版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
地下水污染修復(fù)地下水污染修復(fù)12
總論地下水環(huán)境修復(fù)技術(shù)是近年來環(huán)境工程和水文地質(zhì)學科發(fā)展最為迅猛的領(lǐng)域之一1980年,美國國會首次把地下水凈化列為國家最優(yōu)先問題之一,通過了綜合環(huán)境響應(yīng),賠償和責任法案(簡稱CERCLA),即一般所謂超級基金(Superfund)法案,用于支付凈化廢棄的有害廢物場地1984年,美國國會通過了修訂資源保護與恢復(fù)法案(簡稱RCRA),拓展了地下水凈化計劃
2總論地下水環(huán)境修復(fù)技術(shù)是近年來環(huán)境工程和水文地質(zhì)學科發(fā)展23
地下水環(huán)境修復(fù)技術(shù)不同的修復(fù)技術(shù)對于不同的介質(zhì)和污染物適用性是不同的
1.分離、活化和提取技術(shù)2.生物和化學反應(yīng)技術(shù)必須建立監(jiān)測系統(tǒng),以確認修復(fù)工程(或內(nèi)在生物修復(fù)系統(tǒng))的長效運行添加各種反應(yīng)物,許多原位修復(fù)技術(shù)都需要3地下水環(huán)境修復(fù)技術(shù)不同的修復(fù)技術(shù)對于不同的介質(zhì)和污染物適3添加氧化/還原劑后潛在的地球化學變化添加氧化/還原劑后潛在的地球化學變化45
地下水污染修復(fù)中的新材料生物質(zhì)樹皮/富含丹寧酸的物質(zhì)木質(zhì)素幾丁質(zhì)/甲殼質(zhì)死的生物體苔鮮海草/海藻/褐藻酸廢棄的茶葉等巖土材料沸石粘土泥有鐵氧化物包殼的砂粉煤灰菱鐵礦黃土等
5地下水污染修復(fù)中的新材料生物質(zhì)巖土材料56
1、生物質(zhì)富含丹寧酸物質(zhì)丹寧酸中多羥基酚是吸附重金屬的活性組分二者可發(fā)生離子交換作用發(fā)生,并形成螯合物61、生物質(zhì)富含丹寧酸物質(zhì)67
1、生物質(zhì)木質(zhì)素木質(zhì)素的成本比活性炭約低20倍對Pb,Zn的吸附能力分別為186,95mg/g硫酸木質(zhì)素對Hg的吸附能力為150mg/g甲殼質(zhì)和海產(chǎn)處理工藝廢棄物幾丁質(zhì)(廣泛存在于自然界的一種含氮多糖類生物性高分子,主要的來源為蝦、蟹、昆蟲等甲殼類動物的外殼與軟體動物的器官(例如烏賊的軟骨),以及真菌類的細胞壁等)存在于螃蟹的外骨骼、其他甲殼動物和一些真菌細胞壁中,在自然界中的豐度僅次于植物纖維素甲殼質(zhì)不但廉價,數(shù)量豐富,它對重金屬的吸附能力也很強,相當于幾丁質(zhì)的56倍71、生物質(zhì)木質(zhì)素7地下水污染修復(fù)(最新版)課件89
1、生物質(zhì)死生物死細胞聚集重金屬的能力與活細胞相當甚至更強谷殼作為水稻商業(yè)性收割的副產(chǎn)品,稻殼具有與綠藻相似的結(jié)構(gòu)與藻類對Cr和Pb的吸附能力相近,但它對Cd的吸附能力幾乎是藻類的兩倍91、生物質(zhì)死生物910
2、地質(zhì)材料沸石最早用于重金屬污染治理的地質(zhì)材料斜發(fā)沸石是40多種天然沸石中儲量最豐富的一種沸石的吸附特性源于它們的離子交換能力102、地質(zhì)材料沸石1011
2、地質(zhì)材料粘土具有比表面積大、孔隙率高、極性強等特征,對水中各種類型的污染物質(zhì)有良好的吸附蒙脫石具有最小的結(jié)晶度,最大的表面積和最強的陽離子交換能力,從而應(yīng)具有最強的吸附能力對重金屬的吸附能力歸因于細粒的硅酸鹽礦物的凈負電荷結(jié)構(gòu)性能112、地質(zhì)材料粘土1112
2、地質(zhì)材料
122、地質(zhì)材料1213
2、地質(zhì)材料粉煤灰火電廠的廢物,含有碳和硅氧化物、鋁氧化物、鐵氧化物及鈣、鎂、鈉、鉀、硫的氧化物。潛在優(yōu)勢:金屬被吸附后,它容易固化。因為粉煤灰在有水的情況下能與石灰反應(yīng)形成水泥質(zhì)的硅酸鈣水化物值得注意:可能含有重金屬及痕量放射性元素。132、地質(zhì)材料粉煤灰1314
2、地質(zhì)材料黃土分布廣,成本低富含碳酸鹽和粘土礦物,偏堿性,且具有大孔隙重金屬(Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、As)及非離子型有機污染物(甲苯)142、地質(zhì)材料黃土1415
主要修復(fù)方法異位修復(fù)方法置換、部分熱解吸技術(shù)等原位(就地)修復(fù)方法監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)滲透性反應(yīng)墻(PRB)異位+原位修復(fù)方法抽出處理法(PAT)15主要修復(fù)方法異位修復(fù)方法151、監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)1、監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)16抽出-處理法(PumpAndTreatment)地下環(huán)境中土生的微生物能降解許多有機化合物,如汽油、煤油、柴油、航空燃料;自然衰減作用的非生物過程苯、甲苯、乙苯、二甲苯;當微生物將有機化合物用作氧化還原總反應(yīng)的電子供體(主要的生長基質(zhì))時,供應(yīng)生長的有機化合物就會發(fā)生微生物氧化反應(yīng)1、有機化合物用作生長底物富含碳酸鹽和粘土礦物,偏堿性,且具有大孔隙municipal&industrial不會涉及到廢物的重新產(chǎn)生或遷移地下水在反應(yīng)區(qū)內(nèi)流動的距離→在發(fā)酵反應(yīng)中,有機化合物在反應(yīng)的第一步既起著電子供體、也起著電子受體的作用把污染區(qū)的污染物質(zhì)通過植物的作用轉(zhuǎn)移到別的地方,使該區(qū)的污染不再那么嚴重1、有機化合物用作主要的生長底物對流:驅(qū)動地表下污染物運動的主要機制從污染場地抽出被污染的水,并用潔凈的水置換之;有利的水文和地球化學條件可能隨著時間而發(fā)生變化,從而導致曾經(jīng)穩(wěn)定化了的污染物重新發(fā)生運移,對修復(fù)成果產(chǎn)生負面的影響進行長期監(jiān)測并負擔相關(guān)費用,實施機構(gòu)負責對抽出的水加以處理,污染物最終可以被去除幾丁質(zhì)(廣泛存在于自然界的一種含氮多糖類生物性高分子,主要的來源為蝦、蟹、昆蟲等甲殼類動物的外殼與軟體動物的器官(例如烏賊的軟骨),以及真菌類的細胞壁等)存在于螃蟹的外骨骼、其他甲殼動物和一些真菌細胞壁中,在自然界中的豐度僅次于植物纖維素必須把對抽出-處理系統(tǒng)的監(jiān)測作為修復(fù)措施整體必不可少的組成部分,監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)17
