大連某TPH 污染場地原位強(qiáng)化過硫酸鈉修復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、石油類污染場地是指由于人類活動(dòng)產(chǎn)生的石油類污染物（TPH，Total petroleum hydrocarbon）超過一定閾值，對環(huán)境介質(zhì)造成污染，且對人體健康造成危害的場地，具有成分復(fù)雜，污染濃度高、分布廣、環(huán)境危害性強(qiáng)的特點(diǎn)。由于對污染場地的二次利用以及對土壤安全性的需求，如何快速有效的修復(fù)TPH污染場地是必要解決的問題，也是難點(diǎn)問題?；瘜W(xué)氧化技術(shù)是修復(fù)TPH污染土壤的一個(gè)快速而有效的方法，其關(guān)鍵在于氧化劑的選擇以及高效安全的應(yīng)用方

2、式。本研究以大連某TPH污染場地為研究對象，通過場地調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確定需要修復(fù)的污染物類型、濃度、分布范圍和修復(fù)目標(biāo)，篩選適合該場地修復(fù)用的氧化劑組合，研究其最佳的應(yīng)用方式、影響因素和降解機(jī)制等，并利用自制的土壤修復(fù)設(shè)備模擬氧化劑對該場地表層及深層污染土壤的修復(fù)，探明化學(xué)氧化過程中TPH的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，為設(shè)計(jì)本場地原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)方案提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　（1）通過對污染場地自然地理環(huán)境、水文地質(zhì)特征

3、、企業(yè)生產(chǎn)情況的調(diào)查以及土壤和地下水中可能存在的有機(jī)污染物和重金屬的監(jiān)測分析，確定本場地需修復(fù)的污染物類型、范圍和濃度。結(jié)果表明地下水中20種污染物均未超過篩選值，場地主要為土壤TPH污染，濃度范圍19.8～52500 mg/kg。修復(fù)區(qū)域?yàn)閳龅厝軇旆勘韺樱?~20 cm）、廢液庫房（0~430 c m）及油泥處理區(qū)表層（0~60 c m），修復(fù)土方量合計(jì)3168.4 m3，其中重點(diǎn)修復(fù)區(qū)域?yàn)閺U液庫房，所需修復(fù)面積615.7 m2，修

4、復(fù)土方量2647.5 m3。
　?。?）通過理論計(jì)算與小試實(shí)驗(yàn)對比了不同氧化劑的修復(fù)效率和氧化劑的需求量，并以此為基礎(chǔ)，綜合考慮土壤自然氧化劑需求、氧化劑的穩(wěn)定性、地下環(huán)境傳質(zhì)特性、修復(fù)成本以及場地自然條件等因素，選擇過硫酸鈉（Na2S2O8）為本場地修復(fù)用氧化劑；研究了不同方法活化時(shí)Na2S2O8對TPH污染土壤的氧化處理效果：添加Fe2+/檸檬酸（CA）活化的效果最佳，Na2S2O8的投加量在2 mmol/g土較為適宜，且一次

5、添加的去除效果比序批添加降解效率更高，土壤 TPH的去除率為40.8％；利用探針化合物研究了不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)Fe2+活化Na2S2O8去除土壤中TPH的機(jī)理：Fe2+/CA活化反應(yīng)較快，30 mi n內(nèi)反應(yīng)基本完成，其降解TPH的主要物質(zhì)是S O4-·、·OH等自由基，土壤中天然存在以及反應(yīng)中產(chǎn)生的還原性物質(zhì)促進(jìn)了TPH的降解。
　　（3）采用Na2S2O8/過氧化鈣（CaO2）/Fe2+/CA的組合修復(fù)場地表層TPH污染土壤，以克

6、服單獨(dú)使用Fe2+/CA活化帶來的水溶性氧化劑/活化劑流失嚴(yán)重、土壤酸化、副產(chǎn)物SO42-過高的缺陷。結(jié)果表明：使用Na2S2O8/CaO2的組合，摩爾用量比為2.5較為合適，反應(yīng)7天TPH去除率為67.4%。使用Na2S2O8/CaO2/Fe2+/CA的方法，當(dāng)摩爾用量比為5/2/1/1時(shí)，TPH降解率為82.1%，反應(yīng)比較溫和，反應(yīng)后土壤體系pH呈中性。土壤水相中TPH和SO42-的濃度均低于篩選值，對環(huán)境的影響較小。利用探針化合物

7、對Na2S2O8/CaO2/Fe2+/CA體系去除土壤TPH的機(jī)制研究表明，TPH降解過程中不僅有SO4-·、OH·等自由基的作用，CaO2也參與了直接氧化，168 h內(nèi)反應(yīng)基本完成。
　?。?）通過自制的土壤修復(fù)模擬設(shè)備，采集污染場地土壤，按照實(shí)際地層狀況進(jìn)行按比例縮小重塑。采用表層土壤混合、淋濾、下層土壤注射井注入/抽出地下水配制氧化劑溶液循環(huán)利用等方式，對大連某 TPH污染場地土壤進(jìn)行原位 Na2S2O8氧化修復(fù)模擬。結(jié)果表

8、明：上層土壤混合CaO2和Na2S2O8后噴灑 FeSO4/CA可以有效修復(fù)表層污染土壤，20天后土壤TPH降解率達(dá)到最高，平均值為98.5%；下層土壤注射井注入Na2S2O8/FeSO4/CA，在蠕動(dòng)泵壓力0.2 Mpa，流速10 mL/min，地下水流速0.08 m/d條件下，Na2S2O8在模擬土體中的傳輸能力較強(qiáng)，持續(xù)注入3天，氧化劑遷移至飽和層，影響半徑約為0.2 m。持續(xù)注入7天時(shí)氧化劑影響半徑約為0.4 m，氧化劑基本充滿

9、飽和層，此時(shí)土壤TPH降解率達(dá)到最高，平均為95.6%。土壤溶液pH和土壤溫度監(jiān)測值分別為5.9~7.6和7~21℃，表明該方法的環(huán)境次生影響較小。
　?。?）根據(jù)場地調(diào)查和中試模擬所得技術(shù)參數(shù)，設(shè)計(jì)本場地TPH污染土壤原位化學(xué)氧化修復(fù)工程技術(shù)方案。對于溶劑庫房表層（0~20 cm）、油泥處理區(qū)表層（0~60 c m）和廢液庫房表層污染土壤，采取原位混合淋濾的方法，修復(fù)藥劑為Na2S2O8/CaO2/Fe2+/CA；對于廢液庫房深