地下水污染修复技术研究进展
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水生态环境修复研究现状及发展摘要:近年来随着我国经济的快速发展和科技不断进步,社会主义现代化建设取得了巨大的成就。
但是在我国综合国力快速增长的同时,我国的水生态环境也遭到了一定程度的破坏。
目前我国的水生态环境污染状况十分严重,有60%以上的水体被污染。
水生态修复技术是生态工程技术的一种,主要利用水生态学中自我修复的原理对受污染的水体进行修复。
本文简要介绍了水生态修复技术类别,分析了其在水环境修复技术及应用现状,展望了水生态修复技术在未来的发展趋势。
关键词:水生态;环境;修复技术;发展中图分类号:文献标志码:文章编号:随着时代的进步,我国的社会经济和科学技术不断前进发展,城市的水生态环境收到了较大的影响,水资源被大量开发,以至于城市水生态环境超过了所能承载的范围而被破坏。
并且在城市发展进步的同时,人们对于生活的质量要求也逐渐提高,在日常对水质量的标准也不水涨船高。
因此提高水环境质量迫在眉睫,而水生态环境修复是提高水环境质量的必经之路。
1水生态环境修复面临的挑战1.1 水生态环境中存在多元污染水质是水生态质量评价的重要标准,水生态供水功能和生物多样性都受其影响。
通过有关专家研究分析,对水污染问题进行及时遏制,才能实现水生态的恢复。
水质的提升对水生态环境修复至关重要。
水生态环境中水质污染主要分为面源污染和点源污染两种[1],城市的工业废水已经生活污水的排放是点源污染的重要原因。
所以城市中的污水处理工艺和给排水体制对降低水生态中点源污染至关重要。
面源污染相对于点源污染来说,对水体污染的范围更大,比如酸雨侵蚀对水生态环境的大范围污染。
水生态系统中的土壤污染、地表沉积物污染以及化肥农药流入水域的污染都属于面源污染。
城市中主要存在点源污染,而处置方法主要是对污水进行集中处理、监测并排放。
面源污染由于其在水域中的分布范围较广且不确定因素大,治理难度也相对较大。
1.2 河流过度开发为了调控水生态系统中的水资源,国家的水务部门对水利工程的建设加大看重视。
地下水污染物迁移与去除机理研究一、引言地下水是人类生活和经济发展的重要资源,然而,随着工农业生产的不断发展,地下水受到了日益严重的污染。
地下水污染物的迁移和去除机理研究对于地质环境工程和水资源管理具有重要意义。
本文将探讨地下水污染物的迁移规律和去除机理,以期为地下水污染防治提供科学依据。
二、地下水污染物的迁移规律地下水污染物的迁移规律主要受到地下水流动和物质迁移两个因素的综合影响。
1. 地下水流动对污染物迁移的影响地下水流动是指地下水由高处向低处流动的现象。
地下水污染物随着地下水的流动而迁移,其迁移速率受到许多因素的影响。
例如,地下水流速、流经的地层孔隙度和渗透率等。
此外,地下水流动还受到地表活动、天气条件和近地表地下水位的影响。
2. 物质迁移的影响因素物质迁移是指污染物在地下水中的扩散、吸附、降解和生物转化过程。
物质迁移的主要影响因素包括环境温度、pH值、地层孔隙度、溶解性和吸附性等。
当污染物进入地下水体系后,其化学性质会引发一系列的物质迁移过程,如吸附到固体颗粒表面、降解为无害物质、被微生物转化等。
三、地下水污染物去除机理地下水污染物去除机理是指通过一系列的处理过程将污染物从地下水中去除的过程。
常见的地下水污染物去除方法包括物理方法、化学方法和生物方法。
1. 物理方法物理方法是利用物理原理对地下水污染物进行去除的方法。
常用的物理方法包括吸附、离子交换、膜分离和超滤等。
吸附是利用材料的吸附性能去除地下水中的污染物,如活性炭吸附法和沙滤吸附法。
离子交换是一种通过树脂或其他吸附材料去除地下水中痕量离子的方法。
膜分离是利用膜的分离性能将溶剂和溶质分开的方法。
2. 化学方法化学方法是指利用化学反应去除地下水中的污染物。
常用的化学方法包括氧化还原法、pH调节法和沉淀法等。
氧化还原法是通过氧化还原反应将污染物转化为无害物质,如高级氧化技术(HOT)和还原剂还原法。
pH调节法是通过调节地下水的pH值来加速污染物的降解。
地下水生态修复市场发展现状引言地下水生态修复是一项重要的环境保护工作,旨在恢复和维护地下水系统的生态功能。
随着人类经济活动的增加,地下水的污染和退化问题日益严重,对地下水生态修复市场需求带来了机会和挑战。
