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化学氧化修复技术能快速有效去除污染物,对不同类型的场地具有较强的适应性,修复后监测维护容易、成本低,因此,被广泛应用于污染场地修复中。常用的氧化剂包括高锰酸盐、臭氧、过氧化氢及过硫酸盐等。
有机污染场地主要污染物包括苯系物(BTEX)、石油烃(TPH)、多环芳烃(PAHs)、甲基叔丁基醚(MTBE)、多氯联苯(PCBs)、酚类及除草剂等。由于不同污染物的污染特征不同,修复时对氧化剂的需求不同,同时,不同污染场地的场地特征,对氧化剂的选择性也有差异。因此,本文通过介绍化学氧化修复应用设计的方法,结合美国污染场地的化学氧化修复案例,说明不同氧化剂对污染物及地水文地质条件的场地的修复应用。
案例1 USG公司遗留场地修复(地下水)
场地位置:拉米拉达,加利福尼亚
主要污染物:三氯乙烯(TCE)、1,1-二氯乙烯(1,1-DCE)
氧化剂:高锰酸钾(KMnO4)
1.1 场地概况
场地的蓄水层沉积物主要为粉质砂和砂质粉土,层间为黏土及黏质砂,蓄水层的渗透系数极高,为5.48m/d,蓄水层厚度约7.62m;地下水流向为西北方向,流速为5.18cm/d。根据洛杉矶水质控制学会,受影响的蓄水层范围是潜在的饮用水源区,因此需要对其进行修复。
1.2污染特征
污染深度约24-32m,污染羽范围约5110m2。本案例的小试试验选取小面积污染羽进行试验,试验面积约128m2,最大污染物浓度:TCE 45µg/L、 1,1-DCE 700µg/L。
1.3修复设计
这是洛杉矶流域的第一个化学氧化修复工程,修复方法来源于洛杉矶水质控制学会批准的原位修复技术指南。小试试验采用单一注射井,论证KMnO4修复的可行性。氧化剂分6组进行注射投加,每次注射5678L,5%质量浓度的KMnO4,总注射量34068L。根据现场测量的水质变化情况,确定有效处理半径约10.7m,实际场地受地下水抽提水力梯度的作用,实际处理半径约增加4.6m。场地现有的11个水井被用作监测井,监测6个月,主要监测电导率、氧化还原电位、浊度、周围水体颜色(粉、紫),用于评估KMnO4氧化剂的分散性及消耗量。
通过小试试验:1)确定含氯乙烯(TCE、1,1-DCE)的降解量;2)评估修复技术的二次污染效应;3)为现场修复工程提供设计参数。
1.4修复结果
对污染场地注射KMnO4进行氧化修复,短期内TCE及1,1-DCE的去除率可达86%-100%,且在修复后连续12个月的监测中未出现浓度回弹现象。对于TCE,70天内,3个最近的监测井(距离10.7m以内)检测的TCE浓度均低于检出限,即<1.0µg/L,最大降解量为280µg/L-ND;70-160天内,后添加的三个监测井(距离为12.2-13.7m)监测数据也表明,TCE被强降解,最大降解量为450-65µg/L。对于1,1-DCE,其中1个监测井监测的1,1-DCE最大降解量为270µg/L-ND,另5个监测井监测的1,1-DCE最大降解量为700-19µg/L。
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