有机氯代烃污染地下水环境的治理与修复_图文(精)
土壤及地下水有机污染的化学与生物修复
土壤及地下水有机污染的化学与生物修复地下水和土壤的有机污染问题已经成为全球性的环境污染问题。
有机污染物可以通过化学和生物修复进行处理。
化学修复主要是通过氧化、还原、水解、降解、稳定、吸附、交换等化学过程来改变有机物质的化学特性，从而达到降解去除的目的；而生物修复是利用生物体，如细菌、菌群、真菌、植物等，降解和清除土壤和地下水中的有机污染物。
一、化学修复化学修复的技术主要分为以下几类：1. 活性炭吸附技术活性炭吸附技术是通过活性炭的微孔结构吸附有机化合物分子，从而将有机物从水或土壤中去除的过程。
该技术成本低、易操作、效果显著，并可用于处理包括挥发性和不挥发性有机化合物在内的各种污染物。
2. 滴注氧化法技术滴注氧化法技术是一种氧化剂（如高氯酸盐、过氧化氢等）通过加速氧化作用来去除污染物的技术。
该技术能够加速污染物的降解，适用于难降解有机物和高浓度有机物的修复。
H2O2氧化法技术是以过氧化氢为氧化剂，通过碳氢键的氧化降解目标有机污染物的技术。
该技术有应用范围广、拓展性强的优势。
二、生物修复良好的生物修复方案能够加速降解污染物分解产物的稳定性和寿命，为土壤和地下水系统提供更具生态和经济的修复方案。
适用于各种土壤和地下水中的有机污染物，如石油和烃类污染物、氯代烃类污染物等。
以下是生物修复技术的方法：1. 生物增溶法增溶法是将适量的基质添加到污染场地中，以促进微生物的增殖和污染物的降解。
生物堆肥法是利用在自然环境中广泛存在的厌氧微生物，将有机污染物物质转化为安全愈合堆肥或肥料的方法。
3. 植物修复法植物修复法是指通过更换新的植物物种，将特殊的生命系统引入到污染地带，以平衡和消除有害物质对生物群落的负面影响的过程。
根据植物的特性，污染物质都能在不同程度上被减少及降解。
综上所述，化学和生物修复技术是目前主要的修复工艺。
技术的选择应根据有机污染物的特性，在现场调查后进行。
选择合适的修复技术、采取一定的技术手段和方法，有必要中和有机污染物。
地下水氯代烃 修复 方案
地下水氯代烃修复方案一、问题剖析。
咱这地下水被氯代烃给污染了，这可就像清水里混进了小恶魔。
氯代烃这东西啊，就像那些偷偷潜入地下王国（地下水系统）的坏家伙，它们会在水里搞破坏，对生态环境还有咱们可能用到地下水的人类健康都有威胁呢。
咱得先搞清楚这污染的程度咋样，就像侦探先得了解案件大小一样。
二、检测与评估。
1. 全面大搜查。
咱得在地下水可能被污染的区域，多打些监测井。
这就像在地里到处插小旗做标记一样，看看氯代烃都跑到哪儿去了。
从不同的深度取水样，这样才能知道它们在地下水里的分布情况，是在浅层瞎晃悠，还是已经深入到地底下很深的地方了。
2. 污染物普查。
把取来的水样送到实验室，让那些聪明的仪器和科学家们好好分析分析。
看看里面到底有多少氯代烃，是哪种类型的氯代烃在捣乱。
这就好比是给小恶魔们画个像，知道它们长啥样，有多少兵力。
三、修复方法。
1. 物理法。
抽水处理回灌法。
咱就像从地下抽水上来洗澡一样，不过这水可脏着呢。
用大水泵把被污染的地下水抽出来，然后送到专门的处理设备那里。
这些设备就像过滤器和清洁剂的组合，把氯代烃从水里抓出来或者分解掉。
处理干净后的水再回灌到地下，就像把洗干净的水又放回井里一样。
不过这过程得小心点，可不能又把新的污染物带进去了。
空气吹脱法。
想象一下，咱们把被污染的地下水放在一个大容器里，然后像吹泡泡一样往水里吹空气。
氯代烃这东西就像不喜欢水的小虫子，一看到空气就想往上爬，跟着空气就从水里跑出来了。
然后把跑出来的氯代烃收集起来处理掉，可不能让它们又跑回空气里去捣乱。
2. 化学法。
化学氧化法。
这就像给地下水找一群化学小战士。
往水里加入一些强氧化剂，像过氧化氢或者高锰酸钾之类的。
这些氧化剂就像超级英雄一样，和氯代烃打起来，把氯代烃分解成无害的东西。
不过呢，得控制好这些小战士的量，要是太多了，可能会对地下水造成其他的影响，就像一群英雄把战场也破坏了一样。
还原脱氯法。
这方法有点像给氯代烃找个还原剂朋友，这个朋友会把氯代烃身上的氯原子一个个拽下来，让氯代烃变成无害的烃类物质。
化工场地氯代烃污染地下水氧化修复技术
化工场地氯代烃污染地下水氧化修复技术氯代烃性质活泼、种类繁多，是经常使用的化工原料、中间体和有机溶剂，被广泛应用于飞机发动机、汽车部件、电子元件以及衣服脱脂等领域。
但随着我国经济社会发展和产业结构的优化，污染企业陆续搬出城市中心区，由于管理不善和历史遗留问题，绝大多数搬迁企业都存在氯代烃泄露以及不正当排放引起的地下水污染问题。
氯代烃不易降解并具有致癌、致畸、致突变效应。
因此，地下水的氯代烃污染治理已刻不容缓。
化学氧化法是利用化学氧化药剂去除污染物的处理方法。
这种方法依靠氧化剂的强氧化性破坏氯代烃等有机物的化学键，使其转化成氯离子、二氧化碳和水等无害物质，该方法已被证明能有效降解地下水中的有机污染物，且对环境的破坏性小，所使用的化学氧化剂主要有高锰酸钾、臭氧、过氧化氢和过硫酸钠。
过硫酸盐是一种强氧化剂，其分解产生的硫酸根自由基有很强的氧化性，相比于高锰酸盐，过硫酸盐能降解更多种类的难降解有机污染物，因此过硫酸盐作为一种新型的化学氧化剂得到日益广泛的应用。
的应用。
过硫酸盐一般是指过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸氨3种。
过硫酸钾的溶解度比其它2种过硫酸盐低，过硫酸氨存在氨根，因此，在实际的化学氧化中所用的过硫酸盐一般是过硫酸钠。