本文将探讨地下水生态修复市场的发展现状,并分析其面临的问题和未来趋势。
地下水生态修复市场概述地下水生态修复市场主要涉及技术、设备、药剂、服务等多个领域。
地下水生态修复技术主要包括生物修复、化学修复和物理修复等方法。
相关设备和药剂的研发、生产和销售也是该市场的重要组成部分。
此外,提供地下水生态修复咨询和服务的公司也在市场中发挥着重要的作用。
地下水生态修复市场现状市场规模地下水生态修复市场规模逐年增长。
根据市场研究机构的数据,2019年全球地下水生态修复市场规模达到XX亿美元,并且有望在未来几年继续保持良好增长态势。
技术发展地下水生态修复技术在过去几十年中取得了显著进展。
生物修复技术的研究和应用不断深化,包括微生物修复、植物修复等方法的发展。
化学修复和物理修复方法的创新也为地下水生态修复提供了更多选择。
技术发展的推动将进一步推动地下水生态修复市场的增长。
政策支持政府对地下水生态修复的重视和支持为市场的发展提供了良好的环境。
许多国家和地区都出台了相关的政策法规,加强地下水保护和修复工作。
政府的资金支持和税收优惠等措施也为地下水生态修复市场的发展提供了支持和推动。
市场竞争地下水生态修复市场竞争激烈。
目前市场上存在着众多的地下水生态修复技术和产品供应商,竞争主要集中在技术研发和产品品质上。
大型跨国公司在市场中占据一定份额,但也有一些中小型企业通过技术创新和市场定位取得了一定的竞争优势。
地下水生态修复市场面临的问题技术标准不一目前地下水生态修复技术标准尚未统一,各个企业和研究机构在技术方法和效果评估上存在差异。
缺乏统一的技术标准使得市场产生不必要的混乱,也增加了投资者的风险意识。
需求不确定性地下水生态修复市场的需求与地下水污染和退化状况密切相关,不同地区和行业的需求差异较大。
地下水污染迁移与修复技术地下水污染是指地下水中存在着对人类健康和环境造成潜在危害的有害物质。
这些有害物质可以通过地下水及其流动传播逐渐扩散,对周围的地下水资源和生态系统产生负面影响。
因此,地下水污染的迁移与修复技术至关重要。
一、地下水污染迁移地下水污染的迁移是指有害物质在地下水中的传播和扩散过程。
它受到多种因素的影响,包括地下水流动速度、有害物质的特性、地下水与岩石的相互作用等。
在了解这些因素的基础上,我们可以采取一系列的技术手段来预测和模拟地下水污染的迁移路径。
1. 水文地质调查水文地质调查是地下水污染迁移研究的首要任务。
通过采集水样、地下水位、渗透率等数据,可以建立地下水流动模型,预测有害物质的迁移路径。
2. 地下水模拟地下水模拟是一种基于数学模型的方法,可以分析地下水流动的规律和方向,并对有害物质的扩散进行预测。
这种技术能够快速准确地模拟地下水污染的迁移过程,为修复提供科学依据。
二、地下水污染修复技术地下水污染的修复技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法。
这些方法可以分别或者联合使用,根据地下水污染的不同情况选择适宜的修复技术。
1. 物理方法物理方法是利用物理力学的原理来修复地下水污染,常用的技术有抽水处理和气体氧化。
抽水处理通过采用抽水井,将受污染地下水抽到地表,再进行处理,达到减少或移除有害物质的目的。
气体氧化则是将氧化剂注入地下水中,通过氧化反应将有害物质转化成无害或难溶于水的物质。
2. 化学方法化学方法是利用化学反应来修复地下水污染。
常用的技术有还原、氧化和中和等。
还原技术通过添加还原剂,将有害物质还原成无害或难溶于水的物质。
氧化技术则是通过添加氧化剂,将有害物质氧化成无害或难溶于水的物质。
中和技术则是通过添加酸碱中和剂,使有害物质的酸碱度达到中性,从而达到去除污染的目的。
3. 生物方法生物方法是利用生物学的原理和技术来修复地下水污染。
常用的技术有生物降解和生物修复。
生物降解技术是利用微生物降解有害物质,将其转化为无害或难溶于水的物质。
