地下水中四氯乙烯遷移歸宿與修復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、受氯代烴類有機(jī)物污染的地下水環(huán)境修復(fù)，是環(huán)境領(lǐng)域的前沿科學(xué)問題之一。了解四氯乙烯(PCE)在含水層中的遷移和轉(zhuǎn)化如對(duì)流、彌散、吸附、生物化學(xué)降解等環(huán)境行為，是研究地下水污染控制的前提，對(duì)掌握有機(jī)物污染機(jī)理及確定控制修復(fù)技術(shù)具有重要意義。本文采用室內(nèi)批量試驗(yàn)、砂柱模擬試驗(yàn)及數(shù)值模擬方法，在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究PCE在地下水環(huán)境中的各種行為特點(diǎn)。 等溫非平衡吸附研究顯示：PCE在砂質(zhì)含水層介質(zhì)(孔徑9nm左右)中的吸附特性與有機(jī)碳含量(

2、foc)有關(guān)。(1)foc為0.080～0.090％的固相介質(zhì)對(duì)PCE的等溫吸附能在2小時(shí)內(nèi)達(dá)到吸附體系的表觀平衡狀態(tài)；影響吸附過程快慢及表觀平衡時(shí)的單位介質(zhì)吸附量的主要因素是孔內(nèi)充填及毛細(xì)凝結(jié)作用。(2)foc在0.220～0.540％的砂質(zhì)介質(zhì)，影響其吸附過程及單位介質(zhì)吸附量的主要因素是固相有機(jī)質(zhì)的吸收作用。 等溫平衡吸附研究顯示：(1)PCE在foc為0.080～0.090％的固相介質(zhì)上的等溫平衡吸附特性用由線性吸附模型

3、和Langmuir吸附模型組合并經(jīng)修正后的雙模式模型描述的效果最好。(2)foc為0.220～0.540％的砂質(zhì)介質(zhì)對(duì)PCE的等溫平衡吸附特性用線性模型描述的效果最好。(3)本文定義的與修正的雙模式等溫吸附模型相對(duì)應(yīng)的阻滯因子(R)表達(dá)式，可用于量化描述PCE在此類含水層介質(zhì)中因吸附作用而滯遲的遷移過程，在特定的溶質(zhì)遷移環(huán)境下，R的大小與溶質(zhì)液相濃度直接相關(guān)。 采用零價(jià)金屬鐵、鋅或厭氧微生物單獨(dú)作用、零價(jià)鐵和厭氧微生物聯(lián)合作用

4、(FeMB)、零價(jià)鋅和厭氧微生物聯(lián)合作用等技術(shù)降解去除污染物PCE，研究表明：(1)在25天的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)eMB技術(shù)對(duì)PCE的去除率最高，達(dá)到99.9％；約有44％的PCE被降解為乙烯、乙炔、乙烷等無(wú)氯碳?xì)浠衔?。與其它幾種技術(shù)相比，F(xiàn)eMB技術(shù)不僅對(duì)PCE的去除率最高，而且對(duì)PCE的降解脫氯程度也最高。(2)PCE及其降解中間產(chǎn)物的衰減過程符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。(3)在FeMB降解體系中，PCE的主要降解路徑為PCE先后經(jīng)歷氫取

5、代反應(yīng)脫去一個(gè)氯原子轉(zhuǎn)化成三氯乙烯(TCE)和二氯乙烯(1,1-DCE)，1,1-DCE再經(jīng)歷α-還原脫氯反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙烯，再經(jīng)氫氣加成反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙烷。這個(gè)路徑不同于鐵或微生物單獨(dú)作用的反應(yīng)體系，表明鐵和微生物聯(lián)合作用不僅能影響零價(jià)金屬鐵與PCE及其降解產(chǎn)物的反應(yīng)速率，還能改變脫氯過程的反應(yīng)路徑。(4)根據(jù)降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)的結(jié)果顯示，F(xiàn)eMB技術(shù)將反應(yīng)體系中的PCE全部轉(zhuǎn)化為無(wú)氯碳?xì)浠衔锼璧臅r(shí)間為150天，是所有降解反應(yīng)體系中耗