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              土壤地下水修復技術——原位生物修復

                 日期:2017-04-17     來源:網絡    瀏覽:67    評論:0    

                眾所周知,微生物由于其特有的生物活性,能夠降解各種各樣的有機物。利用微生物的這一特性,人們已經將微生物廣泛的應用于污水處理和土壤修復中。在這里,原位生物修復技術是指在污染區域通過利用天然或培養的微生物來降解或轉化有害污染物質的一個過程,是歸屬于環境修復范疇中,屬生物修復的一個分支。生物修復起源于上個世紀70年代,現已經成為環境工程領域技術發展的重要方向。生物修復技術是未來最有價值和最有生命力的生物治理方法。

                原位生物修復根據特定微生物生存對氧氣的需求不同,可劃分為好氧和厭氧修復兩大類技術,分別適用于處理不同的污染物。好氧微生物是一類依賴氧氣存活的微生物群體,常被用于處理BTEX等使用污染物。而與此相反,厭氧微生物不需要氧氣來維持其呼吸,多用于處理三氯乙烯等污染物。今天先來為大家以一個案例為大家詳細介紹厭氧生物修復。

                案例分析

                1. 問題簡介

                在本案例中所需要被處理的地區位于加拿大安大略省巴里市。該地區曾經是一座化工廠,由于管理不善,其在廠房內儲藏堆砌的化工產品及其他原材料發生了泄漏、殘留,對當地環境包括土壤和地下水造成了一定的污染,特別是三氯乙烯及其副產物對當地的土壤和地下水造成了污染。三氯乙烯作為優良的有機溶劑,用作金屬表面處理劑以及萃取劑,還可用于用于有機合成、農藥的生產。因此三氯乙烯是一種在化工地區常見的有機污染物,對水體和大氣可造成嚴重的污染,也會對人體的中樞神經系統有加大的損傷。由于此地將被重新開發利用,所以客戶要求在比較短的時間內修復該地區的土壤和地下水污染,并達到安省工業用地標準。 修復項目首先被委托給一家環境咨詢公司,該公司在完成環境與項目評估后,將修復項目以競價招標的形式外包。

                InSitu 公司競標成功獲得該項目。整個項目周期為17個月,施工預算約為12萬加元。 InSitu 先對該區域做了詳細的水文地質以及地下水水質調查。結果表明污染區域地層以黏土為主。黏土的孔隙度小、透水透氣性較差,因此在地下極易形成厭氧環境。通過地下水取樣檢測及相關模擬估算出污染羽(即被污染區域)大小約為825平方米。而該項目地下水中的主要污染物-三氯乙烯,是一種在金屬加工、電子加工等行業廣泛使用的有機溶劑,也是常見的土壤地下水污染物:三氯乙烯具有密度大,粘滯性低的特點,因此在地下的遷移能力較強,可穿過土壤細微空隙進入深層地下環境中,同時由于三氯乙烯為與水互不相容的液體,因此可在與地下水中共存時形成具有明顯交界面的兩個獨立系統,導致治理工作更加困難。因為一般的治理方法僅針對于溶于水中的污染物,而對于不溶于水的污染物,治理工作較難進行。

                2. 處理方案與原理

                為了有效地去除此污染區域的三氯乙烯及其副產物,同時不干擾建筑施工,InSitu 制定了一套原位厭氧生物修復方案,該方案僅需較少的工程或設備,可確保實現最小的生態干擾。同時為了實現高效的生物處理效果,InSitu 公司使用了公司自主研發的直推注入技術,將特制的乳化植物油定點定量地注入到地下污染羽中。 注射點之間間隔大約為3-4米,成網格狀排布,可將污染羽完全覆蓋。注射過程大約持續7天。

                植物油具有高效的釋放氫離子的能力,因此是良好的電子提供者,可以持續為三氯乙烯及其副產物的生物還原反應提供電子,從而顯著增強并加速有機物的生物降解過程,達到快速降解污染物的效果。而InSitu采用特殊的乳化處理過的植物油是為了確保小油滴顆粒可以均勻地分布到污染羽中,從而達到更好的處理效果。

                3. 結果及總結

                InSitu在注射乳化油后實現了顯著的處理效果,土壤及地下水中的三氯乙烯以及以副產物的濃度有了明顯的降低。經處理后的該區域的地下水水質經檢測后符合安省環境署的工業用地要求。并且后續的四次隨機檢測結果均能滿足標準。

                該項目的難點在于它的項目周期較短以及項目有經費有限等問題,采用異位修復會耗費高昂的處理費用并占用大片土地,使用化學氧化法也可能伴隨著潛在的二次污染問題,而InSitu公司的好氧原位生物修復技術具有高效、低成本以及環境友好等優勢,是處理此類污染的最佳選擇。經過最后的監測井中采集的水樣檢測結果顯示TCE污染物得到了有效的減少,土壤地下水中的TCE含量均達到了安省商業用地標準,InSitu的出色的完成了修復任務。

                厭氧修復在中國

                由于黏土的高致密性、低透氣以及低滲水性等特點,黏土層可以阻礙地下水的流通以及與空氣的接觸,因此在黏土地層中常常以厭氧環境為主。黏土在中國的分布很廣,因此在那些富含黏土的地區,厭氧生物修復是最佳的選擇。國內的土壤地下水污染往往出現在工業、經濟發達地區,那里人口密集,土地資源尤為緊張并且正常的生產生活不能被打擾,這些條件并不適合傳統的異位修復。而InSitu 公司的原位生物技術恰好可以在處理效果、處理成本以及施工占地方面達到完美的平衡。與傳統的異位修復技術相比,這種原位生物修復技術可以更低的成本和更少的施工占地面積來達到更高的處理效果。

               
              標簽: 土壤修復
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