多硫化钙修复Cr(Ⅵ)污染土壤和地下水的研究进展朱巧红;李明;程寒飞【摘要】铬(Cr)是最常见的重金属污染物之一,最常用的修复方法是化学还原法,即利用化学还原药剂将六价铬Cr(Ⅵ)转化为三价铬Cr(Ⅲ),降低其迁移性和毒性,从而实现污染控制的目的.多硫化钙(calcium poly-sulfide:CPS)作为一种新型的化学还原剂,近年来由于具有操作简便、成本低廉、去除效率高等优点受到广泛讨论和研究.该文综述了其在污染土壤和地下水修复中的典型应用、影响条件及技术联用等,旨在为多硫化钙的应用和工程实践提供理论依据.【期刊名称】《安徽农学通报》【年(卷),期】2019(025)009【总页数】3页(P126-128)【关键词】多硫化钙;六价铬;土壤;地下水;化学还原【作者】朱巧红;李明;程寒飞【作者单位】中冶华天南京工程技术有限公司,江苏南京 210000;中冶华天南京工程技术有限公司,江苏南京 210000;中冶华天南京工程技术有限公司,江苏南京210000【正文语种】中文【中图分类】X523铬是一种天然存在的呈刚灰色的过渡金属元素,其广泛应用于冶金、电镀、制革、颜料生产等行业中,是最常见的重金属污染物之一,主要来源于工业生产中含铬废水的不合理排放以及矿山开采中铬矿渣的随意排放。
在环境中,铬主要是以六价铬Cr(Ⅵ)和三价铬Cr(Ⅲ)2种氧化态存在[[1-2]。
其中,Cr(Ⅵ)剧毒且致癌,在环境介质中具有很高的迁移性,极易随水淋溶迁移,并通过土壤、水体、动植物、大气等途径进入人体,危害人体健康。
我国在《“十三五”生态环境保护规划》中,明确将Cr(Ⅵ)列为亟需治理的5种重金属之一。
目前,针对六价铬Cr(Ⅵ)的修复治理手段主要包括化学还原稳定化、土壤淋洗、电动修复、植物修复和微生物修复等[3]。
化学还原稳定化具有处理效果好、处理效率高等优势,应用最为广泛。
常用的还原剂包括铁基还原剂(零价铁、可溶性亚铁离子和其它类亚铁还原剂),硫基还原剂(硫化氢,硫化亚铁等)和部分有机类(生物炭、有机酸和糖浆等)。
污染场地修复技术研究进展随着工业化进程的加快,环境污染日益严重,污染场地的修复成为了当前环境保护领域的一个重要课题。
污染场地修复技术的研究和进展对于改善环境质量、保护生态平衡具有至关重要的意义。
本文将介绍污染场地修复技术的研究进展,包括常见的修复技术及其应用,新兴的修复技术以及未来研究方向。
一、常见的污染场地修复技术1. 土壤修复技术土壤是重要的生态系统组成部分,其受到污染会对人类生产活动和生态环境造成严重影响。
常见的土壤修复技术包括生物修复、化学修复和物理修复。
生物修复采用微生物、植物等生物体对土壤中的有害物质进行降解、转化或修复。
化学修复主要通过化学剂改变土壤中有害物质的性质,使其成为不易迁移或易降解的物质。
物理修复则是通过物理手段(如热解吸、吸附等)去除土壤中的有害物质。
这些技术在实际修复过程中常常结合使用,共同发挥作用。
1. 仿生修复技术仿生修复技术是近年来兴起的一种新型修复技术,其主要借鉴自然界生物体对环境污染的修复能力。
通过研究生物体的生长机理和修复机制,设计出具有类似功能的人工修复体系,实现对污染场地的修复。
这种技术的优势在于能够充分利用自然界的修复资源,具有较高的修复效率和成本效益。
2. 纳米材料修复技术纳米材料修复技术是利用纳米材料对污染场地进行修复的一种新型技术。
纳米材料具有比常规材料更小的颗粒尺寸和更大的比表面积,因此具有更高的吸附能力和催化活性。
通过将纳米材料引入污染场地,可以有效地去除土壤和地下水中的有害物质,加速修复过程。
三、未来研究方向1. 多技术的协同应用目前的污染场地修复技术多为单一技术的应用,但实际修复过程中常常需要多种技术协同作用才能达到更好的修复效果。
未来的研究方向之一是多技术的协同应用,通过不同技术的组合,极大地提高修复效率和效果。
2. 高效、低成本修复技术的研究目前的修复技术存在成本高、修复周期长等问题,制约了其在实际应用中的推广和普及。
未来的研究方向之一是研究开发高效、低成本的修复技术,提高其在实际应用中的可行性和经济性。
PRB修复重金属污染地下水的反应介质研究进展祁宝川;韩志勇;陈吉祥【摘要】可渗透反应墙(permeablereactivebarrier,PRB)技术作为一种经济、简易、高效的原位被动修复技术逐渐被广泛研究和应用.其关键技术是反应介质的研究,修复重金属污染地下水的PRB反应介质材料细分为氧化还原反应介质、吸附反应介质、沉淀反应介质和混合反应介质等四类,对反应介质的去除机理、应用现状和存在问题进行了综述.可渗透反应墙介质材料的选择应在其反应机理的基础上,结合当地水文地质条件、污染特征和经济费用等加以综合考虑,以保证PRB的长效性.未来PRB反应介质的发展主要集中于复合介质和新型反应介质的开发、反应介质的性能研究.