BTEX在地下环境中的自然衰减

通过室内模拟柱实验研究了BTEX在地下环境中的自然衰减过程,发现BTEX通过以细砂为介质的模拟地下环境时确实发生了自然衰减,挥发和生物降解作用是其自然衰减的重要机制.以苯为例,其在水中的质量浓度为11.40 mg/L左右时,挥发和生物降解作用占自然衰减的比例分别是16.36%和4.91%;而甲苯浓度为3.30 mg/L左右时,两者所占比例分别是11.04%和41.50%.可见BTEX中各组分衰减规律不同.BTEX浓度越大,其挥发得也越快,挥发对自然衰减的作用越大.微生物降解作用对甲苯更有效,占自然衰减的41.50%,间、对二甲苯次之占8.49%,而苯和乙苯很难被降解.     

土壤和地下水污染的监控自然衰减修复技术研究进展

我国土壤和地下水污染形势严峻,污染场地数量巨大、类型复杂,相应的管理和修复技术体系仍然滞后.监控自然衰减（MNA）作为一种基于污染风险管控的场地修复和长期监测方法,是土壤和地下水污染修复中较为经济和有效的方法之一,可以实现修复的成本效益最大化.近几年来MNA在美国污染场地修复中的应用比例约占30%左右,场地修复的平均成本为数十万美元.本文介绍了MNA方法的来源和发展,总结了MNA的国内外研究应用进展和相关的核心技术手段,与典型修复方法的成本进行了比较,以期为MNA相关的研究和应用提供参考借鉴.     

地下水污染生物修复技术研究进展

生物修复技术是地下水污染治理的有效措施,在阐述地下水污染生物修复的技术要点基础上.介绍了当前常用的几种污染地下水的生物修复技术,并分析了各自特点,同时,对该技术的发展趋势进行了展望.     

过硫酸盐联合硝酸盐处理汽油污染源区地下水：砂槽实验研究

原位生物修复和原位化学氧化是处理地下水燃油污染的两种有效技术,它们的联合也具有一定的可行性,但相关研究尚很少见.为进一步验证两种技术在水流条件下处理汽油污染地下水中的联合性能,本研究利用两个结构相同的实验砂槽模拟浅层含水层,通过分别投注传统汽油和乙醇汽油(含10%乙醇,体积比),持续补充硝酸盐作为电子受体以促进生物修复作用,以及采用过硫酸盐(Persulfate,PS)作为氧化剂以瞬时投注和连续投注两种方式实施化学氧化处理,研究污染源区主要污染物苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)、PS和硝酸盐的迁移与衰减.结果表明：在持续补充硝酸盐电子受体的条件下,传统汽油和乙醇汽油侵入地下水后BTEX溶解过程均呈现浓度波动期和消退期,BTEX浓度假一级衰减速率常数分别为0.033和0.028 d^-1,乙醇衰减速率常数为0.166 d^-1;瞬时投注PS时,传统汽油和乙醇汽油的BTEX浓度假一级衰减速率常数分别为0.056和0.063 d^-1,比未投注PS时的速率常数大;连续投注PS时,BTEX假一级衰减速率常数分别为0.013和0.01...     

地下水硝酸盐污染的生物修复技术研究进展

综述了地下水硝酸盐污染原位生物修复技术、异位自养反硝化脱氮技术、异位异养反硝化脱氮技术的研究进展情况,并进行了性能比较及适用性分析。在此基础上讨论了地下水硝酸盐污染生物修复技术的发展前景。     

场地地下水1,2-二氯乙烷污染的修复实验与数值模拟研究

为筛选适宜的地下水中1,2-DCA(1,2-二氯乙烷)污染的修复方法,本文开展原位修复包括化学氧化清除技术、监测自然衰减技术及其集成技术的有效性研究.首先通过室内实验,研究高铁酸钾和过氧化氢这两种不同氧化剂对1,2-DCA化学清除的效率以及清除过程中对地下水化学环境的影响.结果表明,高铁酸钾和过氧化氢均能有效的进行化学...     

