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2、地质材料
黄土 分布广，成本低 富含碳酸盐和粘土矿物， 偏碱性，且具有大孔隙 重金属（Cu、Cd、Pb、 Zn、Cr、As）及非离 子型有机污染物（甲苯）
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主要修复方法
异位修复方法
置换、部分热解吸技术等
原位（就地）修复方法
监控条件下的自然衰减法（MNA） 渗透性反应墙（PRB）
吸附重金属的活性组 分 二者可发生离子交换 作用发生,并形成螯合 物
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1、生物质
木质素
木质素的成本比活性炭约低20倍
对Pb,Zn的吸附能力分别为186，95mg/g
硫酸木质素对Hg的吸附能力为150mg/g
甲壳质和海产处理工艺废弃物
几丁质（广泛存在于自然界的一种含氮多糖类生物性高分 子，主要的来源为虾、蟹、昆虫等甲壳类动物的外壳与软 体动物的器官（例如乌贼的软骨），以及真菌类的细胞壁 等）存在于螃蟹的外骨骼、其他甲壳动物和一些真菌细胞壁中,
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添加氧化/还原剂后潜在的地球化学变化
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地下水污染修复中的新材料
生物质
树皮/富含丹宁酸的物质 木质素 几丁质/甲壳质 死的生物体 苔鲜 海草/海藻/褐藻酸 废弃的茶叶等
岩土材料
沸石 粘土 泥 有铁氧化物包壳的砂 粉煤灰 菱铁矿 黄土等
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1、生物质
富含丹宁酸物质 丹宁酸中多羟基酚是
异位+原位修复方法
抽出处理法（PAT）
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1、监控条件下的自然衰减法 （MNA）
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监测条件下的自然衰减法 （MNA, Monitored Natural Attenuation）
美国EPA的定义
依赖自然衰减作用，在同其他更有效的方法所用 时间相比属合理的时间限定内，使特定地点达到 修复目的
包括污染物的生物降解、扩散、稀释、吸附、挥 发、及化学或生物固定、转化或破坏等
这些作用在无人为干扰的可行条件下，能够降低
土壤和地下水中的污染物的数量、毒性、迁移性、
体积或浓度
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监测条件下的自然衰减法
优点
污染物最终能被转化成无毒的副产物 无须人为介入 不会涉及到废物的重新产生或迁移 费用低 克服机械化修复设施所带来的局限
水解与脱氢卤化作用:重要的自然衰减机理
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水解反应
取代反应 在反应中，化合物与水发生反应，卤代基被
羟基（OH-）取代 RX + HOH ＝ ROH + HX
有机化合物的水解反应常常生成醇类及烯烃 化合物上的卤代基越多，水解反应发生的几
率就越小，反应的11-30
物理过程
对流：驱动地表下污染物运动的主要机制 弥散：引起纵向、横向和垂向迁移；降低溶质的浓度 扩散：从较高浓度区域向较低浓度区域扩散 挥发：将污染物从地下水中去除，并转移到土壤气相中 吸附：固着在含水层介质上，将溶质从地下水中去除 稀释：可能增加电子受体的浓度，特别是溶解氧的浓度
化学过程
1984年，美国国会通过了修订资源保护与恢复法 案（简称RCRA），拓展了地下水净化计划
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地下水环境修复技术
不同的修复技术对于不同的介质和污染物适用性 是不同的 1.分离、活化和提取技术 2.生物和化学反应技术
必须建立监测系统，以确认修复工程（或内在生 物修复系统）的长效运行
添加各种反应物，许多原位修复技术都需要
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主要的自然衰减作用
非降解性作用
仅引起污染物的浓度降低，而系统中的污染物 总量并未改变的那些作用过程，包括水动力学 弥散（机械弥散和扩散）、吸附、稀释和挥发 等
降解性作用
包括生物降解和非生物降解作用
生物降解对污染物的降解起主导作用，取决于
污染物的类型及电子供体或碳源的可用性
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自然衰减作用的非生物过程
对重金属的吸附能力归因于细粒的硅酸盐矿物的 净负电荷结构性能
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2、地质材料
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2、地质材料
粉煤灰 火电厂的废物，含有碳和硅氧化物、铝氧化物、 铁氧化物及钙、镁、钠、钾、硫的氧化物。 潜在优势：金属被吸附后，它容易固化 。 因为粉煤灰在有水的情况下能与石灰反应形 成水泥质的硅酸钙水化物 值得注意：可能含有重金属及痕量放射性元素。
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监测条件下的自然衰减法
局限性
时间很长
进行长期监测并负担相关费用，实施机构负责
受当地水文地质条件的自然变化及人为因素的影响
有利的水文和地球化学条件可能随着时间而发生变 化，从而导致曾经稳定化了的污染物重新发生运移， 对修复成果产生负面的影响
含水层的各向异性可能使场地特征复杂化
生物降解的中间产物可能会比原来的化合物更毒
在自然界中的丰度仅次于植物纤维素
甲壳质不但廉价,数量丰富,它对重金属的吸附能力也很强，相
当于几丁质的56倍
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1、生物质
死生物
死细胞聚集重金属的能力与活细胞相当甚至更强
谷壳
作为水稻商业性收割的副产品,稻壳具有与绿藻相似的结 构
与藻类对Cr和Pb的吸附能力相近,但它对Cd的吸附能力 几乎是藻类的两倍
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2、地质材料
沸石
最早用于重金属污染治理的地质材料 斜发沸石是40多种天然沸石中储量最丰富的一种 沸石的吸附特性源于它们的离子交换能力
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2、地质材料
粘土
具有比表面积大、孔隙率高、极性强等特征,对水 中各种类型的污染物质有良好的吸附
蒙脱石具有最小的结晶度,最大的表面积和最强的 阳离子交换能力,从而应具有最强的吸附能力
脱氢卤化反应
涉及到卤代烷烃的消除反应 在反应中，卤素原子从一个碳原子上去
除，紧接着邻近碳原子上的一个氢原子 也去除，而生成烯烃 发生的可能性随着卤代基数量的增加而 增加
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生物过程：内在生物降解作用
许多实验室和野外研究显示
地下环境中土生的微生物能降解许多有机化合物，如汽 油、煤油、柴油、航空燃料；氯代乙烯、氯代乙烷、氯 代甲烷、氯苯等
地下水污染修复技术与方法
1……总论 2……监控条件下的自然衰减法(MNA) 3……抽出处理法(PAT) 4……渗透性反应墙法(PRB) 5……生物修复法
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总论
地下水环境修复技术是近年来环境工程和水文地质 学科发展最为迅猛的领域之一
1980年，美国国会首次把地下水净化列为国家最 优先问题之一，通过了综合环境响应，赔偿和责任 法案（简称CERCLA），即一般所谓超级基金 （Superfund）法案，用于支付净化废弃的有害 废物场地