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赵景联环境污染的化学修复ppt

时间:2022-04-13 10:36:35 来源:千亿国际娱乐官网 作者:千亿国际平台下载 浏览量:

  免费在线 原位可渗透反应墙技术局限 局限:处理可能不彻底,可能引进再次污染,需维护 限制因素:由于反应墙体中介质可添加介质种类及数量的限制,可能不保证污染物完全清除;随着污染物在反应墙中的积累,处理系统活性降低;环境条件改变,可能导致反应墙体功能的变化 使用时应注意: 7 化学修复技术特征比较 江西赣州离子型稀土矿山地球化学修复技术现场研讨会在龙南县举行 日期:2016年10月21日?? ?? 发布部门:市矿产资源管理局?? ? 10月20至21日,国土资源部机关服务局叶志斌同志一行8人抵达龙南县,参加由国家地质实验测试中心、赣州市矿产资源管理局联合举办的“江西赣州离子型稀土矿山地球化学修复技术现场研讨会”。 本次会议由国家地质实验测试中心庄育勋主任主持。中国地质调查局党组成员、中国地质科学院党委书记、副院长王小烈出席会议并讲话,在会上与会者交流了赣州离子型稀土矿的环境修复进展及经验,研究新形势下加强矿山环境修复技术的思路和措施。听取了谭科艳关于地球化学工程水土污染修复技术总体介绍和刘诗文博士关于离子型稀土矿污染土壤的地球化学工程学原位生态修复技术研究的学术报告。叶志斌局长一行实地参观了龙南县矿管局正实施的稀土矿山大型修复场地和国家地质实验测试中心组建的900平米示范场地。国土资源部机关服务局副局长张军民、综合管理处处长程斌、省国土资源厅副厅长侯克常、赣州市矿管局局长赖亮光、龙南经济技术开发区党工委书记、管委会主任、县委书记缪兰英等部、省、市、县有关部门负责人70多人参加了会议。 据悉,本次研讨会旨在贯彻全国科技创新大会精神,落实国土资源部和中国地质调查局关于科技创新的系列要求,针对江西赣州离子型稀土矿山的环境保护和治理问题,广泛开展环境修复技术的交流与探讨,为制定离子型稀土矿山的环境保护和治理决策提供科学支撑。 案例2 Pierce加油站旧址场地地下水修复 场地位置:洛杉矶,加利福尼亚 主要污染物:苯系物(BTEX)、石油烃(TPH) 氧化剂:Fenton试剂(H2O2+Fe2+) 2.1 场地概况 主要污染源为原加油站界外,距加油站西南面45m处的汽油井,横穿两条交通道路。地下水缓流梯度为0.008m/m,流速为1.2cm/d;蓄水层沉积物主要为粉土,少量低渗透性黏土;Fe的背景值为6-338mg/L,总有机碳含量为17-35mg/L。下游有一中学校园,为主要敏感区。 2.2 污染特征 主要污染物为BTEX和TPH没有MTBE。污染羽位于浅层冲积蓄水层,深度为地表下9-12m,预估污染区域范围为656m2,蓄水层体积3976m3,最大污染浓度:BTEX 2000μg/L、TPH 65000μg/L。 2.3 修复设计 通过建立一个包含污染场地地球化学及水文地质特征参数的模型,确定现场修复工程所需氧化剂的合适用量。此外,天然氧化剂需要量、土壤氧化剂需求量及天然有机质的需求量虽不通过模型直接模拟获得,但也间接受模型的模拟结果所影响。 共设置21个注射井(深度:9.5-14.0m),在全过程中使用。基于前期对低渗透性土壤的小试试验结果,注射井的有效半径为4.6m。各注射井的间隔约7.6m,交错排列用于获得重叠的修复半径,并覆盖场址外的污染羽。 场地的地下水需预先注射催化剂(FeSO4+HCl),本案例中每注射井添加189L催化剂。