| 【摘要】 | 研究了零價鐵(Fe0)作為PRB 墻體介質材料去除地下水環境中2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)可行性.通過室內試驗研究地下水環境中Fe0去除水相2,4-DNT 效果以及降解動力學參數,并結合一假設地下水受2,4-DNT 污染的場地,采用Visual Modflow 模擬Fe0 墻體材料PRB(Fe0-PRB)修復地下水中2,4-DNT 降解效果并評價其可行性.結果表明:在模擬過程中,PRB 能有效控制并減少污染羽面積,降低污染濃度;污染4a 后,污染地下水的2,4-DNT 總質量約1.46×104kg,可推知PRB 修復達標耗用Fe0 材料為8.76×104kg;滲透系數增大導致地下水速率增大,2,4-DNT與墻體Fe0材料接觸時間不充分,污染物污染下游地下水,同時也加速PRB上游污染羽面積減少.因此,結合數值模擬是有效的評價PRB 介質材料修復地下水污染效果及確定PRB 參數的重要手段之一. |
| 【部分正文預覽】 | 地下水遭受不同有機污染物質的污染會直接危害到地下水飲用水水源安全.大部分有機污染物難以降解、持續時間長,特別是地下水水體自身的特殊性,更加延緩了地下水中污染物的降解.硝基苯類化合物是具有強致癌、致突變性的有毒有機污染物,其結構穩定,不易分解、轉化,是可生化性極差的化合物[1-3],并可通過食物鏈富集作用危害人類健康.因此,部分此類化合物已被美國EPA、歐盟及我國列入優先控制污染物名單,如2,4-DNT 等.近年來,硝基苯類化合物污染環境事件時有發生,如我國2005 年“松花江污染事件”導致大量的硝基苯類化合物進入環境,致使松花江周邊地下水飲用水源地受到污染.因此,地下水中硝基苯類污染物的控制與修復越來越受到重視.
地下水污染修復技術最常用的包括:抽提技術、PRBs 原位處理等技術[4–13].滲透反應墻(PRB)是被動自然修復技術,污染物在水力梯度的作用下,隨著水流穿過PRB 達到修復的效果,同時墻體水力傳導系數一般高于周邊含水層的水力傳導系數,污染羽狀體可自由穿過墻體,減少運行的成本.研究人員通過室內模擬試驗研究PRB 墻體的不同材料修復污染物效果及作用機制[14-18],同時也加強數值模擬在地下水中污染修復技術中的應用[19-22],如運用數值模擬手段評價PRB 處理過程中受到不同因素的影響,發現吸附作用是污染物去除的主導用;PRB 墻體材料選擇一般是由地下水環境中污染物的類型決定,大多數有機污染物能被零價鐵(Fe0)還原作用去除.零價鐵可將硝基苯類化合物的硝基還原為氨基,能有效降低化合物毒性,增大可生化性,加快在自然界的降解[23].然而在實際場地中的PRB修復效果研究較少,缺乏科學有效的手段評估PRB 修復效果及其參數改變所引起的響應變化.
基于此,本文研究零價鐵作為PRB 介質材料(Fe0-PRB)在去除地下水中2,4-DNT 的應用.結合不同陰離子對Fe0 還原降解2,4-DNT 影響以及相應的降解動力學參數,選取最佳修復效果的參數,運用Visual Modflow 模擬Fe0-PRB 修復受2,4-DNT 污染的地下水過程,探討在模擬野外場地中Fe0 作為介質材料的PRB 修復地下水中2,4-DNT 效果及性能,并考察參數的變化對修復效果的影響. |
