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地下低渗透性介质中有机污染物去除机理研究

批准号:
41530636
项目类别:
重点项目
资助金额:
300.0 万元
负责人:
赵勇胜
依托单位:
学科分类:
环境水科学
结题年份:
2020
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
洪梅、董军、周睿、秦传玉、迟子芳、白静、陈子方、曲丹、陈震

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
我国地下水的有机污染非常严重,研究地下水有机污染的修复方法和技术至关重要。目前,国际上有许多地下水污染修复的方法和技术,但这些方法的修复效果严重依赖被污染地层介质的渗透性能,国外许多实践经验表明:在低渗透性(粉细砂、粉质、淤泥质粘土等)和非均质地层中,有机污染物的去除效果差,甚至修复技术无效。本项目研究有机污染物在地下环境低渗透性地层中的分布、迁移转化机理,为提高有机污染修复的效果奠定基础;项目通过地下水动力场、温度场、地下水化学作用、原位微生物作用来系统地研究有机污染物在低渗透性地层中的去除机理和影响因素,确定有机污染物在低渗透性地层中的“释放”机制,为有机污染物常用的修复技术(如原位空气扰动、热脱附、抽取-处理、表面活性剂强化、以及微生物修复等)的改进提供理论依据。
英文摘要
The groundwater organic pollution in China is very severe, so it is very important to study the remediation technologies. There are many groundwater pollution remediation methods in the world recently, but the remediation effects are severely depend upon the permeability of the contaminated geological formation. It has been indicated by practical experiences in the developed countries that the groundwater remediation had a bad effect or even failed in the lower permeable (such as fine sand, silt etc.) or heterogeneous geological formation. The major research contents for this project are as follows: the migration and transformation mechanisms of organic pollutants in lower permeable media, the release and removal mechanisms and enhancing effects of contaminated lower permeable geological formation during the groundwater remediation process, such as in situ air sparging, thermal gas treatment, pump and treat, surfactant enhanced treatment and in situ bio-remediation. This study can provide theoretical bases for enhancing the remediation effects, and improving the remediation technologies in contaminated lower permeable formation.
低渗透性介质泛指渗透系数较小、溶质迁移能力较差的地层介质,如渗透系数小于10^-4 cm/s的地层介质。多孔介质渗流理论研究的奠基人贝尔(Bear,1972,1979)指出:渗透系数小于10^-2 cm/s就可以被认为是渗透性差的含水层或弱透水层。低渗透介质及非均质地层严重影响着污染含水层修复的效果,是地下水原位修复中的国际性难题。本项目研究粉细砂、粉质粘土和粘性土等低渗透性地层中有机污染物的去除机理,对于提升常用修复技术的修复效果具有实际意义。.1.项目研究了有机污染物在地下环境低渗透性地层中的分布、迁移转化机理。研究发现:在层状非均质地层中,污染物在低渗透介质中的迁移速度很小,但污染物扩散迁移的通量密度较大。表明低渗透介质可以“储存”大量的污染物,作为污染物反向扩散的“源”。.2.研究了层状非均质和透镜体地层界面对修复剂流体(气体、液体和降解菌等)的作用机理。发现了层状非均质地层的阻截型和非阻截型界面,及其三种气流分布类型;发现了含透镜体含水层气流作用的双界面效应。揭示了修复剂“绕流”作用机制和影响条件;阐明了克服地层界面效应的强化修复机理,为修复效果的提升奠定了理论基础。.3.研发了基于表面活性剂的胶态微泡沫冲洗修复技术,能够有效强化流体在非均质含水层中的迁移,更好地进入低渗透区域,从而提升传统冲洗修复的效果。.4.采用剪切稀化流体对修复剂的粘度进行调控,使修复剂在低渗透性介质中流动时的粘度降低,促进其从高渗透介质向低渗透介质迁移,提高了污染物的去除效率。.5.构建了一种新的GFP标记结合光投射的技术方法,首次实现了在模拟体系中无扰动同时捕捉游离菌和附着菌的迁移动态,直观揭示了降解菌在含水层中的迁移机制。研究表明地下水流速、高渗透介质与低渗透介质渗透系数的级差等影响着降解菌进入低渗透地层的能力。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Deposition mechanism of polydisperse xanthan gum-stabilized graphene oxide/nano-iron composites in saturated porous medium
多分散黄原胶稳定氧化石墨烯/纳米铁复合材料在饱和多孔介质中的沉积机理
DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.123069
发表时间: 2020-07
期刊: Journal of Cleaner Production
影响因子: 11.1
作者: [Liming Ren, Zifang Chi, Jun Dong, Yongsheng Zhao, Chunpeng Zhang]
通讯作者: Chunpeng Zhang
DOI: 10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2018.0266
发表时间: 2018
期刊: 中国环境科学
影响因子: --
作者: [康学赫, 姚猛, 秦传玉, 赵勇胜]
通讯作者: 赵勇胜
SiO2-coated zero-valent iron nanocomposites for aqueous nitrobenzene reduction in groundwater: Performance, reduction mechanism and the effects of hydrogeochemical constituents
SiO2 涂层零价铁纳米复合材料用于还原地下水中硝基苯:性能、还原机理和水文地球化学成分的影响
DOI: 10.1016/j.colsurfa.2018.08.081
发表时间: 2018-12
期刊: Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
影响因子: --
作者: [Haojie Lu, Jun Dong, Mengyue Zhang, Wenhua Hu, Chunyu Wen, Chaoge Yang, Yue Wu]
通讯作者: Yue Wu
Insights into the degradation of 2,4-dichlorophenol in aqueous solution by alpha-MnO2 nanowire activated persulfate: catalytic performance and kinetic modeling
α-MnO2 纳米线活化过硫酸盐降解水溶液中 2,4-二氯苯酚的见解:催化性能和动力学模型
DOI: 10.1039/c6ra00008h
发表时间: 2016
期刊: Rsc Advances
影响因子: 3.9
作者: [Zhao Yan, Zhao Yongsheng, Zhou Rui, Mao Yan, Tang Wen, Ren Hejun]
通讯作者: Ren Hejun
共 42 条
    地下水污染羽的演变规律及其影响机制研究
    • 批准号:
      42572306
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      53.00万元
    • 批准年份:
      2025
    • 负责人:
      赵勇胜
    • 依托单位:
    地下水污染源带粘土基垂直阻截墙兼容性研究
    • 批准号:
      42072270
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      61.0万元
    • 批准年份:
      2020
    • 负责人:
      赵勇胜
    • 依托单位:
    污染含水层原位空气扰动修复增强机理研究
    • 批准号:
      41272256
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      90.0万元
    • 批准年份:
      2012
    • 负责人:
      赵勇胜
    • 依托单位:
    城市垃圾填埋场地下水污染的模拟与控制技术研究
    • 批准号:
      50478006
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      22.0万元
    • 批准年份:
      2004
    • 负责人:
      赵勇胜
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金