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1、 地下水污染修复技术与方法地下水污染修复技术与方法 1 1 1 1总论总论总论总论 2 2 2 2监控条件下的自然衰减法监控条件下的自然衰减法监控条件下的自然衰减法监控条件下的自然衰减法(MNA) (MNA) (MNA) (MNA) 3 3 3 3抽出处理法抽出处理法抽出处理法抽出处理法(PAT) (PAT) (PAT) (PAT) 4 4 4 4渗透性反应墙法渗透性反应墙法渗透性反应墙法渗透性反应墙法(PRB) (PRB) (PRB) (PRB) 5 5 5 5生物修复法生物修复法生物修复法生物修复法12 总论总论oo地下水环境修复技术是近年来环境工程和水文地质学科发展地下水环境修复技术是近
2、年来环境工程和水文地质学科发展地下水环境修复技术是近年来环境工程和水文地质学科发展地下水环境修复技术是近年来环境工程和水文地质学科发展最为迅猛的领域最为迅猛的领域最为迅猛的领域最为迅猛的领域之一之一之一之一 oo19801980年，美国国会首次把地下水净化列为国家最优先问题之一，通过了年，美国国会首次把地下水净化列为国家最优先问题之一，通过了年，美国国会首次把地下水净化列为国家最优先问题之一，通过了年，美国国会首次把地下水净化列为国家最优先问题之一，通过了综合环境响综合环境响综合环境响综合环境响应，赔偿和责任法案（简称应，赔偿和责任法案（简称应，赔偿和责任法案（简称应，赔偿和责任法案（简称CE
3、RCLACERCLA），即一般所谓超级基金（，即一般所谓超级基金（，即一般所谓超级基金（，即一般所谓超级基金（SuperfundSuperfund）法）法）法）法案，用于支付净化废弃的有害废物场地案，用于支付净化废弃的有害废物场地案，用于支付净化废弃的有害废物场地案，用于支付净化废弃的有害废物场地 oo19841984年，美国国会通过了修订年，美国国会通过了修订年，美国国会通过了修订年，美国国会通过了修订资源保护与恢复法案（简称资源保护与恢复法案（简称资源保护与恢复法案（简称资源保护与恢复法案（简称RCRARCRA），拓展了地下，拓展了地下，拓展了地下，拓展了地下水净化计划水净化计划水净化计划
4、水净化计划 23 地下水环境修复技术地下水环境修复技术oo不同的修复技术对于不同的修复技术对于不同的修复技术对于不同的修复技术对于不同的介质和污染物适用性是不同不同的介质和污染物适用性是不同不同的介质和污染物适用性是不同不同的介质和污染物适用性是不同的的的的 n n1.1.分离、活化和提取技术分离、活化和提取技术分离、活化和提取技术分离、活化和提取技术 n n2.2.生物和化学反应技术生物和化学反应技术生物和化学反应技术生物和化学反应技术 oo必须建立监测系统，必须建立监测系统，必须建立监测系统，必须建立监测系统，以确认修复工程（或内在生物修复系统）的长效运行以确认修复工程（或内在生物修复系统
5、）的长效运行以确认修复工程（或内在生物修复系统）的长效运行以确认修复工程（或内在生物修复系统）的长效运行 oo添加各种反应物添加各种反应物添加各种反应物添加各种反应物，许多原位修复技术都需要，许多原位修复技术都需要，许多原位修复技术都需要，许多原位修复技术都需要3添加氧化添加氧化/还原剂后潜在的地球化学变化还原剂后潜在的地球化学变化 45 地下水污染修复中的新材料地下水污染修复中的新材料oo生物质生物质生物质生物质 n n树皮树皮树皮树皮/ /富含丹宁酸的物质富含丹宁酸的物质富含丹宁酸的物质富含丹宁酸的物质 n n木质素木质素木质素木质素 n n几丁质几丁质几丁质几丁质/ /甲壳质甲壳质甲壳质
