂,同时添加沙粒时TPH去除效果较好,且土壤不会过度酸化。研究结果可为开展石油污染土壤的原位化学氧化修复技术提供参考。     

某退役溶剂厂有机物污染场地燃气热脱附原位修复效果试验

热脱附技术一般用于土壤中有机物的异位修复,然而对于受有机物污染较深土壤的原位修复却鲜有报道.本文以某退役溶剂厂土壤中苯、氯苯和石油类为目标污染物,运用燃气热脱附技术进行原位修复.本文介绍了燃气热脱附技术的工艺设计流程,针对场地目标污染物进行燃气热脱附的工程化试验,结果显示热脱附处理后土壤中苯、氯苯和石油类最高去除率接近100%.本文还探讨了温度、停留时间、土壤含水率和土壤质地对热脱附效率的影响,发现在温度和停留时间相同情况下,含水率较小、孔隙率较大的粉砂土热脱附效果更好.试验表明,燃气热脱附原位修复技术处理场地挥发性有机污染物效果良好,可以进行大规模的实际运用.     

活化过硫酸钠修复氯苯类污染场地的小试试验

氯苯类有机污染物由于其分子量大,不易挥发,分子结构中含有稳定的苯环,一般的修复技术对修复氯苯类污染场地难度较大。本文通过活化过硫酸钠氧化土壤中氯代有机类污染物的小试试验,确定活化过硫酸盐修复氯苯类有机污染场地的可行性,提出对后期中试和工程修复的结论和建议     

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。     

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。     

机械通风法处理土壤中氯代烃的修复效果研究

机械通风法是一种操作简单、效果好、成本低廉的土壤修复技术,特别适合大型挥发性污染场地的土壤修复。为了解该技术对不同挥发性污染物的去除效果,文章选取了国内一大型氯碱化工遗留场地,采用机械通风技术进行了现场修复中试。结果表明,该修复技术对于土壤中的挥发性有机污染物具有很好的去除效果,经修复后土壤中各种污染物的去除率可达90%以上,基本能达到该场地土壤污染物的修复目标值要求。土壤中污染物的挥发过程满足幂函数y=A×e(-x/B)+y0的形式,修复效果明显。结果还表明,污染物浓度对其挥发有较大的影响,浓度越高,挥发速率越快,且污染物的挥发速率与蒸汽压成正比。该研究成果将对我国开展大型挥发性污染场地的土壤修复工作提供理论基础和技术支持。     

热活化过硫酸钠降解土壤体系中的菲

菲(PHE)是一种重要的土壤有机污染物。通过研究在不同水浴温度下,PHE在土壤中的吸附特性及降解过程,揭示了热活化过硫酸钠(Na_2S_2O_8)降解土壤体系中PHE的一般机制。实验结果表明:热活化Na_2S_2O_8降解土壤中的PHE是一个氧化与吸附同时进行的过程;吸附在土壤孔隙结构中的PHE很难被氧化;反应前10 min,氧化和吸附过程均符合准一级动力学方程;温度对PHE降解速率的影响符合阿伦尼乌斯模型,在333~363 K,活化能为122.6 k J/mol;表观反应速率常数随Na_2S_2O_8投量增加而增大;PHE的降解率随着PHE初始浓度升高而降低,随着水土比升高而升高;在Na_2S_2O_8浓度较高的条件下,H~+、HCO_3~-和Cl~-对PHE降解率影响不大,OH~-会降低PHE的降解率。     

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。     

地下水中污染物的迁移传输及排泄通量研究

以辽宁某化工污染场地为研究对象,结合场地调查结果,应用地下水模型系统软件(GMS)中的MODFLOW和RT3D模型,建立了地下水中污染物的数值模型,探讨其迁移传输及排泄通量。根据模拟结果,地下水中苯、二氯苯和三氯苯的污染羽约在20年后达到动态平衡,污染羽不再随时间变化,污染物的自然衰减速率与污染源释放速率达到平衡。排泄通量估算表明:地下水向河流排泄的量在20年时达到稳定,地下水中苯、二氯苯和三氯苯向河流的排泄通量分别为每天180 g、6 100 g和5.5 g。由于污染物会导致污染生态环境和健康风险,建议从控制污染源、实施污染源区修复和切断迁移传输途径等多种措施控制风险。     

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.     

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。     

基于TMVOC的有机污染场地热强化气相抽提修复效果模拟

热强化气相抽提技术因其修复周期短、二次污染可控以及对土壤质地和污染物性质适应性较强等优势,被广泛应用于有机污染场地修复,但目前国内外关于该技术的数值模拟研究较少. TMVOC模型可模拟多孔介质的热量传递及污染物的运移、去除过程.为建立系统化、精准化的有机污染场地热强化气相抽提修复模型,探究有机污染场地热强化气相抽提修复过程,提高热强化气相抽提技术的治理精度,以天津某试剂厂中试场地为研究对象,采用TMVOC模型模拟原位热传导(TCH)强化气相抽提过程中场地的温度变化及目标污染物氯苯的去除效果,结合中试数据进一步阐明场地升温过程及氯苯的去除规律,并验证TMVOC模型的可信度.结果表明：(1)模拟加热7周后,TCH-A区的平均温度为99.4℃,维持该温度1周后平均温度降为95.0℃,升温过程温度监测数据模拟值与试验值的拟合优度R为0.995.(2)模拟加热7周后,TCH-B区的平均温度为84.8℃,维持该温度1周后平均温度升至88.0℃,升温过程温度监测数据模拟值与试验值的拟合优度R为0.989.(3)模拟热强化气相抽提修复8周后,氯苯的去除率达97.3%,第1周的去除速率最慢,第4周最快,...     

