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石油类污染场地是指由于人类活动产生的石油类污染物(TPH,Total petroleum hydrocarbon)超过一定阈值,对环境介质造成污染,且对人体健康造成危害的场地,具有成分复杂,污染浓度高、分布广、环境危害性强的特点。由于对污染场地的二次利用以及对土壤安全性的需求,如何快速有效的修复TPH污染场地是必要解决的问题,也是难点问题。化学氧化技术是修复TPH污染土壤的一个快速而有效的方法,其关键在于氧化剂的选择以及高效安全的应用方式。本研究以大连某TPH污染场地为研究对象,通过场地调查和风险评估确定需要修复的污染物类型、浓度、分布范围和修复目标,筛选适合该场地修复用的氧化剂组合,研究其最佳的应用方式、影响因素和降解机制等,并利用自制的土壤修复设备模拟氧化剂对该场地表层及深层污染土壤的修复,探明化学氧化过程中TPH的迁移转化规律,为设计本场地原位化学氧化修复技术方案提供数据支撑和理论依据。主要研究结果如下:(1)通过对污染场地自然地理环境、水文地质特征、企业生产情况的调查以及土壤和地下水中可能存在的有机污染物和重金属的监测分析,确定本场地需修复的污染物类型、范围和浓度。结果表明地下水中20种污染物均未超过筛选值,场地主要为土壤TPH污染,浓度范围19.852500 mg/kg。修复区域为场地溶剂库房表层(020cm)、废液库房(0430 cm)及油泥处理区表层(060 cm),修复土方量合计3168.4m3,其中重点修复区域为废液库房,所需修复面积615.7 m2,修复土方量2647.5m3。(2)通过理论计算与小试实验对比了不同氧化剂的修复效率和氧化剂的需求量,并以此为基础,综合考虑土壤自然氧化剂需求、氧化剂的稳定性、地下环境传质特性、修复成本以及场地自然条件等因素,选择过硫酸钠(Na2S2O8)为本场地修复用氧化剂;研究了不同方法活化时Na2S2O8对TPH污染土壤的氧化处理效果:添加Fe2+/柠檬酸(CA)活化的效果最佳,Na2S2O8的投加量在2 mmol/g土较为适宜,且一次添加的去除效果比序批添加降解效率更高,土壤TPH的去除率为40.8%;利用探针化合物研究了不同时间节点内Fe2+活化Na2S2O8去除土壤中TPH的机理:Fe2+/CA活化反应较快,30 min内反应基本完成,其降解TPH的主要物质是SO4-·、·OH等自由基,土壤中天然存在以及反应中产生的还原性物质促进了TPH的降解。(3)采用Na2S2O8/过氧化钙(CaO2)/Fe2+/CA的组合修复场地表层TPH污染土壤,以克服单独使用Fe2+/CA活化带来的水溶性氧化剂/活化剂流失严重、土壤酸化、副产物SO42-过高的缺陷。结果表明:使用Na2S2O8/CaO2的组合,摩尔用量比为2.5较为合适,反应7天TPH去除率为67.4%。使用Na2S2O8/Ca O2/Fe2+/CA的方法,当摩尔用量比为5/2/1/1时,TPH降解率为82.1%,反应比较温和,反应后土壤体系pH呈中性。土壤水相中TPH和SO42-的浓度均低于筛选值,对环境的影响较小。利用探针化合物对Na2S2O8/CaO2/Fe2+/CA体系去除土壤TPH的机制研究表明,TPH降解过程中不仅有SO4-·、OH·等自由基的作用,CaO2也参与了直接氧化,168 h内反应基本完成。(4)通过自制的土壤修复模拟设备,采集污染场地土壤,按照实际地层状况进行按比例缩小重塑。采用表层土壤混合、淋滤、下层土壤注射井注入/抽出地下水配制氧化剂溶液循环利用等方式,对大连某TPH污染场地土壤进行原位Na2S2O8氧化修复模拟。结果表明:上层土壤混合Ca O2和Na2S2O8后喷洒FeSO4/CA可以有效修复表层污染土壤,20天后土壤TPH降解率达到最高,平均值为98.5%;下层土壤注射井注入Na2S2O8/FeSO4/CA,在蠕动泵压力0.2 Mpa,流速10 mL/min,地下水流速0.08 m/d条件下,Na2S2O8在模拟土体中的传输能力较强,持续注入3天,氧化剂迁移至饱和层,影响半径约为0.2 m。持续注入7天时氧化剂影响半径约为0.4 m,氧化剂基本充满饱和层,此时土壤TPH降解率达到最高,平均为95.6%。土壤溶液pH和土壤温度监测值分别为5.97.6和721℃,表明该方法的环境次生影响较小。(5)根据场地调查和中试模拟所得技术参数,设计本场地TPH污染土壤原位化学氧化修复工程技术方案。对于溶剂库房表层(020 cm)、油泥处理区表层(060 cm)和废液库房表层污染土壤,采取原位混合淋滤的方法,修复药剂为Na2S2O8/CaO2/Fe2+/CA;对于废液库房深层污染土壤(60430 cm)采取原位注射的方法,修复药剂为Na2S2O8/Fe2+/CA。井间距4米,初始注入压力1 Mpa,修复期为60天。