污染场地土壤与地下水风险管理与修复技术.ppt

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1、污染场地风险管控与原位地下水修复技术污染场地风险管控与原位地下水修复技术主要内容主要内容n污染场地现状分析污染场地现状分析n污染场地环境管理框架体系污染场地环境管理框架体系n污染场地概念模型污染场地概念模型n原位地下水修复技术综述原位地下水修复技术综述n总结总结2n污染耕地约有1.5亿亩，中重度污染耕地高达5000万亩n全国工业企业搬迁遗留的严重污染场地超过50万家n矿区、油田以及饮用水源地土壤环境安全日趋恶化n土壤污染呈现出流域性和区域化发展的态势我国土壤污染问题十分突出，严重影响农产品安全和人体健康我国土壤污染问题十分突出，严重影响农产品安全和人体健康我国土壤污染问题十分突出，严重影响农产

2、品安全和人体健康我国土壤污染问题十分突出，严重影响农产品安全和人体健康2014年4月17日“全国土壤污染状况调查公报”我国场地污染状况分析我国场地污染状况分析北京：北京：根据根据北京奥运行动计北京奥运行动计划划，四环路区内，四环路区内200多家污染企多家污染企业搬迁，置换业搬迁，置换800万万m2工业用地工业用地再开发再开发沈阳：沈阳：2008年，年，56家污染企业家污染企业搬迁改造；搬迁改造；2009年，搬迁改造城年，搬迁改造城区内所有重污染企业区内所有重污染企业江苏省：江苏省：2000-2005年年，400家家化工企业搬离城区，关停小化工化工企业搬离城区，关停小化工企业企业1000多家；多

3、家；2010年，置换土年，置换土地地30万亩万亩广州：广州：2007年，年，147家大型工业企业关闭、家大型工业企业关闭、停产、搬迁停产、搬迁 重庆：重庆：2010年，年，主城区主城区112家污染企业家污染企业“环保搬迁环保搬迁”污染企业搬迁掀起污染企业搬迁掀起“热潮热潮”我国场地污染状况分析我国场地污染状况分析存在大量高风险污染场地存在大量高风险污染场地n1000多个农药生产基地多个农药生产基地（含（含44家生产家生产POPs有机氯农药遗留场地）有机氯农药遗留场地）n80 余处金属渣堆放区域，无防雨、防渗措余处金属渣堆放区域，无防雨、防渗措施（总量施（总量600万吨）万吨）n难以计数的化工企

4、业遗留场地难以计数的化工企业遗留场地我国场地污染状况分析我国场地污染状况分析有机类污染场地有机类污染场地北北京京原原某某农农药药厂厂：表表层层土土壤壤六六六六六六浓浓度度在在1-440 1-440 mg/kgmg/kg，DDTsDDTs浓浓度度在在5-966 5-966 mg/kgmg/kg，农农药药生生产产车车间和农药存放场地土壤污染最为严重。间和农药存放场地土壤污染最为严重。华华北北某某农农药药厂厂：下下风风向向200 200 m m处处土土壤壤中中DDTDDT浓浓度度达达到到2624.0 2624.0 mg/kgmg/kg，原原生生产产车车间间、废废物物堆堆放放场场土土壤壤中中DDTDD

5、T浓浓度度分分别别高高达达677940mg/kg677940mg/kg和和791600 791600 mg/kgmg/kg。巴塞尔公约巴塞尔公约推荐标准为推荐标准为50mg/kg50mg/kg。工业污染场地种类多、范围广、危害大工业污染场地种类多、范围广、危害大据据据据不不不不完完完完全全全全统统统统计计计计，全全全全国国国国农农农农药药药药企企企企业业业业关关关关闭闭闭闭和和和和搬搬搬搬迁迁迁迁遗遗遗遗留留留留场场场场地地地地、农农农农药药药药流流流流通通通通和和和和储储储储存存存存过过过过程程程程中中中中形形形形成成成成的的的的农农农农药药药药污污污污染染染染场场场场地地地地近近近近千千千

