国外地下水污染治理及修复方法探讨
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地下水环境污染治理前沿技术及实践经验地下水是人类生活中重要的水资源之一,但由于人类活动和自然因素的作用,地下水环境遭受了严重的污染。
为了保护地下水资源,科学家们不断探索和研发前沿技术,以治理和修复地下水环境污染。
本文将介绍一些地下水环境污染治理的前沿技术及实践经验。
1. 微生物技术:微生物技术是一种利用微生物修复地下水污染的技术。
通过注入特定的微生物群落,可以分解有机污染物,并将其转化为无害物质。
此外,微生物还能降解重金属和其他污染物。
微生物技术已经成功应用于许多地下水环境中,取得了显著的治理效果。
2. 水文地质技术:水文地质技术是通过了解地下水流动和地质条件,来指导地下水污染的治理。
通过建立地下水流动模型,可以预测污染物扩散的范围和速度,并为治理方案的选择提供依据。
此外,水文地质技术还可以通过合理的井位选择和规划,减少地下水对污染源的影响,提高治理效果。
3. 化学修复技术:化学修复技术是指利用化学方法来去除地下水中的污染物。
常见的化学修复技术包括活性炭吸附、化学氧化和还原等方法。
通过选择适当的修复剂和处理工艺,可以有效地去除有机物、重金属和其他有害物质,恢复地下水的水质。
4. 电动力技术:电动力技术是一种利用电场、电流或电化学反应来修复地下水污染的技术。
通过施加电场或电流,在地下水中引起电化学反应,从而使污染物以电迁移或电吸附的方式被去除。
电动力技术具有高效、可控性强等特点,已经被广泛应用于地下水环境污染治理中。
5. 高级氧化技术:高级氧化技术是利用高能量氧化剂来降解难降解有机污染物的技术。
常见的高级氧化技术包括臭氧氧化、过氧化氢氧化和光化学氧化等。
这些氧化剂在一定条件下产生强氧化性,能够将有机污染物分解为无害的物质。
高级氧化技术在地下水环境污染治理中具有广泛的应用前景。
实践经验方面,地下水环境污染治理需要综合考虑污染源、地下水流动和水质特点等因素。
在制定治理方案时,应充分了解地下水环境的情况,并结合具体情况选择合适的技术。
地下水硝酸盐污染及修复技术摘要:地下水硝酸盐污染是全球所面临的一个日益严重的问题,对于地下水硝酸盐污染的治理及修复方法也成为近些年学者研究的对象。
本文就地下水硝酸盐污染的现状、来源、危害等提出几种修复方法,并针对生物修复技术做了详细的介绍,最后对于地下水硝酸盐污染做了小结及展望。
关键词:地下水污染硝酸盐生物修复技术引言水是人类生命的源泉,随着经济的发展和人类活动的加剧,使得水环境的污染越来越严重,地下水作为水资源的一部分也受到了很大的污染。
地下水由于工业、农业、生活、医疗等废水的大量排放,已导致不同地区出现了不同程度的地下水污染。
影响地下水水质的污染物有很多种,最普遍的无机污染物就是硝酸盐。
硝酸盐最为地下水比较常见的污染物,使其的研究有着重要的意义。
1.地下水污染现状及分布就全国围而言,我国地下水质量总体较好。
根据国家地下水质量标准,我国63%地区的地下水可直接饮用,17%经适当处理后可供饮用,12%不宜饮用,剩余8%为天然的咸水和盐水。
在全国第二轮水资源调查评价的197万平方公里的平原区中,选取了pH 值、矿化度、总硬度、氨氮、挥发酚、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、氟化物、硝酸盐、亚硝酸盐、铁、锰、砷、铬、镉、大肠杆菌等17项指标。
评价结果表明,浅层地下水Ⅰ类和Ⅱ类水质分布面积仅为4.98%, Ⅲ类面积为35.53%,Ⅳ、Ⅴ类面积高达59.49%。
太湖、辽河、海河、淮河等流域地下水污染最为严重, 其面积的91.49%、84.55%、76.40%和67.78%地区的地下水超标。
