地下水污染修復(fù)技術(shù)與方法

地下水污染修復(fù)技術(shù)與方法第1頁/共71頁

目錄1……總論2……地下水與土壤污染修復(fù)方法3……地下水與土壤污染調(diào)查設(shè)計(jì)第2頁/共71頁31、總論污染場地的概念

污染場地概念的確定對(duì)于污染場地的識(shí)別、管理、治理和修復(fù)至關(guān)重要。本質(zhì)上是特定的空間或區(qū)域（包含土壤、地下水和地表水）所含有害物質(zhì)的濃度超過環(huán)境背景值，并對(duì)此空間或區(qū)域的人體健康及自然環(huán)境已經(jīng)造成或可能造成負(fù)面影響。第3頁/共71頁41、總論

美國的污染場地劃分為七個(gè)主要的修復(fù)計(jì)劃：①超級(jí)基金場地修復(fù)計(jì)劃，它主要遵循《環(huán)境應(yīng)對(duì)、賠償和責(zé)任綜合法案》；②《資源保護(hù)和回收法》修復(fù)場地（RCRAsites），它主要遵循資源保護(hù)和回收法案中規(guī)定的校正行動(dòng)計(jì)劃；③地下存儲(chǔ)罐污染場地；④國防部污染場地；⑤能源部污染場地；⑥其他聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的污染場地；⑦州政府、棕地和個(gè)人污染場地。第4頁/共71頁51、總論污染場地修復(fù)技術(shù)是指可改變待處理污染物的結(jié)構(gòu)，或減小污染物毒性、遷移性，或數(shù)量的單一，或系列的化學(xué)、生物，或物理處理技術(shù)單元。場地污染的修復(fù)應(yīng)對(duì)措施可分為3類：①對(duì)正在產(chǎn)生的危害及時(shí)清除和轉(zhuǎn)移，比如污染土地的清挖等;②對(duì)場地的用途進(jìn)行限制或禁入；③采用工程手段對(duì)場地進(jìn)行修復(fù)。第一種屬于清除行動(dòng)，第二種是制度控制，第三種是工程修復(fù)第5頁/共71頁61、總論制度控制和工程控制屬于修復(fù)行動(dòng)。制度控制是依據(jù)法律和行政的手段和方法來保護(hù)人類健康和場地的環(huán)境安全制度控制是；而工程控制是采取物理的手段，比如封蓋、包裹、泥漿墻、抽提井或者處理的方法來降低污染物的水平或限制暴露途徑進(jìn)而管理環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)。第6頁/共71頁71、總論地下水修復(fù)的分類根據(jù)修復(fù)工程實(shí)施的對(duì)象不同，可以分為污染源修復(fù)和地下水修復(fù)。污染源修復(fù)是針對(duì)污染場地中的土壤、沉積物、污泥、固體基質(zhì)廢物或非水相液體等進(jìn)行的修復(fù)。污染源治理是針對(duì)場地內(nèi)已有污染的修復(fù)行動(dòng)。根據(jù)修復(fù)處理工程的位置可以分為原位修復(fù)技術(shù)與異位修復(fù)技術(shù)；根據(jù)修復(fù)原理可分為物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、熱處理技術(shù)、生物技術(shù)、自然衰減和其他技術(shù)等。第7頁/共71頁81、總論土壤及地下水污染的修復(fù)的意義污染場地所存在的生態(tài)與環(huán)境問題受到廣泛關(guān)注，污染場地風(fēng)險(xiǎn)管理與修復(fù)技術(shù)成為土地功能恢復(fù)和污染控制的重要研究內(nèi)容。土壤及地下水污染的修復(fù)技術(shù)主要有化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)及化學(xué)與生物相結(jié)合的修復(fù)。第8頁/共71頁91、總論污染場地的管理