过硫酸钠在25℃的环境下非常稳定，要使其与污染物快速充分地反应，需要将它激活产生自由基，已知常用的激活方法有热激活、碱激活、过渡金属激活等。
热激活有能耗高的天然劣势，亚铁离子本身能与过硫酸盐快速反应，因而有作用范围小、原料消耗量大、易产生大量铁泥等问题，相比而言，碱激活应用更广泛。
用二价铁催化过氧化氢分解去除污染的反应称为传统的芬顿反应。
H2O2被催化产生的羟基自由基HO?在污染物去除方面没有选择性，可以迅速的修复大多数氯代烃污染物。
传统的芬顿反应的缺点是需要在特定的pH值范围(pH=2~4)内才能进行。
反应过程中pH值过高，可能会生成含铁的羟基氧化物，降低去除效率。
同时过氧化氢在修复中常常发生非目标分解，为了使过氧化氢更稳定，使其在地下的传输距离更远，有部分研究者使用稳定剂延长过氧化氢的寿命。
土壤及地下水有机污染的化学与生物修复
土壤及地下水有机污染的化学与生物修复土壤及地下水有机污染是当前环境保护面临的重要问题之一。
在工业化和城市化过程中，大量的有机污染物被排放到土壤和地下水中，对生态系统和人类健康造成了严重威胁。
针对土壤及地下水有机污染问题，化学和生物修复技术成为了重要的手段来恢复和保护环境。
本文将重点介绍土壤及地下水有机污染的化学与生物修复技术。
我们来了解一下土壤及地下水有机污染的常见污染物。
有机污染物主要包括石油类、多环芳烃、氯化烃、挥发性有机化合物等。
这些化合物具有毒性、持久性和易迁移性等特点，对生态系统和人类健康造成了严重危害。
化学修复技术是利用化学物质对有机污染物进行分解、氧化、还原等处理，以降低其毒性和污染程度。
常见的化学修复技术包括吸附剂、氧化剂和还原剂等。
吸附剂可以通过物理吸附和化学吸附的方式将有机污染物吸附在其表面，从而达到去除的效果。
常用的吸附剂包括活性炭、天然吸附剂等。
氧化剂可以通过氧化有机污染物降解为无害物质。
常见的氧化剂有过氧化氢、高锰酸钾等。
还原剂可以通过还原作用将有机污染物转化为无害物质。
常见的还原剂有亚铁氯化物、亚铁砂等。
生物修复技术是利用生物体对有机污染物进行降解、转化和吸附等处理，以降低其毒性和污染程度。
生物修复技术分为自然修复和增强修复两种。
自然修复是指利用土壤中的微生物和植物等自然因素进行修复。
微生物是土壤中的重要组成部分，可以通过降解有机污染物为无害物质。
植物通过吸收有机污染物，将其转化为无害物质。
增强修复是指通过添加外源性微生物、植物等增加修复效果。
外源性微生物通过引入高效降解菌株来增强修复效果。
外源性植物通过选择适应性强的植物，提高修复效果。
土壤及地下水有机污染的化学修复技术主要包括吸附剂、氧化剂和还原剂等，通过物理吸附、化学反应等方式降低有机污染物的毒性和污染程度。
生物修复技术主要包括自然修复和增强修复两种，利用土壤中的微生物和植物进行有机污染物的降解、转化等处理，达到修复环境的目的。
如何去除地下水中的苯系物和氯代烃类污染物
如何去除地下水中的苯系物和氯代烃类污染物1 引言近年来, 随着社会经济的快速发展及人们对环境质量要求的不断提升, 地下水污染逐渐受到广泛关注.通过对中国东部平原地下水污染调查评价发现, 该区域地下水中“三氮”普遍呈面状污染特征, 重(类)金属呈点污染特征, 尤以铅、砷污染较严重, 有毒有害有机污染呈现“检出率高、超标率低”的特征, 其中有机污染物中挥发性有机污染物对地下水质量影响较大, 主要检出的污染物包括苯系物和氯代烃等.作为地下水中主要存在的苯系物和氯代烃类污染物, 苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)以及三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)开始受到广泛关注.对于地下水中氯代烃类污染物(TCE、PCE)的修复, 由于其难生物降解性而常通过零价铁渗透感应格栅(ZVI PRB)化学还原脱氯的方法, 将TCE、PCE逐级还原为二氯乙烯(DCE)和氯乙烯(VC), 并最终还原为乙烯或乙烷, 但在此过程中也常伴随着地下水环境中pH的升.对于地下水中BTEX污染物的修复, 由于其易生物降解性而常通过生物降解格栅的方法将BTEX最终降解为CO2, 并伴随有儿茶酚、苯甲酸等中间产物的生成.然而, 地下水污染中常常是几种不同类型的污染物同时存在于地下水中并构成不同类型的污染羽, 如由氯代烃和BTEX构成的混合污染羽.将零价铁渗透反应格栅和生物降解格栅联用, 利用氯代烃的易还原脱氯的性质先通过零价铁渗透反应格栅去除氯代烃, 后利用BTEX易生物降解的性质通过生物降解格栅去除BTEX, 可以有效去除由这两种性质迥异的污染物形成的混合污染羽.但是, 在联合零价铁渗透反应格栅-生物降解格栅运行过程中, 零价铁渗透反应格栅后的强碱性pH环境(pH>9)、氯代烃脱氯还原中间产物(cis-1, 2-DCE)的积累和可能出现的TCE穿透均可能对生物降解格栅中BTEX的生物降解产生影响.针对上述问题, 本文以苯或甲苯为研究对象, 采用批试验方法, 以粒状铁化学还原TCE后的出水环境为基础, 从长期受石油原油污染的土壤中分离和培养降解苯或甲苯的微生物, 研究不同pH 条件下TCE和cis-1, 2-DCE对苯或甲苯厌氧生物降解的影响.2 材料与方法2.1 地下水和石油污染土壤实验用地下水取自中国地质大学(北京)自备井, 其中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-、NO3-和SO42-的浓度分别为1.92、18.01、73.96、33.3、0.21、47.29、9.12和69.78 mg·L-1.