据《中国地质环境公报》(2007),全国地下水水质呈下降态势的地区主要分布在华北、东北和西北地区,水质呈好转态势的地区零星分布。
[1]东北地区重工业和油田开发区地下水污染严重。
不同地区有着不同的特点:松嫩平原污染物以亚硝酸盐氮、氨氮、石油类为主;辽河平原污染物则以硝酸盐氮、氨氮、挥发酚类、石油类为主。
华北地区因人类经济活动频繁,从城市到乡村的地下水污染比较严重。
地下水污染修复技术的研究一、地下水污染概述地下水是人类生活自然资源的重要组成部分,但人类活动对地下水资源的破坏是不可避免的。
地下水污染是指人类活动引起的地下水质量的改变,受污染的地下水往往会对人类健康和生态环境造成严重威胁。
地下水污染已经成为世界性的问题,各国政府和科研机构已经开始研究和实践地下水污染灾害的修复技术。
二、地下水污染的修复技术目前地下水污染的修复技术主要有生物修复技术、化学修复技术和物理修复技术这三种类型。
1.生物修复技术生物修复技术是利用天然微生物或添加特定生物剂来处理地下水中的有机物、无机盐和重金属,生物修复解决了有机物污染废水的减量、降解和利用问题,技术成熟,处理效果稳定。
然而,生物修复技术面临的挑战主要是处理过程的周期长,控制方法繁琐,处理效率低等问题。
2.化学修复技术化学修复技术是指利用化学物质对地下水进行基于化学反应的修复过程。
常见的化学修复技术包括原位化学氧化法、还原法、吸附法、混凝法等。
优点是具有较高的处理速率和强的适应性,但其弊端在于具有高成本和二次污染风险等问题。
3.物理修复技术物理修复技术是基于物理的原理来对地下水进行治理,主要包括吸附、离子交换、超滤、电渗等方法。
优点是处理效率高、周期短、操作简便,这种技术在实际应用中有着广泛的应用前景。
三、地下水污染修复技术的应用地下水污染修复技术的应用直接关系到污染地区的环境和人民的健康安全。
在实践中,地下水污染修复技术是一个复杂的系统工程,需要依据不同的地下水污染条件采取不同的修复技术。
在应用修复技术之前,研究人员需要进行指标检测和现场实验,推导修复技术的可行性和优越性,从而保证修复效果和可持续性的发展。
四、结论地下水污染修复技术是一个非常有挑战的工程,需要从多个角度进行综合分析,结合各种因素,以实现对地下水污染的根治。
生物、化学和物理修复技术是当今地下水污染治理的主要手段,在后续的研究中,逐步建立修复技术的标准和规范,在不断完善和优化技术上取得更多的进展,以更好地保护我们的地下水资源和环境。
国外流域水污染治理经验及对我们的启示国外流域水污染治理经验及对我们的启示近年来,随着工业化和城市化进程的快速发展,水资源的需求日益增长,而水污染问题也愈发严重。
为了有效治理水污染,各国纷纷采取了一系列措施,并积累了丰富的经验。
本文旨在探讨国外流域水污染治理的经验,并从中汲取对我国的启示。
一、美国的经验美国在水污染治理方面积累了丰富的经验,这与其长期以来高度重视环境保护相关立法的制定以及公民的环保意识有着密切的关系。
1. 立法和政策措施美国通过《清洁水法案》等法律法规制定了一系列的环境保护标准和污染物排放限制。
此外,美国还建立了各级政府部门以及环境保护局等机构来监督和管理水污染治理工作。
2. 水体修复与保护美国注重对污染源的治理,并且采用了一系列的水体修复措施,如造湿地、沿海保护带的建设,以及退耕还湿等措施,在一定程度上改善了水质。
二、荷兰的经验荷兰位于欧洲的河流和海洋交汇的地区,水资源宝贵且脆弱。
荷兰对于水污染治理的经验值得我们学习,尤其是在水资源管理和防洪方面。
1. 水资源管理荷兰通过建立水资源管理的相关机构,加强了对水质和水量的监测和管理。
此外,荷兰还注重提高农业和城市排水的效率,减少水资源的浪费。
2. 防洪措施由于地势低洼,荷兰一直以来都面临着严峻的洪灾威胁。