6、甲壳质 n n死的生物体死的生物体死的生物体死的生物体 n n苔鲜苔鲜苔鲜苔鲜 n n海草海草海草海草/ /海藻海藻海藻海藻/ /褐藻酸褐藻酸褐藻酸褐藻酸 n n废弃的茶叶等废弃的茶叶等废弃的茶叶等废弃的茶叶等oo岩土材料岩土材料岩土材料岩土材料 n n沸石沸石沸石沸石 n n粘土粘土粘土粘土 n n泥泥泥泥 n n有铁氧化物包壳的砂有铁氧化物包壳的砂有铁氧化物包壳的砂有铁氧化物包壳的砂 n n粉煤灰粉煤灰粉煤灰粉煤灰 n n菱铁矿菱铁矿菱铁矿菱铁矿 n n黄土等黄土等黄土等黄土等 56 1、生物质、生物质oo富含丹宁酸物质富含丹宁酸物质富含丹宁酸物质富含丹宁酸物质 oo丹宁酸中多羟基酚是吸附
7、重丹宁酸中多羟基酚是吸附重丹宁酸中多羟基酚是吸附重丹宁酸中多羟基酚是吸附重金属的活性组分金属的活性组分金属的活性组分金属的活性组分 oo二者可发生离子交换作用发二者可发生离子交换作用发二者可发生离子交换作用发二者可发生离子交换作用发生生生生, , , ,并形成螯合物并形成螯合物并形成螯合物并形成螯合物 67 1、生物质、生物质oo木质素木质素木质素木质素 n n木质素的成本比活性炭约低木质素的成本比活性炭约低木质素的成本比活性炭约低木质素的成本比活性炭约低2020倍倍倍倍 n n对对对对Pb,ZnPb,Zn的吸附能力分别为的吸附能力分别为的吸附能力分别为的吸附能力分别为186186，95mg/
8、g 95mg/g n n硫酸木质素对硫酸木质素对硫酸木质素对硫酸木质素对HgHg的吸附能力为的吸附能力为的吸附能力为的吸附能力为150mg/g 150mg/g oo甲壳质和海产处理工艺废弃物甲壳质和海产处理工艺废弃物甲壳质和海产处理工艺废弃物甲壳质和海产处理工艺废弃物 n n几丁质（几丁质（几丁质（几丁质（广泛存在于自然界的一种含氮多糖类生物性高分子，主要的来源为虾、蟹、昆虫等甲壳类动物的外壳与软体动物的器官（例如乌贼的软骨），以及真菌类的细胞壁等）存在于螃蟹的外骨骼、其他甲壳动物和一些真菌细胞壁中）存在于螃蟹的外骨骼、其他甲壳动物和一些真菌细胞壁中）存在于螃蟹的外骨骼、其他甲壳动物和一些真菌
9、细胞壁中）存在于螃蟹的外骨骼、其他甲壳动物和一些真菌细胞壁中, ,在自然界中的丰度仅在自然界中的丰度仅在自然界中的丰度仅在自然界中的丰度仅次于植物纤维素次于植物纤维素次于植物纤维素次于植物纤维素 n n甲壳质不但廉价甲壳质不但廉价甲壳质不但廉价甲壳质不但廉价, ,数量丰富数量丰富数量丰富数量丰富, ,它对重金属的吸附能力也很强，相当于几丁质的它对重金属的吸附能力也很强，相当于几丁质的它对重金属的吸附能力也很强，相当于几丁质的它对重金属的吸附能力也很强，相当于几丁质的5656倍倍倍倍789 1、生物质、生物质oo死生物死生物死生物死生物 n n死细胞聚集重金属的能力与活细胞相当甚至更强死细胞聚集
10、重金属的能力与活细胞相当甚至更强死细胞聚集重金属的能力与活细胞相当甚至更强死细胞聚集重金属的能力与活细胞相当甚至更强 oo谷壳谷壳谷壳谷壳 n n作为水稻商业性收割的副产品作为水稻商业性收割的副产品作为水稻商业性收割的副产品作为水稻商业性收割的副产品, ,稻壳具有与绿藻相似的结构稻壳具有与绿藻相似的结构稻壳具有与绿藻相似的结构稻壳具有与绿藻相似的结构 n n与藻类对与藻类对与藻类对与藻类对CrCr和和和和PbPb的吸附能力相近的吸附能力相近的吸附能力相近的吸附能力相近, ,但它对但它对但它对但它对CdCd的吸附能力几乎是藻类的两倍的吸附能力几乎是藻类的两倍的吸附能力几乎是藻类的两倍的吸附能力几