6、千处处处处，其其其其中中中中包包包包括括括括44444444家家家家生生生生产产产产POPsPOPsPOPsPOPs有有有有机机机机氯氯氯氯农农农农药药药药企业历史遗留场地。企业历史遗留场地。企业历史遗留场地。企业历史遗留场地。农药生产车间土壤污染农药生产车间土壤污染农药生产车间土壤污染农药生产车间土壤污染农药厂受污染土壤农药厂受污染土壤农药厂受污染土壤农药厂受污染土壤无机类污染场地：金属渣堆存场地无机类污染场地：金属渣堆存场地uu上上上上世世世世纪纪纪纪50505050年年年年代代代代至至至至今今今今，广广广广州州州州、上上上上海海海海、苏苏苏苏州州州州、长长长长沙沙沙沙、黄黄黄黄石石石石、

7、青青青青岛岛岛岛、济济济济南南南南、天天天天津津津津、锦锦锦锦州州州州、沈沈沈沈阳阳阳阳、重重重重庆庆庆庆等等等等地地地地都都都都生生生生产产产产、堆堆堆堆存存存存过过过过铬铬铬铬渣渣渣渣，总总总总堆堆堆堆存存存存量量量量约约约约600600600600万万万万吨吨吨吨，分分分分散散散散于于于于80808080余余余余处处处处，大部分没有防雨、防渗措施。，大部分没有防雨、防渗措施。，大部分没有防雨、防渗措施。，大部分没有防雨、防渗措施。uu天天天天津津津津某某某某化化化化工工工工厂厂厂厂铬铬铬铬渣渣渣渣堆堆堆堆放放放放场场场场地地地地周周周周边边边边土土土土壤壤壤壤中中中中CrCrCrCr含含

8、含含量量量量为为为为581-7060 581-7060 581-7060 581-7060 mg/kgmg/kgmg/kgmg/kg；杭杭杭杭州州州州某某某某化化化化工工工工厂厂厂厂原原原原万万万万吨吨吨吨铬铬铬铬渣渣渣渣堆堆堆堆放放放放点点点点土土土土壤壤壤壤CrCrCrCr含含含含量量量量达达达达到到到到172-20392 172-20392 172-20392 172-20392 mg/kgmg/kgmg/kgmg/kg，地地地地下下下下水水水水中中中中CrCrCrCr6+6+6+6+含量达含量达含量达含量达10.5-227.3 mg/L10.5-227.3 mg/L10.5-227.3

9、 mg/L10.5-227.3 mg/L，污污污污染染染染严严严严重。重。重。重。湖南湖南湖南湖南甘肃甘肃甘肃甘肃露天堆放，大片土地严重污染露天堆放，大片土地严重污染垃圾堆放垃圾堆放化工厂废水排放化工厂废水排放加油站加油站特定场地的地下水污染状况矿区矿区l化工厂化工厂：1,2-二氯乙烷，苯胺，硝基苯，氯苯，苯二氯乙烷，苯胺，硝基苯，氯苯，苯等等l垃圾堆放垃圾堆放：硝酸盐，亚硝酸盐，氨氮，重金属等：硝酸盐，亚硝酸盐，氨氮，重金属等l加油站加油站：苯系物，石油烃，多环芳烃苯系物，石油烃，多环芳烃等等l矿区矿区：重金属（高锰、高砷、高镉、高铁重金属（高锰、高砷、高镉、高铁），氰化物等），氰化物等我国

10、场地污染状况分析我国场地污染状况分析全国地下水污染调查评价结果（2005-2010）调查调查地区地区主要主要污污染物染物类类型型浅浅层层地下水地下水承承压压水水华华北平原北平原铁、锰、砷、硫酸盐、硝酸盐氟苯并a芘、滴滴涕、六六六、四氯化碳、三氯甲烷淮河流域平原淮河流域平原氟、“三氮”、氯化物、砷、汞、铬(VI)氟、亚硝酸盐苯、苯并a芘、三氯乙烷、二氯乙烷苯长长江三角洲江三角洲“三氮”、锰、氟、铁二氯乙烷、二氯甲烷、苯、六六六、农药二氯乙烷、二氯甲烷、环氧化七氯、七氯珠江三角洲珠江三角洲锰、硝酸盐、氨氮、铁邻苯二甲酸酯、多环芳烃、卤代烃主要污染物主要污染物:硝酸盐、重金属、持久性有机污染物、卤代