H2O2氧化剂通过重力投加,不用泵也不加压,在添加的同时监测井下温度,以此调节H2O2的添加速度,确保地下水温不超过82℃。这个步骤进行4周后,H2O2的总投加量为32 555L,平均投加量为1628L/井。 2.4 修复结果 本场地采用Fenton试剂氧化,对污染物进行有效去除:BTEX的浓度由2000μg/L降至240μg/L,去除率达88%;TPH的浓度由62000μg/L降至4300μg/L,去除率达93%。根据监测数据计算可知,BTEX的平均去除率为96%,TPH的平均去除率为93%。 3.3.3 有机-无机固定剂法 依据污染环境中污染物的性质,加入有机-无机化学试剂,使污染物钝化,形成不溶性或移动性差、毒性小的物质 常用有机-无机固定剂的种类及其来源 3.4 化学固定修复技术应用 范围:程度较轻、污染范围较大、污染物处于环境表层或浅层 优点:成本低 对环境中重金属离子的俘获和固定,遵循3个普遍原理: 在高pH条件下,使金属离子形成难溶性复合物而难淋溶; 金属离子被整合到复合晶体结构中,进而不易溶解和渗滤; 金属离子被截留在复合体低渗透性的基质中。 3.5 化学固定修复技术局限 局限:低迁移态金属离子可能重新活化。加入固定剂后,金属离子向低迁移态形式转变,但环境条件的改变,可能使金属离子从惰性态转化为活性态,再次污染 限制因素:外源物质添加量、外源物质种类、外源物质添加形式、污染物的物理化学性质 4 化学氧化修复 4.1化学氧化修复概述 目的:氧化污染环境中的污染物,包括溶解态的无机与有机污染物 定义:通过向污染环境中添加可促进污染物氧化的物质(氧化剂),分解污染物的结构以降低其毒性 类型:二氧化氯 高锰酸钾 臭氧 双氧水、Fenton试剂及其组合氧化法 光催化氧化 4.2 化学氧化修复原理 向污染环境中加入化学氧化剂,依靠化学氧化剂的氧化能力,分解破坏污染环境中污染物的结构,使污染物降解或转化为低毒、低移动性物质 4.3 化学氧化修复技术 4.3.1 二氧化氯氧化剂法 以气体形式加入污染环境,氧化其中的有机物。其氧化能力强且稳定,生产简单。主要用于酚类、氯酚、氰化物、硫化物、胺类化合物、腐殖酸等成分氧化去除;在中性或略偏碱性的水中可迅速氧化水中的铁、锰离子,生成不溶于水的Fe(OH)3和MnO2沉淀析出;在较大的pH值范围(6~10)内可高效消毒杀菌 4.3.2 高锰酸钾氧化剂法 以水溶液的形式加入污染环境中。其可有效去除污染环境中的多种有机污染物,还能显著地控制氯化副产物,适用的酸碱范围广 4.3.3 臭氧氧化剂法 臭氧可直接氧化污染物或通过形成自由基后氧化污染物。在直接氧化过程中臭氧分子直接加成在反应分子上,形成过渡型中间产物,然后再转化成反应产物。其能迅速而广泛地氧化分解水中的大部分有机物。臭氧自身分解产生的氧气可为土壤中的微生物所利用 臭氧是一种强氧化剂,具有很强的灭菌消毒、除味、去色、降解有机物的特性。应用臭氧进行消毒净化,具有无毒、无害、无任何残留的特点,臭氧被誉为是当前世界上最洁净的消毒剂。常与其他方法联用: 臭氧-生物活性炭技术、臭氧-过氧化氢混合氧化技术等。 4.3.4 双氧水、Fenton试剂及其组合氧化法 双氧水稳定、无腐蚀性、无二次污染、氧化选择性高; Fenton试剂:为了提高双氧水的氧化能力,在双氧水中加入亚铁离子形成Fenton试剂,生成具高电负性或亲电子性的强氧化HO.