監(jiān)測條件下的自然衰減法
(MNA,MonitoredNaturalAttenuation)美國EPA的定義依賴自然衰減作用,在同其他更有效的方法所用時間相比屬合理的時間限定內(nèi),使特定地點達到修復(fù)目的包括污染物的生物降解、擴散、稀釋、吸附、揮發(fā)、及化學或生物固定、轉(zhuǎn)化或破壞等這些作用在無人為干擾的可行條件下,能夠降低土壤和地下水中的污染物的數(shù)量、毒性、遷移性、體積或濃度抽出-處理法(PumpAndTreatment)17監(jiān)1718
監(jiān)測條件下的自然衰減法優(yōu)點
污染物最終能被轉(zhuǎn)化成無毒的副產(chǎn)物無須人為介入不會涉及到廢物的重新產(chǎn)生或遷移費用低克服機械化修復(fù)設(shè)施所帶來的局限18監(jiān)測條件下的自然衰減法優(yōu)點1819
監(jiān)測條件下的自然衰減法局限性時間很長進行長期監(jiān)測并負擔相關(guān)費用,實施機構(gòu)負責受當?shù)厮牡刭|(zhì)條件的自然變化及人為因素的影響有利的水文和地球化學條件可能隨著時間而發(fā)生變化,從而導致曾經(jīng)穩(wěn)定化了的污染物重新發(fā)生運移,對修復(fù)成果產(chǎn)生負面的影響含水層的各向異性可能使場地特征復(fù)雜化生物降解的中間產(chǎn)物可能會比原來的化合物更毒19監(jiān)測條件下的自然衰減法局限性1920
主要的自然衰減作用非降解性作用僅引起污染物的濃度降低,而系統(tǒng)中的污染物總量并未改變的那些作用過程,包括水動力學彌散(機械彌散和擴散)、吸附、稀釋和揮發(fā)等降解性作用包括生物降解和非生物降解作用
生物降解對污染物的降解起主導作用,取決于污染物的類型及電子供體或碳源的可用性20主要的自然衰減作用非降解性作用2021
自然衰減作用的非生物過程
物理過程對流:驅(qū)動地表下污染物運動的主要機制
彌散:引起縱向、橫向和垂向遷移;降低溶質(zhì)的濃度
擴散:從較高濃度區(qū)域向較低濃度區(qū)域擴散揮發(fā):將污染物從地下水中去除,并轉(zhuǎn)移到土壤氣相中
吸附:固著在含水層介質(zhì)上,將溶質(zhì)從地下水中去除
稀釋:可能增加電子受體的濃度,特別是溶解氧的濃度
化學過程水解與脫氫鹵化作用:重要的自然衰減機理
21自然衰減作用的非生物過程物理過程212010-11-3022
水解反應(yīng)取代反應(yīng)在反應(yīng)中,化合物與水發(fā)生反應(yīng),鹵代基被羥基(OH-)取代RX+HOH=
ROH+HX
有機化合物的水解反應(yīng)常常生成醇類及烯烴化合物上的鹵代基越多,水解反應(yīng)發(fā)生的幾率就越小,反應(yīng)的速率也越慢2010-11-3022水解反應(yīng)取代反應(yīng)2223
脫氫鹵化反應(yīng)
涉及到鹵代烷烴的消除反應(yīng)在反應(yīng)中,鹵素原子從一個碳原子上去除,緊接著鄰近碳原子上的一個氫原子也去除,而生成烯烴發(fā)生的可能性隨著鹵代基數(shù)量的增加而增加23脫氫鹵化反應(yīng)涉及到鹵代烷烴的消除反應(yīng)2324
生物過程:內(nèi)在生物降解作用許多實驗室和野外研究顯示
地下環(huán)境中土生的微生物能降解許多有機化合物,如汽油、煤油、柴油、航空燃料;氯代乙烯、氯代乙烷、氯代甲烷、氯苯等99%的地區(qū)存在各種各樣的能降解石油類碳氫化合物的微生物群落地下水中,只有溶解或被吸附了的有機化合物,且對完成生物降解過程有用的其它化合物(例如:溶解氧、硝酸鹽等)存在時,才會發(fā)生生物降解
在生物降解過程中,產(chǎn)生的中間產(chǎn)物可能比原始化合物更有危害性24生物過程:內(nèi)在生物降解作用許多實驗室和野外研究顯示2425
生物降解機制電子供體以相對還原態(tài)存在的化合物,包括自然有機物質(zhì)、石油類碳氫化合物、低氯代乙烯、乙烷、甲烷、以及氯代苯、溶解氫等等電子受體以相對氧化態(tài)存在的單質(zhì)或化合物,包括溶解氧、硝酸鹽、鐵(III)、氫氧化物、硫酸鹽、二氧化碳、以及幾種氯代烴溶劑等等微生物促發(fā)并利用電子供體/電子受體的氧化還原過程,獲取能量,形成微生物群體,并降解有機物25生物降解機制電子供體2526
生物降解類型1、有機化合物用作主要的生長底物生物氧化反應(yīng)生物還原反應(yīng)發(fā)酵反應(yīng)2、共代謝26生物降解類型1、有機化合物用作主要的生長底物26生長迅速且纖維根系發(fā)達地下水污染修復(fù)中的新材料自然衰減作用的非生物過程原理:當被污染的水流經(jīng)泥磚時,營養(yǎng)物質(zhì)被釋放,引發(fā)脫氮作用來降解BTEX。此時,可通過收獲這些植物,通過燃燒或別的方法來從植物體內(nèi)分解出這些物質(zhì)沸石的吸附特性源于它們的離子交換能力涉及到鹵代烷烴的消除反應(yīng)在反應(yīng)中,鹵素原子從一個碳原子上去除,緊接著鄰近碳原子上的一個氫原子也去除,而生成烯烴苯、甲苯、乙苯、二甲苯;1984年,美國國會通過了修訂資源保護與恢復(fù)法案(簡稱RCRA),拓展了地下水凈化計劃混凝法、氧化還原法、離子交換法以及中和沉淀法等生物接觸氧化法、生物濾池法等必須把對抽出-處理系統(tǒng)的監(jiān)測作為修復(fù)措施整體必不可少的組成部分,監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)擴散:從較高濃度區(qū)域向較低濃度區(qū)域擴散1980年,美國國會首次把地下水凈化列為國家最優(yōu)先問題之一,通過了綜合環(huán)境響應(yīng),賠償和責任法案(簡稱CERCLA),即一般所謂超級基金(Superfund)法案,用于支付凈化廢棄的有害廢物場地苯、甲苯、乙苯、二甲苯;以相對氧化態(tài)存在的單質(zhì)或化合物,包括溶解氧、硝酸鹽、鐵(III)、氫氧化物、硫酸鹽、二氧化碳、以及幾種氯代烴溶劑等等1、有機化合物用作生長底物Cunningham等研究了植物對環(huán)境中土壤鉛的固定,發(fā)現(xiàn)一些植物可降低Pb的生物可利用性,緩解Pb對環(huán)境中生物的毒害作用運用植物和與之相關(guān)的微生物來原位處理受到污染的水與土壤,它是能夠有效、便宜清除多種有機和無機廢物的新技術(shù)27
1、有機化合物用作生長底物
