[发明专利]一种污染场地的地下水和土壤的原位修复方法

说明书

本发明涉及一种污染场地的地下水和土壤的原位修复方法。该方法包括先将第一复合浆液注入位于污染羽边界的水层或土壤层，使第一复合浆液覆盖污染羽边界；再将第二复合浆液注入污染源区域的含水层或土壤层，使第二复合浆液与第一复合浆液覆盖污染场地；其中，第一复合浆液和第二复合浆液均含有蒙脱土、零价铁以及微量电子供体组合物，并且第一复合浆液中的蒙脱土含量大于第二复合浆液。该方法在污染羽边界形成柔性的原位阻隔反应带，在进行修复的同时将污染区进行围堵，防止污染羽进一步扩散导致的二次污染；同时，在污染源区域注入第二复合浆液，改善地下环境，快速消除土壤及地下水中的盐分污染，实现原污染源区域内的高效修复。

技术领域

本发明涉及地下水修复技术领域，具体而言，涉及一种污染场地的地下水和土壤的原位修复方法。

背景技术

硝酸根和硫酸根是构成大多数天然水体的主要离子组分，由于二者在高浓度时可对人体产生不利影响，因此各国均对其有一定限制标准。在过去的几十年里，由于化肥的大量使用、未经处理的城市污水和工业废水的排放以及大气沉降等因素造成的硝酸盐污染，世界各地的地下水和土壤质量都在恶化。同样，生活、城市和工业废水的排放，以及海水入侵、大气沉积、矿物溶解和酸雨等，造成地下水和土壤正日益受到硫酸盐污染的影响。因此，对于地下水和土壤的修复逐渐受到人们的重视。

然而，目前使用的污染场地修复技术仍存在许多问题。

首先，对于目前广泛使用的修复制剂而言，可能造成二次污染。例如，过硫酸盐氧化技术在去除多环芳烃过程中，会引入大量氧化剂从而造成地下水和土壤的硫酸根超标。目前为止，现有针对污染土壤和地下水中硫酸盐的治理技术较少，对硝酸盐和硫酸盐复合污染场地的关注及有效治理技术更为匮乏。现有技术往往采用零价铁作为还原剂解决上述问题。零价铁具有高还原势、强还原性，将零价铁应用于环境污染治理也逐步发展为一种新的污染控制技术。零价铁一旦注入地下，可快速消耗溶解氧、降低氧化还原电位，从而激发一系列的厌氧/缺氧生物过程：去硝酸根、锰还原、铁还原、硫酸根还原、产甲烷等。近年来研究还发现，零价铁在地下含水环境中发生的腐蚀反应可为优势土著微生物创造有利的环境条件，如：提供电子供体、产生OH-中和酸性物质，保持稳定的中性环境、消除重金属/H₂S等物质的毒性抑制。然而，对于硫酸盐来说，通过零价铁非生物还原的方式则很难将其消除，而天然含水层中，往往缺乏能源及营养物质，仅依靠零价铁腐蚀反应引起的地球化学条件改变对微生物产生的刺激作用仍缓慢且有限。

其次，对于原位修复方法而言，由于污染场地的污染物是随地下水的流动逐步扩散的，这就导致了污染羽边界是动态的；而现有技术使用的修复技术，在确定了污染场地后，直接投放修复制剂，并没有考虑到污染羽边界的变化。这样，污染羽的扩散就会导致二次污染。对于这样的问题。最早的研究将零价铁等活性组分与可渗透反应墙(PRB)联用，在横跨于地下水污染带的迁移路径上设置PRB反应墙，让污染的地下水通过含有活性组分的墙体(活性组分主要由零价铁组成，辅料包括离子交换树脂、沸石、活性碳、石灰石、铁的氧化物和氢氧化物)磷酸盐以及有机材料等，利用还原、降解、沉淀、吸附或离子交换等作用去除污染物。虽然，PRB技术在水体环境修复方面取得了一定的效果，但是这种渗透反应墙的造价太高，对污染场地的扰动很大，而且一旦固定就无法再重新改造的缺陷限制了其在水体环境修复领域的进一步推广应用。因此近年来，零价铁的原位注入技术得到了更多关注，该技术将零价铁或者零价铁复配药剂直接注入到污染区的特定位置，利用其高还原势和反应速度快等特性加速关注污染物降解，同样能够有效去除土壤和地下水中的难降解有机物、重金属和硝酸盐等多种污染物，实现污染场地的有效治理。然而该技术在注入过程中，外加压力将药剂注入地下时，容易造成土壤中吸附污染物的再次释放及污染羽的进一步扩散。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种污染场地的地下水和土壤的原位修复方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种污染场地的地下水和土壤的原位修复方法，所述污染场地包括污染源区域和污染羽边界；所述原位修复方法包括以下步骤：