为了应对洪水,荷兰采取了一系列的防洪措施,如建设堤坝、开辟洪水容量区等,有效保护了土地和人民的安全。
三、日本的经验作为一个岛国,日本水资源的管理与治理成为其长期以来一项重要工作。
同时,从国家到地方,从政府部门到民间社会,形成了全面参与环境保护的社会氛围。
1. 水资源分配与利用日本采取了严格的水资源分配与利用政策,建立了全面监测和管理水资源的体系,并推动各部门和企事业单位减少用水的浪费,提高用水效率。
2. 河流和湖泊改善日本积极注重对河流和湖泊的治理和生态修复。
通过改善河道和湖泊的水质,保护了生态环境,提升了水体的功能。
四、国外经验对我国的启示1. 制定相关法律法规对于水污染治理,我国应该制定更完善的法律法规,明确污染物排放的标准和责任,建立健全的环境保护机制。
国外典型水环境综合整治案例分析与启示国外典型水环境综合整治案例分析与启示近年来,随着全球经济的快速发展和人口的不断增长,国际社会对水环境的保护和综合整治提出了更高的要求。
国外一些发达国家和地区在水环境综合整治方面取得了显著的成就,其成功经验对于我国的水环境治理具有借鉴意义。
本文将通过分析国外典型的水环境综合整治案例,总结其中的经验教训,为我国水环境的保护和治理提供启示。
一、荷兰的雨水管理与综合利用荷兰是一个水资源非常丰富的国家,但同时也面临着严重的洪涝和水污染问题。
为了解决水污染和洪涝问题,荷兰采取了一系列综合整治措施。
首先,荷兰建立了严格的雨水收集和利用制度,通过收集并利用雨水,减少了城市排水系统的负荷。
其次,荷兰注重水资源的分散管理,通过建设水库和湖泊等水源涵养区,实现了水资源的平衡供应。
此外,荷兰还通过建设储水设施和加强防洪工程,有效减少了水灾的发生频率和损失。
从荷兰的经验可以看出,水环境综合整治的关键在于科学的规划和细致的管理。
只有通过合理的规划和管理,才能实现水资源的合理利用和水环境的有效治理。
二、美国的河流生态保护与修复美国是一个拥有丰富水资源的国家,然而其河流生态系统却受到了严重的破坏。
为了保护和修复河流生态系统,美国采取了一系列的生态保护和修复措施。
首先,美国加大了对河流污染源的治理力度,通过加强污水处理和减少工农业排污,有效改善了河流的水质。
其次,美国注重河流生态系统的恢复和重建,通过引入和保护濒危物种,修复湿地和保护河道,实现了河流生态系统的恢复和持续发展。
从美国的经验可以看出,河流生态保护与修复需要政府、企业和公众的共同努力。
只有形成全社会参与的生态保护体系,才能实现河流生态系统的健康发展。
三、新加坡的水循环与再生利用新加坡是一个水资源极为匮乏的国家,长期以来一直面临着严重的水资源短缺问题。
为了应对水资源紧缺,新加坡采取了一系列的水循环和再生利用措施。
首先,新加坡注重雨水的收集和利用,通过建设雨水收集系统和水库,实现了雨水的再利用。
地下水污染的环境治理与修复策略地下水是人类社会生活所必须的重要水资源,但随着工业化和城市化进程的加速,地下水面临着越来越严重的污染问题。
地下水污染对环境、社会和经济都带来了巨大的威胁。
因此,地下水污染的环境治理和修复策略显得尤为重要。
首先,地下水污染的治理与修复应该从源头控制开始。
在工业和农业生产过程中,对于有污染风险的物质应该进行有效的管理和控制,以防止其进入地下水。
同时,应加强对工业企业和农业种植户的监管,确保他们使用环保设备和科学的农业管理措施,减少对地下水的污染。
其次,对于已经受到污染的地下水区域,需要采取适当的治理和修复措施。
其中,一个重要的方法是通过建立监测网格和模型,对污染程度进行准确评估,以确定治理和修复的优先级和方向。
在此基础上,可以采用物理、化学和生物技术等多种手段进行治理和修复。
例如,可以采用地下水抽取技术,将受到污染的地下水抽取出来进行处理和净化。