生物氧化反應(yīng)當微生物將有機化合物用作氧化還原總反應(yīng)的電子供體(主要的生長基質(zhì))時,供應(yīng)生長的有機化合物就會發(fā)生微生物氧化反應(yīng)在有氧或厭氧條件下都會發(fā)生生物氧化反應(yīng)可溶性石油碳氫化合物(如BTEX)、DCE、氯代乙烯、氯代苯等低氧化氯代化合物,都能被用作微生物新陳代謝的電子供體生長迅速且纖維根系發(fā)達271、有機化合物用作生長底物生物2728
1、有機化合物用作生長底物
生物還原反應(yīng)
當微生物將有機化合物用作氧化還原總反應(yīng)的電子受體(主要的生長基質(zhì))時,供應(yīng)生長的有機化合物就會發(fā)生微生物還原反應(yīng)PCE、TCE、TCA、以及四氯化碳等氯代溶劑在鹵呼吸作用過程中,氯代碳氫化合物被直接用作電子受體,而溶解氫則被直接用作電子供體281、有機化合物用作生長底物生物還原反應(yīng)2829
1、有機化合物用作生長底物
發(fā)酵作用
在發(fā)酵反應(yīng)中,有機化合物在反應(yīng)的第一步既起著電子供體、也起著電子受體的作用發(fā)酵過程是唯一不需要外部電子受體的反應(yīng)通過一系列的微生物催化下的內(nèi)部電子遷移過程,有機化合物被轉(zhuǎn)化成了無毒的化合物醋酸鹽、水、二氧化碳、溶解氫等291、有機化合物用作生長底物發(fā)酵作用29主要的自然衰減作用
主要的自然衰減作用30主要的自然衰減作用
主要的自然衰減作用3132
抽出-處理法(PumpAndTreatment)抽出-處理法是最早使用、應(yīng)用最廣的經(jīng)典方法從污染場地抽出被污染的水,并用潔凈的水置換之;對抽出的水加以處理,污染物最終可以被去除必須把對抽出-處理系統(tǒng)的監(jiān)測作為修復(fù)措施整體必不可少的組成部分,監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)處理后地下水直接使用回灌稀釋受污染水體,沖洗含水層加速地下水的循環(huán)流動32抽出-處理法(PumpAndTreatment)抽3233
抽出-處理法(PumpAndTreatment)處理方法可根據(jù)污染物類型和處理費用來選用,大致可分為三類
物理法吸附法、重力分離法、過濾法、膜處理法、吹脫法等化學法混凝法、氧化還原法、離子交換法以及中和沉淀法等生物法生物接觸氧化法、生物濾池法等33抽出-處理法(PumpAndTreatment)處33地下水污染修復(fù)(最新版)課件343、反應(yīng)性滲透墻(PRB)
3、反應(yīng)性滲透墻(PRB)3536
反應(yīng)性滲透墻(PRB,PermeableReactiveBarrier)
定義是一種原地處理技術(shù)將含適當反應(yīng)物質(zhì)的可滲墻橫跨在污染物羽狀流束的流徑上。當被污染的水流經(jīng)墻體,污染物或被去除,或被降解,污染被清除后的水向下游流動36反應(yīng)性滲透墻(PRB,PermeableReact36用墻的防滲部分將地下水引至由反應(yīng)物組成的相對狹窄的區(qū)域漏斗-門系統(tǒng):反應(yīng)性滲透墻與防滲墻技術(shù)的結(jié)合生物接觸氧化法、生物濾池法等擴散:從較高濃度區(qū)域向較低濃度區(qū)域擴散漏斗-門系統(tǒng):反應(yīng)性滲透墻與防滲墻技術(shù)的結(jié)合地下水污染修復(fù)中的新材料被污染的水在反應(yīng)物中的滯留時間1、有機化合物用作生長底物1、有機化合物用作主要的生長底物幾丁質(zhì)(廣泛存在于自然界的一種含氮多糖類生物性高分子,主要的來源為蝦、蟹、昆蟲等甲殼類動物的外殼與軟體動物的器官(例如烏賊的軟骨),以及真菌類的細胞壁等)存在于螃蟹的外骨骼、其他甲殼動物和一些真菌細胞壁中,在自然界中的豐度僅次于植物纖維素municipal&industrialCunningham等研究了植物對環(huán)境中土壤鉛的固定,發(fā)現(xiàn)一些植物可降低Pb的生物可利用性,緩解Pb對環(huán)境中生物的毒害作用此時,可通過收獲這些植物,通過燃燒或別的方法來從植物體內(nèi)分解出這些物質(zhì)對流:驅(qū)動地表下污染物運動的主要機制1、有機化合物用作主要的生長底物混凝法、氧化還原法、離子交換法以及中和沉淀法等利用植物及一些添加物質(zhì)使環(huán)境中的金屬流動性降低,生物可利用性下降,使金屬對生物的毒性降低地下水在反應(yīng)區(qū)內(nèi)流動的距離→由于替換成本過高,反應(yīng)墻難以被移走此時,可通過收獲這些植物,通過燃燒或別的方法來從植物體內(nèi)分解出這些物質(zhì)Casestudy1PRBtoInterceptContaminantsinlandfillleachate,USAmid1930sto1981
municipal&industrialPRB用墻的防滲部分將地下水引至由反應(yīng)物組成的相對狹窄的區(qū)域Cas3738
反應(yīng)性滲透墻的設(shè)計
重點考慮:
墻高:處理帶的深度墻寬:污染物與墻體填充材料的作用時間填料:降解污染物的有效性、滲透性、可再生性、成本等成本核算38反應(yīng)性滲透墻的設(shè)計重點考慮:3839
連續(xù)反應(yīng)墻的局限性
由于替換成本過高,反應(yīng)墻難以被移走通過階段性添加營養(yǎng)物或?qū)Φ厍蚧瘜W條件進行改性等手段進行有效維護對于連續(xù)反應(yīng)墻來說是不可能的或在實踐上是行不通的39連續(xù)反應(yīng)墻的局限性3940
漏斗-門系統(tǒng):反應(yīng)性滲透墻與防滲墻技術(shù)的結(jié)合
漏斗-門系統(tǒng)
用墻的防滲部分將地下水引至由反應(yīng)物組成的相對狹窄的區(qū)域防滲部分可通過泥漿墻和可密封的板樁等幾種途徑構(gòu)成反應(yīng)部分——“門”可以具有不同的幾何形狀和維度,門可以含有多個處理區(qū),每個區(qū)處理特定的污染物40漏斗-門系統(tǒng):反應(yīng)性滲透墻與防滲墻技術(shù)的結(jié)合漏斗-門4041
414142
漏斗-門系統(tǒng)設(shè)計考慮的主要因素
被污染的水在反應(yīng)物中的滯留時間地下水達到目標濃度需要經(jīng)過的滯留時間天然地下水的流速漏斗與門的寬度比→地下水流經(jīng)門的速度→地下水在反應(yīng)區(qū)內(nèi)流動的距離→地下水適當?shù)臏魰r間42漏斗-門系統(tǒng)設(shè)計考慮的主要因素4243
填料:反應(yīng)物(1)控制無機污染物的化學屏障
通過氧化還原反應(yīng)來去除電化學性質(zhì)活躍的物質(zhì),零價鐵;通過添加劑(pH)使一些污染物沉淀,碎石灰;通過激發(fā)生化過程來去除污染物,有機物→脫氮43填料:反應(yīng)物(1)控制無機污染物的化學屏障432010-11-3044
