地下水污染修复技术研究进展

地下水污染修复技术研究进展

安徽长之源环境工程有限公司,安徽合肥230001

摘要:在改革开放的新时期,我国的工业发展十分迅速,而工业的不断发展则会加大人类对自然资源的开发和利用,使得一些持久性有机物和重金属等污染物进入土壤,而后通过渗透作用或者迁移扩散作用进入水环境,进而导致地下水受到严重污染。地下水污染会造成较严重的生态环境破坏,使自然界的生态平衡被打破,人类在这样的自然环境下生存必然会面临巨大的健康隐患。基于此,本文对地下水污染的原因、来源以及修复技术进行了分析研究,希望可以对相关工作提供帮助。

关键词:地下水;污染;修复技术;应用;性能

引言

地下水作为宝贵的淡水资源,是维持人类生存与发展的物质基础。但随着现代社会工业化进程的不断发展,地下水污染问题日益严重,并逐渐威胁到人体健康。从20世纪60年代开始,地下水污染逐渐加剧,于是地下水的修复技术也随之发展起来。地下水污染修复技术包括异位修复技术、原位修复技术和自然衰减监测技术。异位和原位修复技术处理污染物的位置是不同的(前者在地上,而后者在地下),但两者的原理是相同的。自然衰减监测技术是利用地下水的稀释、弥散和沉淀等作用使污染物衰减,并定期进行人工监测相关指标的技术。异位和原位修复技术属于主动修复,而自然衰减监测技术属于被动修复。本文主要论述的是地下水污染异位和原位修复技术。地下水中污染物的种类日益增多,除有机物外,还包括重金属、无机盐和放射性元素等,给修复工作带来一定的困难。面对各种污染问题,如何选择一种技术、经济可行的修复方法进行处理,也是值得探讨的问题。

1特点

1)不可逆转一般情况下,地下水流速缓慢,自净能力有限,要想发现地下水水质变化甚至污染可能需要非常长的时间,这就造成地下水污染治理存在很大困难。因此,一旦出现地下水污染,就很难能恢复原状,对于地下水要主要进行防控,避免出现污染,从根本上降低地下水污染的概率,这是最基本的地下水保护策略,同时更是我国可持续发展的重要渠道。2)状况较为隐蔽相较于地表水的污染状况,地下水污染存在很大的隐蔽性,其具体污染状况不易被人们发现,一般地表水污染可根据水体变化情况进行判断,但是地下水污染很难发现,容易造成误饮受污染地下水的状况。

2地下水污染原位修复技术

2.1物理屏蔽技术

物理屏蔽技术即在地下建立物理屏障,圈闭受污染水体,减少污染扩散的技术,也称地下帷幕阻隔技术。具体措施:以钢铁、水泥、皂土或灰浆等材料,在受污染地区修建隔离墙,防止污染地区的地下水流到周围地区。其中,水泥是最便宜最常用的材料,但其防渗效果不够理想,且凝固后呈刚性体,在外力作用下容易断裂和破损。采用粉喷膨润土方法构筑柔性物理屏障,不怕干裂,不易震裂,解决了以上问题。另外,为减少地表水的下渗,还可以在污染土壤上覆盖一层合成膜,或在污染土壤下面铺一层水泥和石块混合层。物理屏蔽技术只有在处理小范围的剧毒、难降解污染物时才可考虑的一种永久性封闭方法,多数情况下,其仅作为一种临时性的控制方法,应用于地下水污染治理初期。物理屏蔽技术如果不和其他技术联用,就仅有限制作用。可见,物理屏蔽技术同自然衰减监测技术一样,也属于被动修复。

2.2化学法修复技术

1)有机粘土法有机粘土法属于一种新兴的地下水处理方法,简单来说它是一种利用有机粘土去除地下水中的有毒化合物的方法。有机粘土具有很好的扩大土壤吸附容量的特性,它能够使含水层的吸附容量得到一定程度的扩大,进而能够促进原位生物降解。将季铵盐阳离子表面活性剂注入土壤以及蓄水层中的粘土中,促使其形成有机粘土矿物,然后利用有机粘土矿物对有机污染物进行固定和拦截,能够起到很好的防止地下水进一步污染的作用,同时它能够与生物降解等方法配合使地下水污染被永久消除。2)电化学动力修复技术电化学动力修复技术是一种新的环境修复技术,它借助地下水、土壤以及污染电动力学的性质进行环境修复。具体来说即在受到污染的土壤区域和地下水区域插入电极并通直流电,使得该区域形成电场,而电场的作用使得水中的颗粒物质和离子等随着电力场的方向进行定向自动,它们最终会移动至预先设置好的处理区中,之后这些离子和颗粒物质会在处理区受到集中处理。3)渗透性处理床渗透性处理床技术主要被用于对填埋渗滤液进行无害化处理,这种方法适用于相对较浅、较薄的含水层。具体来说就是在污染羽流的下游挖一条深至含水层底部的不透水粘土层中或者基岩层中,将能够和污染物发生反应的透水性介质填充到沟内,比如活性炭、灰岩和合成离子交换树脂等,当受到污染的地下水流至该沟中的时候会和透水性介质发生反应,从而形成无害化的沉淀物或者产物,进而达到了去除污染物的目的。

2.3生物法修复技术

生物法修复技术又包括微生物修复和植物修复,其中,微生物修复技术是通过将大自然中原本存在或者经过实验培养获得的微生物对被污染的地下水做降解反应,这一技术应用的关键点在于把被污染的水体放置在地面之后,使用地面建设的生物反应设备对水体展开好氧降解,在降解的环节中应当持续为微生物提供氧气以及营养物质。植物修复技术的关键在于将被污染的地下水中含有的有机物或者重金属等元素进行去除,其操作时需要使用的植物大致有孔雀草、美人蕉等,其原理在于充分发挥植物的修复功能以及挥发能力。使用生物修复技术所具有的优点为修复投资少、后期维护简便、修复有效率高等。不过其也具有去除污染物质不完全的缺点,水体容易受到二次污染。

2.4原位热处理技术

原位热处理(in-situthermaltreatment)技术是利用热能将污染物从地下水中去除,可将污染地下水加热至非常高的温度,促使污染物和地下水转化为气态,部分化学物质在加热过程就被破坏了,修复区域设置抽提井对污染地下水及其蒸汽混合物收集并抽提至地表进行处理。根据污染物的浓度和类型等采用汽水分离、吸收法、化学氧化法、活性炭吸附法或冷凝法等方法进行处理。加热方式主要有:蒸汽/热空气注入与抽提SEE、电阻加热ERH、热传导加热TCH、射频加热等。原位热处理技术受土壤含水率、污染物所处深度、土壤类型、污染物种类、污染物与土壤的反应能力等因素限制,此外设备费用、处理费用较高。该技术能够快速处理各种类型的污染物,对处理地下水中的NAPL特别有效。美国伊利诺伊州一处受三氯乙烯(TCE)、二氯乙烯(DCE)和石油烃污染的场地采用蒸汽注射与抽提技术进行原位修复,大部分监测井的TCE及DCE去除率均达到90%。

结语

地下水污染已成为人类急需解决的难题,研究和开发地下水修复技术是十分必要的。最初,地下水污染大多使用异位修复,其技术成熟,但性能不及原位修复;如今,随着原位修复技术的发展,地下水污染修复开始向原位、绿色、高效的方向转变。总之,地下水原位修复技术具有很好的发展前景,必将成为治理地下水污染的主要途径。

参考文献

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