同时,还可以采用生物修复技术,通过植物带和微生物的作用降解和清除地下水中的有机污染物。
此外,地下水污染的环境治理与修复还应注重综合施策。
在具体实施过程中,需要充分发挥政府、企业和社会等多方面的作用和力量。
政府应制定相关的法律法规,加强监管和执法力度。
同时,应鼓励企业和研究机构加大投入,开展相关技术研发和应用。
此外,还需要提高公众对地下水污染问题的认识和参与度,加强环境教育和宣传,促使公众形成环保意识和行动。
最后,地下水污染的环境治理与修复还需要注重技术创新和经验分享。
地下水污染问题的复杂性和多样性要求我们不断探索和研发新的治理和修复技术。
因此,我们应该鼓励科学家和工程师开展相关研究,提高技术水平。
同时,需要积极推动国际合作和经验分享,借鉴其他国家和地区在地下水污染治理和修复方面的成功经验,形成合力应对地下水污染的全球化挑战。
综上所述,地下水污染的环境治理与修复策略既需从源头控制入手,又需对受污染地下水区域采取适当的治理和修复措施。
前言随着工业化进程的加快,越来越多的化学污染物通过各种途径进入土壤系统,进而污染地下水。
目前世界的地下水污染严重,直接或间接地威胁到人类的健康,因此地下水修复引起了人们的关注。
本文就国内外地下水污染修复技术的研究进展以及修复工程的设计作简要介绍。
一、地下水污染的定义所谓“地下水污染”,是指凡是在人类活动的影响下,地下水水质变化朝着水质恶化方向发展的现象,统称为地下水污染。
二、地下水污染修复技术的进展自20世纪70年代以来,国外在地下水点源污染治理方面取得了很大的进展,且逐渐发展形成较为系统的地下水污染治理技术。
下面就几种比较常用的地下水污染修复技术作简要介绍。
目前较典型的地下水污染修复技术已经有十多种。
修复技术根据技术原理可分为四大类,即物理法、化学法、生物法和复合修复技术。
按修复方式可分为异位修复、原位修复和监测天然衰减技术。
异位修复技术主要包括被动收集和抽出处理,原位修复技术主要包括渗透反应墙修复技术、原位曝气技术、气相抽提技术和生物通风技术等。
(一)异位修复技术异位修复是将受污染的地下水抽出至地表再进行处理的技术。
抽出--处理技术是最早使用也是应用最广泛的一种异位修复技术。
传统的抽出--处理法就是将污染的地下水抽到地表进行处理的方法,其大致可以分为以下三类:①物理法。
包括:吸附法、重力分离法、过滤法、反渗透法、气吹法和焚烧法等。
②化学法。
包括:混凝沉淀法、氧化还原法、离子交换法和中和法等。
③生物法。
包括:活性污泥法、生物膜法、厌氧消化法和土壤处置法等。
虽然受污染地下水抽出后的处理方法与地表水的处理相同,但需要指出的是,在受污染地下水的抽出处理中,井群系统的建立是关键,井群系统要能控制整个受污染水体的流动。
处理后地下水的去向有两个,一是直接使用,另一个则是用于回灌。
用于回灌多一些的原因是回灌一方面可稀释受污染水体,冲洗含水层;另一方面还可加速地下水的循环流动,从而缩短地下水的修复时间。
(二)监测天然衰减技术(MNA)MNA 技术出现的时间较晚,于20 世纪90 年代才开始正式用于地下水污染治理。
国内外地下水修复技术应用现状及发展趋势地下水修复技术应用于地下水恢复,这种技术包括地下水污染物的迁
移控制,污染的吸附剂及自然固定用于低质量地下水的改良和地下水的循
环利用,其中一些技术也能用于高质量地下水的保护,因此地下水修复技
术被称为“生态技术”。
目前,国内外关于地下水修复技术的研究还处于起步阶段,主要集中
于污染物的迁移控制,对其他技术的研究相对薄弱。
在迁移控制技术方面,主要研究内容包括数值模型模拟,长期变化趋势分析,双层模型和再生技
术等。
而新型地下水修复技术的研究侧重于吸附剂、植物修复、纳米材料
和微生物地下技术的研究。
发展趋势来看,地下水修复技术近些年以问题导向来研究,更多的研