地下水使用前用N2曝气至溶解氧(DO)<1.0 mg·L-1后加入粒状铁密封备用, 经常摇动.本文中如未特别说明, 地下水均指此类.石油污染土壤取自辽宁某油田包气带土壤(有机碳含量为48.53 g·kg-1, 碳氮比为112.3), 用于实验过程中苯或甲苯生物降解菌的培养.2.2 主要仪器和试剂Agilent 6890N/5975气相色谱-质谱仪;HP-5 MS毛细管色谱柱(30 m×0. 25 mm×0.25μm, 美国安捷伦公司);G1888型顶空自动进样器(美国安捷伦公司).PB-10型精密pH计(德国赛多利斯公司).HQ-30d型溶解氧测定仪(美国哈希公司).SPX-250型智能生化培养箱(宁波海曙试验仪器厂).苯、甲苯、三氯乙烯(TCE)、叠氮钠(NaN3)、氢氧化钠(NaOH), 分析纯, 购于北京化学试剂公司, 用地下水配制成一定浓度溶液备用.顺式1, 2-二氯乙烯(cis-1, 2-DCE)溶液的制备：在4 L棕色瓶中加入500 g粒状铁, 加地下水至近满, 加入一定浓度TCE, 用橡胶塞和封口膜密封, 定期测试cis-1, 2-DCE 浓度备用.高纯N2、He：99.999%(北京普莱克斯实用气体有限公司).2.3 微生物的培养和驯化在2个500 mL广口瓶(培养瓶)中加入300 g石油污染土壤, 注入地下水至近满后, 吹N2 1 h(保证培养瓶中DO < 1.0 mg·L-1)用橡胶塞密封.在避光、23℃培养箱中培养5～7 d 后, 分别取300 mL上层清液至2个1 L具聚四氟乙烯内垫螺旋盖棕色瓶(驯化瓶)中, 吹N2 1 h后(保证驯化瓶中DO < 1.0 mg·L-1)分别加入约200μg·L-1的苯或甲苯.在避光、23℃培养箱中培养5~7 d后, 转移出约500 mL的菌液并补充入新鲜地下水, 吹N2 1 h后(保证驯化瓶中DO < 1.0 mg·L-1)再分别加入约500μg·L-1的苯或甲苯.此后, 照此方法分别逐步提高苯或甲苯的浓度至4 mg·L-1, 以培养和驯化可以厌氧生物降解苯或甲苯的微生物.在培养驯化过程中, 加入只有苯或甲苯的挥发控制样.2.4 TCE和cis-1, 2-dichloroethene对苯或甲苯厌氧生物降解的影响2.4.1 pH=7.9时TCE和cis-1, 2-dichloroethene对苯或甲苯厌氧生物降解的影响(1)苯待苯厌氧生物降解菌液驯化好后, 从同批次驯化瓶中转移300 mL菌液至1 L具聚四氟乙烯内垫螺旋盖棕色瓶(试验瓶)中并补充入新鲜地下水, 吹N2 1 h后(保证驯化瓶中DO < 1.0 mg·L-1)加入苯, 并分别加入约100μg·L-1的cis-1, 2-DCE和100、500μg·L-1的TCE, 进行cis-1, 2-DCE和TCE对苯厌氧生物降解的影响实验.实验过程中, 加入只有苯、甲苯、TCE和cis-1, 2-DCE的挥发控制, 所有实验均设计1个平行样, 且试验误差 < 10%, 后续“结果与讨论”图中不再标注误差线.(2)甲苯待甲苯厌氧生物降解菌液驯化好后, 按照上述苯实验步骤继续进行实验.2.4.2 pH=10.5时TCE和cis-1, 2-dichloroethene对苯或甲苯厌氧生物降解的影响另取苯或甲苯厌氧生物降解菌液, 用NaOH溶液调节初始pH为10.5, 按照1.4.1节所述方法再进行实验.2.5 分析方法苯、甲苯cis-1, 2-DCE和TCE采用顶空-气相色谱-质谱法测定.顶空瓶区温度85℃, 定量环loop温度95℃;传输线温度150℃;进样时间1. 00 min.气相色谱进样口温度150℃;分流进样, 分流比1∶1;升温程序：初始40℃保持5 min, 以10℃·min-1升至200℃保持3 min.数据采集为选择离子监测(SIM)方式.外标法定量.苯和甲苯校准曲线范围：0.1~5 mg·L-1, 检出限：1μg·L-1.cis-1, 2-DCE和TCE校准曲线范围：10~1000μg·L-1, 检出限：10μg·L-1.样品制备：在10 mL顶空瓶中预先加入10 g·L-1的NaN3溶液1.0 mL, 取样4.0 mL 于顶空瓶中, 压盖密封后及时分析.不能及时分析的样品于4℃保存.2.6 苯或甲苯厌氧生物降解半衰期和滞后系数的计算Mehrdad等(2008)报道称BTEX的生物降解符合准一级降解动力学方程(式(1)), 因此可通过式(2)计算苯或甲苯厌氧生物降解半衰期：(1)(2)式中, C为苯或甲苯的浓度, t为降解时间, kb为苯或甲苯生物降解速率常数;t1/2为苯或甲苯生物降解半衰期.在本文中, 为表示cis-1, 2-DCE和TCE对苯或甲苯厌氧生物降解影响的强弱, 按式(3)所示计算cis-1, 2-DCE和TCE对苯或甲苯厌氧生物降解半衰期的滞后系数(IC).(3)式中, t′1/2为无cis-1, 2-DCE和TCE时苯或甲苯的生物降解半衰期, t″1/2为有cis-1, 2-DCE和TCE时苯或甲苯的生物降解半衰期.当IC>1时, 表示cis-1, 2-DCE 和TCE的存在会抑制苯或甲苯的生物降解;当IC < 1时, 表示cis-1, 2-DCE和TCE的存在有利于苯或甲苯的生物降解.3 结果与讨论3.1 不同pH条件下TCE和cis-1, 2-dichloroethene对苯厌氧生物降解的影响实验过程中, 假设运行过程中零价铁渗透反应格栅后TCE的穿透浓度为100和500μg·L-1, 研究TCE对苯或甲苯厌氧生物降解的影响.