土壤修复介绍

北京宜为凯姆土壤及地下水修复产品及技术介绍2014.1.14单晖峰,Ph.D.,PETechnicalDirector主营土壤与地下水修复药剂的生产、销售与相关技术、设备咨询的高新技术企业。国际领先水平的环境修复产品与技术服务商提供实验室可行性测试、修复设计和技术支持等相关服务公司引进美国技术股东在环境修复领域的先进产品，在中国进行本土化研发和生产，销售一系列用于土壤和地下水修复的产品公司简介化学氧化技术产品ISCO化学还原技术产品ISCR生物降解技术产品固定稳定化技术产品土壤修复产品其他领先的修复技术产品可处理污染物石油烃，多环芳烃类含氯有机物类有机爆炸物类农药类重金属类主要产品实验室可行性测试修复设计方案咨询药剂使用/注射设备咨询其他相关技术支持主要服务项目主要产品相信这些技术可以有效地应用在中国修复项目上，为推进中国的污染场地修复事业做出重要贡献。我们的产品和服务SolutionsforSoil,Groundwater,SedimentsandNAPLStabilization原位化学氧化(ISCO)地下水修复技术Klozur®活化氧化剂什么是原位化学氧化?•通过强氧化剂将顽固的和毒性污染物转化成二氧化碳和水，或低毒性/更易生物降解的中间体•通过降解过程降低污染物质量、浓度和进入下游污染羽的质量流率•饱和层污染源区及污染羽治理，同样适用与非饱和层土壤修复联合其他修复技术（如强化或监控自然衰减）形成组合修复工艺氧化剂+污染物+土壤CO2+被氧化的土壤成分+稳定中间体矿化SODKlozur活化过硫酸盐产生更强大和更动力学快速的自由基FMC始终建议使用活化剂正确的激活方法是基于污染物、场地岩石学，和水文地质Klozur®过硫酸盐化学机理S2O8-2+activatorSO4•-+(SO4•-orSO4-2)HeatIronH2O2HighpH购买FMCKlozur®过硫酸盐时，产品的价格包括专利使用权及宜为凯姆/FMC的技术支持59-01-EIT-DLISCO试剂的强度voltsF23.0OH•2.7SO4•2.6O32.4S2O8-22.1H2O21.8MnO4-1.7HClO1.6Cl21.4ClO21.3ClO4-1.4氧化剂（由弱到强）芬顿–•处理污染物范围广•反应迅猛，地下寿命短•释放大量热及气体，挥发VOCs•健康安全危害•难以应用于反应性强的土壤臭氧–•处理污染物范围广•地下寿命短•饱和层使用有局限性，传质阻力•低溶解性气体，需持续曝气高锰酸盐–•处理污染物范围有限•地下寿命长•对水文地质有潜在影响Klozur®活化过硫酸盐–•处理污染物范围广•缓和的硫酸根自由基形成过程，有助于更大的影响半径氧化电势越高，氧化剂越强Klozur®过硫酸盐活化如何选择正确地活化剂？•根据现场条件（岩石学、水文地质、结构、应用方法等），FMC可以帮您选择正确的活化方法•案头参考指南用于选择正确地活化剂•注：仅供参考，并不表示对特定场地的治理效率或修复目标。FMC是用于环保的过硫酸盐活化的多项专利和专利申请书的持牌人或所有人59-01-EIT-DL测定Klozur®过硫酸盐的需求量化学计量学需求量•污染物的需求量是基于过硫酸盐阴离子的双电子转移还原反应(Eo=2.12v)o污染物被硫酸根自由基(Eo=2.60v)在更高的氧化势、更快的动力学、和多链蔓延反应条件下摧毁o所以理论计算的需求量偏保守自然分解需求量•需求取决于活化化学作用土壤氧化剂需求量(SOD)•SOD来源于自然发存在的土壤有机物，还原金属，自由基陷阱•平均SOD=1克过硫酸盐/千克土壤，但因场地而异注意：把SOD算入剂量需求非常重要，否则，氧化剂的剂量将不足或不能满足污染物的需求。