究重点放在污染物的治理和控制上,特别是双层模型对地下水体系的污染
尤为重要,是未来地下水污染治理的重要手段。
此外,微生物地下技术和
纳米技术也是未来地下水修复技术发展的重点,这些技术具有高效、低成本、易实施和无需耦合等优点,在污染治理中具有越来越重要的作用。
地下水污染修复技术研究与应用地下水污染是目前全球面临的一个重要环保难题,它将给人类的健康和经济发展带来巨大威胁。
随着环保意识的增强,科学家们积极响应并尝试通过研究发展地下水污染修复技术,以期解决这个长期存在的环境问题。
一、地下水污染的成因地下水污染可由水陆两种途径进入地下水层。
水中的污染物可通过空气的抬升进入地下水层,也可以直接汇入地下水层,境外农药、工业、化工等行业是污染源之一。
二、修复技术地下水污染的修复技术主要包括自然修复、化学修复、生物修复和物理修复几大类。
1. 自然修复:自然修复主要是指通过自然界能力修复地下水污染,如自然生物降解、渗透和复原等。
2. 物理修复:物理修复主要包括吸附法、透过膜法、气泡氧化法等。
3. 生物修复:生物修复技术主要是基于微生物的生物降解原理,利用一些适量的土壤微生物和微生物酶对污染物进行微生物降解,如土壤生物修复、昆虫修复、植物修复等。
4. 化学修复:化学修复主要是通过化学反应对污染物进行处理,以去除其对环境和人体的危害,如化学还原、氧化、酸性处理、碱性处理等。
以上修复技术是在现有条件下常用的方法,对技术的改善和创新研究更是在不断进行,新的技术也随之不断涌现。
三、应用实例1. 拟态现代人工诱导降解地下水有机污染的剂量-迁移模型:本研究发现,我们开发的拟态现代人工诱导降解的应用是改变地下水中有机污染物的特性,提高其被细菌分解的效率,减少其中心的含量,并在研究中提出了三种具有应用前途的典型模型。
2. 用浅层采样器实时监测地下水中二噁英的非点源污染:本研究结果表明,浅层采样器可以紧密贴合污染土壤的核心位置,在有效性证明中表现出不逊于大型地下水曝气留样器。
三、结论地下水污染修复技术是一个庞大而复杂的领域,随着人们对环保问题重视程度的提高和相关政策制度的逐步完善,其研究和应用前景不断拓展。
鉴于不同的污染源和污染环境,也应选择相应的修复技术,针对性的加以应用,以解决地下水污染问题,实现可持续和谐发展。
圣费尔南多盆地储藏着大量的地下水,是整个洛杉矶市饮用水的重要来源。
工业活动导致圣费尔南多盆地地下水自1980年便出现挥发性有机物污染。
洛杉矶水电局正在实施圣费尔南多盆地修复计划,来应对之前泄露的有害物质,恢复并保护这一主要水资源。
项目背景圣费尔南多盆地介绍:圣费尔南多盆地 (San Fernan-do Basin,SFB) 位于圣费尔南多流域(San Fernando Valley) 的下方,储藏着大量的地下水,其属于上洛杉矶河流域(Upper Los Angeles River Area, ULARA)众多盆地之一,储存的地下水是整个洛杉矶市饮用水的重要来源。
正常降水期间,圣费尔南多盆地可为洛杉矶提供14%的饮用水,在长期干旱期间,由于外来水资源受限,其对洛杉矶饮用水的供给可达到30%。
洛杉矶市面积465平方英里,常驻人口近400万,年平均耗水量约为2,150亿加仑。
人均每日用水量为104加仑,约为四浴缸的水量。
作为地下水的主要来源,圣费尔南多盆地9个井场共有115口地下水井。
井场就是钻井入地下蓄水层,开采可用地下水的一个区域。
洛杉矶水电局(Los Angeles Department of Water and Power, LADWP)在盆地中的地下水开采井超过70%都受到各种污染物的影响,导圣费尔南多盆地地下水治理图1 圣费尔南多地下水盆地多种污染物和污染羽流致地下水相比历史供应量减少50%。
目前只有约30口井可靠运行。