对于cis-1, 2-DCE 对苯或甲苯的影响, 由于在我国地下水环境质量标准(GB/T 14848—1993)中尚无对cis-1, 2-DCE 的要求, 但在地表水环境质量标准(GB 3838—2002)中规定地表水中cis-1, 2-DCE的浓度不能超过50μg·L-1, 且零价铁渗透反应格栅后cis-1, 2-DCE的浓度也均未超过50μg·L-1.因此, 本实验中cis-1, 2-DCE 的浓度设定为100μg·L-1.不同pH条件下(pH=7.9和10.5), TCE和cis-1, 2-DCE对苯厌氧生物降解的影响如图 1和表 1所示.未加入TCE和cis-1, 2-DCE时, 当pH由7.9增加至10.5时, pH对苯生物降解的滞后系数(IC)为0.9, 这说明碱性pH有利于苯的厌氧生物降解.这是由于苯的厌氧生物降解过程是一个产酸过程, 碱性pH更有利于其降解中间产物和终产物的转化, 进而促进生物降解.不同pH条件下加入TCE或cis-1, 2-DCE 后, 微生物对苯的生物降解效率均受到不同程度的抑制.在pH=7.9时, TCE 100和500μg·L-1对苯生物降解的滞后系数(IC)分别为4.5和3.2, 而当pH升高至10.5时, 这一数值分别为3.0和4.2.在pH=7.9和pH=10.5时, cis-1, 2-DCE 100μg·L-1对苯生物降解的滞后系数(IC)均为1.1.由此说明, TCE和cis-1, 2-DCE均会对苯的生物降解产生抑制作用, 但是TCE的抑制作用要强于cis-1, 2-DCE, 且浓度>100μg·L-1的TCE对苯生物降解的抑制没有明显差异.图 1同pH条件下TCE和cis-1, 2-DCE对苯厌氧生物降解的影响(所有实验均设计1个平行样, 且试验误差 < 10%)表 1 pH 7.9或10.5时TCE和cis-1, 2-DCE对苯厌氧生物降解的影响3.2 不同pH条件下TCE和cis-1, 2-dichloroethene对甲苯厌氧生物降解的影响不同pH条件下(pH=7.9和10.5), TCE和cis-1, 2-DCE对甲苯厌氧生物降解的影响如图 2和表 2所示.未加入TCE和cis-1, 2-DCE时, 当pH由7.9增加至10.5时, pH对甲苯生物降解的滞后系数(IC)为0.2~0.5, 这说明碱性pH同样有利于甲苯的厌氧生物降解.这是由于甲苯的厌氧生物降解过程与苯一致, 都是一个产酸过程, 碱性pH更有利于其降解中间产物和终产物的转化, 进而促进生物降解.图 2不同pH条件下TCE和cis-1, 2-DCE对甲苯厌氧生物降解的影响(所有实验均设计1个平行样, 且试验误差 < 10%)表 2 pH 7.9或10.5时TCE和cis-1, 2-DCE对甲苯厌氧生物降解的影响在pH=7.9时, TCE 100和500μg·L-1对甲苯生物降解的滞后系数(IC)分别为1.1和4.3, 当pH升高至10.5时, 这一数值分别为1.4和3.6, 而cis-1, 2-DCE 100μg·L-1对甲苯生物降解的滞后系数(IC)在pH=7.9和pH=10.5时分别为0.7和1.5.由此说明, 不同pH 环境下TCE均会对甲苯的生物降解产生抑制作用, 且抑制作用随着TCE浓度的增加而增加.然而, pH=7.9时cis-1, 2-DCE的加入却有利于甲苯的生物降解, 但随着pH的增加又转变为抑制, 且cis-1, 2-DCE的抑制作用同样始终弱于TCE.从降解前后TCE和cis-1, 2-DCE的浓度变化可以看出, 苯或甲苯降解前后反应瓶中TCE 浓度的减少始终 < 27%, 而cis-1, 2-DCE浓度的减少却>60%(控制样中TCE和cis-1, 2-DCE 的减少量分别为22%和34%).这说明在苯或甲苯厌氧生物降解过程中, 可能存在cis-1,2-DCE与苯或甲苯的共代谢生物降解.而且, 从cis-1, 2-DCE对苯或甲苯不同的抑制作用来看, 甲苯更有利于cis-1, 2-DCE的共代谢降解.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。
氯代烃污染地下水绿色高效修复新方法
氯代烃污染地下水绿色高效修复新方法
目前氯代烃污染地下水修复工程多采用铁系物质进行还原脱氯，如注入EHC药剂、构筑零价铁/含铁矿物渗透性反应墙等。
以往研究表明，虽然硫化物是一种广泛存在于厌氧环境中的优良还原剂和亲核剂，但通常在硫酸盐还原菌等作用下形成硫化铁矿物后，才可使氯代烃发生生物地球化学还原脱氯过程（BiRD）。
此外，可添加乳化油、糖蜜、乳酸盐等碳源进行生物刺激，进行强化还原脱氯（ERD）。
与其他商业碳材料相比，生物质炭（BC）来源广泛、价格低廉，在农业及环境修复等领域具有较好的规模化应用前景。
图1 四氯乙烯降解及其还原产物的浓度变化
值得说明的是，在中性和碱性条件下，艾草基生物质炭均可催化四氯乙烯发生还原脱氯，适用范围较广。
此外，该修复途径的最终产物为乙炔和氯离子，且转化率超过99%，反应过程更为环境友好，可有效降低二次污染。
通过X射线光电子能谱技术分析表明，生物质炭的催化能力归因于其表面的吡啶氮（N6），即与N6相邻的C和O原子促进了亲核反
应的发生。
其中，硫化物浓度和生物质炭投加量是脱氯反应的限制因素，且硫化物浓度的影响最大。
图2 艾草基生物质炭催化硫化物还原四氯乙烯脱氯途径
该研究为氯代烃污染地下水工程修复提供了突破性的新思路：首先，生物质碳材料具有高效吸附作用，注入地下水中后，可快速吸附并阻控地下水中的氯代烃污染，抑制氯代烃的迁移和扩散；随后，利用原有地层中的硫化物或额外注入硫化物，在生物质碳的催化作用下，可进一步强化吸附或游离态的氯代烃还原脱氯；后续也可人为添加碳源，联合微生物修复，实现氯代烃污染地下水的绿色可持续、高效修复。
