污染場(chǎng)地地下水的原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)

第1章?原位化學(xué)氧化：技術(shù)描述和現(xiàn)狀 1
1.1?污染場(chǎng)地和原位修復(fù) 2
1.1.1?引言 2
1.1.2?污染場(chǎng)地刻畫(huà) 2
1.1.3?場(chǎng)地修復(fù)方法 4
1.1.4?本書(shū)結(jié)構(gòu) 6
1.2?ISCO修復(fù)技術(shù) 7
1.3?ISCO的發(fā)展 10
1.3.1?研究和發(fā)展 10
1.3.2?場(chǎng)地應(yīng)用 13
1.4?系統(tǒng)選擇、設(shè)計(jì)和實(shí)施 14
1.5?項(xiàng)目實(shí)施和成本 17
1.6?總結(jié) 18
參考文獻(xiàn) 20
第2章?過(guò)氧化氫原位化學(xué)氧化的基礎(chǔ) 29
2.1?簡(jiǎn)介 30
2.2?化學(xué)原理 31
2.2.1?物理化學(xué)特性 31
2.2.2?氧化反應(yīng) 31
2.2.3?過(guò)氧化氫的催化 35
2.2.4?過(guò)氧化氫催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 41
2.2.5?影響氧化劑效率和有效性的因素 46
2.3?地下的氧化劑交互反應(yīng) 52
2.3.1?氧化劑持久性對(duì)氧化劑傳輸?shù)挠绊?53
2.3.2?對(duì)金屬移動(dòng)性的影響 55
2.4?污染物可處理性 56
2.4.1?鹵代脂肪族化合物 56
2.4.2?氯代芳香族化合物 60
2.4.3?碳?xì)浠衔锶剂?63
2.4.4?多環(huán)芳烴 65
2.4.5?烈性炸藥、硝基和氨基有機(jī)化合物 66
2.4.6?農(nóng)藥 66
2.4.7?吸附性或非水相液體污染物 67
2.5?總結(jié) 69
參考文獻(xiàn) 70
第3章?高錳酸鹽原位化學(xué)氧化的基礎(chǔ) 79
3.1?前言 80
3.2?化學(xué)原理 80
3.2.1?物理和化學(xué)性質(zhì) 81
3.2.2?氧化反應(yīng) 82
3.2.3?反應(yīng)機(jī)制和途徑 83
3.2.4?高錳酸鹽反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 84
3.2.5?二氧化錳的生成 87
3.2.6?二氧化碳?xì)怏w的產(chǎn)生 91
3.2.7?天然有機(jī)質(zhì)的氧化 91
3.3?地下環(huán)境中氧化劑的交互作用 92
3.3.1?天然氧化劑需要量 92
3.3.2?高錳酸鹽對(duì)地下傳輸過(guò)程的影響 99
3.4?污染物可處理性 111
3.4.1?氯乙烯 111
3.4.2?氯乙烷和氯甲烷 114
3.4.3?BTEX、MTBE和飽和脂肪族化合物 115
3.4.4?苯酚 116
3.4.5?多環(huán)芳烴 116
3.4.6?爆炸物及相關(guān)的化合物 119
3.4.7?農(nóng)藥 120
3.5?總結(jié) 120
參考文獻(xiàn) 121
第4章?過(guò)硫酸鹽原位化學(xué)氧化的基礎(chǔ) 129
4.1　引言 131
4.2　化學(xué)原理 131
4.2.1　物理化學(xué)特性 131
4.2.2　氧化反應(yīng) 132
4.2.3　過(guò)硫酸鹽的活化和傳播反應(yīng) 135
4.2.4　過(guò)硫酸鹽反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 142
4.2.5　影響氧化效率和有效性的因素 145
4.3　過(guò)硫酸鹽在地下的交互作用 149
4.3.1　對(duì)地下傳輸過(guò)程的影響 149
4.3.2　對(duì)金屬移動(dòng)性的影響 153
4.4　污染物的可處理性 153
4.4.1　鹵代脂肪族化合物 154
4.4.2　氯代芳香族化合物 157
4.4.3　碳?xì)淙剂?158
4.4.4　多環(huán)芳烴 159
4.4.5　硝基芳香族化合物 160
4.4.6　農(nóng)藥 161
4.5　總結(jié) 162
參考文獻(xiàn) 162
第5章?臭氧原位化學(xué)氧化的基礎(chǔ) 169
5.1　簡(jiǎn)介 170
5.2　化學(xué)原理 171
5.2.1　物理化學(xué)特性 171
5.2.2　氧化反應(yīng) 172
5.2.3　臭氧反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 178
5.3　臭氧在地下的交互作用 179
5.3.1　影響臭氧化學(xué)反應(yīng)的交互作用 179
5.3.2　影響臭氧傳輸?shù)慕换プ饔?180
5.3.3　臭氧傳輸過(guò)程 183