11、乎是藻类的两倍910 2、地质材料、地质材料oo沸石沸石沸石沸石 n n最早用于重金属污染治理的地质材料最早用于重金属污染治理的地质材料最早用于重金属污染治理的地质材料最早用于重金属污染治理的地质材料 n n斜发沸石是斜发沸石是斜发沸石是斜发沸石是4040多种天然沸石中储量最丰富的一种多种天然沸石中储量最丰富的一种多种天然沸石中储量最丰富的一种多种天然沸石中储量最丰富的一种 n n沸石的吸附特性源于它们的离子交换能力沸石的吸附特性源于它们的离子交换能力沸石的吸附特性源于它们的离子交换能力沸石的吸附特性源于它们的离子交换能力1011 2、地质材料、地质材料oo粘土粘土粘土粘土 n n具有比表面积
12、大、孔隙率高、极性强等特征具有比表面积大、孔隙率高、极性强等特征具有比表面积大、孔隙率高、极性强等特征具有比表面积大、孔隙率高、极性强等特征, ,对水中各种类型的污染物质有良好对水中各种类型的污染物质有良好对水中各种类型的污染物质有良好对水中各种类型的污染物质有良好的吸附的吸附的吸附的吸附 n n蒙脱石具有最小的结晶度蒙脱石具有最小的结晶度蒙脱石具有最小的结晶度蒙脱石具有最小的结晶度, ,最大的表面积和最强的阳离子交换能力最大的表面积和最强的阳离子交换能力最大的表面积和最强的阳离子交换能力最大的表面积和最强的阳离子交换能力, ,从而应具有最从而应具有最从而应具有最从而应具有最强的吸附能力强的吸
13、附能力强的吸附能力强的吸附能力 n n对重金属的吸附能力归因于细粒的对重金属的吸附能力归因于细粒的对重金属的吸附能力归因于细粒的对重金属的吸附能力归因于细粒的硅酸盐矿物的净负电荷结构性能硅酸盐矿物的净负电荷结构性能硅酸盐矿物的净负电荷结构性能硅酸盐矿物的净负电荷结构性能1112 2、地质材料、地质材料oo 1213 2、地质材料、地质材料oo粉煤灰粉煤灰粉煤灰粉煤灰 n n火电厂的废物，含有碳和硅氧化物、铝氧化物、铁氧化物及钙、镁、钠、钾、硫的火电厂的废物，含有碳和硅氧化物、铝氧化物、铁氧化物及钙、镁、钠、钾、硫的火电厂的废物，含有碳和硅氧化物、铝氧化物、铁氧化物及钙、镁、钠、钾、硫的火电厂的
14、废物，含有碳和硅氧化物、铝氧化物、铁氧化物及钙、镁、钠、钾、硫的氧化物。氧化物。氧化物。氧化物。 n n潜在优势：金属被吸附后，它容易固化潜在优势：金属被吸附后，它容易固化潜在优势：金属被吸附后，它容易固化潜在优势：金属被吸附后，它容易固化 。oo因为粉煤灰在有因为粉煤灰在有因为粉煤灰在有因为粉煤灰在有水水水水的情况下能与的情况下能与的情况下能与的情况下能与石灰石灰石灰石灰反应形成反应形成反应形成反应形成水泥质的硅酸钙水化物水泥质的硅酸钙水化物水泥质的硅酸钙水化物水泥质的硅酸钙水化物 n n值得注意：可能含有重金属及痕量放射性元素。值得注意：可能含有重金属及痕量放射性元素。值得注意：可能含有重
15、金属及痕量放射性元素。值得注意：可能含有重金属及痕量放射性元素。1314 2、地质材料、地质材料oo黄土黄土黄土黄土 n分布广，成本低分布广，成本低 n富富含含碳碳酸酸盐盐和和粘粘土土矿矿物物，偏偏碱碱性性，且且具具有有大孔隙大孔隙n重重金金属属（Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、As）及非离子型有机污染物（甲苯）及非离子型有机污染物（甲苯）1415 主要修复方法主要修复方法oo异位修复方法异位修复方法异位修复方法异位修复方法 n n置换、部分热解吸技术等置换、部分热解吸技术等置换、部分热解吸技术等置换、部分热解吸技术等 oo原位（就地）修复方法原位（就地）修复方法原位（就地）修复方法原位（就地）
16、修复方法 n n监控条件下的自然衰减法（监控条件下的自然衰减法（监控条件下的自然衰减法（监控条件下的自然衰减法（MNAMNA） n n渗透性反应墙（渗透性反应墙（渗透性反应墙（渗透性反应墙（PRBPRB） oo异位异位异位异位+原位修复方法原位修复方法原位修复方法原位修复方法 n n抽出处理法（抽出处理法（抽出处理法（抽出处理法（PATPAT）151、监控条件下的自然衰减法（、监控条件下的自然衰减法（MNA）1617 监测条件下的自然衰减法监测条件下的自然衰减法（MNA, Monitored Natural Attenuation）美国美国EPA的定义的定义 l依赖自然衰减作用，在同其他更有效