洛杉矶水电局(LADWP)正在实施一项计划—圣费尔南多盆地修复计划(the SFB Remediation Program),来应对之前泄露的有害物质,恢复并保护这一主要水资源。
该计划修复目标如下:通过减少污染物暴露,保护公众健康和环境;防止污染物迁移对当地地下水的进一步影响;清除受影响区域和邻近地下水域中的污染物;恢复圣费尔南多盆地水资源有益利用和原计划供应容量。
在未来发生干旱或突发事件时,随着洛杉矶市对外来水资源的依赖程度逐步降低,本地地下水的可用性变得更加重要。
国外地下水污染治理及修复方法探讨摘要:地下水污染问题在中国乃至全世界都是亟待解决的问题,特别是地下水微量有机污染问题已经成为问题的焦点。
本文讨论了近年来国外地下水污染治理及修复的方法。
关键词:地下水污染;治理;修复当前欧、美、日等发达国家的环境保护中所面临的最紧迫的形势是环境中有毒有害化学物质污染。
1997年美国EPA筛选出65类129种优先控制的污染物,其中有机化合物114种,占总数的88%。
全球八大环境问题之一就是持久性有机污染,预计十年内有望取得一定程度的进展。
国际环境法以空前的速度发展,2001年国际社会谈判通过了重大全球环境公约,其中包括《难降解有机污染物公约》(POPS Convention)(2001)。
美国现行生活水质标准[4]52项,其中有机物27项,占总数的50%多。
欧共体生活水质标准有机物6项。
丹麦环保局有一项特别针对危险化学物质的咨询方案和一个有约束力的国际协议,逐渐淘汰了12种持久性有机污染物,并且制定了其它长久残留有机污染物的标准。
地下水污染问题在各国工业不断发展的同时,人工合成的有机物越来越多,大致可分为两类:一类是天然有机物;另一类是人工合成有机物。
现在已知的有机物种类约700万种之多,其中人工合成的有机物种类达十万种以上,且以每年2000种的速度递增。
美国早就认识到水是国家最重要的资源,1972年就实施清洁水法。
80年代美国已经将地下水的有毒化学污染问题列为三种重要的环境污染问题中的一种,这是因为:a地下水一旦被污染,将保持污染达数百年或者更久,而且将污染物清除是十分艰难的事情;b农业有一半的灌溉用水是地下水;c地下水是继海洋之后的另一个最大的水的贮藏库。
一、地下水污染治理技术欧美国家自20世纪70年代以来,在地下水点源污染治理方面取得了很大的进展,且逐渐发展形成较为系统的地下水污染治理技术。
地下水污染治理技术归纳起来主要有:物理处理法、水动力控制法、抽出处理法、原位处理法。
1 物理处理法物理法是用物理的手段对受污染地下水进行治理的一种方法,概括起来又可分为:①屏蔽法。
该法是在地下建立各种物理屏障,将受污染水体圈闭起来,以防止污染物进一步扩散蔓延。
常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆,在受污染水体周围形成一道帷幕,从而将受污染水体圈闭起来。
其他的物理屏障法还有泥浆阻水墙、振动桩阻水墙、板桩阻水墙、块状置换、膜和合成材料帷幕圈闭法等,原理都与灰浆帷幕法相似。
总的来说,物理屏蔽法只有在处理小范围的剧毒、难降解污染物时才可考虑作为一种永久性的封闭方法,多数情况下,它只是在地下水污染治理的初期,被用作一种临时性的控制方法。
②被动收集法。
该法是在地下水流的下游挖一条足够深的沟道,在沟内布置收集系统,将水面漂浮的污染物质如油类污染物等收集起来,或将所有受污染地下水收集起来以便处理的一种方法。
被动收集法一般在处理轻质污染物(如油类等)时比较有效,它在美国治理地下水油污染时得到过广泛的应用。
2 水动力控制法水动力控制法是利用井群系统,通过抽水或向含水层注水,人为地改变地下水的水力梯度,从而将受污染水体与清洁水体分隔开来。
根据井群系统布置方式的不同,水力控制法又可分为上游分水岭法和下游分水岭法。
