[发明专利]一种用于地下水原位化学修复的药剂

说明书

本发明公开了一种用于地下水原位化学修复的药剂，主要由高锰酸盐和可溶性含硅助剂复配而成，可制备为粉末状固体或混合液体形式。本发明药剂对地下水中有机污染物去除率高，与常规高锰酸盐修复剂相比，可显著提高有机污染物氧化去除效率，且避免了副产物二氧化锰颗粒的地下沉积问题，利于药剂的原位注入和长距离的迁移扩散。该药剂成分绿色环保，性能稳定，作用周期长，操作简单，成本低廉，不会对地下环境造成不利影响。

技术领域

本发明属于污染地下水修复技术领域，具体涉及一种污染地下水原位化学氧化修复药剂。

背景技术

随着工农业的迅速发展，大量的酚类化合物被广泛应用于制药、皮革、印刷及涂料等行业，成为环境中典型的有机污染物。其具备“致癌、致畸和致突变”效应，且易迁移和难降解，且一旦进入地下水环境中将会对生态系统和人类造成严重危害。

目前，地下水修复技术主要分为原位修复和异位修复技术，与异位修复技术相比，原位修复技术不需要额外的抽出处理、运输及一系列的地面基建措施，在实现污染物的降解和去除过程中，其操作简便，且更为经济、环保。高锰酸盐由于具备运输储存方便，价格低廉，投加方便，不生成有毒有害的卤代副产物，且其在较宽pH范围和离子强度下发挥较好的氧化能力等优点，因而作为一种原位化学氧化剂被广泛应用于修复受污染的地下水。但是使用高锰酸盐氧化降解有机污染物也存在一定的局限性，如对有机污染物的去除率低、反应速率慢等缺陷。同时，高锰酸盐在氧化降解有机污染物过程中会产生很多二氧化锰(MnO₂)颗粒，此种非晶状的固体较易在地下沉积，将对注入井、过滤器、地下地层造成堵塞，进而影响后期高锰酸盐的注入和有效扩散。

为解决地下水原位化学修复过程中MnO₂的沉积堵塞问题，许多研究采用了优化注入参数、利用有机物酸溶解或引入表面活性剂等方式进行固体控制。如采用氧化剂循环冲洗或利用有机酸溶解沉积的MnO₂途径，所消耗的有机酸的量很大，同时剩余的有机酸也将消耗氧化剂，提高修复成本；而利用十二烷基磺酸钠为代表的表面活性剂来稳定MnO₂颗粒时，表面活性剂本身具备一定毒性，其残留于地下水中的风险难以控制。针对现有高锰酸盐原位修复技术存在的缺陷，寻找一种对有机物去除率高，同时能实现稳定长距离迁移扩散，成本低廉，且不会引致地下环境污染的修复药剂成为环境修复领域日益关注的焦点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对复杂酚类有机污染地下水，提供一种可用于原位修复的复合药剂，利用化学氧化结合配位络合的方式同时实现对多种有机污染物高效降解及氧化剂的长距离传质。

本发明提供的技术方案具体如下：

一种用于地下水原位化学修复的药剂，所述药剂包括高锰酸盐和可溶性含硅助剂，所述可溶性含硅助剂占高锰酸盐重量的0.01～20％。

优选地，所述药剂为液体药剂或者粉体药剂。

优选地，当所述药剂为液体药剂时，所述药剂可由高锰酸盐、可溶性含硅助剂和水混合而成，所述高锰酸盐与可溶性含硅助剂占总需水量的重量百分比分别为：高锰酸盐0.01～40％和可溶性含硅助剂0.01～30％。

优选地，所述高锰酸盐为高锰酸钠或高锰酸钾。

优选地，所述可溶性含硅助剂为：硅酸钠、硅酸钾、层状硅酸钠、层状硅酸钾或聚合硅酸盐的一种或多种组合。

本发明还提供上述药剂的制备方法，包括以下几种：

(1)将固体粉末状高锰酸盐、可溶性含硅助剂混合均匀得到粉末状药剂；

(2)将液体状高锰酸盐、可溶性含硅助剂混合均匀得到流动性良好，利于原位注入且可稳定存放的液体药剂；

(3)将高锰酸盐、可溶性含硅助剂与水混合均匀得到流动性良好，利于原位注入且可稳定存放的液体药剂。