11、烃硝酸盐、重金属、持久性有机污染物、卤代烃;主要来源主要来源:农药、化肥，生活污水、工业农药、化肥，生活污水、工业“三废三废”、石油化工含油废水排放、石油化工含油废水排放 我国场地污染状况分析我国场地污染状况分析主要污染物主要污染物挥发酚挥发酚石油烃石油烃硝酸盐硝酸盐亚硝酸盐亚硝酸盐氨氮氨氮COD氰化物氰化物HgPbCrAs我国地下水污染的空间分布我国地下水污染的空间分布污染场地（棕地）关注污染场地（棕地）关注污染物污染物AcetoneBenzeneTolueneXyleneNapthaleneAs,Cr,Pb,Hg,Ni,ZnAldrin,dieldrinChlordaneDDT,DDE,D

12、DDBHC(HCH)PCBsMeCl2,CHCl3,CCl4VC,DCEs,TCE,PCESolventsHighlyRecalcitrantOrganics(POPs)MetalsChlorinatedVOCs(CVOCs)Challenging to treatVERY difficult to treat!有机溶剂氯代烃类重金属类持久性有机污染物污染场地现状分析污染场地现状分析OfficialChineseGuidelinesPublishedinFeb2014,effectivefromJuly1st2014,butneedimprovement1.场地环境调查技术导则（HJ 25.1

13、2014)2.场地环境监测技术导则（HJ 25.2-2014）3.污染场地风险评估技术导则（HJ25.3-2014）4.污染场地土壤修复技术导则（HJ 25.4-2014）污染场地现状分析污染场地现状分析我国场地污染状况分析我国场地污染状况分析经济快速发展下经济快速发展下场地土壤与地下水污染场地土壤与地下水污染态势态势污染面积在扩大污染面积在扩大 污染物种在增多污染物种在增多 污染类型在叠加污染类型在叠加 污染浓度在提高污染浓度在提高多源性、多样性、复合性多源性、多样性、复合性14n污染场地环境管理框架体系有待健全污染场地环境管理框架体系有待健全n各类技术指南、规范偏重于土壤各类技术指南、规

14、范偏重于土壤（土壤、地下水定义模糊）（土壤、地下水定义模糊）n场地调查与风险评估工作重视程度不够（污染边界，污染特征，场地调查与风险评估工作重视程度不够（污染边界，污染特征，污染介质）污染介质）n修复方案的制定与评估结论严重脱节，修复工程针对性差修复方案的制定与评估结论严重脱节，修复工程针对性差n修复技术单一（水泥窑、异位热脱附、填埋）修复技术单一（水泥窑、异位热脱附、填埋）污染场地现状分析污染场地现状分析核心核心：建立污染场地环境管理框架体系：建立污染场地环境管理框架体系污染物迁移行为特征的研究污染物迁移行为特征的研究土壤与地下水修复工程技术的实施土壤与地下水修复工程技术的实施1)风险评估技

15、术导则2)健康与环境评估模型污染场地风险管理框架模式污染场地风险管理框架模式地下水污染与修复地下水调查与风险评估地下水污染机制修复技术筛选修复设计修复监理与修复后期风险评估地下水污染物迁移模拟模型界面设计:GWVistas数字模型:MODFLOW,MT3D,MT3DMS,RT3D地球化学模型：PHREEQC，HYDRUS，PHT3D解析模型:WINTRAN,RBCA,CONSIM,LANDSIM数据显示:ArcGIS,SADA，Aquachem,Surfer污染物行为特征的模型模拟污染物行为特征的模型模拟针对不同土壤与水文地质、污染物迁移行为特征、对污染物时空分布进行表征，给修复方案的制定提供

