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Risk Control and In-Situ Groundwater Remediation Technologies for Industrially Contaminated Sites陈梦舫陈梦舫 研究员研究员主要内容主要内容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
2、、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多家污染多家污染企业搬迁，置换企业搬迁，置换800万万m2工业用工业用地再开发地再开发沈阳：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
3、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家大型工业企业关家大型工业企业关闭、停产、搬迁闭、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”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、防渗余处金属渣堆
4、放区域，无防雨、防渗措施（总量措施（总量600万吨）万吨）n难以计数的化工企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北京原某农药厂：表层土壤六六六浓度在北京原某农药厂：表层土壤六六六浓度在1-1-440 mg/kg440 mg/kg，DDTsDDTs浓度在浓度在5-966 mg/kg5-966 mg/kg，农药生，农药生产车间和农药存放场地土壤污染最为严重。产车间和农药存放场地土壤污染最为严重。华北某农药厂：下风向华北某农药厂：下风向200 m200 m处土壤中处土壤中DDTDDT浓度浓度达到达到2624.0 mg/kg2624.0 mg/kg，原生产车间、
5、废物堆放场，原生产车间、废物堆放场土壤中土壤中DDTDDT浓度分别高达浓度分别高达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。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，
6、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）调查地区调查地区主要污染物类型主要污染物类型浅层地下水浅层地下水承压水承压水华北平原华北平原铁、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、二氯乙烷苯长江三角洲长江三角洲“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
7、、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）关注污染物污染场地（棕地）关注污染物 Acetone Benz
8、ene Toluene Xylene Napthalene Aldrin,dieldrin Chlordane DDT,DDE,DDD BHC(HCH)PCBs As,Cr,Pb,Hg,Ni,Zn MeCl2,CHCl3,CCl4 VC,DCEs,TCE,PCESolventsHighly RecalcitrantOrganics(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Official Chinese Gui
9、delines Published in Feb 2014,effective from July 1st 2014,but need improvement1.场地环境调查技术导则（HJ 25.1-2014)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
10、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
11、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,
12、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)ReductionDentrific
13、ationAerobic 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
14、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风险管理框架风险管理框架1990 到到 2004可持续管理框架可持续管理框架2005 到到 现在现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,RB
15、CA,CLEA水环境水环境:HERA,RBCA,RTMMODFLOW,RT3DMT3DMS,PTH3D可持续修复可持续修复第四阶段第四阶段（TIER 4）基于场地特征条件基于场地特征条件推导推导地下水地下水特定场地评估基准特定场地评估基准（修复目标）（修复目标）第二阶段第二阶段（TIER 2）基于基于保守保守条件条件推导推导土壤与地下水土壤与地下水场地评估基准场地评估基准（筛选值）（筛选值）第一阶段第一阶段(TIER 1)定性风险评估定性风险评估常用模型常用模型定量风险评估定量风险评估第三阶段第三阶段（TIER 3）基于场地特征条件基于场地特征条件推导推导土壤与地下水土壤与地下水特定场地评估基
16、准特定场地评估基准（修复目标）（修复目标）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Problem Formulation毒性评估毒性评估Toxicity Assessment风险表征风险表征Risk Characterisation暴露评估暴露评估Exposure Assessment源源-途径途径-受体联合体受体联合体健康健康:HERA,RBCA,CLEA水环境水环境: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：PR
17、O-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GW Vistas,GMS,Visual MODFLOWNumerical ModelsStatistical Tests and Data VisualizationRisk Assessment 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Relationship of Contaminant-E
18、xposure Pathway-ReceptorsPollutant Linkage22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 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
19、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：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
20、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 软件软件多层次污
21、染场地土壤与地下水风险评估系统多层次污染场地土壤与地下水风险评估系统基于保护人体健康和水环境的风险评估基于保护人体健康和水环境的风险评估计算土壤及地下水中污染物的计算土壤及地下水中污染物的筛选值筛选值/修复目标修复目标包含包含600种污染物理化、毒理参数数据库，种污染物理化、毒理参数数据库，22个个污染物污染物溶质多介质迁移模型溶质多介质迁移模型软件应用于软件应用于28多个省、市，多个省、市，300 多个项目多个项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
22、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-（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
23、（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 Precipita
24、tionand 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）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
25、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
26、+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)Beta 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 Techn
27、ology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BTEX OxidationAHRDRD1,1-DCAEthanolEthaneCO2ADM 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 Reductive Dechlorination（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
28、-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气体基于铁技术基于铁技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微生物及铁微生物及铁去除去除As铁基添加物铁基添加物铁酸盐铁酸盐工业废弃物矿物质沸石沸石活性炭红泥红泥铁基铁基雾化渣络合剂零价铁零价铁苛性镁生物及ZVI反硝化等p 原位原位PRBPRB修复技
29、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
30、学在地下水流场中设置化学-生物障碍墙，使污染生物障碍墙，使污染羽流经障碍墙，污染物还原无害化羽流经障碍墙，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 优点优点 无深度、污染介质、空间限制无深度、污染介质、空间限制 已验证过的氧化还原过程已验证过的氧化还原过程 快速清理，无毒性的中间产物快速清理，无毒性的中间产物 容易注射，随地下
31、水流动容易注射，随地下水流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、
32、农药、多氯联苯、重金属、硝酸盐p 纳米零价铁还原含氯有机物过程机理纳米零价铁还原含氯有机物过程机理AHRDRD1,1-DCAEthanolEthaneCO2ADM or NDMRD1,1-DCEVCEtheneCA1,1,1-TCADHCDHC DHC-消去反应；消去反应；RD-还原脱氯；还原脱氯；AH-水解反应；水解反应；ADM-有氧代谢；有氧代谢；ANDM-厌氧代谢厌氧代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相关重金属对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
33、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,VC and Chloroform，浓度超，浓度超过过1000 mg/L EHC 注射注射h 注射深度：注射深度：9-18m h 面积：面积：10m x 10mh 使用使用GeoProbe 在在9个注射井个注射井 注射了注射了7200 Kg EHC泥浆泥浆地下水原位修复技术地下水原位修复技术h 1,2-DCA,1,1-DCA and chloroform 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
34、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%molasses 1%molasses 5%Microcosm tests ISBPinfluence of concentration molasses地下水原位修复技术地下水原位修复技术Bio-Magnetite应用潜
35、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
36、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0123450.00.20.40.60.81.07645321 c/c0Time/min(a)02460204060801002 Concentration/mmol L-1Removal of TCE/%1(b)02040608010010.09.07.05.0 TCE removal/%pH3.0(c)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
37、+SO4+SO42-(Me 表示表示 Fe2+或或 Co2+)S2O82-heat,UV or microwave 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
38、硫酸盐降解TCETCEE0=2.6VFe3O4Fe()Fe()+Fe()S2O82-Fe3O4Fe()+SO4 -Fe()Fe()SO42-+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0123450.00.20.40.60.81.07645321 c/c0Time(min)(a)0246810020406080100(b)Fe3O4/graphene(g L-1)persulfate(mmol L-1)TCE Removal(%)Concentration020406080100(c)1
39、1975Persulfate Consumption(%)TCE Removal(%)pH3020406080100 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