填料:反應(yīng)物(2)有機污染物的生物降解Kao和Bordon(1992)進行了土柱實驗,用雙層反應(yīng)性滲透墻來去除地下水中的BTEX
(苯系物;苯、甲苯、乙苯、二甲苯;二甲苯)裝置:墻上端水流經(jīng)過由充滿營養(yǎng)物質(zhì)(N和P)的混凝土泥磚組成,下面是一層泥炭
原理:當被污染的水流經(jīng)泥磚時,營養(yǎng)物質(zhì)被釋放,引發(fā)脫氮作用來降解BTEX。泥炭被作為介質(zhì)來吸附流經(jīng)泥磚層的低濃度BTEX2010-11-3044填料:反應(yīng)物(2)有機污染物的生物442010-11-3045
施工
將地溝挖掘到適當深度,用反應(yīng)物回填如挖掘深度遠低于地下水位,地溝的墻會坍塌,為此,使用可密封的板樁來支護墻主要缺點如果地溝經(jīng)過被污染的地區(qū),被挖掘出的物質(zhì)可能需要轉(zhuǎn)移至有害廢物處置場2010-11-3045施工將地溝挖掘到適當深度,用反應(yīng)45安裝反應(yīng)器現(xiàn)場監(jiān)測安裝現(xiàn)場監(jiān)測46以相對氧化態(tài)存在的單質(zhì)或化合物,包括溶解氧、硝酸鹽、鐵(III)、氫氧化物、硫酸鹽、二氧化碳、以及幾種氯代烴溶劑等等涉及到鹵代烷烴的消除反應(yīng)發(fā)生的可能性隨著鹵代基數(shù)量的增加而增加運用植物和與之相關(guān)的微生物來原位處理受到污染的水與土壤,它是能夠有效、便宜清除多種有機和無機廢物的新技術(shù)在反應(yīng)中,化合物與水發(fā)生反應(yīng),鹵代基被羥基(OH-)取代1、有機化合物用作生長底物在反應(yīng)中,化合物與水發(fā)生反應(yīng),鹵代基被羥基(OH-)取代二者可發(fā)生離子交換作用發(fā)生,并形成螯合物不同的修復(fù)技術(shù)對于不同的介質(zhì)和污染物適用性是不同的從污染場地抽出被污染的水,并用潔凈的水置換之;由于替換成本過高,反應(yīng)墻難以被移走醋酸鹽、水、二氧化碳、溶解氫等監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)99%的地區(qū)存在各種各樣的能降解石油類碳氫化合物的微生物群落municipal&industrial滲透性反應(yīng)墻(PRB)利用植物及一些添加物質(zhì)使環(huán)境中的金屬流動性降低,生物可利用性下降,使金屬對生物的毒性降低死細胞聚集重金屬的能力與活細胞相當甚至更強具有比表面積大、孔隙率高、極性強等特征,對水中各種類型的污染物質(zhì)有良好的吸附1、監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)47
生物修復(fù)法:植物&微生物運用植物和與之相關(guān)的微生物來原位處理受到污染的水與土壤,它是能夠有效、便宜清除多種有機和無機廢物的新技術(shù)從本質(zhì)上而言,植物修復(fù)法是運用人類的主動性,來提高自然區(qū)的自然衰減,它是介于工程方法和自然衰減之間的一種方法以相對氧化態(tài)存在的單質(zhì)或化合物,包括溶解氧、硝酸鹽、鐵(II4748
植物修復(fù)法的機制降解轉(zhuǎn)移固定(可容性)
48植物修復(fù)法的機制降解4849
1、污染物的降解植物通過呼吸作用提供了更多的氧氣進入土壤,加快了土壤中細菌的活性,同時,通過他們的根系來為土壤的細菌提供營養(yǎng),使細菌更有效的降解污染物。在植物生長過程中產(chǎn)生酶,污染物在酶的作用下能被分解成單分子的物質(zhì)(如H2O、CO2、乙醇及其它),這些物質(zhì)夠進入到植的機體內(nèi),甚至能促進植物的生長。491、污染物的降解植物通過呼吸作用提供了更多的氧氣進入土4950
2、污染物的轉(zhuǎn)移把污染區(qū)的污染物質(zhì)通過植物的作用轉(zhuǎn)移到別的地方,使該區(qū)的污染不再那么嚴重有些植物可吸收土壤或地下水中單分子污染物,污染物質(zhì)被保存在植物的體內(nèi),隨著污染物質(zhì)的富集,便會引起植物的中毒現(xiàn)象。此時,可通過收獲這些植物,通過燃燒或別的方法來從植物體內(nèi)分解出這些物質(zhì)
502、污染物的轉(zhuǎn)移把污染區(qū)的污染物質(zhì)通過植物的作用轉(zhuǎn)移到5051
3、對污染物的可容性
利用植物及一些添加物質(zhì)使環(huán)境中的金屬流動性降低,生物可利用性下降,使金屬對生物的毒性降低Cunningham等研究了植物對環(huán)境中土壤鉛的固定,發(fā)現(xiàn)一些植物可降低Pb的生物可利用性,緩解Pb對環(huán)境中生物的毒害作用513、對污染物的可容性利用植物及一些添加物質(zhì)使環(huán)境中的51地下水污染修復(fù)(最新版)課件5253
植物的選擇標準易適應(yīng)土壤和污染場所的條件易于生長和供養(yǎng)生長迅速且纖維根系發(fā)達能夠為土壤提供良好的覆蓋效果,為防止土壤被風或水的侵蝕較低的維護費用適于家畜食用或作為野生動物的草料美學的價值53植物的選擇標準易適應(yīng)土壤和污染場所的條件5354
生物修復(fù)法——分子微生物54生物修復(fù)法——分子微生物541、有機化合物用作主要的生長底物作為水稻商業(yè)性收割的副產(chǎn)品,稻殼具有與綠藻相似的結(jié)構(gòu)運用植物和與之相關(guān)的微生物來原位處理受到污染的水與土壤,它是能夠有效、便宜清除多種有機和無機廢物的新技術(shù)處理方法可根據(jù)污染物類型和處理費用來選用,大致可分為三類分離、活化和提取技術(shù)mid1930sto1981municipal&industrial1980年,美國國會首次把地下水凈化列為國家最優(yōu)先問題之一,通過了綜合環(huán)境響應(yīng),賠償和責任法案(簡稱CERCLA),即一般所謂超級基金(Superfund)法案,用于支付凈化廢棄的有害廢物場地植物通過呼吸作用提供了更多的氧氣進入土壤,加快了土壤中細菌的活性,同時,通過他們的根系來為土壤的細菌提供營養(yǎng),使細菌更有效的降解污染物。抽出-處理法(PumpAndTreatment)抽出-處理法(PumpAndTreatment)易適應(yīng)土壤和污染場所的條件有機化合物的水解反應(yīng)常常生成醇類及烯烴具有比表面積大、孔隙率高、極性強等特征,對水中各種類型的污染物質(zhì)有良好的吸附mid1930sto1981用墻的防滲部分將地下水引至由反應(yīng)物組成的相對狹窄的區(qū)域甲殼質(zhì)不但廉價,數(shù)量豐富,它對重金屬的吸附能力也很強,相當于幾丁質(zhì)的56倍地下水達到目標濃度需要經(jīng)過的滯留時間地下環(huán)境中土生的微生物能降解許多有機化合物,如汽油、煤油、柴油、航空燃料;在植物生長過程中產(chǎn)生酶,污染物在酶的作用下能被分解成單分子的物質(zhì)(如H2O、CO2、乙醇及其它),這些物質(zhì)夠進入到植的機體內(nèi),甚至能促進植物的生長。