同时,我国对PRB修复重金属污染地下水反应介质的研究还处于实验阶段,应进一步加强工程应用.%As a cost-efficient,simple and in-situ passive remediation technology for the treatment of polluted groundwater,the permeable reactive barrier (PRB) has gradually been widely used and studied.The key to PRB technology is research of reaction medium and the reactive media in PRB could be divided into reduction type,absorbent type,precipitation type and mix type.The removal mechanism,current situation and existing problems of the reaction medium used to remove the heavy metals in groundwater are reviewed.To ensure the long-term efficiency of the PRB,the selection of reactive medium in PRB should be based on the reaction mechanism,while the local hydrogeological conditions,the pollution characteristics and economic costs should be comprehensively considered.Development of the reaction media should be focused on the exploration and performance research of mixed and newmedia.Meanwhile,the study of reactive medium is still being in the laboratorial stage,engineering application research should be further strengthened.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】7页(P749-754,759)【关键词】PRB;重金属污染;地下水;原位修复;反应介质【作者】祁宝川;韩志勇;陈吉祥【作者单位】兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TQ085+.4;TQ031;X523随着工业化进程的大力推进,土壤和地下水重金属污染问题日趋加剧,对人类健康和生态环境均构成严重威胁。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 地下水污染修复技术研究进展 作者:李同燕 胡伟武 李文奇 冯传平 来源:《南水北调与水利科技》2015年第07期 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 摘要:结合近几年来世界上地下水污染修复技术的研究现状以及各技术在实践中的应用情况,主要介绍了实践应用中地下水污染修复技术的三种较为典型的处理技术,即异位修复技术、监测自然衰减技术、原位修复技术。然后重点总结了抽出处理、可渗透反应墙、地下水曝气、原位生物修复等技术的最新研究进展、技术修复机理、修复对象和适用特点,为地下水修复技术的现场实践提供了理论依据。最后还对地下水污染修复技术的发展方法进行了初步的展望,提出了地下水修复技术便于野外实践的有利的发展方向。
关键词:地下水;污染修复;异位修复技术;监测天然衰减技术;原位修复技术;可渗透反应墙;地下水曝气技术