Contaminants+OxidantDecomposition+OxidizedSoilComponents=KlozurDemandSoilOxidantDemandStoichiometryDecompositionDemandTotalOxidantDemand氯代溶剂四氯乙烯,三氯乙烯,二氯乙烯三氯乙酸,二氯乙酸氯乙烯四氯化碳三氯甲烷氯乙烷氯甲烷二氯丙烷三氯丙烷二氯甲烷石油烃苯系物汽油类有机物柴油类有机物石油类有机物木榴油充氧剂甲基叔丁基醚(MTBE)叔丁醇(TBA)氯苯氯苯二氯苯三氯苯酚类苯酚五氯苯酚硝基苯酚Freons氟利昂农药二氯二苯三氯乙烷(DDT)氯丹七氯林丹毒杀芬甲-4-苯氧基乙酸(MCPA)溴苯腈多环芳烃蒽苯并芘苯乙烯萘芘屈三甲基苯其他二硫化碳全氟辛酸及全氟辛烷磺酸苯胺聚乙烯（乙烯醇）三硝基甲苯/二硝基甲苯1,4-二氧己烷能被Klozur过硫酸盐破坏的污染物实例Klozur®活化过硫酸盐Klozur®应用方法•直推(directpush)•固定注射井•原位土壤混合•异位土壤混合FormingaPersulfateSolutionFixedWellsDirectPushRigInSituSoilBlendingKlozur®案例原位土搅拌–碱活化CourtesyofRedoxTech•场地:棕地，Hoboken,NJ，美国•污染物:三氯乙烯(TCE),二氯乙烯(DCE),氯乙烯(VC)•修复方案：地下水水位–1ftbgs；修复区域–1to11ftbgs两天处理5000吨每公斤土壤采用10克Klozur/1克熟石灰•修复效果:地下水中总cVOCs修复前浓度=100–200ppm(TCE及降解产物）修复后浓度=0.1ppm（一周内）硫酸根是个问题吗？•如果接近饮用水源，SMCL250mg/L•高硫酸根浓度6月–地下水流动的稀释作用–恢复的微生物硫酸盐还原条件联合原位化学氧化和生物修复Klozur®CR地下水流方向注射区域:•(化学氧化（2-3个月):源区污染物去除•延续长达一年的高溶解氧支持好氧生物修复源区进一步净化下游影响:•溶解氧好氧生物修复•硫酸盐+溶解有机质厌氧生物修复59-01-EIT-DL概念进程Klozur氧化氧气释放好氧生物修复残留硫酸根厌氧生物修复Klozur®CR合璧ISCO及生物修复污染羽修复机理原位化学还原(ISCR)地下水修复技术EHC®,EHC®LiquidandDaramend®ISCR系列产品结合缓释碳源和零价铁技术什么是原位化学还原(ISCR)?•电子从还原性金属（零价铁，亚铁）或矿物质（磁铁矿，黄铁矿）转移至污染物•主导脱氯路径是β-消除反应=TCE&PCE脱氯比微生物酶催化反应产生较少中间产物(cis-DCE,VC)的积累•ISCR应用范例–零价铁建造的反应渗透墙(PRB)•生物脱氯是次要脱氯路径EHC厌氧化学生物修复有机污染物•缓释食品级碳源•微米级零价铁•可持续发展–原材料采用食品生产副产品等EHC是可注射修复产品，成分：β-消除反应:主要途径还原脱氯/氢解作用:次要途径•非生物还原脱卤反应可尽量减少/消除二氯乙烯（DCE）和氯乙烯（VC）产生•反应需要与零价铁表面直接接触•β-消除反应是主要途径（~90%)；零价铁生成氢气，从而支持部分生物还原反应零价铁的非生物脱氯途径59-01-EIT-DLEHC®的特性•自缓冲(ZVI腐蚀产生的碱性与VFAs的酸性相中和)防止ZVI表面矿物沉积造成的钝化维持微生物生长的有利pH值•碳源发酵和铁氧化的联合耗氧机理:迅速生成强还原环境，低至-500mV•寿命为4-6年有机碳源•缓释挥发性脂肪酸(VFAs)•为生物还原CVOCs及其他电子受体如O2,NO3,SO4提供电子细菌群•亲水，富含营养的纤维状碳基质提供微生物附着生长的理想表面微米级零价铁•非生物降解•O2scavenger•生成Fe2+,OH-andH2EHC®的下游影响支持下游脱氯反应的参数:•VFAs,营养•亚铁•氢•还原条件•pH控制•EHC对下游方向的影响范围可远超出直接应用区域TOC,亚铁浓度明显升高,氧化还原势明显下降取决于地下水流速，下游影响可远达21米EHC®ISCR实施方