自由基后,生成Fe(OH)3胶体具有絮凝作用,在pH为3.5~5.0,使悬浮固体凝聚沉淀 利用电化学法产生的Fe2+和H2O2作为Fenton试剂的持续来源,两者产生后立即作用而生成具有高度活性的羟基自由基,使有机物得到降解 4.3.5 光催化氧化法 以太阳为辐射源,激发半导体催化剂,产生强氧化作用的空穴和电子对,而光生空穴将产生羟基自由基(.OH)等强氧化性自由基,分解污染物;研究最多的半导体材料有TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2等 4.3化学氧化修复技术应用 范围:降解铁、锰和硫化氢、三氯乙稀(TCE)、四氯乙稀(PCE)等含氯溶剂,以及苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX) 优点:成本低 可使污染物通过降解、蒸发及沉淀等方式去除,或毒性降低;氧化剂反应产物应对人体无害;修复过程实用和经济 5 化学还原修复 5.1化学还原修复概述 目的:还原污染环境中的污染物,使其毒性降低或去除 定义:通过向污染环境中添加可促进污染物还原的物质(还原剂),分解污染物的结构以降低其毒性 类型:二氧化硫还原剂法 硫化氢还原剂法 零价铁胶体还原剂法 5.2 化学还原修复原理 向污染环境中加入化学还原剂,依靠还原剂的还原能力,分解破坏污染环境中污染物的结构,使污染物降解或转化为低毒、低转移性物质 反应墙体中添加介质的要求 功能性:染污物与介质之间应必须有物理、化学或生化反应,从而确保污染流经时,污染物能被清除; 易得性:处理区的活性物质应能大量获得,以确保处理系统长期有效: 安全性:介质不应产生二次污染 5.3 化学还原修复技术 5.3.1 SO2还原剂法 将SO2溶解在碱性溶液中,以碳酸盐和重碳酸盐做缓冲溶液,注入被污染环境中,使其中的Fe3+被还原成Fe2+,由Fe2+还原迁移态的敏感污染物 5.3.2 硫化氢还原剂法 H2S可原位修复Cr6+污染的环境,将其还原成Cr3+ ,并继续转化成氢氧化铬沉淀,H2S本身转化成硫化物;由于硫化物被认为是没有危险的,三价铬氢氧化物的溶解度低,因此反应产物不会导致环境问题 5.3.3 零价铁胶体还原剂法 通过井注射或在污染物流经路线上放置零价铁胶体,或者直接向被污染环境含水层中注射微米甚至纳米Fe0胶体还原污染物。基可还原硝酸盐为氮气、脱掉氯代物中的氯离子等。 5.4 化学还原修复技术应用 范围:对还原作用敏感的污染物,包括铬酸盐、硝酸盐及氯化物 优点:成本低 5.5 化学氧化修复技术局限 局限:可能引起二次污染 限制因素:某些还原剂可能对人体有害(H2S)、产生未知中间产物;固体还原剂难以均匀分散 6原位可渗透反应墙修复 6.1原位可渗透反应墙概述 目的:溶解有机质、金属、放射性以及其他的污染物质 定义:通过在污染环境中设置包含处理介质反应墙体分解污染物的结构以降低其毒性 类型(依据反应墙体中的介质)分为: 酸碱度调节法 析出法 吸附法 营养有效性调节法 6.2 原位可渗透反应墙原理 通过天然或人工的水力梯度,迫使污染物在污染环境下层形成污水斑块,该污染斑块流经反应墙,经过反应墙体中介质的降解、吸附、淋滤或溶解,降低或去除有机质、金属、放射性污染物的毒性 可渗透反应墙系统剖面示意图 6.3 原位可渗透反应墙技术 6.3.1 地下水酸碱度调节法 在反应墙体中加入可调节酸碱度的物质,进而通过调节环境下层水体的pH值,影响污染物中对pH值或氧化还原电位敏感的组分的溶解度,特别是将难溶的污染物溶解,形成污水斑块后流经反应墙净化 6.3.2 吸附法 在反应墙体中添加吸附性较强的物质,如活性炭、沸石及离子交换树脂,吸附流经的污水中的污染物 6.3.3 析出法 在反应墙体中加入可溶性物质,其溶解后产生的离子与污染物离子形成易析出的颗粒。