(1)控制無機污染物的化學屏障地下水污染修復(fù)中的新材料如果地溝經(jīng)過被污染的地區(qū),被挖掘出的物質(zhì)可能需要轉(zhuǎn)移至有害廢物處置場1984年,美國國會通過了修訂資源保護與恢復(fù)法案(簡稱RCRA),拓展了地下水凈化計劃Casestudy1PRBtoInterceptContaminantsinlandfillleachate,USA植物通過呼吸作用提供了更多的氧氣進入土壤,加快了土壤中細菌的活性,同時,通過他們的根系來為土壤的細菌提供營養(yǎng),使細菌更有效的降解污染物。通過激發(fā)生化過程來去除污染物,有機物→脫氮苯、甲苯、乙苯、二甲苯;當被污染的水流經(jīng)墻體,污染物或被去除,或被降解,污染被清除后的水向下游流動生長迅速且纖維根系發(fā)達對抽出的水加以處理,污染物最終可以被去除municipal&industrial稀釋:可能增加電子受體的濃度,特別是溶解氧的濃度進行長期監(jiān)測并負擔相關(guān)費用,實施機構(gòu)負責甲殼質(zhì)和海產(chǎn)處理工藝廢棄物1、有機化合物用作生長底物地下水達到目標濃度需要經(jīng)過的滯留時間二者可發(fā)生離子交換作用發(fā)生,并形成螯合物此時,可通過收獲這些植物,通過燃燒或別的方法來從植物體內(nèi)分解出這些物質(zhì)當被污染的水流經(jīng)墻體,污染物或被去除,或被降解,污染被清除后的水向下游流動55
聯(lián)用技術(shù)“八五”國家項目“淄博石油污染含水層現(xiàn)場治理”
1、有機化合物用作主要的生長底物(1)控制無機污染物的化學屏55地下水污染修復(fù)地下水污染修復(fù)5657
總論地下水環(huán)境修復(fù)技術(shù)是近年來環(huán)境工程和水文地質(zhì)學科發(fā)展最為迅猛的領(lǐng)域之一1980年,美國國會首次把地下水凈化列為國家最優(yōu)先問題之一,通過了綜合環(huán)境響應(yīng),賠償和責任法案(簡稱CERCLA),即一般所謂超級基金(Superfund)法案,用于支付凈化廢棄的有害廢物場地1984年,美國國會通過了修訂資源保護與恢復(fù)法案(簡稱RCRA),拓展了地下水凈化計劃
2總論地下水環(huán)境修復(fù)技術(shù)是近年來環(huán)境工程和水文地質(zhì)學科發(fā)展5758
地下水環(huán)境修復(fù)技術(shù)不同的修復(fù)技術(shù)對于不同的介質(zhì)和污染物適用性是不同的
1.分離、活化和提取技術(shù)2.生物和化學反應(yīng)技術(shù)必須建立監(jiān)測系統(tǒng),以確認修復(fù)工程(或內(nèi)在生物修復(fù)系統(tǒng))的長效運行添加各種反應(yīng)物,許多原位修復(fù)技術(shù)都需要3地下水環(huán)境修復(fù)技術(shù)不同的修復(fù)技術(shù)對于不同的介質(zhì)和污染物適58添加氧化/還原劑后潛在的地球化學變化添加氧化/還原劑后潛在的地球化學變化5960
地下水污染修復(fù)中的新材料生物質(zhì)樹皮/富含丹寧酸的物質(zhì)木質(zhì)素幾丁質(zhì)/甲殼質(zhì)死的生物體苔鮮海草/海藻/褐藻酸廢棄的茶葉等巖土材料沸石粘土泥有鐵氧化物包殼的砂粉煤灰菱鐵礦黃土等
5地下水污染修復(fù)中的新材料生物質(zhì)巖土材料6061
1、生物質(zhì)富含丹寧酸物質(zhì)丹寧酸中多羥基酚是吸附重金屬的活性組分二者可發(fā)生離子交換作用發(fā)生,并形成螯合物61、生物質(zhì)富含丹寧酸物質(zhì)6162
1、生物質(zhì)木質(zhì)素木質(zhì)素的成本比活性炭約低20倍對Pb,Zn的吸附能力分別為186,95mg/g硫酸木質(zhì)素對Hg的吸附能力為150mg/g甲殼質(zhì)和海產(chǎn)處理工藝廢棄物幾丁質(zhì)(廣泛存在于自然界的一種含氮多糖類生物性高分子,主要的來源為蝦、蟹、昆蟲等甲殼類動物的外殼與軟體動物的器官(例如烏賊的軟骨),以及真菌類的細胞壁等)存在于螃蟹的外骨骼、其他甲殼動物和一些真菌細胞壁中,在自然界中的豐度僅次于植物纖維素甲殼質(zhì)不但廉價,數(shù)量豐富,它對重金屬的吸附能力也很強,相當于幾丁質(zhì)的56倍71、生物質(zhì)木質(zhì)素62地下水污染修復(fù)(最新版)課件6364
1、生物質(zhì)死生物死細胞聚集重金屬的能力與活細胞相當甚至更強谷殼作為水稻商業(yè)性收割的副產(chǎn)品,稻殼具有與綠藻相似的結(jié)構(gòu)與藻類對Cr和Pb的吸附能力相近,但它對Cd的吸附能力幾乎是藻類的兩倍91、生物質(zhì)死生物6465
2、地質(zhì)材料沸石最早用于重金屬污染治理的地質(zhì)材料斜發(fā)沸石是40多種天然沸石中儲量最豐富的一種沸石的吸附特性源于它們的離子交換能力102、地質(zhì)材料沸石6566
2、地質(zhì)材料粘土具有比表面積大、孔隙率高、極性強等特征,對水中各種類型的污染物質(zhì)有良好的吸附蒙脫石具有最小的結(jié)晶度,最大的表面積和最強的陽離子交換能力,從而應(yīng)具有最強的吸附能力對重金屬的吸附能力歸因于細粒的硅酸鹽礦物的凈負電荷結(jié)構(gòu)性能112、地質(zhì)材料粘土6667
2、地質(zhì)材料
122、地質(zhì)材料6768
2、地質(zhì)材料粉煤灰火電廠的廢物,含有碳和硅氧化物、鋁氧化物、鐵氧化物及鈣、鎂、鈉、鉀、硫的氧化物。潛在優(yōu)勢:金屬被吸附后,它容易固化。因為粉煤灰在有水的情況下能與石灰反應(yīng)形成水泥質(zhì)的硅酸鈣水化物值得注意:可能含有重金屬及痕量放射性元素。132、地質(zhì)材料粉煤灰6869
2、地質(zhì)材料黃土分布廣,成本低富含碳酸鹽和粘土礦物,偏堿性,且具有大孔隙重金屬(Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、As)及非離子型有機污染物(甲苯)142、地質(zhì)材料黃土6970