16、科学依据污染场地风险管理框架模式污染场地风险管理框架模式自然衰减监测技术、强化生物修复技术原位化学还原 纳米铁技术实验室小试、场地中试、注射技术与设备修复材料与装备的研发修复材料与装备的研发地下水流向石油烃污染羽石油烃污染羽Residual NAPL自由相LNAPL MethanogenesisSulfateReductionIron(III)ReductionDentrificationAerobic Respiration污染场地风险管理框架模式污染场地风险管理框架模式可持续管理 框架体系1980-19901991-20042005 现在现在将所有物质都恢复到自然背景值污染场地风险管理框架

17、体系1.技术上难以达到2.无需清除彻底3.成本高可持续性管理框架基于风险管理框架，更加关注修复过程中环境，社会及经济效益的平衡环境，社会及经济效益的平衡环境环境经济经济社会社会可持续性可持续性可行性可行性平衡性平衡性容忍性容忍性污染物暴露途径受体风险污染场地风险管理框架强调源源-暴露途径暴露途径-受体链受体链，关注修复技术的选择及环境效益完全清除完全清除目前处于目前处于完全清除完全清除阶段，急需尽早建立污染场地阶段，急需尽早建立污染场地风险管理风险管理和和可持续管理可持续管理框架体系框架体系污染场地环境管理框架模式污染场地环境管理框架模式自然衰减监测完全清除完全清除1980到到1990风险管理

18、框架风险管理框架1990到到2004可持可持续续管理框架管理框架2005 到到 现现在在抽提技术社会制度控制原位修复抽提技术污染场地环境管理框架模式污染场地环境管理框架模式Provided by Carlos Pachon of USEPA Washington Office需要的场地特征数据增多需要的场地特征数据增多,修复成本却降低修复成本却降低健康健康:HERA,RBCA,CLEA水水环环境境:HERA,RBCA,RTMMODFLOW,RT3DMT3DMS,PTH3D可持可持续续修复修复第四第四阶阶段段（TIER4）基于基于场场地特征条件地特征条件推推导导地下水地下水特定特定场场地地评评估

19、基准估基准（修复目（修复目标标）第二第二阶阶段段（TIER2）基于基于保守保守条件条件推推导导土壤与地下水土壤与地下水场场地地评评估基准估基准（筛选值筛选值）第一第一阶阶段段(TIER1)定性定性风险评估估常用模型常用模型定量定量风险评估估第三第三阶阶段段（TIER3）基于基于场场地特征条件地特征条件推推导导土壤与地下水土壤与地下水特定特定场场地地评评估基准估基准（修复目（修复目标标）项目资金项目资金投入越来越多投入越来越多问题识别问题识别ProblemFormulation毒性毒性评评估估ToxicityAssessment风险风险表征表征RiskCharacterisation暴露暴露评评

20、估估ExposureAssessment源源-途径途径-受体受体联联合体合体健康健康:HERA,RBCA,CLEA水水环环境境:HERA,RBCA,RTM污染场地环境管理框架模式污染场地环境管理框架模式HERA,RBCA，CLEA，RTW，RiscHumanMODFLOW、MT3DMS，RT3DStatistical Models：PRO-UCL、CL:AIRE&CIEHData Visualisation：SADA、Arc GIS、SURFER推导土壤与地下水修复目标的模型框架推导土壤与地下水修复目标的模型框架GWVistas,GMS,VisualMODFLOWNumericalModels

21、StatisticalTestsandDataVisualizationRiskAssessment污染场地环境管理框架模式污染场地环境管理框架模式污染暴露链：污染物污染暴露链：污染物暴露途径暴露途径受体受体污染场地概念模型污染场地概念模型污染物暴露途径受体风险RelationshipofContaminant-ExposurePathway-ReceptorsPollutantLinkage22经口摄入经口摄入和皮肤接触和皮肤接触表层土壤表层土壤吸入室内吸入室内污染物蒸气污染物蒸气 饮用地下水饮用地下水 下层土壤污染源下层土壤污染源 土壤污染土壤污染物淋溶物淋溶 表层土壤污染源表层土壤污染源