微生物降解污染地下水中三氯乙烯的微宇宙试验研究

三氯乙烯(TCT)是我国地下水中一类检出率极高的挥发性氯代烃有机物,为丰富国内氯代烃污染地下水生物修复的理论支持,从北京市某氯代烃实际污染场地采集含水层沉积物及地下水,利用微宇宙试验体系,在厌氧条件下分别研究了添加不同浓度的醋酸钠、乳酸钠、乳酸对地下水中TCE去除效果的影响,结合各厌氧体系内中间产物的分析和微生物多样性的变化对反应机理进行阐述。结果表明:厌氧条件下,添加1.0 g/L醋酸钠的反应体系中TCE的去除率最高,可达94.5%,且添加醋酸钠的反应体系可长时间维持中性pH及较低的氧化还原电位。在对厌氧反应降解中间产物的分析中,反应第30天中间产物只检测到了顺式1,2-二氯乙烯,推测本试验厌氧条件下TCE生物降解主要机制为氢解反应;微宇宙体系内,各样品的优势菌门均含有Proteobacteria(变形菌门)、Firmicutes(厚壁菌门),且均为氯代烃的潜在高效降解菌;基因定量分析显示,各反应体系中细菌总量显著增长,且各样品均检测到较高水平的功能基因tceA(水样中拷贝数可达10⁶~10⁷ L^-1),推测TCE的降解可能是在功能基因tceA的作用下而发生氢解反应。     

Cr(Ⅵ)污染地下水电动修复过程中的关键指标监测和分析

电动修复是去除地下水中重金属污染物的有效方法。采用电动修复方法对Cr(Ⅵ)初始浓度为1 000 mg/kg的污染浅层地下水进行为期4 d的处理,研究不同电压梯度（1、2、3 V/cm）对饱和带地下水中Cr(Ⅵ)去除率的影响。此外,对修复过程中的相关指标包括电流、阴阳极电解液pH、氧化还原电位（E_h）和不同位置地下水Cr(Ⅵ)浓度进行监测,并且对电动修复前后饱和带介质的pH、E_h和Cr(Ⅵ)去除率进行分析。结果表明：Cr(Ⅵ)的平均去除率随电压梯度升高而升高,当电压梯度为2 V/cm时去除效率和经济性较好,去除率提升与能耗提升比值为0.52,最高去除率91.41%出现在电压梯度为3 V/cm时,但此时相应能耗较高。修复过程中Cr(Ⅵ)会在阳极附近富集,特别是当电压梯度较低（1 V/cm）时,反应结束后近阳极地下水Cr(Ⅵ)富集浓度高达2 170.95 mg/L,介质中Cr(Ⅵ)浓度为1 497.45 mg/kg,此时去除率为负值;阳极电解液Cr(Ⅵ)浓度呈先增长后稳定的趋势,当Cr(Ⅵ)浓度接近4 000 mg/L时,已接近装置的最大迁移值,增加反应时间对Cr(Ⅵ)的回收率提升不大。修复过程中介质E_h降低、pH升高会促进Cr(Ⅵ)的还原和解吸,对Cr(Ⅵ)的去除具有促进作用。

     

地下水铀污染的原位微生物还原与固定:在美国能源部田纳西橡树岭放射物污染现场的试验

总结了美国斯坦福大学和橡树岭国家实验室等在美国能源部田纳西州橡树岭综合试验基地进行的铀污染原位微生物修复阶段性试验结果.本试验利用微生物以乙醇为电子供体还原地下水和沉积物中的六价铀为不溶解的四价铀,使之原位固定化.随后通过加入溶解氧和硝酸盐来试验微生物还原后的地下水层中还原固定态铀的稳定性.通过预处理和长期间隔注入乙醇...     