17、的方法所用时间相比属合理的时间限定内，使特依赖自然衰减作用，在同其他更有效的方法所用时间相比属合理的时间限定内，使特定地点达到修复目的定地点达到修复目的 l包括污染物的生物降解、扩散、稀释、吸附、挥发、及化学或生物固定、转化或破坏包括污染物的生物降解、扩散、稀释、吸附、挥发、及化学或生物固定、转化或破坏等等 l这些作用在无人为干扰的可行条件下，这些作用在无人为干扰的可行条件下，能够降低土壤和地下水中的污染物的数量、毒能够降低土壤和地下水中的污染物的数量、毒性、迁移性、体积或浓度性、迁移性、体积或浓度1718 监测条件下的自然衰减法监测条件下的自然衰减法优点优点 l污染物最终能被转化成无毒的副产
18、物污染物最终能被转化成无毒的副产物 l无须人为介入无须人为介入 l不会涉及到废物的重新产生或迁移不会涉及到废物的重新产生或迁移 l费用低费用低 l克服机械化修复设施所带来的局限克服机械化修复设施所带来的局限1819 监测条件下的自然衰减法监测条件下的自然衰减法局限性局限性 l时间很长时间很长 l进行长期监测并负担相关费用，实施机构负责进行长期监测并负担相关费用，实施机构负责 l受当地水文地质条件的自然变化及人为因素的影响受当地水文地质条件的自然变化及人为因素的影响 l有利的水文和地球化学条件可能随着时间而发生变化，从而导致曾经有利的水文和地球化学条件可能随着时间而发生变化，从而导致曾经稳定化了
19、的污染物重稳定化了的污染物重新发生运移，对修复成果产生负面的影响新发生运移，对修复成果产生负面的影响 l含水层的各向异性可能使含水层的各向异性可能使场地特征复杂化场地特征复杂化 l生物降解的中间产物可能会比原来的化合物更毒生物降解的中间产物可能会比原来的化合物更毒1920 主要的自然衰减作用主要的自然衰减作用非降解性作用非降解性作用 l仅引起污染物的仅引起污染物的浓度降低浓度降低，而系统中的污染物，而系统中的污染物总量并未改变总量并未改变的那些作用过程，包的那些作用过程，包括水动力学弥散（机械弥散和扩散）、吸附、稀释和挥发等括水动力学弥散（机械弥散和扩散）、吸附、稀释和挥发等 降解性作用降解性
20、作用 l包括包括生物降解生物降解和和非生物降解非生物降解作用作用 l生物降解生物降解对污染物的降解对污染物的降解起主导作用起主导作用，取决于取决于污染物的类型污染物的类型及及电子供体电子供体或或碳源碳源的的可用性可用性2021 自然衰减作用的非生物过程自然衰减作用的非生物过程 物理过程物理过程 l对流对流：驱动地表下污染物运动的主要机制：驱动地表下污染物运动的主要机制 l弥散弥散：引起纵向、横向和垂向迁移；降低溶质的浓度：引起纵向、横向和垂向迁移；降低溶质的浓度 l扩散扩散：从较高浓度区域向较低浓度区域扩散：从较高浓度区域向较低浓度区域扩散 l挥发挥发：将污染物从地下水中去除，并转移到土壤气相
21、中：将污染物从地下水中去除，并转移到土壤气相中 l吸附吸附：固着在含水层介质上，将溶质从地下水中去除：固着在含水层介质上，将溶质从地下水中去除 l稀释稀释：可能增加电子受体的浓度，特别是溶解氧的浓度：可能增加电子受体的浓度，特别是溶解氧的浓度 化学过程化学过程 l水解与脱氢卤化作用水解与脱氢卤化作用:重要的自然衰减机理重要的自然衰减机理 212010-11-3022 水解反应水解反应取代反应取代反应 在反应中，化合物与水发生反应，卤代基被羟基（在反应中，化合物与水发生反应，卤代基被羟基（OH-）取代）取代 RX + HOH ROH + HX 有机化合物的水解反应常常生成醇类及烯烃有机化合物的水