主要修復(fù)方法異位修復(fù)方法置換、部分熱解吸技術(shù)等原位(就地)修復(fù)方法監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)滲透性反應(yīng)墻(PRB)異位+原位修復(fù)方法抽出處理法(PAT)15主要修復(fù)方法異位修復(fù)方法701、監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)1、監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)71抽出-處理法(PumpAndTreatment)地下環(huán)境中土生的微生物能降解許多有機化合物,如汽油、煤油、柴油、航空燃料;自然衰減作用的非生物過程苯、甲苯、乙苯、二甲苯;當微生物將有機化合物用作氧化還原總反應(yīng)的電子供體(主要的生長基質(zhì))時,供應(yīng)生長的有機化合物就會發(fā)生微生物氧化反應(yīng)1、有機化合物用作生長底物富含碳酸鹽和粘土礦物,偏堿性,且具有大孔隙municipal&industrial不會涉及到廢物的重新產(chǎn)生或遷移地下水在反應(yīng)區(qū)內(nèi)流動的距離→在發(fā)酵反應(yīng)中,有機化合物在反應(yīng)的第一步既起著電子供體、也起著電子受體的作用把污染區(qū)的污染物質(zhì)通過植物的作用轉(zhuǎn)移到別的地方,使該區(qū)的污染不再那么嚴重1、有機化合物用作主要的生長底物對流:驅(qū)動地表下污染物運動的主要機制從污染場地抽出被污染的水,并用潔凈的水置換之;有利的水文和地球化學條件可能隨著時間而發(fā)生變化,從而導致曾經(jīng)穩(wěn)定化了的污染物重新發(fā)生運移,對修復(fù)成果產(chǎn)生負面的影響進行長期監(jiān)測并負擔相關(guān)費用,實施機構(gòu)負責對抽出的水加以處理,污染物最終可以被去除幾丁質(zhì)(廣泛存在于自然界的一種含氮多糖類生物性高分子,主要的來源為蝦、蟹、昆蟲等甲殼類動物的外殼與軟體動物的器官(例如烏賊的軟骨),以及真菌類的細胞壁等)存在于螃蟹的外骨骼、其他甲殼動物和一些真菌細胞壁中,在自然界中的豐度僅次于植物纖維素必須把對抽出-處理系統(tǒng)的監(jiān)測作為修復(fù)措施整體必不可少的組成部分,監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)72
監(jiān)測條件下的自然衰減法
(MNA,MonitoredNaturalAttenuation)美國EPA的定義依賴自然衰減作用,在同其他更有效的方法所用時間相比屬合理的時間限定內(nèi),使特定地點達到修復(fù)目的包括污染物的生物降解、擴散、稀釋、吸附、揮發(fā)、及化學或生物固定、轉(zhuǎn)化或破壞等這些作用在無人為干擾的可行條件下,能夠降低土壤和地下水中的污染物的數(shù)量、毒性、遷移性、體積或濃度抽出-處理法(PumpAndTreatment)17監(jiān)7273
監(jiān)測條件下的自然衰減法優(yōu)點
污染物最終能被轉(zhuǎn)化成無毒的副產(chǎn)物無須人為介入不會涉及到廢物的重新產(chǎn)生或遷移費用低克服機械化修復(fù)設(shè)施所帶來的局限18監(jiān)測條件下的自然衰減法優(yōu)點7374
監(jiān)測條件下的自然衰減法局限性時間很長進行長期監(jiān)測并負擔相關(guān)費用,實施機構(gòu)負責受當?shù)厮牡刭|(zhì)條件的自然變化及人為因素的影響有利的水文和地球化學條件可能隨著時間而發(fā)生變化,從而導致曾經(jīng)穩(wěn)定化了的污染物重新發(fā)生運移,對修復(fù)成果產(chǎn)生負面的影響含水層的各向異性可能使場地特征復(fù)雜化生物降解的中間產(chǎn)物可能會比原來的化合物更毒19監(jiān)測條件下的自然衰減法局限性7475
主要的自然衰減作用非降解性作用僅引起污染物的濃度降低,而系統(tǒng)中的污染物總量并未改變的那些作用過程,包括水動力學彌散(機械彌散和擴散)、吸附、稀釋和揮發(fā)等降解性作用包括生物降解和非生物降解作用
生物降解對污染物的降解起主導作用,取決于污染物的類型及電子供體或碳源的可用性20主要的自然衰減作用非降解性作用7576
自然衰減作用的非生物過程
物理過程對流:驅(qū)動地表下污染物運動的主要機制
彌散:引起縱向、橫向和垂向遷移;降低溶質(zhì)的濃度
擴散:從較高濃度區(qū)域向較低濃度區(qū)域擴散揮發(fā):將污染物從地下水中去除,并轉(zhuǎn)移到土壤氣相中
吸附:固著在含水層介質(zhì)上,將溶質(zhì)從地下水中去除
稀釋:可能增加電子受體的濃度,特別是溶解氧的濃度
化學過程水解與脫氫鹵化作用:重要的自然衰減機理
21自然衰減作用的非生物過程物理過程762010-11-3077
水解反應(yīng)取代反應(yīng)在反應(yīng)中,化合物與水發(fā)生反應(yīng),鹵代基被羥基(OH-)取代RX+HOH=
ROH+HX
有機化合物的水解反應(yīng)常常生成醇類及烯烴化合物上的鹵代基越多,水解反應(yīng)發(fā)生的幾率就越小,反應(yīng)的速率也越慢2010-11-3022水解反應(yīng)取代反應(yīng)7778
脫氫鹵化反應(yīng)
涉及到鹵代烷烴的消除反應(yīng)在反應(yīng)中,鹵素原子從一個碳原子上去除,緊接著鄰近碳原子上的一個氫原子也去除,而生成烯烴發(fā)生的可能性隨著鹵代基數(shù)量的增加而增加23脫氫鹵化反應(yīng)涉及到鹵代烷烴的消除反應(yīng)7879
生物過程:內(nèi)在生物降解作用許多實驗室和野外研究顯示
地下環(huán)境中土生的微生物能降解許多有機化合物,如汽油、煤油、柴油、航空燃料;氯代乙烯、氯代乙烷、氯代甲烷、氯苯等99%的地區(qū)存在各種各樣的能降解石油類碳氫化合物的微生物群落地下水中,只有溶解或被吸附了的有機化合物,且對完成生物降解過程有用的其它化合物(例如:溶解氧、硝酸鹽等)存在時,才會發(fā)生生物降解
在生物降解過程中,產(chǎn)生的中間產(chǎn)物可能比原始化合物更有危害性24生物過程:內(nèi)在生物降解作用許多實驗室和野外研究顯示7980
生物降解機制電子供體以相對還原態(tài)存在的化合物,包括自然有機物質(zhì)、石油類碳氫化合物、低氯代乙烯、乙烷、甲烷、以及氯代苯、溶解氫等等電子受體以相對氧化態(tài)存在的單質(zhì)或化合物,包括溶解氧、硝酸鹽、鐵(III)、氫氧化物、硫酸鹽、二氧化碳、以及幾種氯代烴溶劑等等微生物促發(fā)并利用電子供體/電子受體的氧化還原過程,獲取能量,形成微生物群體,并降解有機物25生物降解機制電子供體8081