如羟磷灰石(磷酸钙)。 6.3.4 营养有效性调节法 在反应墙体中添加微生物生长,增殖需要的物质,进而提高被污染环境中微生物的数量、种类与降解能力 原位可渗透反应墙选择的材料 6.4 原位可渗透反应墙技术应用 范围:可溶解、可吸附、可析出以及可降解的污染物 优点:无需外加动力,不占地面空间,无需储存、运输 反应墙方案的设计原则 墙体水力特征:墙体的渗透性 添加介质的属性:依据污染物的性质选择具有去污能力的介质、同时不形成二次污染 监测:设置可监测的设备或设施,如监测井 复习: 环境修复: 修复(remediation)本来是工程上的一个概念,顾名思义,它是指借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。严格说来,修复包括恢复、重建、改建等三个方面的活动。 环境修复按研究对象可分为几类? 土壤环境修复、水体环境修复、大气环境修复、固体废物环境修复 环境修复按修复方法可分为: 物理修复、化学修复、生物修复 环境修复的如何产生 的? 环境修复的对象和任务? 环境修复的对象是自然界中各种各样的因为环境污染和破坏等带来的环境问题,使得环境能够部分或者全部的恢复到原始状态。 物理修复的概念和特点? 利用污染物与环境之间各种物理特性的差异,达到将污染物从环境中去除、分离的目的。 根据修复技术,物理修复可分为几种方法? 2.3.8 物理分离修复技术的主要属小结(一) 2.3.8 物理分离修复技术的主要属性小结(二) 第三章 污染环境的化学修复 化学修复概述 化学淋洗修复 化学固定修复 化学氧化修复 化学还原修复 还原可渗透反应墙修复 1 化学修复概述 1.1 化学修复定义 通过添加化学剂清除和降低污染环境中污染物的方法。采用适当的方法将合适的化学清除剂加入污染环境,利用化学清除剂吸附、吸收、迁移、淋溶、挥发、扩散和降解污染物,改变污染物在环境中的性质,进而清除污染物或降低污染物的浓度至安全标准范围。 1.2 化学修复特点 优点:快捷、操作简便、对污染物的性质和浓度不敏感等 缺点:可能造成二次污染等 石灰、碳酸钙: 提高土壤 pH值,促使土壤中Cd、Cu、Hg、Zn等元素形成氢氧化物或碳酸盐结合态盐类沉淀 磷酸盐、硅酸盐: 可使土壤中重金属形成难溶性的沉淀。如向土壤中投放硅酸盐钢渣,对 Cd、Ni、Zn离子具有吸附和共沉淀作用。水田土壤中的Cd以磷酸镉的形式沉淀,磷酸汞的溶解度也很小。 化学剂: 1.3 化学修复技术类型 根据处理对象的位置是否改变分为: 原位化学修复 在污染环境现场加入化学清除剂,使之得以降解和解毒; 异位化学修复 通过必要的化学措施,将污染环境中的污染物转化为液体,输送至特定地点处理,以降低其污染物浓度或去除 2 化学淋洗修复 2.1 化学淋洗修复概述 目的:清除污染环境中的有机污染物和重金属 定义:通过向污染环境中添加可促进污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂,将污染抽提出环境的技术 类型:原位化学淋洗修复 异位化学淋洗修复 2.2 化学淋洗修复原理 借助能促进污染环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂,在重力作用或水压推动下将淋洗液注入被污染的环境中,在化学清除剂与污染物接触并形成混合液体后,将混合液抽提出环境,进行分离和污水处理。