地下水污染修复方法概述

地下水污染修复地下水污染修复方法方法方法概述概述
王明玉
中国科学院研究生院
地下水污染控制与修复已成为国际环境领域的研究热点，受污染地下水控制与修复技术已在工程实践中广泛应用。

目前对污染的土壤和含水层的恢复治理方法主要包括原位修复、异位修复和自然衰减监测法（（自然修复）三种。

对于点源污染的治理首先要对污染源进行控制，清除、切断或控制污染来源，防止污染物的继续泄漏，其后采用相应的措施对已污染的场地进行恢复和治理。

对于面源污染，应考虑土壤与地下水污染联合治理。

1)1)原位修复方法原位修复方法原位修复方法
气提法气提法：：气提法是原位修复方法之一，主要用来去除挥发性、半挥发性有机物污染物。

对于污染土壤的气提方法来说，要求在包气带中设立抽水井，使用真空泵在地表抽取包气带中的空气，从而加速土壤中污染物的气相转移速率，达到修复的目的。

该方法存在的问题包括抽气井有效半径的确定和如何避免地表空气直接进入抽气井而造成的短路等。

对于地下水来说，气提方法是通过地下水的人工循环，即将处理后的地下水回注于包气带再入渗到地下水中，未处理的地下水从底部进入井中取代被抽取的地下水，在此过程中使水体中的挥发性污染物去除井中汽化分离，分离出的污染气体再通过地表处理或微生物降解去除。

该方法一般与土壤气提、地表处理、微生物降解联合使用，可以去除氯化有机溶剂、石油产品污染物、农药等。

它的优点在于只采用单井抽取气体，很少抽取地下水，具有投资少、运转费用低的特点；可以同其他处理方法联合使用，强化修复效果；设计简单，易于维护。

但该工艺在浅层含水层中的处理效果有限，可能会产生沉淀从而造成水井堵塞，若处理系统设计不合理还会造成污染扩散。

冲洗法冲洗法：：原位冲洗法是利用水、表面活性剂、潜溶剂或其他液体对污染的土壤或地下水进行处理的一种方法。

该方法首先将液体注入土壤、地下水污染带，在下游抽取地下水或冲洗混合液，然后再进行地下或地上处理。

该方法优点在于对介质空隙的冲洗效果明显，不受污染深度和位置的限制，对多种污染物的处理速度比传统抽取-处理方法要快，其局限性在于需要进行大量资料收集和可行性研究，否则容易造成污染范围扩大。

加热法加热法：：加热方法就是利用蒸汽、热水、无线电频率或电阻等对污染场地进行加热，从而改变污染物的某些特性使污染物得以去除。

如挥发性有机污染物在温度增加时会加速挥发，从而使去除效率提高。

采用蒸汽进行加热的方法适用于中等或高渗透性地层，而采用无线电频率或电阻加热的方法则适用于低渗透性的地层，因为粘土含量高的地层有利于无线电频率或电阻能量的捕获。

渗透反应隔栅渗透反应隔栅(PRB)(PRB)(PRB) 法：
渗透反应隔栅(PRB) 法是在污染源的下游开挖沟槽，然后填充反应介质，当污染物随地下水流过时与反应介质作用进而得以去除。