岩土施工技术修复有机物污染土壤的中试研究

本文采用高压旋喷注浆法和搅拌桩注浆法对某有机物污染场地进行原位修复研究,比较了对大深度、重污染有机土壤的修复效果,同时也比较了其施工时长、施工难度和修复成本;进一步研究了水泥添加量为土壤质量3%时,对修复效果的影响。中试试验表明,两种方法对土壤中的有机污染物均能达到修复目标,其中高压旋喷注浆法施工时长更短,难度和成本更低;同时,添加水泥后对修复效果无影响,这为解决施工后场地承载力问题提供了方向。     

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。     

还原增溶强化EGTA淋洗修复重金属污染土壤

采用还原剂调控土壤中重金属的活性,旨在强化其对乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)洗脱土壤重金属的洗脱效果.分析了EGTA投加量、还原剂类型、液固比、淋洗时间等对土壤重金属的影响,以及不同淋洗条件下土壤重金属浸出浓度与化学形态的差异,采用SEM-EDS和FTIR对处理前后土壤样品进行表征.结果表明,硫代硫酸钠(Na_2S_2O_3)可显著提高EGTA对重金属的洗脱率,当液固比为7.5∶1、淋洗时间为2 h、EGTA与Na_2S_2O_3投加量均为5 g·L~(-1)时,Cu、Zn、Pb和Cd洗脱率分别达85.0%、 60.7%、 88.6%和66.4%.与EGTA单独处理相比,EGTA/Na_2S_2O_3联合处理后, 4种重金属的浸出浓度均降低,Pb的降幅最大,土壤颗粒变小,团粒结构被破坏,O和Al含量减少,Si含量增加,降低了土壤矿物组分的吸附性;土壤有机质含量大幅降低,—OH振动显著减弱,配位能力较强的有机官能团减少,降低了土壤有机组分的吸附性.土壤中吸附性较强组分含量的降低是Na_2S_2O_3强化EGTA洗脱重金属的重要机制.     

基于保护地下水的土壤修复目标层次化制订方法

按照复杂程度将污染物从土壤经地下水迁移到下游饮水井的过程划分为3个层次,采用分层评估框架建立了基于保护地下水的土壤修复目标的制订方法,并利用该方法确定了某污染场地的土壤修复目标值. 结果表明,在污染场地下游200 m处的饮水井内水质标准不降低的前提下,随着评价层次的不断提高,需要修复的污染物由4种(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)减至1种(苯),待修复土方量由23.1×104 m3降至4.7×104 m3,可极大地节约修复成本. 该场地污染土壤的第一层次和第二层次修复目标值与部分国家/地区的有关标准限值较为一致;第三层次修复目标值考虑的污染物迁移过程更加完整,更能反映场地的实际情况. 参数的敏感性分析表明,对土壤修复目标值计算结果影响最大的参数为土壤有机质质量分数、土壤有机碳-水分配系数和入渗速度. 在确定修复方案时,应该通过试验或补充调查获取这些参数,以降低结果的不确定性. 研究显示,将第三层次评估结果作为该污染场地的修复目标能充分保证下游饮水井内水质满足要求,并且可以避免过度修复.      

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.      

石油烃污染土壤生物修复的强化增溶剂研究

石油烃是一种典型的石化场地特征污染物,具有较强的人体健康和生态系统毒性。在各类修复技术中,原位生物修复技术扰动小、成本低、安全性好,适合在役场地污染土壤修复,但该类技术存在修复周期长、去除效率低等问题。针对石油烃污染土壤生物修复技术存在的制约问题,制备了4种用于强化石油烃污染物微生物降解的新型增溶剂,其临界胶束浓度均为100～120 mg/kg,表面张力约为30 mN/m。淋洗试验的条件下,LAS-1、LIS-1、LAS-2 3种增溶剂均能将27000 mg/kg的石油烃含量降低至4500 mg/kg以下,污染物溶出效果主要取决于增溶剂与污染土壤的用量比。微生物-增溶试验中,增溶剂强化效果明显,淋洗处理方式与增溶处理效果一致,对提高增溶剂性能评价效率有着良好的借鉴意义。     

UV-K_2S_2O_8深度处理亚胺培南生产废水

抗生素生产废水二级生物处理出水通常含部分难降解有机物,若不经处理直接排放,将对环境产生毒害,威胁人类身体健康。紫外光分解过硫酸盐产生SO-4·是一种新型的高级氧化技术。以亚胺培南生产废水二级出水为研究对象,对比了K_2S_2O_8氧化、UV辐射以及UV和K_2S_2O_8联合使用对其处理效果,系统研究了K_2S_2O_8投量、反应pH等因素对UV-K_2S_2O_8深度处理亚胺培南生产废水效果的影响。结果表明UV-K_2S_2O_8耦合是一种有效的去除废水中难降解有机污染物的技术,消除抗生素废水处理过程中存在的脱色不彻底等问题,在最优条件下,对COD去除率可达100%,TOC去除率达94.4%。为抗生素生产废水的深度处理提供技术参考。