22、解反应常常生成醇类及烯烃 化合物上的卤代基越多，水解反应发生的几率就越小，反应的速率也越化合物上的卤代基越多，水解反应发生的几率就越小，反应的速率也越慢慢2223 脱氢卤化反应脱氢卤化反应 涉及到卤代烷烃的消除反应涉及到卤代烷烃的消除反应 在反应中，卤素原子从一个碳原子上去除，紧接着邻近碳原子上的一个在反应中，卤素原子从一个碳原子上去除，紧接着邻近碳原子上的一个氢原子也去除，而生成烯烃氢原子也去除，而生成烯烃 发生的可能性随着卤代基数量的增加而增加发生的可能性随着卤代基数量的增加而增加2324 生物过程：内在生物降解作用生物过程：内在生物降解作用许多实验室和野外研究显示许多实验室和野外研究显示
23、 l地下环境中土生的微生物能降解许多有机化合物，如汽油、煤油、柴油、航空燃料；地下环境中土生的微生物能降解许多有机化合物，如汽油、煤油、柴油、航空燃料；氯代乙烯、氯代乙烷、氯代甲烷、氯苯等氯代乙烯、氯代乙烷、氯代甲烷、氯苯等 l99%的地区存在各种各样的能降解石油类碳氢化合物的微生物群落的地区存在各种各样的能降解石油类碳氢化合物的微生物群落 l地下水中，只有溶解或被吸附了的有机化合物，且对完成生物降解过程有用的其它化地下水中，只有溶解或被吸附了的有机化合物，且对完成生物降解过程有用的其它化合物（例如：溶解氧、硝酸盐等）存在时，才会发生生物降解合物（例如：溶解氧、硝酸盐等）存在时，才会发生生物降
24、解 l在生物降解过程中，产生的中间产物可能比原始化合物更有危害性在生物降解过程中，产生的中间产物可能比原始化合物更有危害性2425 生物降解机制生物降解机制电子供体电子供体 l以相对还原态存在的化合物，包括自然有机物质、石油类碳氢化合物、低氯以相对还原态存在的化合物，包括自然有机物质、石油类碳氢化合物、低氯代乙烯、乙烷、甲烷、以及氯代苯、溶解氢等等代乙烯、乙烷、甲烷、以及氯代苯、溶解氢等等 电子受体电子受体 l以相对氧化态存在的单质或化合物，包括溶解氧、硝酸盐、铁（以相对氧化态存在的单质或化合物，包括溶解氧、硝酸盐、铁（III）、氢氧）、氢氧化物、硫酸盐、二氧化碳、以及几种氯代烃溶剂等等化物、
25、硫酸盐、二氧化碳、以及几种氯代烃溶剂等等 微生物促发并利用电子供体微生物促发并利用电子供体/电子受体的氧化还原过程，获取能量，形成微生物群电子受体的氧化还原过程，获取能量，形成微生物群体，并降解有机物体，并降解有机物2526 生物降解类型生物降解类型1、有机化合物用作主要的、有机化合物用作主要的生长底物生长底物 l生物氧化反应生物氧化反应 l生物还原反应生物还原反应 l发酵反应发酵反应 2、共代谢、共代谢2627 1、有机化合物用作、有机化合物用作生长底物生长底物 生物氧化反应生物氧化反应 l当微生物将有机化合物用作氧化还原总反应的电子供体（主要的生当微生物将有机化合物用作氧化还原总反应的电子
26、供体（主要的生长基质）时，供应生长的有机化合物就会发生微生物氧化反应长基质）时，供应生长的有机化合物就会发生微生物氧化反应 l在有氧或厌氧条件下都会发生生物氧化反应在有氧或厌氧条件下都会发生生物氧化反应 l可溶性石油碳氢化合物（如可溶性石油碳氢化合物（如BTEX）、）、DCE、氯代乙烯、氯代苯等低、氯代乙烯、氯代苯等低氧化氯代化合物，都能被用作微生物新陈代谢的电子供体氧化氯代化合物，都能被用作微生物新陈代谢的电子供体2728 1、有机化合物用作、有机化合物用作生长底物生长底物 生物还原反应生物还原反应 l当微生物将有机化合物用作氧化还原总反应的电子受体（主要的生当微生物将有机化合物用作氧化还原