典型农药污染场地地下水中苯系物监控自然衰减研究

通过对某农药污染场地地下水中苯系物（BTEX）4年的长期监测数据进行分析,识别了该场地地下水中BTEX浓度的空间分布规律,并研究了场地地下水中BTEX的自然衰减规律.结果表明,地下水BTEX污染程度较重,浓度为0.001～180.52 mg·L-1,平均浓度为13.30 mg·L-1;BTEX浓度和污染羽面积随时间出现波动式变化,但整体仍呈逐渐减小的趋势,表明地下水中BTEX发生了自然衰减;地下水中氧化还原电位（ORP）与BTEX浓度呈显著负相关,说明研究区中BTEX高浓度区域在发生生物降解;研究区BTEX的衰减速率较小,半衰期较长,说明该场地单纯依靠监控自然衰减的修复时间将较长,需要与化学刺激等其他主动修复技术相结合以提高自然衰减效率.     

Control of petroleum-hydrocarbon contaminated groundwater by intrinsic and enhanced bioremediation

In the first phase of this study, the e ectiveness of intrinsic bioremediation on the containment of petroleum hydrocarbons was evaluated at a gasoline spill site. Evidences of the occurrence of intrinsic bioremediation within the BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes) plume included (1) decreased BTEX concentrations; (2) depletion of dissolved oxygen (DO), nitrate, and sulfate; (3) production of dissolved ferrous iron, methane, and CO2; (4) deceased pH and redox potential; and (5) increased methanogens, total heterotrophs, and total anaerobes, especially within the highly contaminated areas. In the second phase of this study, enhanced aerobic bioremediation process was applied at site to enhance the BTEX decay rates. Air was injected into the subsurface near the mid-plume area to biostimulate the naturally occurring microorganisms for BTEX biodegradation. Field results showed that enhanced bioremediation process caused the change of BTEX removal mechanisms from anaerobic biodegradation inside the plume to aerobic biodegradation. This variation could be confirmed by the following field observations inside the plume due to the enhanced aerobic bioremediation process: (1) increased in DO, CO2, redox potential, nitrate, and sulfate, (2) decreased in dissolved ferrous iron, sulfide, and methane, (3) increased total heterotrophs and decreased total anaerobes. Field results also showed that the percentage of total BTEX removal increased from 92% to 99%, and the calculated total BTEX first-order natural attenuation rates increased from 0.0092% to 0.0188% per day, respectively, after the application of enhanced bioremediation system from the spill area to the downgradient area (located approximately 300 m from the source area).     

基于TMVOC的地下水位波动带苯系物迁移转化模拟

为探究水位波动情况下苯系物的迁移转化规律,提高石油污染场地地下水污染治理精度,以西北某傍河石化场地为研究对象,基于TMVOC模型对特征污染物苯系物开展泄漏模拟,通过情景模拟比较水位波动对苯系物迁移转化的影响,并从污染分布、相间转化等方面,解析地下水位稳定和波动状态下苯系物迁移转化过程差异.结果表明:①TMVOC模型较好地模拟了水位波动状态下苯系物迁移转化过程.②相较于水位稳定状态下,水位波动作用下苯系物污染深度增加0.5 m,污染面积增加25%,总质量增加12 kg.③水位稳定和波动状态下苯系物"气-液-NAPL（Non-Aqueous Phase Liquids）相"占比分别为0.17%、2.03%、97.8%和0.04%、3.69%、96.27%.④NAPL相苯系物饱和度分布与苯系物质量分布呈正相关,水位波动造成NAPL相初始饱和度降低,且初始水位面以下NAPL相饱和度升高.⑤对于苯而言,水位波动状态下非饱和带中苯在液相中的质量是水位稳定状态下的1.11倍,饱和带为10.15倍.研究显示,水位波动显著地影响了苯系物的迁移转化过程,促进了苯系物的溶解,并使更多的苯系物残留在地下介质中.      

汽油机燃用乙醇和汽油的混合燃料的试验研究

对摩托车汽油机进行了燃用乙醇 汽油混合燃料的试验,并与燃用汽油时的结果进行了对比分析.结果显示,汽油机燃用乙醇和汽油的混合燃料,当混合燃料中乙醇比例为10%和15%时,即使发动机的结构不变、燃油系统和点火系统不作任何调整的时候,发动机的全负荷输出不受影响,发动机的能耗率得到改善,HC和CO排放有所降低,但是NOx排放会有显著增加.     