淋洗液具有淋洗、增溶、乳化或改变污染物化学性质的作用 2.3 化学淋洗修复技术 2.3.1 原位化学淋洗法 向污染环境中施加冲洗剂,使其与污染物结合,通过淋洗液的解吸、螯合,溶解或络合等物理、化学作用,最终形成可迁移的混合物,该混合物可用梯度井或其他方式收集、储存进一步处理 原位化学淋洗技术流程图 2.3.2 异位化学淋洗法 将受污染的环境隔离或取出,用水或溶于水的化学试剂清洗、去除污染物后取消隔离,回填或运到其它地点,而含有污染物的废水或废液进一步处理 异位化学淋洗修复技术流程图 两种化学淋洗修复技术特征比较 2.4 化学淋洗修复技术应用 化学淋洗液种类:污染物的种类决定了使用淋洗液的类型 常用化学淋洗液 常见的螯合剂有:三磷酸钠,六偏磷酸钠,纯碱,柠檬酸,柠檬酸钠,三乙醇胺,二乙醇胺,聚丙烯酸钠盐,乙二胺四乙酸二/四钠盐(EDTA),氨三乙酸钠盐,乙酰丙酮,羟基喹啉,双硫腙等等. 1、阴离子表面活性剂 :硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠 2、阳离子表面活性剂:季铵化物 3、两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型 4、非离子表面活性剂: 脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨坦(司盘),聚山梨酯(吐温) 5、生物表面活性剂 淋洗液向土壤污染层扩散; 对污染物质的溶解、吸附、螯合等; 淋洗出的污染物在土壤内部转移; 淋洗出的污染物从土壤内部排出 对于污染土壤修复而言,淋洗过程包括: 化学淋洗影响因素 1、土壤质地 20%-30%的粘质土壤效果不佳,对质地过细的土壤要使土壤颗粒凝聚增加土壤的渗透性;大粒径土壤需要打碎,以缩短污染物和淋洗液的扩散途径。 2、污染物类型及赋予形态 3、淋洗剂的类型 酸和螯合剂通常被用来淋洗有机污染物和重金属;氧化剂改变污染物化学性质,增强淋洗效果;有机溶剂用来去除疏水性有机物。 2.5 化学淋洗修复技术局限 局限:产生大量需进一步处理的废液、可能引起再次污染 限制因素:成本、被污染环境基质特征、污染物类型、淋洗剂类型 3 化学固定修复 3.1 化学固定修复概述 目的:钝化污染环境中的污染物,主要包括重金属离子 定义:通过向污染环境中添加可促进污染物钝化的物质(固定剂),降低污染物的毒性 类型:有机固定剂 无机固定剂 有机-无机复合 3.2 化学固定修复原理 在污染环境中加入化学试剂,并利用它们调节污染环境条件、改变污染物的形态、水溶性、迁移性等物理化学性质,使污染物钝化,形成不溶性或移动性差、毒性小的物质 吸附作用:将污染环境中的污染物以水合离子、阳离子以及无电荷联合体的形式吸附的过程 配合作用机理:一些固定剂的离子可与某些污染物发生专属性吸附作用 共沉淀机理:固定剂溶解后产生的阴离子,在适当的酸碱条件下,与污染物结合成稳定、难溶物质。比如,磷灰石可去除100%Pb、Cd(37-99%);Zn(27%-99%) 3.3 化学固定修复技术 3.3.1 有机固定剂法 依据污染环境中污染物的性质,加入有机化学试剂,使污染物钝化,形成不溶性或移动性差、毒性小的物质 常用有机固定剂的种类及其来源 3.3.2 无机固定剂法 依据污染环境中污染物的性质,加入无机化学试剂,使污染物钝化,形成不溶性或移动性差、毒性小的物质 常用无机固定剂的种类及其来源

  GB T 32610-2016_日常防护型口罩技术规范_高清版_可检索.pdf