22、 地下水迁移地下水迁移 蒸气入侵蒸气入侵 生态环境生态环境鱼鱼吸入室外污吸入室外污物蒸气和土物蒸气和土壤颗粒物壤颗粒物贝壳贝壳地下水地下水水平迁移水平迁移 鱼苗鱼苗n土壤与地下水污染问题土壤与地下水污染问题n人体健康人体健康:Human Healthn水环境水环境:Water Environment污染场地通用概念模型污染场地通用概念模型 Generic Conceptual Site Model污染场地概念模型污染场地概念模型23风险估算风险估算(Risk estimation)+风险判断风险判断(Risk evaluation)0风险估算风险估算(Risk estimation)：风险大小

23、风险大小0风险判断风险判断(Risk evaluation)：风险是否值得关注：风险是否值得关注风险评估基本要素风险评估基本要素h风险计算风险计算=暴露剂量暴露剂量/毒性（环境质量标准）毒性（环境质量标准）hRisk estimation=Exposure assessment/toxicity0暴露剂量暴露剂量(Exposure)：通过口腔摄入、呼吸及皮肤进入：通过口腔摄入、呼吸及皮肤进入人体的污染物剂量人体的污染物剂量0毒性毒性(Toxicity)：人体暴露于污染物发生的效应：人体暴露于污染物发生的效应h暴露剂量与环境浓度密切相关暴露剂量与环境浓度密切相关 通过多介质环境模拟预测通过多介

24、质环境模拟预测（Multimedia Environmental Modelling）污染场地概念模型污染场地概念模型暴露途径暴露途径示意图示意图HERAHERA软件介绍软件介绍污染场地概念模型污染场地概念模型自主研发的污染场地健康与环境风险评估自主研发的污染场地健康与环境风险评估HERA软件软件多多层层次次污污染染场场地土壤与地下水地土壤与地下水风险评风险评估系估系统统基于保基于保护护人体健康和水人体健康和水环环境的境的风险评风险评估估计计算土壤及地下水中算土壤及地下水中污污染物的染物的筛选值筛选值/修复目修复目标标包包含含600种种污污染染物物理理化化、毒毒理理参参数数数数据据库库，22个

25、个污污染物染物溶溶质质多介多介质质迁移模型迁移模型软软件件应应用于用于28多个省、市，多个省、市，300多个多个项项目目污染场地概念模型污染场地概念模型North China Plain(NCP)27污染场地概念模型污染场地概念模型100500-50渗坑废水渗坑废水农田灌溉农田灌溉100500-50室内室内室外室外地下水饮用地下水饮用潜水面潜水面地下水流向地下水流向粉质粘土粉质粘土粘土粘土细砂细砂粗砂粗砂蒸气扩散蒸气扩散地下水饮用地下水饮用地下水抽水井地下水抽水井地表水水面地表水水面淋溶液渗漏淋溶液渗漏uIrrigation 农田灌溉-食品安全（健康）uDrinking Water 饮用地下水

26、健康）uIndoor and Outdoor Vapour Intrusion 室内外蒸气入侵（健康）uDischarge to Surface Water 河流释放（生态风险）华北平原邢台地区华北平原邢台地区 -水文地质概念模式水文地质概念模式 污染场地概念模型污染场地概念模型28污染场地特征（长三角地区）污染场地特征（长三角地区）n数量多，污染历史复杂数量多，污染历史复杂n粘土为主的水文地质环境粘土为主的水文地质环境n复合污染物迁移速度极其缓慢复合污染物迁移速度极其缓慢污染场地概念模型污染场地概念模型29含水层含水层n场地污染浓度高场地污染浓度高n具有隐蔽性、持久性具有隐蔽性、持久性n

