[发明专利]一种用于深层矿井氯代烃污染地下水原位修复的缓释药剂

说明书

一种用于深层矿井氯代烃污染地下水原位修复的缓释药剂，按照重量百分比，包括过氧化物10％～40％、铁电气石5％～30％、过硫酸盐20％～50％、表面活性剂1％～5％、粘合剂5％～20％。本发明提供的用于深层矿井氯代烃污染地下水原位修复的缓释药剂，其固体颗粒密度较大，在注入深层矿井地下水过程中利用其重力沉降作用可以进入地下污染水的底层，溶于水后形成双氧化体系，对沉于水底的氯代烃污染物进行降解处理，明显提高降解效率，并可调节水溶液的pH值，使之趋向中性。

技术领域

本发明属于地下水修复领域，涉及一种用于深层矿井氯代烃污染地下水原位修复的缓释药剂。

背景技术

近年来，随着我国经济化和工业化进程的不断加快、“退二进三”、“退城进园”政策的进一步落实，大批污染企业被迫搬迁、改造甚至关闭停产，导致城市及其周边地区出现大量的工业遗留遗弃污染场地，对地下水和土壤造成严重污染，尤其以氯代烃污染物较为严重，并且该类有机污染物具有“三致”效应，即致突变、致癌和致畸效应，对人体健康构成严重威胁，迫切需要采取快速高效的措施加以治理。

氯代烃在地下水中以DNAPL(dense non-aqueous phase liquid)的形式存在，溶解度较小，密度比水大，沉于水底，粘滞性低。地下水中溶解的氯代烃有很好的迁移性，能形成细长的污染羽，造成大范围的污染，且微生物毒性作用很大，不易被自然界的微生物降解，自然衰减可能需要上百年的时间。

目前，浅层氯代烃污染地下水的修复技术主要有异位修复和原位修复两种。异位修复的主要方法是抽出-水处理技术，原位修复主要包括原位化学氧化技术、地下水曝气技术、原位电动修复和渗透反应格栅技术等。其中，应用较多的原位化学氧化技术是指向受污染的地下水中注入过氧化氢、过硫酸盐、高锰酸钾、臭氧等强氧化剂，与污染物发生氧化还原反应，将污染物降解为无害或毒性更小的分子。

现有技术中对于深层矿井氯代烃污染地下水的修复研究鲜有涉及。本发明创造涉及的深层矿井是指深度大于地下70米的矿井。利用现有的原位化学氧化技术处理深层矿井污染地下水过程中，液体过氧化氢由于其分解特性，在深层地下水修复注入过程中容易发生歧化反应等，未到达深层矿井底部，便分解形成氧气和水，使得对深层矿井的修复效果极差，甚至不起作用。因此液体过氧化氢传输过程中的歧化分解是其应用于深层污染地下水修复的难题。

过氧化钙作为一类兼具释氧性和氧化性的环境友好型材料，近年来被用于地下水修复领域。过氧化钙溶于水可以生成过氧化氢和氧气，其过氧化氢的产量最大可达0.47gH₂O₂/gCaO₂，所以过氧化钙也被称为“固体过氧化氢”。与液体过氧化氢相比，过氧化钙性质更稳定，其生成过氧化氢的量可通过调节系统pH，控制溶解速率来调控，所以过氧化钙在实际修复中相比双氧水可得到更充分的利用。不仅如此，它还可以产生氧气促进土著微生物的生长，进而提高生物修复效率。专利号为：201110426869.9，发明创造名称为“一种地下水修复用缓释氧材料及其制备方法”的中国专利公开了一种地下水修复用缓释氧材料，包括内核材料和外壳材料，所述的内核材料是由下列组分按照重量百分比组成：50-80％释氧剂、10-40％塑性粘结矿物、1-30％pH缓冲剂、1-30％高渗透性材料。这种缓释氧材料主要利用过氧化物的释氧性来增加污水的溶解氧含量。深层矿井中高浓度、生物毒性较大的氯代烃污染地下水，即使提供高溶解氧含量也很难发生降解，因此该发明专利提供的这种缓释氧材料生物降解时间长，或很难发生生物降解，不能有效处理氯代烃污染地下水。而且，该缓释氧材料外层有外壳材料，在水中浸泡而不碎，使药剂颗粒进入水底后有效药剂不能随地下水流方向分散扩散，不利于增加修复效果。