[发明专利]一种原位改造地下含水层的方法和应用

说明书

本发明属于地下水修复技术领域，具体涉及一种原位改造地下含水层的方法和应用。本发明提供的原位改造地下含水层的方法，包括以下步骤：1)将二价铁溶液、稳定剂和还原剂混合，得到二价铁络合物溶液；2)将二价铁络合物溶液注入地下含水层；3)将水注入地下含水层；4)将含有负二价硫离子的溶液注入地下含水层；5)将水再次注入地下含水层；6)重复步骤2)‑步骤5)操作。本发明通过向地下含水层添加溶解性前体物质，调控土壤间隙水中的均相沉淀和矿物表面的异相沉淀过程，原位形成FeS活性纳米颗粒物可在不显著减低土壤孔隙度的前提下产生有效吸附、降解污染物的丰富界面，从根本上解决FeS纳米材料应用于污染原位修复中的瓶颈问题。

技术领域

本发明属于地下水修复技术领域，具体涉及一种原位改造地下含水层的方法和应用。

背景技术

现代工业的快速发展导致土壤和地下水环境污染日益严重。其中，地下含水层的修复比表层土壤修复更具挑战性，是污染场地修复过程中的难点问题。异位修复技术成本高、效率低；原位修复技术受传质速率慢、反应效率低等因素的影响，难度较大。因此，亟待开发可用于污染场地地下含水层的绿色、高效、经济的原位修复技术。

硫化亚铁(FeS)纳米材料成本较低、环境友好且制备简单，具有高比表面积及反应活性，可有效修复有机、重金属污染。然而，传统方法向地下含水层注入FeS纳米材料易发生团聚，稳定性、迁移性较差，限制了纳米材料在地下含水层中的应用，且污染物易集中在地下含水层水力传导系数较低的区域，造成持续的地下水污染，最终造成FeS纳米修复材料在该污染区域难以有效传输，严重影响修复效果。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中向地下含水层注入FeS纳米材料易发生团聚，稳定性、迁移性较差，存在传质效率低和易氧化等缺陷，导致对重金属的去除效果较差，从而提供一种原位改造地下含水层的方法和应用。

本发明提供一种原位改造地下含水层的方法，包括以下步骤：

1)将二价铁溶液、稳定剂和还原剂混合，得到二价铁络合物溶液；

2)将二价铁络合物溶液注入地下含水层；

3)将水注入地下含水层；

4)将含有负二价硫离子的溶液注入地下含水层；

5)将水再次注入地下含水层；

6)重复步骤2)-步骤5)操作；

所述稳定剂选自羧甲基纤维素钠、淀粉、海藻酸钠、壳聚糖、丝胶蛋白、瓜尔胶、腐植酸、富里酸、黄原胶、透明质酸中的至少一种。

优选的，所述二价铁溶液选自(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液、FeSO₄溶液和FeCl₂溶液中的至少一种；

可选的，(NH₄)₂Fe(SO₄)₂可选用(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O，FeSO₄可选用FeSO₄·7H₂O，FeCl₂可选用FeCl₂·5H₂O。

所述还原剂选自抗坏血酸、谷胱甘肽、半胱氨酸、盐酸羟胺中的至少一种。

优选的，步骤1)中所述二价铁络合物溶液中二价铁离子、稳定剂和还原剂的质量比为1：(0.01-0.2)：(0.1-0.2)；

以二价铁离子计，所述二价铁离子与稳定剂的质量比为1：(0.01-0.2)。