目前常用的充填介质包括零价铁、微生物、活性碳、泥炭、蒙脱石、石灰、锯屑或其他物质。

污染物主要是通过微生物降解、吸附和沉淀的作用去除。

固化法固化法：：
固化法是在已污染的包气带或含水层中注入可使污染物不能继续迁移的介质，使有机或无机污染物达到稳定状态。

污染物与介质发生反应，从而凝固、粘合（固化），或者是由于化学反应使其活动性降低。

该方法适用于中等或较高渗透性能的地层，该技术的使用需要对处理场所的水文地质条件非常了解。

电动力学法电动力学法：：
电动力学法是在污染土壤中施加低压电流形成附加
电场，通过电渗、电移或电泳作用影响地下水中污染物的迁移。

该方法适用于低渗透性污染问题，可以去除多种污染物，该方法使用前需要对拟处理场地进行实验分析，并且负极附近存在金属沉淀问题。

微生物处理法微生物处理法：：微生物处理方法起始于20世纪70年代，被认为是地下环境污染恢复、处理最为有效和最有前途的方法。

根据降解程度的不同分为微生物转化（生产简单的中间产物）和矿化（形成水、二氧化碳和惰性无机残质等）两种。

非水相液体污染物在地下水环境中以自由态、固体颗粒周围和孔隙中的吸附态和溶解或分散于地下水中的溶解态三种形式存在。

微生物原位处理方法可直接对污染物以上三种形态进行降解去除。

微生物的原位去除包括好氧模式和厌氧模式两种，但由于地下环境中溶解氧含量有限，因此有时需要将氧气和营养物质注入地下，以满足微生物处理的需求。

微生物处理法的环境条件比较复杂且难以控制。

植物处理法植物处理法：：植物处理法是利用植物的吸收、聚积作用对污染的土壤和地下水进行净化。

该方法可用于多种污染物的处理，包括重金属、放射性物质、有机化合物如农药、杀虫剂、PCBs、BTEX 等。

植物对污染物的去除途径包括植物根部吸收、植物吸取、植物转化、植物激化或植物辅助作用下的微生物降解、植物稳定等。

该方法的优点在于无二次污染，对环境的干扰很小，无须土壤的转移。

缺点在于修复时间较长，处理深度有限且可能通过动物进入到食物链中。

2)2)异位修复方法异位修复方法异位修复方法
异位异位技术技术技术
抽取处理法抽取处理法：：
抽取处理法是将污染的地下水抽出在地表进行处理的方法。

处理方法包括物理化学法和微生物法等。

通过污染地下水的
不断抽出，污染晕的范围逐渐减少，使得含水层介质中的污染物逐渐转移到液相中得以去除。

在抽取地下水的同时有时还需要注入表面活性剂等增溶剂来增强吸附在地层介质颗粒上的有机污染物的溶解性能，加快抽取速度。

该方法适用于地下水环境中易溶污染物的处理，不适于处理难溶污染物，这主要是因为对于难溶污染物的抽取，抽水井的位置很难确定，此外介质中的污染物难以转移到液相之中。

抽出水常用处理技术抽出水常用处理技术
吸附法吸附法：：吸附法主要用来去除水中可溶性污染物，可溶性污染物通过与固体表面接触而去除。

目前应用最多的吸附剂是活性碳。

活性碳分为粉末状和颗粒状活性碳两种，其中颗粒状活性碳主要用于有毒有机污染物的去除，粉末状活性碳则多用于微生物处理工艺中。

影响碳吸附效果的因素主要有溶解度、分子结构、分子量、极性和有机污染物类型等。

其中溶解性能较差的污染物的吸附性要优于易溶污染物，具有支链的有机物比直链有机物更容易被吸附；大分子量的污染物有利于吸附，但当孔隙扩散成为控制吸附的主要因素时，污染物被吸附的速率随分子量的增加而降低；极性小的有机物比极性大的更易被吸附。

化学氧化法化学氧化法：：化学氧化法是利用氧化剂使污染物进行化学转化，从而降低污染物毒性的方法。

该方法可以用来处理氯化VOCs、硫醇、酚等有机污染质，也可以处理无机污染物如氰化物等。

氧化法装置一般采用混合罐或反应器。

常用的氧化剂为臭氧、过氧化氢和氯等。

值得注意的是氯作为氧化剂与某些有机污染质反应，不但不能分解有机物反而会形成氯代碳氢化合物，而这种化合物具有更高的毒性，因此采用氧化法的时候需要做详细的论证。

3）自然衰减监测法
自然衰减监测法
有机污染物泄漏进入土壤或地下水后，由于土壤颗粒的吸附，污染物的微生物降解以及地下水中的稀释和弥散作用可以使污染物天然衰减。

自然衰减监测法是让受污染的场地天然得到净化，即主动处置方法，它强调对天然修复过程的验证和检测。

目前该方法在实践中有一定的应用，是一经济简便的方法。