中图分类号:X523文献标志码:A文章编号: 1672-1683(2015)001-0029-04 Progress in groundwater remediation technologies LI Tong-yan1,HU Wei-wu1,LI Wen-qi2,FENG Chuan-ping1 (1.School of Water Resources and Environment,China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083,China;2.China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100044,China
) Abstract:According to the present research status of groundwater remediation technology in the world and the application of the technology in practice,three typical groundwater remediation treatment technologies were discussed,i.e.ex-situ remediation technology,monitoring natural attenuation technology,and in-situ remediation technology.And it introduces the new progress,remedy mechanisms,application conditions and technology characteristics of the pump and treat,permeable reactive barrier,air sparging and in-itu bioremediation technology respectively,which provide the theoretical basis for on-site groundwater remediation.Finally,the developing direction of groundwater remediation technologies were prospected,and the favorable development direction of the field practice are proposed.
Key words:groundwater;contamination remediation;ex-situ remediation technology;Monitoring Natural Attenuation technology;in-situ remediation technology;Permeable Reactive Barrier technology;Air Sparging technology
水资源是人类生活和生产过程中不可或缺的一部分,而地下水又是水资源的重要组成部分。据统计,地下水约占地球上整个淡水资源的30%左右,全球约15~20亿人靠饮用地下水生存[1]。我国以地下水作为主要饮用水源的人口约占70%,特别是北方地区。然而,随着经龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 济的快速发展和生活水平的提高,人类不合理的使用资源使得地下水受到了严重的污染。为了满足人类的用水要求,如何治理污染的地下水,已成为当前国内外环保研究的一种趋势。
国内外学者已对地下水污染治理做了很多研究。张胜等[2]将葡萄糖、乙醇、白糖、乙酸钠等分别于人工脱氮菌剂混合,进行野外地下水修复试验研究。张云等[3]进行野外试验,在现场实验井中加入适量的乙醇和纯化的反硝化细菌菌液,来实现受农业施肥污染的地下水的修复。C.D.Johnston等[4]采用原位曝气法结合土壤蒸气抽提法技术,实现砂质地下水含水层中的石油烃类的去除。Nick M Fischer等[5]利用固体释氧化合物(ORC)来生物修复地下水。根据修复方式的不同可将修复技术大致上分为三类:异位修复技术、监测自然衰减技术和原位修复技术。本文综合国内外研究现状,对以上三种典型的修复技术进行总结和对比分析,为我国进行地下水修复提供了理论依据。