加拿大對(duì)污染場地的管理方法主要程序是識(shí)別可疑場地、場地歷史調(diào)查、初步采樣測(cè)試、場地分類、詳細(xì)采樣測(cè)試、場地再分類、制定修復(fù)管理措施、實(shí)施修復(fù)管理措施、確認(rèn)采樣和最終報(bào)告、長期監(jiān)測(cè)的10步管理流程。第9頁/共71頁101、總論美國的法律法規(guī)對(duì)污染場址的全過程管理都給予了明確的法律規(guī)范，設(shè)立污染場地管理與修復(fù)基金(超級(jí)基金)。美國采用的基于健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的污染場地修復(fù)，制度控制和工程控制相結(jié)合的綜合修復(fù)行動(dòng)為我國提供了很好的經(jīng)驗(yàn)。通過制定相關(guān)法律、法規(guī)，規(guī)范污染場地修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)，采用相關(guān)財(cái)政刺激政策等。我國在污染場地修復(fù)方面，除考慮自身?xiàng)l件外，可以充分借鑒和吸收美國在污染場地修復(fù)和管理方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。第10頁/共71頁111、總論英國在《環(huán)境保護(hù)法1990：污染土地IIA部分》明確規(guī)定應(yīng)遵循污染者責(zé)任原則，即任何把污染物排放到土壤表面和地下的個(gè)人和單位，都有修復(fù)土地并支付費(fèi)用的責(zé)任和義務(wù)。英國對(duì)棕色土地”監(jiān)測(cè)、利用與監(jiān)管，建立污染場地健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，以及健康基準(zhǔn)值與土壤污染指導(dǎo)值及污染土地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型等污染土地風(fēng)險(xiǎn)管理與修復(fù)技術(shù)體系。污染土地的風(fēng)險(xiǎn)管理包括識(shí)別由于污染物造成的任何無法接受的風(fēng)險(xiǎn)、采取行動(dòng)減少和控制這些風(fēng)險(xiǎn)使之達(dá)到一個(gè)可接受的水平，從而達(dá)到再利用的目的。污染土地風(fēng)險(xiǎn)管理程序分下列三個(gè)階段：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、評(píng)估和選擇修復(fù)技術(shù)與實(shí)施修復(fù)。第11頁/共71頁122、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第12頁/共71頁132、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第13頁/共71頁142、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第14頁/共71頁152、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第15頁/共71頁162、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第16頁/共71頁172、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第17頁/共71頁182、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第18頁/共71頁192、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第19頁/共71頁202、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第20頁/共71頁212、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第21頁/共71頁222、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)第22頁/共71頁233項(xiàng)目設(shè)計(jì)書編寫生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目設(shè)計(jì)書編寫提綱第一章緒言

1、目的任務(wù)，包括任務(wù)來源、任務(wù)書的主要內(nèi)容、工作起止時(shí)間及成果提交時(shí)間等。

2、工作區(qū)范圍和地理?xiàng)l件：主要包括工作區(qū)的地理位置、坐標(biāo)范圍、涉及圖幅及編號(hào)、行政區(qū)劃、自然地理、氣象水文、交通條件及社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況等。

第二章以往工作程度

1、以往區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)工作情況：包括各種比例尺區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、區(qū)域化探、遙感地質(zhì)等，并對(duì)其成果作簡要敘述.２、以往水工環(huán)地質(zhì)工作：總結(jié)以往的水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查成果，分析測(cè)區(qū)內(nèi)存在的問題，編制區(qū)域“水、工、環(huán)”地質(zhì)工作程度圖.3、已進(jìn)行的其它調(diào)查工作：包括礦產(chǎn)勘查、土壤調(diào)查等.對(duì)其工作中存在的問題，應(yīng)予以闡述。第23頁/共71頁243項(xiàng)目設(shè)計(jì)書編寫第三章測(cè)區(qū)地質(zhì)背景及生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題分析主要從區(qū)域地貌、地質(zhì)構(gòu)造背景和地質(zhì)環(huán)境條件來分析說明工作部署的依據(jù)。

１、區(qū)域地貌條件：重點(diǎn)闡明地理地貌對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的自然控制與影響特征.2、區(qū)域地質(zhì)條件：重點(diǎn)闡明區(qū)域地質(zhì)背景、區(qū)域地球物理和地球化學(xué)特征、遙感地質(zhì)特征等.3、區(qū)域水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)條件.以上內(nèi)容闡述要與生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題相關(guān)，力求文字精練。

4、存在的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題

結(jié)合野外踏勘，在充分對(duì)已有各種資料進(jìn)行二次開發(fā)的基礎(chǔ)上，深入分析測(cè)區(qū)內(nèi)可能存在的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題及其產(chǎn)生的各種原因。問題分析要透，不能泛泛而談。第24頁/共71頁253項(xiàng)目設(shè)計(jì)書編寫第四章工作部署1、工作部署原則