法注射法•直接注入•水力压裂•气动压裂直接放置•壕沟•挖掘•深层土壤搅拌EHC®典型的直推注射装置ChemGrout’sCG-550混合注射设备注射钻头不同浓度的EHC泥浆25%30%35%EHC®案例–源区修复•场地：前干洗店场地，美国俄勒冈•主要氯代挥发性有机物（CVOCs）包括：四氯乙烯（PCE）~22,000ug/L三氯乙烯（TCE）~1,700ug/L二氯乙烯（DCE）~3,100ug/L氯乙烯（VC）~7ug/L•修复共10,000磅EHC5天内注入32个注入点覆盖77m2(面积)x6m(深度，地面下3~9m)注入点间距1.5m低渗透岩性–吸附污染物的明显影响地下水位季节性波动较大EHC用量与土壤质量比=0.6%•药剂费用：$44/m359-01-EIT-DL源区修复结果-EHC®指示参数•注射后TOCandFe(II)急剧上升证明药剂的有效投加•溶解浓度随时间变化而逐渐降低，但仍高于背景值•40个月之后，TOC仍达3.3~18.6mg/L，高于基准线水平（0.8~1.8mg/L）59-01-EIT-DL05001,0001,5002,0002,5003,000036912151821242730333639Conc.(mg/L)TimepostEHCinjection(months)TotalOrganicCarbon02040608010012014003691215182124Conc.(mg/L)TimepostEHCinjection(months)FerrousIronNWsamplingclusterNEsamplingclusterSWsamplingclusterSEsamplingcluster源区修复结果–指示参数59-01-EIT-DL05101520253035400510152025303540Conc.(mg/L)TimepostEHCinjection(months)Sulfate05101520250510152025303540Conc.(mg/L)TimepostEHCinjection(months)Methane01234560510152025303540Conc.(mg/L)TimepostEHCinjection(months)DissolvedOxygen-300-250-200-150-100-500501001500510152025303540ORP(mV)TimepostEHCinjection(months)ORPNWsamplingclusterNEsamplingclusterSWsamplingclusterSEsamplingcluster源区修复结果-CVOCs59-01-EIT-DLPCETCEc-DCEVC02,0004,0006,0008,00015812141822243134Conc.(ug/L)Timepostinjections(months)SEsamplingcluster02,0004,0006,0008,00010,00012,00015812141822243134Conc.(ug/L)Timepostinjections(months)SWsamplingcluster05,00010,00015,00020,00025,00030,000-18015812141822243134Conc.(ug/L)Timepostinjections(months)NWsamplingcluster01,0002,0003,0004,0005,0006,000-18015812141822243134Conc.(ug/L)Timepostinjections(months)NEsamplingclusterEHC®国内案例-修复含氯有机溶剂场地场地情况•化工企业搬迁场地，规划用于住宅再开发•场地地下水被含氯有机物质污染，主要污染物包括1,2-二氯乙烷(1