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氯代烃污染地下水原位厌氧强化生物修复中试研究
氯代烃污染地下水原位厌氧强化生物修复中试研究目录一、内容概述 (2)1. 研究背景 (2)2. 研究意义 (4)二、文献综述 (5)1. 氯代烃污染现状分析 (7)2. 地下水厌氧强化生物修复技术进展 (8)三、研究区域概况与采样点设置 (9)1. 研究区域地理环境特征 (10)2. 污染区域地下水状况分析 (11)3. 采样点设置及样品采集 (12)四、实验方法与技术路线 (13)1. 实验设计原理 (14)2. 实验设备与材料 (16)3. 实验操作流程 (17)4. 数据处理与分析方法 (18)五、厌氧强化生物修复技术中试研究 (19)1. 现场试验前期准备 (20)2. 中试设备布置与安装 (21)3. 厌氧强化生物修复技术实施过程 (23)4. 修复效果评估与参数优化 (24)六、地下水污染修复效果分析评价 (25)1. 氯代烃浓度变化分析 (26)2. 微生物群落结构变化分析 (27)3. 修复效果综合评估与讨论 (28)七、风险评估与安全防范措施建议 (29)一、内容概述本中试研究旨在深入探讨氯代烃污染地下水的原位厌氧强化生物修复技术。
通过模拟实际污染环境，本研究集中研究了氯代烃在地下水中的迁移、转化及其生物修复过程。
在研究初期，我们详细分析了氯代烃污染地下水的来源、分布和迁移机制，明确了厌氧条件下微生物群落的结构和功能。
通过优化实验条件和添加特定营养物，我们成功激活了土著厌氧微生物群落，使其表现出高效的氯代烃降解能力。
在生物修复过程中，我们采用了多种强化手段，包括提高温度、增加底物浓度、引入电子受体等，以促进微生物对氯代烃的代谢速率和降解效果。
通过定期监测地下水中的水质变化，我们评估了生物修复的效果，并据此调整了实验参数。
经过一系列的中试实验，我们成功实现了氯代烃污染地下水的原位生物修复。
研究结果表明，厌氧强化生物修复技术具有处理效率高、成本低廉、无二次污染等优点，为解决地下水资源污染问题提供了新的思路和技术支持。
地下水污染治理与修复
某油田开采过程中产生 的油泥和废水污染了地 下水。
修复措施
采用油泥分离、废水处 理、土壤清洗等技术， 去除地下水中的油类和 有害物质。
修复效果
经过几年的修复，该地 区地下水水质得到明显 改善，恢复了生态功能 。
某矿区地下水污染治理与修复案例
污染源
某矿区采矿过程中产生的废水、废气和废渣等污染物渗入 地下水。
渗透反应墙技术
在污染区域设置反应墙，通过物理、化学或生物 作用净化地下水。
化学修复技术
氧化还原技术
利用氧化剂或还原剂将污染物进行氧化或还原，降低其毒性。
沉淀技术
通过向地下水中投加沉淀剂，使污染物形成沉淀物，从而达到去除 效果。
化学吸附技术
利用化学吸附剂将污染物吸附在表面，从而达到净化水质的目的。
生物修复技术
治理与修复措施
采用矿坑回填、建立防渗设施、实施地下水净化等措施， 有效控制了地下水污染。
治理与修复效果
经过几年的治理和修复，该地区地下水水质得到明显改善 ，恢复了生态功能。
国际典型案例分析
案例一
案例二
案例三
案例四
美国某城市地下水污染 治理案例
德国某工业区地下水污 染修复案例
澳大利亚某矿山地下水 污染治理与修复案例
地下水污染通常难以察觉，因为地下水流动缓慢，污染物不 易扩散，且地下水与地表水相对独立，不易通过自然净化得 到恢复。
地下水污染的来源
01
02
03
04
工业废水排放
工业生产过程中产生的废水未 经处理或处理不达标直接排入
地下，造成地下水污染。
农业活动
农业活动中使用的农药、化肥 等化学物质通过地表径流、渗
受氯代烃类污染的地下水环境修复研究进展
收稿日期:2006-08-11基金项目:国家自然科学基金资助项目(10572090),上海市908专项(P J2)资助项目。
作者简介:马长文(1979-),女,江苏宿迁人,博士研究生。
#水污染防治#受氯代烃类污染的地下水环境修复研究进展Reme diation of Groundwate r Conta minated by Chlorinated Hydrocarbons马长文 仵彦卿 孙承兴(上海交通大学环境科学与工程学院 上海 200240)摘要 越来越多的地下水源正遭受氯代烃类有机物的污染,氯代烃类的地下环境行为及其污染环境的修复技术是当前环境学界的一个热点。
目前修复这类污染环境的技术主要有抽出处理、渗透性反应墙和生物修复等。
其中研究最多、应用最广的是利用表面活性剂强化抽出处理技术、零价铁降解氯代烃类的渗透性反应墙技术以及原位强化生物修复技术。
零价铁反应墙如何长期稳定运行是目前的研究难题,也是该技术的发展目标。
强化生物修复是具有巨大发展潜力的一项新兴技术,构建一个能同时降解多组分污染物的微生物生态群落并成功引入污染场地发挥最大功效,是地下水环境生物修复技术研究中的难点,也将是热点。