上游分水岭法是在受污染水体的上游布置一排注水井,通过注水井向含水层注入清水,使得在该注水井处形成一地下分水岭,从而阻止上游清洁水体向下补给已被污染水体;同时,在下游布置一排抽水井将受污染水体抽出处理。
而下游分水岭法则是在受污染水体下游布置一排注水井注水,在下游形成一分水岭以阻止污染羽流向下游扩散,同时在上游布置一排抽水井,抽出清洁水并送到下游注入。
同样,水动力控制法一般也用作一种临时性的控制方法,在地下水污染治理的初期用于防止污染物的扩散蔓延。
3 抽出处理法抽出处理法是当前应用很普遍的一种方法,可根据污染物类型和处理费用来选用,大致可分为三类:①物理法。
包括:吸附法、重力分离法、过滤法、反渗透法、气吹法和焚烧法等。
②化学法。
包括:混凝沉淀法、氧化还原法、离子交换法和中和法等。
③生物法。
包括:活性污泥法、生物膜法、厌氧消化法和土壤处置法等。
受污染地下水抽出后的处理方法与地表水的处理相同,需要指出的是,在受污染地下水的抽出处理中,井群系统的建立是关键,井群系统要能控制整个受污染水体的流动。
处理后地下水的去向有两个,一是直接使用,另一个则是用于回灌。
用于回灌多一些的原因是回灌一方面可稀释受污染水体,冲洗含水层;另一方面还可加速地下水的循环流动,从而缩短地下水的修复时间。
其运行如图1所示。
4 原位处理法原位处理法是地下水污染治理技术研究的热点,不但处理费用相对节省,而且还可减少地表处理设施,最大程度地减少污染物的暴露,减少对环境的扰动,是一种很有前景的地下水污染治理技术。
原位处理技术又包括物理化学处理法及生物处理法。
4.1物理化学处理法①加药法。
通过井群系统向受污染水体灌注化学药剂,如灌注中和剂以中和酸性或碱性渗滤液,添加氧化剂降解有机物或使无机化合物形成沉淀等。
②渗透性处理床。
渗透性处理床主要适用于较薄、较浅含水层,一般用于填埋渗滤液的无害化处理。
具体做法是在污染羽流的下游挖一条沟,该沟挖至含水层底部基岩层或不透水粘土层,然后在沟内填充能与污染物反应的透水性介质,受污染地下水流入沟内后与该介质发生反应,生成无害化产物或沉淀物而被去除。
常用的填充介质有:a.灰岩,用以中和酸性地下水或去除重金属;b.活性炭,用以去除非极性污染物和CCl4、苯等;c.沸石和合成离子交换树脂,用以去除溶解态重金属等。
③土壤改性法。
利用土壤中的粘土层,通过注射井在原位注入表面活性剂及有机改性物质,使土壤中的粘土转变为有机粘土。
经改性后形成的有机粘土能有效地吸附地下水中的有机污染物。
图1 抽出处理工艺示意图④冲洗法。
对于有机烃类污染,可用空气冲洗,即将空气注入到受污染区域底部,空气在上升过程中,污染物中的挥发性组分会随空气一起溢出,再用集气系统将气体进行收集处理;也可采用蒸汽冲洗,蒸汽不仅可以使挥发性组分溢出,还可以使有机物热解;另外,用酒精冲洗亦可。
在理论上,只要整个受污染区域都被冲洗过,则所有的烃类污染物都会被去除。
⑤射频放电加热法。
通入电流使污染物降解。
原位物化法在运用时需要注意的是堵塞问题,尤其是当地下水中存在重金属时,物化反应易生成沉淀,从而堵塞含水层,影响处理过程的进行。
4.2生物处理法原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程的人工强化。
它是通过采取人为措施,包括添加氧和营养物等,刺激原位微生物的生长,从而强化污染物的自然生物降解过程。
通常原位生物修复的过程为:先通过试验研究,确定原位微生物降解污染物的能力,然后确定能最大程度促进微生物生长的氧需要量和营养配比,最后再将研究结果应用于实际。
现在所使用的各种原位生物修复技术都是围绕各种强化措施来进行的,例如强化供氧技术大致有以下几种:①生物气冲技术。