根據(jù)任務(wù)書的要求，有針對(duì)性的闡述總體工作思路和部署原則，說明各項(xiàng)工作間的銜接及施工順序。

2、總體工作部署

根據(jù)項(xiàng)目的要求和上述部署原則，對(duì)不同層次及各類地區(qū)工作作出總體部署；并視具體情況分年度提出各工作階段的主要內(nèi)容，并附相應(yīng)的工作部署圖。

3、年度工作安排

說明年度工作安排的主要工作內(nèi)容和工作量，當(dāng)年工作安排要詳細(xì)具體。第25頁/共71頁263項(xiàng)目設(shè)計(jì)書編寫第五章調(diào)查內(nèi)容、技術(shù)路線和工作方法1、調(diào)查內(nèi)容：根據(jù)測(cè)區(qū)地質(zhì)條件和存在的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題，明確調(diào)查內(nèi)容。調(diào)查內(nèi)容要分類詳細(xì)闡述。

2、技術(shù)路線：依據(jù)測(cè)區(qū)特點(diǎn)和調(diào)查內(nèi)容，采用高效實(shí)用的技術(shù)路線。

3、工作方法：詳細(xì)說明采用的工作方法和各自的技術(shù)要求。工作方法要分類敘述。

4、圖件編制：要明確編制哪些圖件，需要采集哪些數(shù)據(jù)，及對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求。實(shí)現(xiàn)野外調(diào)查資料現(xiàn)場數(shù)字化。第26頁/共71頁273項(xiàng)目設(shè)計(jì)書編寫第六章實(shí)物工作量列表說明總體工作部署和年度各類實(shí)物工作量。

第七章經(jīng)費(fèi)預(yù)算

按《中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目設(shè)計(jì)預(yù)算編制暫行辦法》編寫。

第八章組織管理和項(xiàng)目組人員設(shè)置

1、組織管理

2、項(xiàng)目人員組成及分工

第27頁/共71頁283項(xiàng)目設(shè)計(jì)書編寫第九章質(zhì)量保證和安全生產(chǎn)措施１、保障任務(wù)完成，提高工作質(zhì)量的具體措施。含技術(shù)措施，各種新技術(shù)方法的應(yīng)用，提高工作人員水平所采用的技術(shù)培訓(xùn)措施等。

２、安全及勞動(dòng)保護(hù)措施。

３、項(xiàng)目全面質(zhì)量管理辦法及措施。第28頁/共71頁293項(xiàng)目設(shè)計(jì)書編寫第十章預(yù)期成果及提交時(shí)間１、成果資料

調(diào)查報(bào)告、圖件，包括電子版和紙介質(zhì)形式。電子版格式要執(zhí)行中國地質(zhì)調(diào)查局的有關(guān)要求。此外，還包括原始資料和其它技術(shù)文件資料2、提交成果時(shí)間