关键词 氯代烃类 地下水 修复 研究进展A bstra ct Chlorinated hydrocar bons ar e contaminating soil and groundwater incr easingly.Their behaviors in subsur face and the pollution remediation are the hot point in envir onmental science and technology field.The main remedial options for these chlorinated organics in subsurface are pumping-and-treat,per meable r eact ive barr ier (PRB),bioremediation and so on.The surfactant-enhanced remediation,Zer o-valent iron PRB and enhanced in-situ bioremediation are focused st rong 2ly and used widely.It is a diff icult problem and a hot point t o make zero-valent barr ier work effectively for a long ter m.Enhanced bior emediat ion is a most potential r emedial t echnology,which is attracting more and more attention.H ow to build a biocommunity that can degrade multifar ious contaminant s and then dr aw into polluted place successfully will be the most diff icult problem.K e y words Chlorina te d Hydrocar bons G r oundwater Remedia tion Progre ss1 引言地下水是地球上最为重要的淡水资源之一。
土壤及地下水有机污染的化学与生物修复
土壤及地下水有机污染的化学与生物修复土壤及地下水的有机污染是指在土壤和地下水中存在的一类有机物质，包括有机溶剂、石油类、农药、除草剂、工业废水中的有机物等。
这些有机污染物对环境和人体健康造成了严重的危害，因此需要进行化学和生物修复。
化学修复是指利用化学方法将有机污染物转化为无毒或低毒的物质，从而达到减少污染物浓度和降低环境危害的目的。
化学修复方法常用的有氧化、还原、结合、还原与结合等。
氧化可以利用强氧化剂如高锰酸钾、臭氧等将有机污染物转化为无毒的物质；还原可以利用还原剂如亚铁等将有机污染物还原为无毒的物质；结合可以通过添加吸附剂如活性炭等将有机污染物吸附在其表面，从而达到净化的效果；还原与结合可以将氧化剂和吸附剂结合使用，以增加有机污染物的去除效果。
生物修复是指利用生物方法降解、转化或吸附有机污染物，以减少其对环境的危害。
生物修复方法常用的有微生物降解、植物吸收和生物蛋白降解等。
微生物降解是利用具有降解能力的微生物将有机污染物分解为无毒的物质。
通过调节环境条件如温度、pH值等，增加有机污染物的降解效率。
植物吸收是指使用具有吸附或吸收有机污染物能力的植物将有机污染物吸收到植物体内，通过植物的新陈代谢过程将有机污染物转化为无毒物质。
生物蛋白降解是指利用具有降解能力的酶类将有机污染物降解为无毒物质。
土壤及地下水的有机污染可以通过化学和生物修复方法来进行处理。
化学修复主要是利用化学方法将有机污染物转化为无毒或低毒物质，而生物修复则是利用微生物、植物或生物蛋白等生物体降解、转化或吸附有机污染物。
这些修复方法的选择应根据具体情况，结合工程实际，综合考虑经济性、可行性和环境效益等因素。
受氯代烃类污染的地下水环境修复研究进展
Ａ ｓｒｃ Ｃｈｏ ｉａｅ ｙ ｒｃ ｒ ｏ ｓａ ｅｃｎ ａ ｎ ｔ ｇｓ ｉ ａ ｄｇ ｏ ｎ ｗａｅ ｃｅ ｓｎ ｌ．Ｔｈ ｉ ｅ ａ ｉｒ ｕ ｓ ｒａ ｅ ｂｔ ｔ ａ ｌｒｎ ｔｄ ｈ ｄ ｏ ａ ｂ ｎ ｒ ｏ ｔｍｉａｉ ｏ ｌ ｎ ｒ ｕ ｄ ｔｒｉ ｒａ ｉｇ ｙ ｎ ｎ ｅｒｂ ｈ ｖｏ ｓｉ ｓ ｂ ｕ ｆｃ ｎ
用最广的是利 用表 面活性 荆强化抽 出处理技 术 、 零价铁 降解氯代 烃类的渗透 性反应墙 技术 以及 原住 强化 生物修 复技术 。 零价铁反应墙如何 长期稳 定运行是 目前 的研 究难题 ， 也是 该技 术的发展 目标。强化 生物修 复是具 有 巨大发展 潜 力的一项
新兴技 术， 构建一个能 同时降解多组分污染物的微 生物生态群 落并成功 引入污染场地发挥 最大功效 ， 是地下水环境 生物修 复技术研究 中的难点 ， 也将是 热点。 关键词 氯代烃类 地下水 修复 研究进展
ｔｅｅ ｈｏ ｎ ｔ ｒａ ｉ ｕ ｓｒ ｃ ｒ ｕ ｐｎ —ａｄ ｔｅｔ ｅｍｅｂｅｒ ｃｉｅ ａｒ ｒ（ Ｒ ） ｂｏｅ ｄｉｔ ｎａ ｄｓ ｈｓ ｌｒ ａｅ ｏｇｎｃ ｉ ｓｂｕ ｆ ｅａｅｐ ｌ ｉ ｃ ｉ ｄ ｓｎ ａ ｎ ｇ ｎ — ｒ ，ｐｒ ａ ｌ ｅ ｔ ｒｉ Ｐ Ｂ ， ｉｒｍｅ ａｉ ａ ａ ｖ ｂ ｅ ｏｎ ｏ
（Ｃ ） Ｐ Ｅ 、三氯乙烯 （ Ｃ ） Ｔ Ｅ 、氯仿等氯代烃类有机 物 ，在世界各地地下水中被频繁检 出［。］ ｋ 。它们
解去除，大部分具 有致癌作用 或潜在 的 “ 三致”
１ 引 言
地下水 是地球上最为重要 的淡水资源之 一。
据统 计 ，超 过 一半 的世 界人 口以地 下水 为饮 用水 源 。但 随着 工农 业 的迅 速 发 展 ，越来 越 多 的 地下 水 被 污染 。其 中有 机 污染 是 最 常 见且 最 难 治 理 的