5.3.4　臭氧原位化學(xué)氧化建模 186
5.3.5　臭氧對(duì)金屬移動(dòng)性的影響 187
5.4　污染物的可處理性 188
5.4.1　氯代脂肪族化合物 189
5.4.2　氯代芳香族化合物 190
5.4.3　燃料烴和總石油烴 191
5.4.4　煤焦油、雜酚油和碳?xì)鋸U物 193
5.4.5　硝基芳香化合物和硝酸銨爆炸物 195
5.4.6　農(nóng)藥 196
5.5　總結(jié) 196
參考文獻(xiàn) 197
第6章?原位化學(xué)氧化相關(guān)的地下傳輸原理和模型 205
6.1?簡(jiǎn)介 206
6.2?源區(qū)架構(gòu) 206
6.3?污染物的傳質(zhì)過(guò)程 208
6.3.1?NAPL的溶解 208
6.3.2?污染物的吸附/解吸 211
6.4?主要的試劑傳輸過(guò)程 212
6.4.1?平流 212
6.4.2?分散過(guò)程 213
6.4.3?擴(kuò)散過(guò)程 214
6.4.4?密度驅(qū)動(dòng)流 215
6.4.5?吸附 215
6.4.6?注氣法 215
6.5?影響水力條件的過(guò)程 216
6.5.1?穩(wěn)定組分引起的滲透減弱 216
6.5.2　氣體產(chǎn)物 219
6.6　氧化劑/污染物的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)公式 219
6.6.1　高錳酸鹽反應(yīng) 220
6.6.2　臭氧反應(yīng) 221
6.6.3　過(guò)氧化氫反應(yīng) 221
6.6.4　過(guò)硫酸鹽反應(yīng) 221
6.7　非生產(chǎn)性反應(yīng)的氧化劑用量 222
6.7.1　高錳酸鹽非生產(chǎn)性氧化劑需求 223
6.7.2　臭氧非生產(chǎn)性氧化劑需求 223
6.7.3　過(guò)氧化氫非生產(chǎn)性氧化劑需求 223
6.7.4　過(guò)硫酸鹽非生產(chǎn)性氧化劑需求 224
6.8　已發(fā)表的ISCO模型研究 224
6.8.1　臭氧模型 224
6.8.2　高錳酸鹽模型 225
6.9　ISCO建模工具的實(shí)用性 229
6.9.1　模型維度（一維、二維、三維） 229
6.9.2　解析解 229
6.9.3　ISCO的概念設(shè)計(jì) 231
6.9.4　三維化學(xué)氧化反應(yīng)運(yùn)移 234
6.10　總結(jié) 240
參考文獻(xiàn) 240
第7章?原位化學(xué)氧化與其他原位修復(fù)方法結(jié)合原理 251
7.1?簡(jiǎn)介 252
7.2?原位生物方法 253
7.2.1?氧化劑對(duì)地球化學(xué)和生物過(guò)程的影響 254
7.2.2?預(yù)氧化強(qiáng)化污染物的生物降解 256
7.2.3?監(jiān)測(cè)自然衰減 260
7.2.4?強(qiáng)化原位生物修復(fù)技術(shù)（EISB） 264
7.3?表面活性劑/助溶劑淋洗方法 267
7.3.1?表面活性劑/助溶劑存在時(shí)的氧化作用 267
7.3.2?助溶劑對(duì)氧化機(jī)制的影響 268
7.3.3?表面活性劑和助溶劑與氧化劑的兼容性 269
7.3.4?氧化反應(yīng)產(chǎn)生的表面活性劑 270
7.4?非生物還原方法 270
7.4.1?零價(jià)鐵 270
7.4.2?其他原位化學(xué)還原技術(shù) 271
7.5?空氣噴射方法 272
7.6?熱修復(fù)方法 272
7.7?聯(lián)合方法的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 273
7.8?總結(jié) 274
參考文獻(xiàn) 274
第8章?原位化學(xué)氧化現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與性能評(píng)估 281
8.1?簡(jiǎn)介 282
8.2?以往案例研究綜述 282
8.3?ISCO案例研究數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷程 283
8.3.1?關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)的定義 283
8.3.2?案例研究數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)建設(shè) 289
8.3.3?潛在局限性 290
8.4?ISCO案例研究數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的概況 291
8.5?影響原位化學(xué)氧化設(shè)計(jì)的條件分析 295
8.5.1?處理的COCs 295
8.5.2?水文地質(zhì)條件 296
