地下水硝酸盐污染研究综述

另外反硝化菌还可能利用环境中存在的易氧化的固相 有机碳进行反硝化作用。因此可以将自然界中含有 固相有机碳的材料，如锯屑、草秸等构筑成多孔渗水 处理墙放置于垂直于污染地区的地下水流方向的水体 中。这些含有 有机碳的材料可以为反硝化细菌创造 厌养环境并提供碳源。地下水中的硝酸盐氮流经脱氮 墙时，通过生物和化学作用被去除掉 。
自养法
根据 电子 供体 不同
异养法
吸附法
根据向地 下水中投 加物质形 态
液体注入技术
根据反应 机理不同 （生物法）
化Βιβλιοθήκη Baidu还原法
气体注入技术
生物法
原位生物脱氮技术： 原位生物修复过程主要依赖于地下水体中的反硝化细 菌和人为创造的促进反硝化反应的条件。目前研究认 为，地下水体中的反硝化作用通常发生在厌氧或半厌 氧，并含足够溶解有机碳的水体环境中。通常水体中 有机碳的补充方式有：双井系统、群井系统及综合系 统，它们利用一个井或多个井把含有营养物质的溶液 注入到含水层中促使其中微生物活性增加 ，达到去 除地下水污染物的目的。
全国水平均资源（亿立方米/年）
28000
地下水资源所占量（亿立方米/年）
8700 19300
可直接开发的地下水资源（亿立方米 /年）
2900 5800
19300
近年来由于地表生态环境的破坏和污染，硝酸盐污染 问题越来越严重，人若饮用了含高浓度硝酸盐氮的地 下水后，会因缺氧而患高铁血红蛋白症，严重的可致 死亡，另外水中硝酸盐还有致癌的危险。
物理化学修复技术： 利用物理化学修复技术去除地下水中的硝酸 盐的方法主要有蒸馏、电渗析、反渗透、离子交 换法等。常规的离子交换法用盐酸和氢氧化钠对树脂 进行预处理，然后用浓 NaCl溶液再生，树脂再生效 率较低，再生频繁，再生过程中产生大量废液，所需 费用过高，且不能选择性地去除硝酸盐。
化学修复技术 化学修复技术主要是利用还原剂将硝酸盐氮 还原，根据采用的不同还原剂可以分为活泼金属 还原法和催化还原法。前者是以铁、铝、锌等金属 单质为还原剂，后者以氢气以及甲酸、 甲醇等为还 原剂，一般都必须有催化剂存在才能使反应进行。
催化还原法 催化方法去除硝酸盐技术反应速度快，能适 应不同反应条件，易于运行管理。然而催化方法 去除硝酸盐技术难点是催化剂的活性和选择性的 控制，有可能由于氢化作用不完全形成亚硝酸 + 盐，或由于氢化作用过强而形成（NH3、NH4 ） 等副产物，这也正是目前研究的重点和难点。
较新的生物技术：电极生物膜、 生物脱氮墙、 FeO 生物脱氮和动电/铁墙工艺等。 生物脱氮墙： 生物脱氮是一种经济有效的 NO3 去除方法,能将 NO3 还原为N2,因而成为地下水中NO3 治理的主要 方法。多孔处理墙是一种地下水污染原位修复技术, 将混合介质以一定厚度填到地下水水位以下, 形成多 孔墙体,该墙体与地下水水流垂直,污染物流经处理墙 时经生物或化学作用而去除。在地下水位较浅地区以 锯末和泥土混合就能构成一道松散多孔的脱氮墙。
地下水中大量的硝酸盐氮主要来源于居民生 活污水与垃圾粪便、化肥、工业废水、大气 氮氧化合物干湿沉降以及污水灌溉等
首先要切断污染源，然后对大面积被硝酸盐污染的地 下水进行处理，主要考虑以下几个方面： • 以防为主，加强管理 • 加强对地下水源和污染区的保护和管理 • 合理施肥，控制污灌
原位修复法
生物法 根据 硝酸 盐的 去除 机理
根据 去除 场所 异位修复法 （ 反应器处理技术）
物理化学法
化学法
原位修复法： 原位处理是指利用被污染的场所作为 脱氮反应体系净化污染场所的方法，是 一种运行费用低、操作简便的方法，但 必须对地下水的水质情况、水动力系统 和有关的水文地质资料有一定的掌握。 可渗透反应墙
可渗透反应墙（PRB，permeable reactive barrier） PRB 是地下水原位修复的主要技术。PRB 系统含有 一个装有反应材料的原位处理区，当地下水中的污染 组分流经该处理区时能够被降解或固定，从而达到去 除污染物的目的。根据 PRB 对硝酸盐的去除原理不 同，可分为吸附型PRB、化学还原型 PRB、生物型 PRB等多种类型。
汇报人：黄羽 11级环境工程硕士
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地下水中硝酸盐污染现状及途径 地下水中硝酸盐污染的控制对策 地下水中硝酸盐污染的去除技术 小结与展望
地下水资源作为人类生存空间的重要组成部分，不 仅在数量上具有举足轻重的地位，而且还具有水质 好、分布广泛、便于就地开采利用等优点，一直是 重要的饮用水水源之一，尤其是对于城市郊县和农 村地区的用水。在可以利用且数量有限的淡水中， 大约有70%贮藏在地下。地表水水源受到普遍污染 的今天，对地下水的依赖程度将继续增加。
活泼金属还原法： 1.Fe粉 在无氧、酸性条件下，Fe粉在硝酸盐溶液中可 能发生的反应： + 2+ Fe +2H3O = Fe + H2+2H2O + 2+ NO3 +Fe +2H3O = Fe +NO2 +3H2O + 2+ 5Fe +2NO3 +12H3O =5Fe +N2+18H2O NO3 +6H2O +8e =NH3 +9OH
异位生物脱氮技术： 根据细菌所需碳源不同，异位生物脱氮技术可以分为 自养生物脱氮技术和异养生物脱氮技术。 1.自养生物脱氮技术 自养生物脱氮技术利用无机碳源，以氢或硫及硫的 化合物为主要的电子供体，分为氢自养反硝化和硫自 养反硝化。
2.异养生物脱氮技术 异养生物脱氮技术是以有机物（甲醇、乙醇、醋酸等） 为反硝化基质，这类方法比自养反硝化技术反硝化速 度快，单位体积反应器的处理量大。但是如果投加的 有机基质不足，则易导致水中亚硝酸盐氮的积累，若 投加的基质过量，则残留的有机基质带来二次污染。 而且外部投加有机基质，大大的增加了处理的费用。 以醋酸盐作为有机营养物时：
2.Al粉 铝粉化学反硝化法是一种用于高效去除地下水中硝酸 盐氮的新技术。 6NO3 +10Al+18H2O=3N2+10Al(OH)3+6OH 该工艺的主要缺点是反应必须在足够高的 pH 下进行，且需要精确控制体系的 pH，否则易发生 铝粉的钝化；另外，铝盐对人体有危害，可能导 致脑损伤。
催化还原法 硝酸盐首先在复合金属催化剂的作用下被氢 化为亚硝酸盐，然后亚硝酸盐进一步被氢化为N2 + 或 NH4 因此要催化反应最大化的生成氮气，适 合的反应条件是关键。