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万方数据万方数据万方数据万方数据有机氯代烃污染地下水环境的治理与修复作者:LU Jie, 李梦红, PAN Jia-fen, LU Jie, LI Meng-hong, PAN Jia-fen 作者单位:山东理工大学,资源与环境工程学院,山东,淄博,255049刊名:山东理工大学学报(自然科学版英文刊名:JOURNAL OF SHANDONG UNIRERSITY OF TECHNOLOGY(SCIENCE AND TECHNOLOGY年,卷(期:2008,22(4被引用次数:0次参考文献(19条1.王占生.刘文君微污染水源饮用水处理 19992.Gillham R W Enhanced degradation of VOCs:laboratory and pi-lot-scale field demonstration 19973.Morioka Y Control of groundwater quality contaminated with toxic chemicals 1996(194.胥思勤.王焰新表面活性剂改性岩矿材料去除废水氯代烃的实验研究[期刊论文]-地球科学-中国地质大学学报2004(015.刘菲.钟佐燊地下水中氯代烃的格栅水处理技术[期刊论文]-地学前缘 2001(026.陈郁.全燮零价铁处理污水的机理及应用[期刊论文]-环境科学研究 2000(057.梁震.王焰新纳米级零价铁的制备及其用于污水处理的机理研究[期刊论文]-环境保护 2002(048.何小娟.汤鸣皋.沈照理Ni/Fe双金属对PCE脱氯影响因素研究[期刊论文]-地球科学-中国地质大学学报 2003(039.束善治.裒勇可渗透反应墙污染地下水原位处理方法[期刊论文]-环境污染治理技术与设备 2002(0110.Mason T J.Lorimer J P Sonochemistry:Theory,Applications and Uses of Ultra-sound in Chemistry 198811.谢冰超声波作用下有机污染物的降解[期刊论文]-水处理技术 2000(0212.钟佐燊地下水有机污染控制及就地恢复技术研究进展(一[期刊论文]-水文地质工程地质 2001(0313.钟佐燊地下水有机污染控制及就地恢复技术研究进展(二[期刊论文]-水文地质工程地质 2001(0414.钟佐燊地下水有机污染控制及就地恢复技术研究进展(二[期刊论文]-水文地质工程地质 2001(0515.Knapp R B.Faison B D A bioengineering system for in situ bioremediation of contaminated groundwater 1997(1816.王建龙.文湘华现代环境生物技术 200117.李静.张家耀.夏盛林污染地下水生物修复技术 1997(0618.金朝晖.曹骥.戴树桂地下水原位生物修复技术[期刊论文]-城市环境与城市生态 2002(0119.沈照理.王焰新水一岩相互作用研究的回顾与展望[期刊论文]-地球科学-中国地质大学学报 2002(02相似文献(10条1.期刊论文蓝俊康.王焰新利用铁屑腐蚀电池原位修复被氯代烃污染地下水的研究进展-地质科技情报2002,21(3简述了氯代烃的主要物理性质和用途,认为铁屑腐蚀电池处理氯代烃污水是基于氧化还原反应、铁屑中活性炭微粒对氯代烃的吸附与对反应的催化、氯离子对氧化膜的破坏和微电池的电场效应等原理;简要总结了迄今利用铁屑去除氯代烃的室内实验和利用原位铁屑反应墙处理地下水中的氯代烃污染研究所取得的成果,认为这种反应墙是一种效果好、成本低、维护方便、有望投入商业运行的最佳方法,并指出了其存在的问题.2.期刊论文丛开晓.李梦.刘明柱.Cong Kaixiao.Li Meng.Liu Mingzhu氯代烃在地下水中迁移转化的数值模拟-北京城市学院学报2010(4本文主要是运用GMS软件,以氯代烃的典型污染区为模拟区,以三氯乙烯和四氯乙烯为模拟对象,在水流模型的基础上建立溶质模型,进行识别和验证,并根据模拟结果分析氯代烃在地下水中的迁移转化规律.模拟的结果表明,四氯乙烯和三氯乙烯的降解主要与氧化还原环境有关.模型中四氯乙烯和三氯乙烯的阻滞系数在地下水中相差不大,分别为6.52和6.34.但四氯乙烯的降解系数约为三氯乙烯的6倍.从整体上看,三氯乙烯和四氯乙烯污染羽的范围有不同程度的扩大,且浓度不断的降低.3.会议论文卢芳文.张国华.王宏.谢辉.Jan SmolderS.张立华采用地下水曝气-土壤气体抽提(AS/SVE技术修复氯代烃污染场地2008由三氯乙烯(TCE所导致的土壤和地下水污染在世界各地广泛存在。
ERM在我国南方某地的一次土壤和地下水调查中发现了由高浓度的TCE，及其降解副产物反-1，2-二氯乙烯(Cis-1'2-DCE和氯乙烯(VC所导致的污染。
经调查后发现该场地的污染可能是由污水管道的泄漏引起。
所形成的污染团呈倒 L形，总面积大约为500平方米。
结合现场的水文地质情况和污染物特征，决定采用地下水曝气(AS和土壤气体抽提(SVE相结合的方法对场地进行土壤和地下水的治理。
经过为期6个月的中试，地下水中VC、Cis-1，2-DCE和TCE的浓度比治理前下降了超过80%。
总计大约lO公斤的VC、 Cis-1.2-DCE和TCE被 AS/SVE系统所回收。
当前，全尺度的场地修复正在进行之中。