27、健康风险健康风险占主导地位占主导地位n处理极其困难处理极其困难Hyporheic Zone(潜流交换带)黄铁矿氧化区酸性矿坑水与岩石相互作用Neutralisation,dilution,sorption and biochemical reactions重金属元素沉淀Metal Precipitationand Co-Precipitation废弃矿山环境污染过程演化废弃矿山环境污染过程演化有效降雨量有效降雨量含水层含水层潜流带潜流带淋溶液渗漏淋溶液渗漏弥散，吸附，生物化学反应弥散，吸附，生物化学反应金属冶选尾矿库金属冶选尾矿库重金属沉淀重金属沉淀/共共沉淀沉淀区区（水岩相互作用水岩相互作用

28、淋溶液水位淋溶液水位潜水面潜水面地下水流向地下水流向淋溶液渗漏淋溶液渗漏地下水抽水井地下水抽水井河流河流地表径流地表径流基岩隔水层基岩隔水层高浓度区高浓度区高风险区高风险区高风险区高风险区高风险区高风险区环保部公益项目：稀土金属冶选尾矿库渗漏对地下水的生态风险评估与控制研究环保部公益项目：稀土金属冶选尾矿库渗漏对地下水的生态风险评估与控制研究污染场地概念模型污染场地概念模型污染场地概念模型污染场地概念模型有效降雨量有效降雨量空气混合与交换含水层地下水潜水面地下水流向隔水层重质非水相液体轻质非水相液体居民建筑风向/风效应包气带污染源对流与扩散扩散分配商业建筑近主要污染源地下油罐残留挥发物主要迁

29、移机制毛细上升区NAPL水文地质及水文地质及VOC迁移概念模型迁移概念模型干净地下水地下水污染过程：有次序的氧化还原过程示意图地下水污染过程：有次序的氧化还原过程示意图+1000氧化还原电位(毫伏)0-500O2H2ONO3-N2Mn4+Mn2+富氧富氧(氧化氧化)厌氧厌氧(还原还原)Fe3+Fe2+SO42-SH2CO2CH4Methanogenesis(甲烷产生)Sulphate Reduction(硫酸盐根还原)Iron Reduction(铁还原)Manganese Reduction(锰还原)Denitrification(去硝酸盐根)Oxidation(氧化)H2OH2(g)Bet

30、a Elimination(-消去)Sequential Reduction有次序氧化还原过程氯代烃最佳还原区氯代烃最佳还原区(Chlorinated Solvents)苯系物苯系物 氧化区氧化区(Benzene,Toluene,Ethylbenzene,Xylene)Nano-Iron Technology污染场地概念模型污染场地概念模型污染场地概念模型污染场地概念模型污染源地下水潜水面地面厌氧带泄漏带地下水流向产生甲烷带硫酸盐还原带铁还原带锰还原带硝酸盐还原带石油污染物地下水污染物自然衰减过程石油污染物地下水污染物自然衰减过程BTEXOxidationAHRDRD1,1-DCAEthano

31、lEthaneCO2ADM or NDMRD1,1-DCEVCEtheneCA1,1,1-TCADHCDHC氯代烃类污染物地下水污染物自然衰减过程氯代烃类污染物地下水污染物自然衰减过程ReductiveDechlorination（还原去氯）（还原去氯）污染场地概念模型污染场地概念模型三氯乙烯-TCE二氯乙烯-DCE氯乙烯 VC乙烯 三氯乙烷 二氯乙烷 污染场地地下水原位修复技术生物生物/生物化学生物化学/生物吸收生物吸收物理化学物理化学化学化学连二硫酸盐H2S气体基基于于铁铁技技术术土壤淋洗络合淋洗离子交换化学还原化学固定化学淋洗生物表面氧化原位生物沉淀放射性固定纤维材料及农业废弃物生物体吸

32、附金属生物表面活性剂生物修复生物活性生物吸附活性炭膜分离表面活性剂生物阻隔沉淀吸附吸附过滤电动处理PRB微微生生物物及及铁铁去去除除As铁铁基基添添加加物物铁铁酸酸盐盐工业废弃物矿物质沸沸石石活性炭红红泥泥铁铁基基雾化渣络合剂零零价价铁铁苛性镁生物及ZVI反硝化等p原位原位PRBPRB修复技术修复技术p原位注射技术（铁基材料）原位注射技术（铁基材料）地下水原位修复技术地下水原位修复技术零价铁零价铁生物碳生物碳碳铁碳铁1.化学化学-生物修复技术生物修复技术2.地下水渗透反应墙地下水渗透反应墙（PRB技术）技术）在地下水注射多类生物、化学及其复合材料降在地下水注射多类生物、化学及其复合材料降解，包

