污染场地修复方法技术

本发明专利技术涉及一种污染场地修复方法，属于污染场地的处理技术领域，具体涉及到用纳米零价铁还原法对污染土壤和污染场地进行修复的方法。本发明专利技术提供的修复方法主要是通过向污染场地地下注射金属包覆型纳米零价铁颗粒悬浮液，并在用纳米零价铁颗粒修复的后期（待有效Fe0消耗殆尽时），沿纳米零价铁悬浮液注射井向污染场地地下注射分散有H2微纳米气泡的载液。因纳米零价铁的高活性对高浓度污染物的修复效率较高，但修复后期金属包覆纳米零价铁消耗殆尽而失去活性时，注入的H2微纳米气泡因残留的包覆贵金属的催化作用而被激活了形成H原子，活性H原子对后期低浓度的污染物进行快速、彻底的修复，从而保证了污染场地修复的彻底性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于污染场地的处理
，具体涉及到用纳米零价铁还原法对污染土壤和污染场地进行修复的方法。
技术介绍
随着环境污染问题的日益加重，土壤修复行业将首先需要解决大量的污染场地的修复问题，以解决目前的快速城镇化发展规划中所面临的城区土地紧缺问题。针对不同的污染物，常见的污染场地修复技术有化学氧化/还原方法、生物氧化/还原法以及物理方法(如抽出-治理)，但是这些方法或存在成本高、对环境影响大或存在微生物驯化困难、生物利用率低、污染物浓度反弹快等问题，难以高效、安全、环保地消除污染物。近年来，利用纳米技术解决环境问题已被证明是一条有效的新途径。当材料被制备成纳米颗粒时，其在性质上表现出与常规材料显著的差异:当金属铁呈纳米尺度时，铁呈现出粒径小、比表面积大、表面能高、还原性强等特点，在常温常压下即可分解有机污染物、还原重金属离子、杀灭细菌等，而自身则转化为对环境无害的二价或三价铁离子。纳米零价铁(nanoscale zero valent iron, NZVI)的这些特性使得其在地下水和土壤修复以及工业污水治理等领域具有极广阔的应用潜力。目前NZVI商业化产品主要是采用高温氢气还原铁基氢氧化物、物理研磨以及化学还原等方法制备，但由这些常规方法制备的NZVI颗粒具有很强的磁性，使得NZVI颗粒极易聚团，极大地减弱NZVI颗粒的反应活性。在文献((Characterizat1n and Reactivity of Iron Nanoparticles preparedwith added Cu, Pd, and N1.Environmental Science & Technology 44 (13)，7》中介绍了一种用以改进纳米零价铁反应活性的包覆型纳米零价铁:在纳米零价铁表面包覆一层贵金属元素，如Pd、N1、Cu等。其原理是表面的贵金属包覆层可以加速核壳结构的纳米零价铁颗粒的核内有效纳米零价铁(Fe°)与污染物分子间的电子传递，可以提高纳米零价铁的活性，因而，可以提高场地修复效果。但当向地下注射金属包覆型纳米零价铁颗粒以后，纳米零价铁在反应一定时间后会老化至有效的纳米零价铁近乎全部被消耗完，失去反应活性，此时，即使存在有效的纳米零价铁，其与残留污染物的反应速率将降低，原因在于，经过前期反应，污染物已被大量消除，残留污染物浓度降低，在此情况下，污染物与纳米零价铁之间的传质效率降低。要修复残余的污染物，需要注入更大量的纳米零价铁，不但会增加成本，还需更长的修复期。因此，采用纳米零价铁技术修复污染场地的后期，其技术的有效性降低，不易于获得彻底的修复效果，特别是针对污染场地中的污染物浓度不是特别高的情况下，其技术有效性会受到限制。同时， 伴随纳米零价铁一起被注入地下的贵金属会分散于地下含水层中，在纳米零价铁消耗殆尽后就失去了作用，造成了资源的浪费。
技术实现思路