27、总反应的电子受体（主要的生长基质）时，供应生长的有机化合物就会发生微生物还原反应长基质）时，供应生长的有机化合物就会发生微生物还原反应 lPCE、TCE、TCA、以及四氯化碳等氯代溶剂、以及四氯化碳等氯代溶剂 l在卤呼吸作用过程中，氯代碳氢化合物被直接用作电子受体，而溶在卤呼吸作用过程中，氯代碳氢化合物被直接用作电子受体，而溶解氢则被直接用作电子供体解氢则被直接用作电子供体2829 1、有机化合物用作、有机化合物用作生长底物生长底物 发酵作用发酵作用 l在发酵反应中，有机化合物在反应的第一步既起着电子供体、也起着电子受体在发酵反应中，有机化合物在反应的第一步既起着电子供体、也起着电子受体的作用
28、的作用 l发酵过程是唯一不需要外部电子受体的反应发酵过程是唯一不需要外部电子受体的反应 l通过一系列的微生物催化下的内部电子迁移过程，有机化合物被转化成了无毒通过一系列的微生物催化下的内部电子迁移过程，有机化合物被转化成了无毒的化合物的化合物 l醋酸盐、水、二氧化碳、溶解氢等醋酸盐、水、二氧化碳、溶解氢等29主要的自然衰减作用主要的自然衰减作用 30主要的自然衰减作用主要的自然衰减作用 3132 抽出抽出-处理法处理法(Pump And Treatment)oo抽出抽出抽出抽出- -处理法是最早使用、应用最广的经典方法处理法是最早使用、应用最广的经典方法处理法是最早使用、应用最广的经典方法处理
29、法是最早使用、应用最广的经典方法 oo从污染场地抽出被污染的水，并用洁净的水置换之；对抽出的水加以处理，污染物从污染场地抽出被污染的水，并用洁净的水置换之；对抽出的水加以处理，污染物从污染场地抽出被污染的水，并用洁净的水置换之；对抽出的水加以处理，污染物从污染场地抽出被污染的水，并用洁净的水置换之；对抽出的水加以处理，污染物最终可以被去除最终可以被去除最终可以被去除最终可以被去除 oo必须把对抽出必须把对抽出必须把对抽出必须把对抽出- -处理系统的监测作为修复措施整体必不可少的组成部分，监测系统处理系统的监测作为修复措施整体必不可少的组成部分，监测系统处理系统的监测作为修复措施整体必不可少的组
30、成部分，监测系统处理系统的监测作为修复措施整体必不可少的组成部分，监测系统的运行状态的运行状态的运行状态的运行状态 oo处理后地下水处理后地下水处理后地下水处理后地下水 n n直接使用直接使用直接使用直接使用 n n回灌回灌回灌回灌 oo稀释受污染水体，冲洗含水层稀释受污染水体，冲洗含水层稀释受污染水体，冲洗含水层稀释受污染水体，冲洗含水层 oo加速地下水的循环流动加速地下水的循环流动加速地下水的循环流动加速地下水的循环流动3233 抽出抽出-处理法处理法(Pump And Treatment)oo处理方法可根据污染物类型和处理费用来选用，大致可分为三类处理方法可根据污染物类型和处理费用来选用
31、，大致可分为三类处理方法可根据污染物类型和处理费用来选用，大致可分为三类处理方法可根据污染物类型和处理费用来选用，大致可分为三类 n n物理法物理法物理法物理法 oo吸附法、重力分离法、过滤法、膜处理法、吹脱法等吸附法、重力分离法、过滤法、膜处理法、吹脱法等吸附法、重力分离法、过滤法、膜处理法、吹脱法等吸附法、重力分离法、过滤法、膜处理法、吹脱法等 n n化学法化学法化学法化学法 oo混凝法、氧化还原法、离子交换法以及中和沉淀法等混凝法、氧化还原法、离子交换法以及中和沉淀法等混凝法、氧化还原法、离子交换法以及中和沉淀法等混凝法、氧化还原法、离子交换法以及中和沉淀法等 n n生物法生物法生物法生
32、物法 oo生物接触氧化法、生物滤池法等生物接触氧化法、生物滤池法等生物接触氧化法、生物滤池法等生物接触氧化法、生物滤池法等33343、反应性渗透墙（、反应性渗透墙（PRB） 3536 反应性渗透墙（反应性渗透墙（PRB, Permeable Reactive Barrier） 定义定义 l是一种原地处理技术是一种原地处理技术 l将含将含适当反应物质适当反应物质的可渗墙的可渗墙横跨横跨在污染物羽状流束的在污染物羽状流束的流径流径上。当被污染的水流经上。当被污染的水流经墙体，污染物或被去除，或被降解，污染被清除后的水向下游流动墙体，污染物或被去除，或被降解，污染被清除后的水向下游流动36Case
