電強化地下水循環(huán)井對有機污染場地的修復(fù)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類活動強度的不斷增大，土壤和地下水污染問題日益突出。土壤和地下水的有機污染具有持久性、隱蔽性、復(fù)雜性和難以治理性等特點，受到國內(nèi)外科研人員和政府的高度關(guān)注。本文選取揮發(fā)性不同的三種有機污染物甲苯、甲基叔丁基醚（MTBE）和十溴聯(lián)苯醚（BDE-209）為代表采用風(fēng)險熵值法對其污染場地進行生態(tài)風(fēng)險評估，并針對目前我國污染場地標準缺失的問題，計算出三種有機物在地表水和土壤中的急性基準值（CMC）和慢性基準值（

2、CCC），以 CMC作為修復(fù)目標的參考值。針對地下水循環(huán)井技術(shù)（GCW）僅對揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機物處理效果較好，且存在修復(fù)后的拖尾現(xiàn)象等特點，本文將電修復(fù)技術(shù)（EK）與GCW聯(lián)合，研究了EK-GCW對有機污染場地的修復(fù)效果及對拖尾現(xiàn)象的改善，并初步探討了強化自然衰減對目標污染物修復(fù)效果的影響。主要結(jié)論如下：
　?。?）目標污染物的風(fēng)險評估與基準值的計算
　　采用風(fēng)險熵值法對我國8個地區(qū)的地表水、12個地區(qū)土壤進行了初步風(fēng)險評

3、估。計算出甲苯、MTBE和 BDE-209在我國地表水中急性水質(zhì)基準值（CMC）分別為4.70 mg/L、97.50 mg/L和4.74×10-7 mg/L；慢性水質(zhì)基準值（CCC）分別為0.14 mg/L、1.70 mg/L和9.47×10-10 mg/L。土壤中CMC值分別為1.00 mg/kg、87.80 mg/kg和1.00 mg/kg；CCC值分別為2.00×10-3 mg/kg、0.18 mg/kg和2.00×10-3 mg

4、/kg。
　?。?）GCW對有機污染場地的修復(fù)
　　甲苯、MTBE和BDE-209在砂土中的吸附分別符合Langmiur等溫吸附、Linear等溫吸附和Freundlich等溫吸附；吸附系數(shù)分別為4.45×10-2 m3/kg、3.06×10-3 m3/kg和1.71×10-2 m3/kg；吸附平衡時間分別為24 h、24 h和48 h。搭建GCW模擬裝置對砂土和含水層中的目標污染物進行修復(fù)，最佳運行條件為：曝氣量400 L

5、/h、抽提量72 L/h、最佳運行時間15 h。含水層中甲苯和MTBE的平均去除率分別為92.3%和77.3%；土壤中的最高去除率分別可達95.4%和93.8%。但單一GCW技術(shù)對BDE-209的修復(fù)效果卻不明顯。
　?。?）電強化地下水循環(huán)井（EK-GCW）對有機污染場地的修復(fù)
　　EK-GCW運行15 h后含水層中MTBE的平均去除率可達93.1%，最高去除率可達97.2%，比 GCW單獨運行時分別提高了12.1%和11

6、.7%，拖尾濃度由113.50 mg/L降低到34.50 mg/L，小于CMC值，可達到修復(fù)目標。運行40 h后，BDE-209的去除率達74.3%，其中最高去除率為94.2%（D2處），大部分BDE-209被脫溴礦化；C1、C4和C6取樣口處砂土中BDE-209的去除率分別為89.4%、80.4%和79.6%。相同運行時間下 EK-GCW修復(fù)復(fù)合污染中各有機物去除速率低于單一污染，但最終修復(fù)效果接近一致。
　?。?）強化自然衰減

7、對修復(fù)效果的影響
　　將EK與GCW聯(lián)合可有效去除土壤和含水層中的BDE-209，且使含水層中甲苯和 MTBE達到修復(fù)目標值，但拖尾濃度較高。因此通過 GCW間歇曝氣，初步探討微生物對含水層中甲苯、MTBE和BDE-209去除效果的影響。間歇曝氣7 d后，甲苯、MTBE和BDE-209的拖尾濃度分別由4.02 mg/L、32.72 mg/L和6.27 mg/L降至1.10 mg/L、10.45 mg/L和4.24 mg/L。其中甲

8、苯和MTBE在含水層中的平均濃度遠低于CMC。但BDE-209的平均濃度與CMC相比較高，后期可考慮通過接種好氧微生物菌種等方式以達到修復(fù)效果目標。
　　實驗結(jié)果表明：將EK與GCW聯(lián)合，可有效提高MTBE在砂土和地下水中的去除效率；并對 BDE-209具有良好的修復(fù)效果，有效的拓寬了GCW的修復(fù)范圍。通過間歇曝氣強化自然衰減可有效降低目標污染物的拖尾濃度。因此，對于甲苯等易揮發(fā)性有機物，可采用GCW連續(xù)曝氣與間歇曝氣相結(jié)合以達到