基于以上现有技术存在的问题，本专利技术提出一种，该方法可以克服纳米零价铁技术修复污染场地后期的技术有效性的受限问题，可以获得快速、彻底的修复效果。本专利技术的方案是:向污染场地地下注射金属包覆型纳米零价铁颗粒悬浮液，在用纳米零价铁颗粒修复的后期(待有效Fetl消耗殆尽时)，沿纳米零价铁悬浮液注射井向污染场地地下注射分散有H2微纳米气泡的载液。专利技术的效果:本专利技术在场地修复初期，利用纳米零价铁的高活性对高浓度污染物修复效率高的特点，使得大量污染物被快速消除，当修复后期金属包覆纳米零价铁消耗殆尽而失去活性时，注入的H2微纳米气泡因残留的包覆贵金属的催化作用而被激活了形成H原子，活性H原子对后期低浓度的污染物进行快速、彻底的修复，从而明显改进了地下场地修复的彻底性，其原因是活性H原子可在污染场地的地下快速传递，减少了与低浓度污染物间的传质过程。因此，本专利技术利用了修复后期分散于地下的余留的贵金属的催化作用，在H2微纳米气泡的参与下，能达到快速、彻底的修复污染场地的目的，同时又大大降低了贵重的金属包覆型纳米零价铁的消耗量。在本专利技术的方案中，一般情况下，所用的分散有4微纳米气泡的载液为脱氧后的分散有H2微纳米气泡的水。这种方法具有操作简单，成本低廉，高效快捷等特点。但是，选用分散有H2微纳米气泡的载液的种类取决于地下残余污染物的浓度和种类是否可以作为微生物生长的碳源，如果地下残余污染物的浓度和种类不可以或不足以作为微生物生长的碳源，则分散有H2微纳米气泡的载液中需要添加含有碳的一些有机物质，如乙醇，二乙醇，丙酮等。所以这时所选用的载液为分散有H2微纳米气泡的含碳有机物质的液体。以下结合具体的实施例进一步说明专利技术的具体实时方式和细节。【具体实施方式】实施例1 专利技术按以下方式实施: 1)选择受污染的待修复场地，取样检测污染物种类及污染程度为:氯代烃类污染物(三氯乙烯和四氯乙烯)，主要以残留相存在，污染物总质量在80 kg-210 kg，污染面积为1000 m2，污染深度为地下10米以上区域，地下水中的污染物的平均总浓度达到896 ug/L ; 2)向地下注射钯包覆型纳米零价铁颗粒悬浮液:在上述污染场地中设置22个深度为10米的注射井以及20个监测井，总共向地下注射入3000 L浓度为8 g/L的钯(Pd)包覆的纳米零价铁颗粒悬浊液，Pd的含量是纳米零价铁质量的0.5% ; 3)定期从监测井中取水样检测有效的Fetl存在量； 4)采用微纳米气泡产生仪制备分散在脱氧水中的4微纳米气泡的水，采用的是受压气流通纤细的喷头的方式产生H2微纳米气泡，H2在水体中的浓度为44 mg/L，112微纳米气泡的浓度没有直接检测，而是通过检测载液的氧化还原电位表征4微纳米气泡载液的水化学环境的特征，还原电位由没有通H2前的O mV降低到-78 mV; 5)当Fetl消耗殆尽时，向金属包覆型纳米零价铁颗粒悬浮液的注射井中注射脱氧后的分散有4微纳米气泡的水，注射量3000 L，注射速率为每个注射井6 L/小时； 6)定期取样检测污染物残留情况:注射完H2微纳米气泡载液后，定期(12小时)从检测井中取水样，分析水体中三氯乙烯、四氯乙烯以及其代谢产物二氯乙烯和氯乙烯的浓度变化。结果显示在4微纳米气泡注射完后的60小时内上述各种氯烯烃的浓度都得到了明显的降低，如四氯乙烯在地下水中的浓度由注射4微纳米气泡前的63 ug/L降低到了 4 ug/L，三氯乙稀的浓度由45 ug/L降低到了 3 ug/L，二氯乙稀的浓度由48 ug/L降低到了 3 ug/L，氯乙稀的浓度由46 ug/L降低到了 4 ug/L。实施例2 专利技术按以下方式实施: 1)选择受污染的待修复场地，取样检测污染物种类及污染程度为:Cr6+污染物，污染物总质量在35-70 kg，污染面积为600 m2，污染深度为地下7米以上区域，地下水中的污染物的平均浓度达到219 ug/L ； 2)向地下注射金属钯(Pd)包覆型纳米零价铁颗粒悬浮液:在上述污染场地中设置14个深度为7米的注射井以及14个监测井，总共向地下注射入1000 L浓度为9 g/L的Pd包覆的纳米零价铁颗粒悬浊液，Pd含量是纳米零价铁质量的0.5% ； 3)定期检测有效的Fetl存在量；从监测井中取水样检测有效Fe°的量； 4本文档来自技高网...

【技术保护点】
污染场地修复方法，包括向污染场地地下注射金属包覆型纳米零价铁颗粒悬浮液进行修复，其特征是：在向地下污染场地注射金属包覆型纳米零价铁颗粒进行修复的后期（待有效Fe0消耗殆尽时），沿纳米零价铁悬浮液注射井向污染场地地下注射分散有H2微纳米气泡的载液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，刘骁勇，
申请(专利权)人：刘骁勇，
类型：发明
国别省市：山东;37