地下水中三氯乙烯(TCE)污染修复方法

  北极星环境修复网讯三氯乙烯(TCE)是一种半挥发、厌水性的无色透明液体,微溶于水,易溶于乙醇、等有机溶剂,被广泛用于工业生产中。TCE在环境中易发生迁移,可通过挥发、容器泄漏、废水排放、农药使用及含氯有机物成品的燃烧等途径进入环境,污染大气、土壤、地下水和地表水,是美国环境保护局(USEPA)列出的重点污染物之一。三氯乙烯不仅污染环境,对人体健康也有很大的影响,具有“三致”作用,其降解产物二氯乙烯(DCE)和氯乙烯(VC)也都是有毒致癌物质,威胁人类健康。所以必须重视和控制TCE对环境的污染,特别是对地下水源的污染。

  颗粒活性炭具有较大的比表面积,可以与污染物充分接触并将其吸附,从而起到净化作用,活性炭吸附法被认为是去除挥发性有机物最行之有效的方法之一。

  在实际应用中活性炭的吸附作用会受到其他物质的影响。Y. Miyake等对活性炭吸附从TCE污染水体中挥发出的TCE蒸汽进行了研究。实验发现在动态条件下,水蒸气的存在使得活性炭吸附能力明显下降,且降低值与对水蒸气的吸附量平衡。

  活性炭虽然能够很好地吸附TCE,但它仅仅是把TCE从液相转移到固相,并不能将其分解成无害物质。H. H. Tseng等通过将颗粒活性炭和零价铁结合(GAC-ZVI)的方式处理TCE,发现活性炭吸附的TCE能够很好地被零价铁脱氯转化为无害物质,可加快TCE的降解速率。

  吹脱是利用水中溶解化合物的实际浓度与平衡浓度的差异使挥发性组分不断由液相扩散到气相中,从而去除挥发性有机污染物的过程。曝气吹脱法在实际操作过程中可以增加地下水中溶解氧的含量,有利于微生物的活动,且运行成本低、所需时间短。向华等通过在洗气瓶中调节曝气流量进行吹脱试验考察了曝气流量对吹脱去除的影响。结果表明TCE在吹脱条件下有较好的去除率,且气水比是影响TCE去除的主要因素。胡顺之采用室内模拟方法研究了曝气吹脱法对地下水中TCE的去除效果,结果表明,曝气量影响最大,温度其次,浓度影响最小。曝气30 min后,TCE残留浓度可低于国家标准限值。但曝气吹脱法只是把水中的TCE转移到了大气中,并不是真正意义上的去除,这依然会造成空气污染,破坏臭氧层,危害人类健康。

  化学还原法是通过化学还原将TCE中的氯元素脱除,使其变成无毒或低毒降解产物的方法〔5〕。其中零价铁还原降解TCE已经被国内外广泛关注。国外学者在实验中多选用高纯度的电解铁粉来获得较高的去除速率,港彩论坛及大型图库,其成本相对较高。

  F. He等用纤维素钠稳定的Fe-Pd纳米颗粒来提高土壤和地下水中TCE的转化和降解率,降解实验表明,经稳定的纳米颗粒降解TCE的速度比没有稳定的快17倍。顾晓清等发现在自制的ZnO-Fe(Ⅱ)混合体系中,束缚在ZnO表面的Fe(Ⅱ)对TCE的还原脱氯作用强于均质溶液中的Fe2+。杨吉睿等研究了MnO2表面结合Fe(Ⅱ)对TCE的还原脱氯作用,实验结果表明MnO2结合态Fe(Ⅱ)比溶解态的Fe(Ⅱ)对TCE的还原脱氯作用强。

  原位化学氧化法是一种快速有效处理地下水中TCE的技术,通常使用的氧化剂有高锰酸钾、H2O2、Fenton试剂和过硫酸钠。曹玉彬研究发现,TCE氧化去除率随着KMnO4与TCE的物质的量比和TCE浓度的增大而升高。虽然KMnO4氧化TCE的能力较强,但在KMnO4氧化过程中会产生不溶于水的MnO2副产物,易造成地下环境空隙的堵塞,导致KMnO4与TCE不能有效地接触,使氧化反应减缓。

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