33、study 1 PRB to Intercept Contaminants in landfill leachate, USAmid 1930s to 1981 municipal & industrialPRBPRB3738 反应性渗透墙的设计反应性渗透墙的设计 重点考虑：重点考虑： 墙高：处理带的深度墙高：处理带的深度 墙宽：污染物与墙体填充材料的作用时间墙宽：污染物与墙体填充材料的作用时间 填料：降解污染物的有效性、渗透性、可再生性、成本等填料：降解污染物的有效性、渗透性、可再生性、成本等 成本核算成本核算3839 连续反应墙的局限性连续反应墙的局限性 l由于替换成本过高，反应墙难以被移
34、走由于替换成本过高，反应墙难以被移走 l通过阶段性通过阶段性添加营养物添加营养物或或对地球化学条件进行改性对地球化学条件进行改性等手段进行等手段进行有效有效维护维护对于连续反应墙来说是不可能的或在实践上是行不通的对于连续反应墙来说是不可能的或在实践上是行不通的3940 漏斗漏斗-门系统：反应性渗透墙与防渗墙技术的结合门系统：反应性渗透墙与防渗墙技术的结合 漏斗漏斗-门系统门系统 l用墙的用墙的防渗部分防渗部分将地下水引至由反应物组成的相对狭窄的区域将地下水引至由反应物组成的相对狭窄的区域 l防渗部分可通过防渗部分可通过泥浆墙和可密封的板桩泥浆墙和可密封的板桩等几种途径构成等几种途径构成 l反应
35、部分反应部分“门门”可以具有不同的几何形状和维度，门可以含有多可以具有不同的几何形状和维度，门可以含有多个处理区，每个区处理特定的污染物个处理区，每个区处理特定的污染物4041 4142 漏斗漏斗-门系统设计门系统设计考虑的主要因素考虑的主要因素 l被污染的水在反应物中的滞留时间被污染的水在反应物中的滞留时间 地下水达到目标浓度需要经过的滞留时间地下水达到目标浓度需要经过的滞留时间 天然地下水的流速天然地下水的流速 l漏斗与门的宽度比漏斗与门的宽度比l地下水流经门的速度地下水流经门的速度l地下水在反应区内流动的距离地下水在反应区内流动的距离l地下水适当的滞留时间地下水适当的滞留时间4243 填
36、料：反应物填料：反应物（1）控制）控制无机污染物无机污染物的化学屏障的化学屏障 l通过通过氧化还原反应氧化还原反应来去除电化学性质活跃的物质，零价铁；来去除电化学性质活跃的物质，零价铁； l通过添加剂（通过添加剂（pH）使一些污染物）使一些污染物沉淀沉淀，碎石灰；，碎石灰； l通过激发通过激发生化过程生化过程来去除污染物，有机物来去除污染物，有机物脱氮脱氮432010-11-3044 填料：反应物填料：反应物（2）有机污染物的生物降解）有机污染物的生物降解 lKao和和Bordon(1992)进行了土柱实验，用进行了土柱实验，用双层反应性渗透墙双层反应性渗透墙来去除地下水中的来去除地下水中的B
37、TEX （苯系物；苯、甲苯、乙苯、二甲苯；二甲苯）l装置装置：墙：墙上端上端水流经过由水流经过由充满营养物质（充满营养物质（N和和P）的混凝土）的混凝土泥砖组成，泥砖组成，下面下面是一层是一层泥炭泥炭 l原理原理：当被污染的水流经泥砖时，营养物质被释放，引发：当被污染的水流经泥砖时，营养物质被释放，引发脱氮作用脱氮作用来降解来降解BTEX。泥炭被作为介质来吸附流经泥砖层的低浓度泥炭被作为介质来吸附流经泥砖层的低浓度BTEX 442010-11-3045 施工施工 l将地沟挖掘到适当深度，用反应物回填将地沟挖掘到适当深度，用反应物回填 l如挖掘深度远低于地下水位，地沟的墙会坍塌，为此，使用可密封
