【污染场地修复教程】——原位化学还原技术
发布日期：2022-12-30
1.什么是原位化学还原技术?
原位化学还原技术是使用还原剂与污染物发生化学反应，来去除或降低污染物的毒性。这种修复技术不需要挖出污染土壤或抽出地下水，所以称为“原位化学还原技术”。这种技术可以处理地下水中的几种可溶性污染物及不溶于水的重质非水相液体，该技术通常用于处理重金属铬和三氯乙烯等污染物。
2.原位化学还原技术的工作原理是什么?
原位化学还原技术是将还原剂注入到受污染的土壤和地下水中，使还原剂与污染物发生反应。例如，高毒性的六价铬可以与还原剂反应生成毒性很小的三价铬，三价铬不溶于水，不会扩散到其他地方。
常用的还原剂是零价金属，最常见的是还原铁粉(零价铁)。铁粉在使用时，必须磨成微小颗粒，有时要根据实际需求磨成纳米级颗粒。
还原剂的颗粒越小，比表面积就越大，越有利于与污染物发生反应。其他常用的还原剂包括聚硫化物、亚硫酸氢钠、二价铁、双金属材料。双金属材料是由两种不同的金属组成的，原位化学还原技术中最常见的双金属材料是铁粉与钯或银的混合物。
将还原剂输送至受污染土壤和地下水有两种途径：
（1）直接注入，将还原剂与水或植物油混合成悬浮液，然后在污染区域打孔，使用泵将悬浮液注入到受污染的土壤或地下水中。这种方法常用来处理高污染区域，包括重质非水相液体的污染。直接注入法最常用的还原剂是小颗粒和纳米级颗粒的还原铁粉。
（2）可渗透反应格栅。在地下挖一道沟，将还原剂填充进去，形成一道可渗透的格栅。常用的填充物是大颗粒的还原铁粉。地下水流过格栅时，水中的污染物与还原剂发生化学反应。可渗透反应格栅是用来处理地下水中的污染物，而且只能处理流过格栅的地下水。
原位化学还原技术示意图(以渗透反应格栅为例)
3.原位化学还原技术需要多长时间?
在原位化学还原技术中，当使用直接注入法时，一般需要几个月的时间；当使用可渗透反应格栅时，需要几年的时间。具体时间取决于多个因素，如遇以下情况，可能需要较长的时间。
（1）污染区域面积大，或污染物位于很难接触到的位置，如黏土层；
（2）土壤或岩石层结构不允许还原剂快速扩散到污染物所在的区域；
（3）地下水流动缓慢。
4.原位化学还原技术安全吗?
原位化学还原技术对周边社区一般没有危害。但还原剂具有反应性，地块工作人员在处理还原剂时必须穿戴防护装备，只要操作规范，还原剂的处理不会对周围的人和环境造成威胁。由于原位化学还原过程都是在地下进行的，因此不存在污染物的暴露风险。在使用可渗透反应格栅法时，工作人员必须穿戴防护装备，同时需要对清挖出来的土壤进行掩盖，以防止其中的污染物扩散。必须定期对地下水和土壤进行检测，以确保原位化学还原技术有效运行。
5.原位化学还原技术对周围居民有什么影响?
原位化学还原技术需要卡车运输钻孔设备和化学还原剂，这可能会给周围社区带来交通和噪声问题，设备的运营也必然会产生噪声。由于化学还原过程发生在地下，修复活动一般不会影响周围居民的生活。
6.为什么使用原位化学还原技术?
原位化学还原技术可以处理一些其他技术难以处理的污染物，如重质非水相液体。这种技术可以在不挖出土壤和不抽出地下水的情况下进行，可以节约时间和成本。此外，可渗透反应格栅法是一个被动的修复过程，不需消耗能源，只需依赖于地下水流的动力。
注：以上文本摘自《污染场地修复教程》 中国环境出版社，2015年，原环境保护部污染防治司和巴塞尔公约亚太区域中心编译 