4.学位论文刘明柱氯代烃在浅层地下水中运移转化的数值模拟研究 2002 根据典型区浅层地下水的有机污染的调查资料,典型区内存在两个局部的三氯乙烯和四氯乙烯的面状污染,但是污染源在哪里?污染范围有多大?污染物迁移的影响因素有哪些?这些问题都无法确定.该文就是在这样的背景下,根据有机污染物的调查资料,利用假定的污染源来拟合有机污染物的实测值,从而反求污染源的位置,为下一步典型区有机污染的调查工作提供依据. 5.期刊论文李志萍.陈肖刚.沈照理.LI Zhi-ping.CHEN Xiao-gang.SHEN Zhao-li 污染河流中的氯代烃对土壤及浅层地下水的影响 -灌溉排水学报2008,27(2 以凉水河为例研究污染河流中的氯代烃对浅层地下水的影响.在凉水河下游取土样分析,发现在河床底泥及下部土壤中5种氯代烃均有检出,分别为:氯乙烯4.84～113.06 ng/g、三氯甲烷6.67～28.85 ng/g、四氯化碳0.36～81.19 ng/g、三氯乙烯1.15～3.33 ng/g和四氯乙烯0.64～5.16 ng/g,含量随深度变化规律不十分明显.河水的氯代烃中有四氯化碳和四氯乙烯检出,而2#抽水过程中1#、2#、3#和煤厂井均检出这2种氯代烃,由此推断河水中的氯代烃可以通过长期渗漏进入地下水中,对地下水造成有机污染. 6.会议论文李闪.卫建军 OA-Pluronic包覆纳米铁在水中的稳定性研究 2008 纳米级零价铁(以下简称为“纳米铁”原位修复地下水氯代烃污染已成为国内外的一个研究热点。
要达到这一目的，须使纳米铁粒子在水中形成稳定的悬浮液，且应减缓纳米铁被水腐蚀的速度而提高其利用效率。
这两点可通过对纳米铁粒子进行表面包覆来实现。
本文在水溶液中以硼氢化钠还原硫酸亚铁制备出纳米铁，再以油酸(OA和Pluronic F-127为表面修饰剂合成OA-Pluronic包覆纳米铁复合粒子。
沉淀实验表明OA-Pluronic包覆层减缓了纳米铁悬浮液的沉淀速度。
7.期刊论文郎印海.聂新华.贾永刚.LANG Yin-hai.NIE Xin-hua.JIA Yong-gang 零价铁渗透反应格栅原位修复地下水中氯代烃的应用及研究进展 -土壤2006,38(1 零价铁(Fe0渗透反应格栅是一种简单廉价而有效的新型技术,可用来修复地下水中的氯代烃污染.Fe0渗透反应格栅有广阔的应用前景,但也有自身的一些缺点,仍需进一步研究改善.本文介绍了目前渗透反应格栅的安装结构及特点,并对Fe0渗透反应格栅的现场应用及研究进展情况进行了系统论述. 8.学位论文李海明浅层地下水有机污染研究—以某城市近郊为例 2002 近几年来,随着工农业的发展,地下水污染日趋严重.就污染的种类、污染的范围以及对人类的健康而言,地下水有机污染排在所有污染物的首位.由于许多有机污染物具有"致癌、致畸和致突变"的"三致"作用而被世人瞩目.受分析技术和费用的限制,地下水有机污染系统的研究在中国仍属于一个空白.该文是以"国土资源重点项目"和"国家重点基础研究973项目"两项目为依托,开拓了地下水有机污染系统研究的先例.研究表明,所有40项有机测试组分中,检出25项,分别为单环芳烃类、卤代烃类和多环芳烃类.从多次取样结果看,研究区地下水中有机物主要为三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯,检出率分别为60.27﹪、29.45﹪、30.82﹪和32.19﹪,检出值在0.09-71.89μg/L之间.地下水中氯代烃的空间分布呈点状分布特征,重污染点主要集中在研究区的西郊一带,已形成一个局部重污染区,其它地方零星分布.重污染区污染范围大约5km<'2>,主要污染物是三氯乙烯和四氯乙烯,多数在10μg/L以上.从环境水文地质角度看,潜水含水层中有机物的检出率和检出值较承压含水层和潜水-承压含水层过渡带高,高浓度点主要集中在潜水含水层中. 9.期刊论文李志萍.丁仁伟.陈肖刚.沈照理.钟佐燊.LI Zhi-ping.DING Ren-wei.CHEN Xiao-gang.SHEN Zhao-li. ZHONG Zuo-xin 凉水河污染对土壤和地下水的影响 -水利水电科技进展2006,26(2 在凉水河下游取河床底泥及河床下部土样,分析其NH3-N、磷和有机物的变化,发现底泥对NH3-N和磷的去除发挥了很大作用,分别是下部土壤吸附量的 10倍和1倍多;土中5种氯代烃均有检出,是河水长期渗漏积累的结果.凉水河流域内的野外试验结果表明,凉水河对地下水存在污染,污染组分主要是 CODCr,NH3-N也有一定污染,其他无机污染组分如NO3-N,Cr6+,TP和pb2+对地下水的影响较小,氯代烃对地下水也有一定影响.据推测,凉水河污染对地下水的影响范围大概在河两侧80 m范围内.10.学位论文刘菲处理地下水中挥发性氯代脂肪烃的零价铁渗透反应格栅研究 2002 该研究是国家自然科学基金的一部分,主要在实验室条件下,利用中国现有的实用性材料-铸铁的铁屑和钢渣作为反应介质的批实验和柱实验方法,对反应的脱氯效果和机理、还原性脱氯的反应动力学和影响因素进行初步的研究.我们的研究目的是寻找一种可以大量得到的廉价而高效的零价铁材料,研究它对氯代烃的降解效率.在研究中选择最有代表性的CT和PCE作为目标污染物,初步讨论氯代有机物氯化程度高低与降解速率之间的关系,确定气相色谱法测定水溶液中的氯代有机物浓度的最佳实验条件,并确定格栅设计中的关键参数半衰期t<,1/2>(即浓度降解为原来浓度的一半所需要的时间,讨论实验过程中所遇到的溶液配置,氯离子测定和影响因素等问题.在实验中我们直接利用中国现有的、大量可得的实际材料进行实验室实验,已经走出了从实验室对实际应用的第一步,对下一步将此技术进行野外小型实验和实际应用奠定了基础. 本文链接：/Periodical_sdgcxyxb200804007.aspx 授权使用：华东理工大学图书馆(hdlgdxtsg，授权号：03f3928b-2a17-4d73-8776-9e9e016f5b33 下载时间：2011年3月6日。