生物降解類型1、有機化合物用作主要的生長底物生物氧化反應(yīng)生物還原反應(yīng)發(fā)酵反應(yīng)2、共代謝26生物降解類型1、有機化合物用作主要的生長底物81生長迅速且纖維根系發(fā)達地下水污染修復(fù)中的新材料自然衰減作用的非生物過程原理:當被污染的水流經(jīng)泥磚時,營養(yǎng)物質(zhì)被釋放,引發(fā)脫氮作用來降解BTEX。此時,可通過收獲這些植物,通過燃燒或別的方法來從植物體內(nèi)分解出這些物質(zhì)沸石的吸附特性源于它們的離子交換能力涉及到鹵代烷烴的消除反應(yīng)在反應(yīng)中,鹵素原子從一個碳原子上去除,緊接著鄰近碳原子上的一個氫原子也去除,而生成烯烴苯、甲苯、乙苯、二甲苯;1984年,美國國會通過了修訂資源保護與恢復(fù)法案(簡稱RCRA),拓展了地下水凈化計劃混凝法、氧化還原法、離子交換法以及中和沉淀法等生物接觸氧化法、生物濾池法等必須把對抽出-處理系統(tǒng)的監(jiān)測作為修復(fù)措施整體必不可少的組成部分,監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)擴散:從較高濃度區(qū)域向較低濃度區(qū)域擴散1980年,美國國會首次把地下水凈化列為國家最優(yōu)先問題之一,通過了綜合環(huán)境響應(yīng),賠償和責任法案(簡稱CERCLA),即一般所謂超級基金(Superfund)法案,用于支付凈化廢棄的有害廢物場地苯、甲苯、乙苯、二甲苯;以相對氧化態(tài)存在的單質(zhì)或化合物,包括溶解氧、硝酸鹽、鐵(III)、氫氧化物、硫酸鹽、二氧化碳、以及幾種氯代烴溶劑等等1、有機化合物用作生長底物Cunningham等研究了植物對環(huán)境中土壤鉛的固定,發(fā)現(xiàn)一些植物可降低Pb的生物可利用性,緩解Pb對環(huán)境中生物的毒害作用運用植物和與之相關(guān)的微生物來原位處理受到污染的水與土壤,它是能夠有效、便宜清除多種有機和無機廢物的新技術(shù)82
1、有機化合物用作生長底物
生物氧化反應(yīng)當微生物將有機化合物用作氧化還原總反應(yīng)的電子供體(主要的生長基質(zhì))時,供應(yīng)生長的有機化合物就會發(fā)生微生物氧化反應(yīng)在有氧或厭氧條件下都會發(fā)生生物氧化反應(yīng)可溶性石油碳氫化合物(如BTEX)、DCE、氯代乙烯、氯代苯等低氧化氯代化合物,都能被用作微生物新陳代謝的電子供體生長迅速且纖維根系發(fā)達271、有機化合物用作生長底物生物8283
1、有機化合物用作生長底物
生物還原反應(yīng)
當微生物將有機化合物用作氧化還原總反應(yīng)的電子受體(主要的生長基質(zhì))時,供應(yīng)生長的有機化合物就會發(fā)生微生物還原反應(yīng)PCE、TCE、TCA、以及四氯化碳等氯代溶劑在鹵呼吸作用過程中,氯代碳氫化合物被直接用作電子受體,而溶解氫則被直接用作電子供體281、有機化合物用作生長底物生物還原反應(yīng)8384
1、有機化合物用作生長底物
發(fā)酵作用
在發(fā)酵反應(yīng)中,有機化合物在反應(yīng)的第一步既起著電子供體、也起著電子受體的作用發(fā)酵過程是唯一不需要外部電子受體的反應(yīng)通過一系列的微生物催化下的內(nèi)部電子遷移過程,有機化合物被轉(zhuǎn)化成了無毒的化合物醋酸鹽、水、二氧化碳、溶解氫等291、有機化合物用作生長底物發(fā)酵作用84主要的自然衰減作用
主要的自然衰減作用85主要的自然衰減作用
主要的自然衰減作用8687
抽出-處理法(PumpAndTreatment)抽出-處理法是最早使用、應(yīng)用最廣的經(jīng)典方法從污染場地抽出被污染的水,并用潔凈的水置換之;對抽出的水加以處理,污染物最終可以被去除必須把對抽出-處理系統(tǒng)的監(jiān)測作為修復(fù)措施整體必不可少的組成部分,監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)處理后地下水直接使用回灌稀釋受污染水體,沖洗含水層加速地下水的循環(huán)流動32抽出-處理法(PumpAndTreatment)抽8788
抽出-處理法(PumpAndTreatment)處理方法可根據(jù)污染物類型和處理費用來選用,大致可分為三類
物理法吸附法、重力分離法、過濾法、膜處理法、吹脫法等化學法混凝法、氧化還原法、離子交換法以及中和沉淀法等生物法生物接觸氧化法、生物濾池法等33抽出-處理法(PumpAndTreatment)處88地下水污染修復(fù)(最新版)課件893、反應(yīng)性滲透墻(PRB)
3、反應(yīng)性滲透墻(PRB)9091
反應(yīng)性滲透墻(PRB,PermeableReactiveBarrier)
定義是一種原地處理技術(shù)將含適當反應(yīng)物質(zhì)的可滲墻橫跨在污染物羽狀流束的流徑上。當被污染的水流經(jīng)墻體,污染物或被去除,或被降解,污染被清除后的水向下游流動36反應(yīng)性滲透墻(PRB,PermeableReact91用墻的防滲部分將地下水引至由反應(yīng)物組成的相對狹窄的區(qū)域漏斗-門系統(tǒng):反應(yīng)性滲透墻與防滲墻技術(shù)的結(jié)合生物接觸氧化法、生物濾池法等擴散:從較高濃度區(qū)域向較低濃度區(qū)域擴散漏斗-門系統(tǒng):反應(yīng)性滲透墻與防滲墻技術(shù)的結(jié)合地下水污染修復(fù)中的新材料被污染的水在反應(yīng)物中的滯留時間1、有機化合物用作生長底物1、有機化合物用作主要的生長底物幾丁質(zhì)(廣泛存在于自然界的一種含氮多糖類生物性高分子,主要的來源為蝦、蟹、昆蟲等甲殼類動物的外殼與軟體動物的器官(例如烏賊的軟骨),以及真菌類的細胞壁等)存在于螃蟹的外骨骼、其他甲殼動物和一些真菌細胞壁中,在自然界中的豐度僅次于植物纖維素municipal&industrialCunningham等研究了植物對環(huán)境中土壤鉛的固定,發(fā)現(xiàn)一些植物可降低Pb的生物可利用性,緩解Pb對環(huán)境中生物的毒害作用此時,可通過收獲這些植物,通過燃燒或別的方法來從植物體內(nèi)分解出這些物質(zhì)對流:驅(qū)動地表下污染物運動的主要機制1、有機化合物用作主要的生長底物混凝法、氧化還原法、離子交換法以及中和沉淀法等利用植物及一些添加物質(zhì)使環(huán)境中的金屬流動性降低,生物可利用性下降,使金屬對生物的毒性降低地下水在反應(yīng)區(qū)內(nèi)流動的距離→由于替換成本過高,反應(yīng)墻難以被移走此時,可通過收獲這些植物,通過燃燒或別的方法來從植物體內(nèi)分解出這些物質(zhì)Casestudy1PRBtoInterceptContaminantsinlandfillleachate,USAmid1930sto1981
municipal&industrialPRB用墻的防滲部分將地下水引至由反應(yīng)物組成的相對狹窄的區(qū)域Cas9293