某污染场地地下水中溶解性有机质组成特征及其自然衰减指示作用

溶解性有机质（DOM）影响着地下水中污染物的降解转化行为,其结构组成的变化可以反映外来污染物的迁移转化过程。以山东某污染场地地下水为研究对象,利用三维荧光光谱（EEM）、同步荧光光谱（SFS）和荧光区域体积积分法（FRI）分析研究区地下水DOM的组成及结构变化规律,并结合自然衰减能力评估方法——水文地球化学指标分析方法和微生物学分析方法探讨DOM光谱信息对地下水有机污染自然衰减效果的指示作用。结果表明：在地下水有机污染持续存在和长期的微生物作用下,地下水DOM中类腐殖质和类蛋白物质组分含量均增加,随着生物降解作用越来越强烈,DOM中类蛋白物质占比逐渐升高。基于FRI分区理论,提出可用特定荧光分区相对含量比〔P_(Ⅰ+Ⅱ)/P_Ⅴ〕,即类蛋白物质与类腐殖质物质的相对含量比,作为快速判断地下水有机污染自然衰减生物作用效果的代替表征指标,P_(Ⅰ+Ⅱ)/P_Ⅴ越大,表明自然衰减中的生物降解作用越强。

     

Groundwater contamination and natural attenuation capacity at a petroleum spilled facility in Korea

As a remedial option, the natural attenuation capacity of a petroleum contaminated groundwater at a military facility was examined. Hydrogeological conditions, such as high water level, permeable uppermost layer and frequent heavy rainfall, were favorable to natural attenuation at this site. The changes in the concentrations of electron acceptors and donors, as well as the relevant hydrochemical conditions, indicated the occurrence of aerobic respiration, denitrification, iron reduction, manganese reduction and sulfate reduction. The calculated BTEX expressed biodegradation capacity ranged between 20.52 and 33.67 mg/L, which appeared effective for the reduction of the contaminants levels. The contribution of each electron accepting process to the total biodegradation was in the order: denitrification > iron reduction > sulfate reduction > aerobic respiration > manganese reduction. The BTEX and benzene point attenuation rates were 0.0058-0.0064 and 0.0005-0.0032 day^-1, respectively, and the remediation time was 0.7-1.2 and 2.5-30 years, respectively. The BTEX and benzene bulk attenuation rates were 8.69 × 10^-4 and 1.05 × 10^-3 day^-1, respectively, and the remediation times for BTEX and benzene were 7.2 and 17.5 years, respectively. However, most of the natural attenuation occurring in this site can be attributed to dilution and dispersion. Consequently, the biodegradation and natural attenuation capacities were good enough to lower the contaminants levels, but their rates appeared to be insufficient to reach the remediation goal within a reasonable time frame. Therefore, some active remedial measures would be required.     

Sorption and phase distribution of ethanol and butanol blended gasoline vapours in the vadose zone after release

The sorption and phase distribution of 20% ethanol and butanol blended gasoline （E20 and B20） vapours have been examined in soils with varying soil organic matter （SOM） and water contents via laboratory microcosm experiments. The presence of 20% alcohol reduced the sorption of gasoline compounds by soil as well as the mass distribution of the compounds to soil solids. This effect was greater for ethanol than butanol. Compared with the sorption coefficient （Kd） of unblended gasoline compounds, the Kd of E20 gasoline compounds decreased by 54% for pentane, 54% for methylcyclopentane （MCP） and 63% for benzene, while the Kd of B20 gasoline compounds decreased by 39% for pentane, 38% for MCP and 49% for benzene, The retardation factor （R） of E20 gasoline compounds decreased by 53% for pentane, 53% for MCP and 48% for benzene, while the R of B20 gasoline compounds decreased by 39% for pentane, 37% for MCP and 38% for benzene. For all SOM and water contents tested, the Kd and R of all gasoline compounds were in the order of unblended gasoline 〉 B20 〉 E20, indicating that the use of high ethanol volume in gasoline to combat climate change could put the groundwater at greater risk of contamination,