该技术与原位物化法中的气冲技术相似,都是将空气注入受污染区域底部,所不同的是生物气冲的供气量要小一些,只要能达到刺激微生物生长的供气量即可。
②溶汽水供氧技术。
这是由维吉尼亚多种工艺研究所的研究人员开发的技术,它能制成一种由2/3气和1/3水组成的溶汽水,汽泡直径可小到55 μm。
把这种汽水混合物注入受污染区域,可大大提高氧的传递效率。
③过氧化氢供氧技术。
该技术是把过氧化氢作为氧源注入受污染地下水中,过氧化氢分解以后产生氧以供给微生物生长。
过氧化氢常常要与催化剂一起注入,催化剂用以控制过氧化氢的分解速度,使之与微生物的耗氧速度相一致。
强化营养物供应的技术包括有渗透墙技术等。
该技术是在污染区域内垂直于地下水流方向建一道渗透墙,先将渗透墙内的水抽出,添加营养物后再回灌入渗透墙。
这时,添加了营养物的渗透墙就成了一个营养物扩散源,在渗透墙下游就会形成一个生物活跃区,从而强化了生物降解过程。
另外,强化措施还可以从微生物的角度入手。
可以先在地表设施中对微生物进行选择性培养,然后再通过注射井注入到受污染区域,或直接引进商品化菌种,都可以起到强化生物降解过程的作用。
美国采用生物处理系统治理地下水污染。
美国三谷市拉彭特谷县水管局会同巴尔德温帕克可运行单位管理委员会,正在进行一项试验工程,它将使用生物处理系统来去除圣加布里埃尔地下水中的高氯酸盐和另一种常见的污染物氮以及今年初刚发现的名为亚硝基二甲胺氮(NDMA)的混合物。
三谷市水管局总工程师理查德.W.汉森称,治理地下水中的高氯酸盐是一个全国性的问题。
无疑,南加州在探索处理技术方面走在了全国前列。
该系统构思独特,效果显著。
他指出,生物降解法和离子交换法这两种人们一致看好的处理高氯酸盐的方法各有利弊。
生物降解法在处理过程中使用微生物来消除高氯酸盐;离子交换法则是先吸附住高氯酸盐后再将其去除掉。
离子交换法的不足之处是最终必须将废水中的聚集的高氯酸盐清除掉后才能排放,而生物降解法则不存在这一问题,但必须先弄清处理时化学物质的相互作用是否会把新的污染物引入水中。
这种新型处理系统由杀菌和过滤等流程组成。
二、地下水污染修复生物修复描述了在地下水和土壤中进行的微生物自然降解过程,该过程是在厌氧(缺氧)条件下进行的。
既需要电子给予者(如氧),也需要电子接收者(如氢)。
多数情况下由于这些基本要素的需要(氧或氢),土壤很快会变得贫乏。
氧或氢会以最快的速度阻止自然微生物污染的扩散并达到降解目的。
通过固有细菌和自然土壤过程(固有衰减)使土壤和地下水污染物衰减的很大优势是避免了昂贵的泵吸系统、相关工作、维修和加工处理成本。
缺点是固有衰减的速度很慢,除有限环境中所有条件都适宜外,固有衰减不是一个很好地去除污染物的“方法”。
加利福尼亚洲的一个名为Regenesis的基础公司研制出一系列从地下水中快速降解和分离污染物的产品,其降解速度远大于固有衰减。
其中最有名的产品是氧释放化合物(ORC)和氢释放化合物(HRC),它们能有效地促进燃料、溶剂和许多其它类型地下水污染物的固有衰减。
在世界范围内已有9000多个项目正在使用这两种产品。
Regenesis公司的另一目标是处理带有溶解金属的地下水污染物,包括:从填土地渗透滤液;阴沟污泥的土地应用;从尾矿和其它废矿淋滤液;从工业废水渗漏和从工业金属加工厂渗漏(如金属加工车间,电镀车间等)。
在含水层中溶解金属受到一系列地球化学因素的影响,包括pH、Eh、络合作用、吸附作用和离子交换。
通过沉淀、氧化、吸附和络合作用处理和控制这些因素的能力可直接影响地下水中溶解金属的物理状态、流动性和存在形式。
Regenesis公司于2003年研制出一种慢释放、无毒的金属修复化合物(MRC),这种化合物通过原位固定作用从地下水中分解出溶解金属,为溶解氢提供了一种发酵性基质来保证氯化物的生物降解作用。