反應(yīng)性滲透墻的設(shè)計
重點考慮:
墻高:處理帶的深度墻寬:污染物與墻體填充材料的作用時間填料:降解污染物的有效性、滲透性、可再生性、成本等成本核算38反應(yīng)性滲透墻的設(shè)計重點考慮:9394
連續(xù)反應(yīng)墻的局限性
由于替換成本過高,反應(yīng)墻難以被移走通過階段性添加營養(yǎng)物或?qū)Φ厍蚧瘜W條件進行改性等手段進行有效維護對于連續(xù)反應(yīng)墻來說是不可能的或在實踐上是行不通的39連續(xù)反應(yīng)墻的局限性9495
漏斗-門系統(tǒng):反應(yīng)性滲透墻與防滲墻技術(shù)的結(jié)合
漏斗-門系統(tǒng)
用墻的防滲部分將地下水引至由反應(yīng)物組成的相對狹窄的區(qū)域防滲部分可通過泥漿墻和可密封的板樁等幾種途徑構(gòu)成反應(yīng)部分——“門”可以具有不同的幾何形狀和維度,門可以含有多個處理區(qū),每個區(qū)處理特定的污染物40漏斗-門系統(tǒng):反應(yīng)性滲透墻與防滲墻技術(shù)的結(jié)合漏斗-門9596
419697
漏斗-門系統(tǒng)設(shè)計考慮的主要因素
被污染的水在反應(yīng)物中的滯留時間地下水達到目標濃度需要經(jīng)過的滯留時間天然地下水的流速漏斗與門的寬度比→地下水流經(jīng)門的速度→地下水在反應(yīng)區(qū)內(nèi)流動的距離→地下水適當?shù)臏魰r間42漏斗-門系統(tǒng)設(shè)計考慮的主要因素9798
填料:反應(yīng)物(1)控制無機污染物的化學屏障
通過氧化還原反應(yīng)來去除電化學性質(zhì)活躍的物質(zhì),零價鐵;通過添加劑(pH)使一些污染物沉淀,碎石灰;通過激發(fā)生化過程來去除污染物,有機物→脫氮43填料:反應(yīng)物(1)控制無機污染物的化學屏障982010-11-3099
填料:反應(yīng)物(2)有機污染物的生物降解Kao和Bordon(1992)進行了土柱實驗,用雙層反應(yīng)性滲透墻來去除地下水中的BTEX
(苯系物;苯、甲苯、乙苯、二甲苯;二甲苯)裝置:墻上端水流經(jīng)過由充滿營養(yǎng)物質(zhì)(N和P)的混凝土泥磚組成,下面是一層泥炭
原理:當被污染的水流經(jīng)泥磚時,營養(yǎng)物質(zhì)被釋放,引發(fā)脫氮作用來降解BTEX。泥炭被作為介質(zhì)來吸附流經(jīng)泥磚層的低濃度BTEX2010-11-3044填料:反應(yīng)物(2)有機污染物的生物992010-11-30100
施工
將地溝挖掘到適當深度,用反應(yīng)物回填如挖掘深度遠低于地下水位,地溝的墻會坍塌,為此,使用可密封的板樁來支護墻主要缺點如果地溝經(jīng)過被污染的地區(qū),被挖掘出的物質(zhì)可能需要轉(zhuǎn)移至有害廢物處置場2010-11-3045施工將地溝挖掘到適當深度,用反應(yīng)100安裝反應(yīng)器現(xiàn)場監(jiān)測安裝現(xiàn)場監(jiān)測101以相對氧化態(tài)存在的單質(zhì)或化合物,包括溶解氧、硝酸鹽、鐵(III)、氫氧化物、硫酸鹽、二氧化碳、以及幾種氯代烴溶劑等等涉及到鹵代烷烴的消除反應(yīng)發(fā)生的可能性隨著鹵代基數(shù)量的增加而增加運用植物和與之相關(guān)的微生物來原位處理受到污染的水與土壤,它是能夠有效、便宜清除多種有機和無機廢物的新技術(shù)在反應(yīng)中,化合物與水發(fā)生反應(yīng),鹵代基被羥基(OH-)取代1、有機化合物用作生長底物在反應(yīng)中,化合物與水發(fā)生反應(yīng),鹵代基被羥基(OH-)取代二者可發(fā)生離子交換作用發(fā)生,并形成螯合物不同的修復(fù)技術(shù)對于不同的介質(zhì)和污染物適用性是不同的從污染場地抽出被污染的水,并用潔凈的水置換之;由于替換成本過高,反應(yīng)墻難以被移走醋酸鹽、水、二氧化碳、溶解氫等監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)99%的地區(qū)存在各種各樣的能降解石油類碳氫化合物的微生物群落municipal&industrial滲透性反應(yīng)墻(PRB)利用植物及一些添加物質(zhì)使環(huán)境中的金屬流動性降低,生物可利用性下降,使金屬對生物的毒性降低死細胞聚集重金屬的能力與活細胞相當甚至更強具有比表面積大、孔隙率高、極性強等特征,對水中各種類型的污染物質(zhì)有良好的吸附1、監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)102
生物修復(fù)法:植物&微生物運用植物和與之相關(guān)的微生物來原位處理受到污染的水與土壤,它是能夠有效、便宜清除多種有機和無機廢物的新技術(shù)從本質(zhì)上而言,植物修復(fù)法是運用人類的主動性,來提高自然區(qū)的自然衰減,它是介于工程方法和自然衰減之
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年消防工程維保及消防安全教育培訓合同2篇
- 二零二五版美發(fā)沙龍與發(fā)型師勞動合同范本(含職業(yè)規(guī)劃)3篇
- 2025年度特種車輛租賃及操作培訓服務(wù)合同3篇
- 二零二四南通國際會展中心場地租賃及配套設(shè)施合同3篇
- 二零二五版電商數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化代運營合同3篇
- 年度客運用車市場分析及競爭策略分析報告
- 2024-2025學年高中歷史第二單元中國古代文藝長廊第7課漢字與書法課時作業(yè)含解析岳麓版必修3
- 2024-2025學年高中歷史第6單元辛亥革命與中華民國的建立第20課北洋軍閥統(tǒng)治時期的政治經(jīng)濟與文化經(jīng)典題集錦含解析新人教版必修中外歷史綱要上
- 2024音樂人授權(quán)影視作品使用其音樂合同
- 二零二四年度4S店租賃期內(nèi)合同解除與違約金協(xié)議
- 氣管切開患者氣道濕化的護理進展資料 氣管切開患者氣道濕化
- 管理模板:某跨境電商企業(yè)組織結(jié)構(gòu)及部門職責
- 底架總組裝工藝指導書
- 簡單臨時工勞動合同模板(3篇)
- 聚酯合成反應(yīng)動力學
- 自動控制原理全套課件
- 上??萍即髮W,面試
- 《五年級奧數(shù)總復(fù)習》精編課件
- TS2011-16 帶式輸送機封閉棧橋圖集
- 礦區(qū)道路工程施工組織設(shè)計方案
- 多聯(lián)機的施工方案與技術(shù)措施
評論
0/150
提交評論