1地下水污染修复技术 1.1异位修复技术 异位修复技术是通过收集系统或抽提系统将污染物转移到地面上,然后再进一步处理的技术。异位修复技术主要包括抽出处理(pump and treat,P &T)和被动收集。
1.1.1抽出处理法 抽出处理法(pump and treat,P &T)作为典型的地下水修复技术被最早投入使用,而且目前在国内外应用仍很广泛。P &T技术根据污染类型可分为三类:物理法(反渗透法、过滤法、吸附法、重力分离法、焚烧法和气吹法);化学(离子交换法、中和法、混凝沉淀法和氧化还原法);生物法(厌氧消化法、生物膜法、土壤处置法和活性污泥法)。
抽出处理(P &T)技术的修复原理:根据受污染的地下水的分布情况,在污染场地布置一定数量的抽水井,用水泵抽提受污染的地下水,然后再利用地上的处理设备进行地下水污染治理。最后根据当地实际的地质情况,排放被处理过的地下水。采用处理受污染的地表水的方法来处理抽提上来的地下水,所以该技术应用的重点是建设好地下水抽提井群系统。P &T技术概念模型见图1。
图1P &T技术概念模型 抽出处理(P &T)技术适用范围广,既能用于处理污染程度较轻的场地,又能用于处理污染范围大、污染晕埋藏深的场地。然而,P &T技术也有一定的局限性:由于表面张力的影响而滞留的水溶相溶液不能采用P &T技术净化;若未封闭污染源,当抽提工作结束时,会出现严重的拖尾和反弹现象;该技术需要持续的能量供给,以确保地下水抽提系统和地上处理系统正常运行,更需要对该系统进行定期的监测和维护,从而提高了运行成本。
1.1.2被动收集法 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 被动收集法[6]是将地下水水面漂浮的污染物质如油类污染物等收集并处理的方法,即在地下水流的下游挖一条足够深的沟道,将收集系统布置在沟道内。被动收集法对轻质污染物有较好的处理效果,它在地下水油污染治理方面得到了广泛的应用。
1.2监测天然衰减技术 监测天然衰减技术(Monitoring Natural Attenuation Technology,MNA)开始使用于地下水的污染治理较晚,正式使用是在20世纪90年代。MNA技术是依赖修复场地的自然衰减作用,使污染物的浓度和总量得以减少,从而在合理的时间内使特定地点达到修复的目的。MNA技术也被称作内在生物修复技术,通常被用来处理地下水,一般与其他修复方式联合使用。
自然衰减作用包括物理、化学、生物修复方法。其中物理过程有稀释、弥散、对流、挥发、吸附等。化学过程有氧化-还原、沉淀、水解等。生物过程主要为微生物的降解作用。吸附、挥发、对流、稀释、弥散、沉淀等作用主要是浓度减少,污染物总量并没有减少。微生物的降解作用能将污染物降解为无害物质,彻底的去除地下水中的污染物。 因此,微生物的降解作用是主要的自然衰减作用。
MNA技术处理污染的地下水很少产生二次污染,对环境的扰动性较小,而且有施工简单、易操作、费用低等优点。其缺点是适用范围较小,且修复场地本身要有较高的自然衰减能力。故该技术适用于污染程度较轻、自然衰减能力较强的地区。
1.3原位修复技术 原位修复技术[7]是不破坏土体和地下水自然环境,对污染的地下水进行原地修复,并不对污染物质进行搬运或运输的一类效果很好的修复方法。近年来,由于地下水原位修复技术具有处理费用低,地表处理设施少,污染物暴露率低,环境扰动性小等优点,已经成为一种很有前景的地下水污染修复技术。原位修复技术主要包括可渗透反应墙技术、地下水曝气技术、原位电动修复技术、原位化学氧化技术和原位生物修复技术。
1.3.1可渗透反应墙技术 可渗透反应墙技术(Permeable Reactive Barrier,PRB)作为一种原位修复技术得到了广泛的应用。根据美国环保局(USEPA)的定义[8]“PRB技术是通过在地下安装活性材料墙体,将污染物羽状体加以拦截,使其通过活性反应介质后,经吸附、沉淀、降解等反应将污染物转化为环境能够接受的另一种形式,使得污染物最终浓度达到国家规定的环境标准”。传统的PRB反应墙有连续反应墙(CRB)和漏斗-导水门式反应墙(F &G PRB)。近年来,国内外大量学者对PRB技术进行研究,出现了一些新形式的反应墙,如原位氧化还原控制墙(ISRM)、微生物反应墙( SRB PRB )、地质虹吸墙(Geosiphson Cells)等。