33、括解，包括：ZVI/nZVI(零价铁：颗粒与纳米级)Molasses（糖浆）Bio-Magnetite(生物磁铁矿)Fe3O4（磁性氧化铁）Biochar（生物炭）Graphene(石墨烯）地下水污染羽地下水污染羽处理过的地下水处理过的地下水地下水位地下水位隔水层隔水层在地下水流场中设置化学在地下水流场中设置化学-生物障碍墙，使污染羽生物障碍墙，使污染羽流经障碍墙，污染物还原无害化流经障碍墙，污染物还原无害化地下水原位修复技术地下水原位修复技术处理多类关注污染物：氯代烃，石油污染物，重金属处理多类关注污染物：氯代烃，石油污染物，重金属基于零价铁的地下水重金属修复技术基于零价铁的地下水重金属修复

34、技术零价铁可以发生以下反应修复重金属铁与As反应还原Cr6+和Hg2+地下水原位修复技术地下水原位修复技术p优优点点无深度、无深度、污污染介染介质质、空、空间间限制限制已已验证过验证过的氧化的氧化还还原原过过程程快速清理，无毒性的中快速清理，无毒性的中间产间产物物容易注射，随地下水流容易注射，随地下水流动动纳米零价铁技术应用前景纳米零价铁技术应用前景p国际纳米零价铁修复技术应用推广国际纳米零价铁修复技术应用推广美国自美国自2000年开始研发，已在年开始研发，已在44多个场多个场地进行了中试地进行了中试近期欧盟近期欧盟NANOREM项目将在瑞士、捷项目将在瑞士、捷克、以色列、葡萄牙及德国等克、以

35、色列、葡萄牙及德国等6个场地进个场地进行中试行中试在我国还未得到应用，有待研究和推广在我国还未得到应用，有待研究和推广应用场地分布情况应用场地分布情况地下水原位修复技术地下水原位修复技术处理多种关注污染物：氯代烃、农药、多氯联苯、重金属、硝酸盐处理多种关注污染物：氯代烃、农药、多氯联苯、重金属、硝酸盐p纳纳米零价米零价铁还铁还原含原含氯氯有机物有机物过过程机理程机理AHRDRD1,1-DCAEthanolEthaneCO2ADM or NDMRD1,1-DCEVCEtheneCA1,1,1-TCADHCDHC DHC-消去反消去反应应；RD-还还原脱原脱氯氯；AH-水解反水解反应应；ADM-有

36、氧代有氧代谢谢；ANDM-厌厌氧代氧代谢谢地下水原位修复技术地下水原位修复技术Carbo-Iron（EHC）注射注射EHC药剂药剂注射装置注射装置对对相关重金属相关重金属去除情况去除情况地下水原位修复技术地下水原位修复技术EHC中试示范中试示范某化工场地下水氯代烃修复某化工场地下水氯代烃修复场地特征场地特征h住宅用地再开发住宅用地再开发h地下水关注污染物：地下水关注污染物：1,2-DCA,VCandChloroform，浓度超，浓度超过过1000mg/LEHC注射注射h注射深度：注射深度：9-18mh面积：面积：10mx10mh使用使用GeoProbe在在9个注射井个注射井注射了注射了7200

37、KgEHC泥浆泥浆地下水原位修复技术地下水原位修复技术h1,2-DCA,1,1-DCAandchloroform除去率分别为除去率分别为99.9%,86.7%和和98.8%EHC中试示范中试示范某化工场地下水氯代烃修复某化工场地下水氯代烃修复地下水原位修复技术地下水原位修复技术生物技术生物技术-注射糖浆（注射糖浆（Molasses）Molasses01000020000300004000050000600007000080000410172133time(weeks)Chromium(total)(g/L)groundwatermolasses 0.1%molasses 0.5%molasse