38、的板桩来如挖掘深度远低于地下水位，地沟的墙会坍塌，为此，使用可密封的板桩来支护墙支护墙 l主要缺点主要缺点 如果地沟经过被污染的地区，被挖掘出的物质可能需要转移至有害废物如果地沟经过被污染的地区，被挖掘出的物质可能需要转移至有害废物处置场处置场45安装 反应器现场监测4647 生物修复法：植物生物修复法：植物&微生物微生物运用植物和与之相关的微生物来原位处理受到污染的水与土壤，它是能够有效、便运用植物和与之相关的微生物来原位处理受到污染的水与土壤，它是能够有效、便宜清除多种有机和无机废物的新技术宜清除多种有机和无机废物的新技术 从本质上而言，植物修复法是运用人类的主动性，来提高自然区的自然衰减
39、，它是从本质上而言，植物修复法是运用人类的主动性，来提高自然区的自然衰减，它是介于工程方法和自然衰减之间的一种方法介于工程方法和自然衰减之间的一种方法4748 植物修复法的机制植物修复法的机制降解降解 转移转移 固定（可容性）固定（可容性） 4849 1、污染物的降解、污染物的降解植物通过呼吸作用提供了更多的氧气进入土壤，加快了土壤中细菌的活性，同时，植物通过呼吸作用提供了更多的氧气进入土壤，加快了土壤中细菌的活性，同时，通过他们的根系来为土壤的细菌提供营养，使细菌更有效的降解污染物通过他们的根系来为土壤的细菌提供营养，使细菌更有效的降解污染物 。在植物生长过程中产生酶，污染物在酶的作用下能被
40、分解成单分子的物质（如在植物生长过程中产生酶，污染物在酶的作用下能被分解成单分子的物质（如H2O、CO2、乙醇及其它），这些物质够进入到植的机体内，甚至能促进植物的生长。、乙醇及其它），这些物质够进入到植的机体内，甚至能促进植物的生长。4950 2、污染物的转移、污染物的转移把污染区的污染物质通过植物的作用转移到别的地方，使该区的污染不再那么严重把污染区的污染物质通过植物的作用转移到别的地方，使该区的污染不再那么严重 有些植物可吸收土壤或地下水中有些植物可吸收土壤或地下水中单分子污染物单分子污染物，污染物质被保存在植物的体内，随着污染，污染物质被保存在植物的体内，随着污染物质的富集，便会引起物
41、质的富集，便会引起植物的中毒现象植物的中毒现象。此时，可通过收获这些植物，通过。此时，可通过收获这些植物，通过燃烧燃烧或别的方或别的方法来从植物体内分解出这些物质法来从植物体内分解出这些物质 5051 3、对污染物的可容性、对污染物的可容性 利用植物及一些添加物质使环境中的金属流动性降低，生物可利用性下降，使金属对利用植物及一些添加物质使环境中的金属流动性降低，生物可利用性下降，使金属对生物的毒性降低生物的毒性降低 Cunningham等研究了植物对环境中土壤铅的固定，发现一些植物可降低等研究了植物对环境中土壤铅的固定，发现一些植物可降低Pb的生物的生物可利用性，缓解可利用性，缓解Pb对环境中
42、生物的毒害作用对环境中生物的毒害作用515253 植物的选择标准植物的选择标准易适应土壤和污染场所的条件易适应土壤和污染场所的条件 易于生长和供养易于生长和供养 生长迅速且纤维根系发达生长迅速且纤维根系发达 能够为土壤提供良好的覆盖效果，为防止土壤被风或水的侵蚀能够为土壤提供良好的覆盖效果，为防止土壤被风或水的侵蚀 较低的维护费用较低的维护费用 适于家畜食用或作为野生动物的草料适于家畜食用或作为野生动物的草料 美学的价值美学的价值5354 生物修复法生物修复法分子微生物分子微生物5455 联用技术联用技术“ “八五八五八五八五” ”国家项目国家项目国家项目国家项目“ “淄博石油污染含水层现场治理淄博石油污染含水层现场治理淄博石油污染含水层现场治理淄博石油污染含水层现场治理” ” 55谢谢！谢谢！56