第29頁/共71頁303項(xiàng)目設(shè)計(jì)書編寫第十一章設(shè)計(jì)附圖1、交通位置圖（可附插圖）

2、以往地質(zhì)研究程度圖

3、工作布置圖

4、其它需要的圖件第30頁/共71頁地下水環(huán)境修復(fù)技術(shù)31不同的修復(fù)技術(shù)對(duì)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(xué)反應(yīng)技術(shù)必須建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，值得重視的共同點(diǎn)，以確認(rèn)修復(fù)工程（或內(nèi)在生物修復(fù)系統(tǒng)）的長效運(yùn)行添加各種反應(yīng)物，許多原位修復(fù)技術(shù)都需要第31頁/共71頁治理不同污染介質(zhì)的技術(shù)類型第32頁/共71頁添加氧化/還原劑后潛在的地球化學(xué)變化第33頁/共71頁34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第34頁/共71頁35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,并形成螯合物可溶性酚引起的水變色問題，可用預(yù)處理如甲醛、酸、堿預(yù)處理，排除有色化第35頁/共71頁36生物質(zhì)木質(zhì)素木質(zhì)素的成本比活性炭約低20倍對(duì)Pb,Zn的吸附能力分別為186，95mg/g硫酸木質(zhì)素對(duì)Hg的吸附能力為150mg/g甲殼質(zhì)和海味處理工藝廢棄物幾丁質(zhì)存在于螃蟹的外骨骼、其他甲殼動(dòng)物和一些真菌細(xì)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(jià),數(shù)量豐富,它對(duì)重金屬的吸附能力也很強(qiáng)，相當(dāng)于幾丁質(zhì)的56倍第36頁/共71頁第37頁/共71頁38生物質(zhì)死生物Matis和Zouboulis(1994)研究了死生物對(duì)金屬離子的吸附能力死細(xì)胞聚集重金屬的能力與活細(xì)胞相當(dāng)甚至更強(qiáng)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(duì)Cr和Pb的吸附能力相近,但它對(duì)Cd的吸附能力幾乎是藻類的兩倍第38頁/共71頁39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(chǔ)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第39頁/共71頁40地質(zhì)材料粘土具有比表面積大、孔隙率高、極性強(qiáng)等特征,對(duì)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(qiáng)的陽離子交換能力,從而應(yīng)具有最強(qiáng)的吸附能力對(duì)重金屬的吸附能力歸因于細(xì)粒的硅酸鹽礦物的凈負(fù)電荷結(jié)構(gòu)性能第40頁/共71頁41地質(zhì)材料第41頁/共71頁42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(shì)：金屬被吸附后，它容易固化因?yàn)榉勖夯宜鹕交翌w粒，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第42頁/共71頁43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、松軟和較大濕陷性重金屬（Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、As）及非離子型有機(jī)污染物（甲苯）第43頁/共71頁44主要修復(fù)方法異位修復(fù)方法焚燒、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）第44頁/共71頁一、水力學(xué)方法包括抽出處理法（PAT）第45頁/共71頁2004-11-1146水力學(xué)方法1、排水系統(tǒng)重力排水、淺井群井、深井2、注水系統(tǒng)補(bǔ)給水塘、注水井3、設(shè)置低水力傳導(dǎo)系數(shù)的屏障可單獨(dú)或聯(lián)合使用構(gòu)成水動(dòng)力屏障系統(tǒng)第46頁/共71頁2004-11-1147水動(dòng)力屏障系統(tǒng)1、重力排水第47頁/共71頁2004-11-1148水動(dòng)力屏障系統(tǒng)1、重力排水第48頁/共71頁2004-11-11水動(dòng)力屏障系統(tǒng)1、重力排水第49頁/共71頁2004-11-1150水動(dòng)力屏障系統(tǒng)1、重力排水第50頁/共71頁2004-11-1151水動(dòng)力屏障系統(tǒng)2、抽水井第51頁/共71頁2004-11-1152水動(dòng)力屏障系統(tǒng)2、抽水井第52頁/共71頁2004-11-1153水動(dòng)力屏障系統(tǒng)2、抽水井第53頁/共71頁2004-11-1154水動(dòng)力屏障系統(tǒng)2、抽水井第54頁/共71頁2004-11-1155水動(dòng)力屏障系統(tǒng)3、抽水和注水系統(tǒng)第55頁/共71頁2004-11-1156水動(dòng)力屏障系統(tǒng)3、抽水和注水系統(tǒng)第56頁/共71頁2004-11-1157水動(dòng)力學(xué)方法不足許多污染物在水中的溶解度相當(dāng)?shù)停瑯O難從地下沖洗出來；污染物通過擴(kuò)散進(jìn)入地下水滯留區(qū)，沖洗十分困難；將吸附在土壤上的污染物沖洗下來是一個(gè)相當(dāng)慢的過程。由于含水介質(zhì)的的差異，很難預(yù)測(cè)污染物和水運(yùn)動(dòng)的路徑第57頁/共71頁58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(duì)抽出的水加以處理，污染物最終可以被去除必須把對(duì)抽出-處理系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)作為修復(fù)措施整體必不可少的組成部分，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)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(dòng)第58頁/共71頁59抽出-處理法(PumpAndTreatment)處理方法可根據(jù)污染物類型和處理費(fèi)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(xué)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、生物濾池法等第59頁/共71頁第60頁/共71頁2004-11-1161二、生物修復(fù)法：植物&微生物運(yùn)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(jī)和無機(jī)廢物的新技術(shù)從本質(zhì)上而言，植物修復(fù)法是運(yùn)用人類的主動(dòng)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第61頁/共71頁2004-11-1162植物修復(fù)法的機(jī)制降解轉(zhuǎn)移固定（可容性）第62頁/共71頁2004-11-11631、污染物的降解植物通過呼吸作用提供了更多的氧氣進(jìn)入土壤，加快了土壤中細(xì)菌的