38、s 1%molasses 5%Microcosm tests ISBPinfluenceofconcentrationmolasses地下水原位修复技术地下水原位修复技术Bio-Magnetite应用潜力应用潜力生物磁铁矿材料对生物磁铁矿材料对Hg和和Cr的吸附作用及机理的吸附作用及机理Cr6+去除去除80%(300h)Qmax=416mg/g快快地下水原位修复技术地下水原位修复技术农业废弃物农业废弃物生物碳生物碳稳定性、持久性、廉价性稳定性、持久性、廉价性复合效应复合效应裂裂解解高效性高效性Fe0 Fe2+2e-C2HCl3 +3H+6e-C2H4+3Cl-研发并推广研发并推广高效、稳定、经

39、济可行高效、稳定、经济可行的土壤和地下水氯代烃修复试剂和的土壤和地下水氯代烃修复试剂和修复技术！修复技术！纳米零价铁纳米零价铁地下水原位修复技术地下水原位修复技术纳米零价铁纳米零价铁/生物炭生物炭纳米零价铁纳米零价铁/生物炭修复地下水中含氯有机物技术生物炭修复地下水中含氯有机物技术生物炭：中生物炭：中温裂解稻壳温裂解稻壳零价铁：零价铁：液相还原液相还原纳米零价铁纳米零价铁/生物炭材料可有效还原生物炭材料可有效还原TCETCE地下水原位修复技术地下水原位修复技术S2O82-+Me2+Me3+SO4+SO42-(Me 表示表示 Fe2+或或 Co2+)S2O82-heat,UV or microw

40、ave 2 SO4 SO4 +Fe2+Fe3+SO42-纳米纳米Fe3O4替代替代Fe2+作为活化剂作为活化剂：纳米纳米Fe3O4表面表面Fe()活化过硫酸盐活化过硫酸盐 反应在表面进行，反应慢，减少副反应反应在表面进行，反应慢，减少副反应四氧化三铁四氧化三铁/石墨烯石墨烯改善四氧化三铁分散性改善四氧化三铁分散性石墨烯表面羧基石墨烯表面羧基/羟基团也可活化过硫酸盐羟基团也可活化过硫酸盐制约过硫酸盐利用效率制约过硫酸盐利用效率纳米四氧化三铁纳米四氧化三铁/石墨烯活化过硫酸盐降解石墨烯活化过硫酸盐降解TCETCEE0=2.6V地下水原位修复技术地下水原位修复技术纳米四氧化三铁纳米四氧化三铁/石墨烯

41、制备与表征石墨烯制备与表征材料表征材料表征降降解解TCETCE性性能能测测试试地下水原位修复技术地下水原位修复技术n原位化学氧化（原位化学氧化（ISCO):):H2O2,O3,Sodium Persulphate,Fe3O4n原位化学还原原位化学还原 （ISCR）:微米、纳米零价铁（微米、纳米零价铁（mZVI,nZVI）n强化生物修复强化生物修复:糖渣（糖渣（Molasses）,植物油（植物油（Emulsified Vegetable Oils）n吸附吸附:活性炭（活性炭（Activated Carbon）,生物炭（生物炭（Biochar）n复合材料复合材料:纳米铁纳米铁/生物炭（生物炭（nZVI/biochar）,炭炭-铁（铁（Carbro-Iron）修复制剂产业化前景修复制剂产业化前景地下水原位修复技术地下水原位修复技术总结总结n完善基于风险的污染场地环境管理框架体系完善基于风险的污染场地环境管理框架体系n建立污染场地概念模型是场地修复的关键建立污染场地概念模型是场地修复的关键n重视经济有效的原位修复技术的研发及产业化重视经济有效的原位修复技术的研发及产业化n充分做好场地健康与水环境风险评估工作充分做好场地健康与水环境风险评估工作n制定基于风险的修复方案制定基于风险的修复方案51谢谢！请批评指正！谢谢！请批评指正！欢迎合作交流欢迎合作交流