8.5.3?氧化劑 298
8.6?影響ISCO修復(fù)效果的場(chǎng)地因素分析 300
8.6.1?修復(fù)性能標(biāo)準(zhǔn) 300
8.6.2?設(shè)計(jì)條件和環(huán)境條件的性能經(jīng)驗(yàn)和影響 301
8.7?原位化學(xué)氧化的二次影響 304
8.8?關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)的總結(jié) 304
8.9?總結(jié) 306
參考文獻(xiàn) 307
第9章?特定場(chǎng)地原位化學(xué)氧化工程的系統(tǒng)方法 309
9.1?引言 310
9.2?篩選ISCO適用性 311
9.2.1?簡(jiǎn)介 311
9.2.2?場(chǎng)地概念模型（CSM）所需的數(shù)據(jù)及ISCO的開(kāi)發(fā)和篩選 313
9.2.3?篩選特定場(chǎng)地ISCO污染物、場(chǎng)地條件和治理目標(biāo) 313
9.2.4?ISCO篩選的場(chǎng)地概念模型 319
9.2.5?前ISCO修復(fù)的思考 319
9.2.6?ISCO技術(shù)的詳細(xì)篩選 321
9.2.7?原位化學(xué)氧化方法耦合 327
9.2.8?原位化學(xué)氧化方法的篩選結(jié)果 329
9.3?原位化學(xué)氧化系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì) 330
9.3.1?簡(jiǎn)介 330
9.3.2?目標(biāo)修復(fù)區(qū) 331
9.3.3?一級(jí)概念設(shè)計(jì) 331
9.3.4?概念設(shè)計(jì)方案的可行性 335
9.3.5?氧化劑和傳遞方法選擇的排序 336
9.3.6?二級(jí)概念設(shè)計(jì) 337
9.4?ISCO系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)及規(guī)劃 341
9.4.1?引言 341
9.4.2?初級(jí)設(shè)計(jì)階段 342
9.4.3?最終設(shè)計(jì)階段 344
9.4.4?計(jì)劃階段 346
9.5?安裝啟用和性能監(jiān)測(cè) 349
9.5.1?簡(jiǎn)介 349
9.5.2?實(shí)施監(jiān)測(cè)階段 350
9.5.3?傳輸性能監(jiān)測(cè)階段 352
9.5.4?修復(fù)性能監(jiān)測(cè)階段 353
9.6?總結(jié) 353
參考文獻(xiàn) 354
第10章?場(chǎng)地特征描述和ISCO處理目標(biāo) 355
10.1?簡(jiǎn)介 356
10.2?場(chǎng)地概念模型 356
10.2.1?一般描述 356
10.2.2?構(gòu)建ISCO所需的場(chǎng)地概念模型 358
10.3?場(chǎng)地特征描述的策略和方法 359
10.3.1?介紹 359
10.3.2?三維一體法概述 359
10.4?場(chǎng)地特征描述的方法和技術(shù) 361
10.4.1?場(chǎng)地特征和土地使用屬性 361
10.4.2?污染物的性質(zhì)和范圍 362
10.4.3?水文地質(zhì)條件 368
10.4.4?地球化學(xué)條件 369
10.4.5?歸趨和傳輸過(guò)程 370
10.4.6?場(chǎng)地特征描述數(shù)據(jù)的分析和可視化 371
10.5?ISCO需要的場(chǎng)地特征數(shù)據(jù) 373
10.6?ISCO處理的目標(biāo) 375
10.7?場(chǎng)地特征描述和ISCO 376
10.8?總結(jié) 380
參考文獻(xiàn) 380
第11章?氧化劑傳輸方法和應(yīng)急計(jì)劃 385
11.1?引言 386
11.2?液態(tài)氧化劑的傳輸機(jī)制 386
11.2.1?液態(tài)氧化劑注入過(guò)程中的平流 386
11.2.2?液態(tài)氧化劑注入后的平流 387
11.2.3?通過(guò)平流進(jìn)入地下后氧化劑的擴(kuò)散 388
11.3?氧化劑傳輸方法 388
11.3.1?直推探針?lè)ǖ囊簯B(tài)氧化劑注入 390
11.3.2?建井式液體注入 393
11.3.3?建井式氣體噴射 395
11.3.4?液體的再循環(huán) 395
11.3.5?利用溝或渠投加氧化劑 396
11.3.6?氧化劑和土壤機(jī)械混合 396
11.3.7?用于氧化劑投加的壓裂技術(shù) 397
11.3.8?地表應(yīng)用或滲透廊方法 398
11.4?氧化劑傳輸?shù)囊话憧紤] 399
11.4.1?含水層非均質(zhì)性 399
11.4.2?污染物分布 400
11.4.3?地下設(shè)施及其他優(yōu)先通道 401
11.4.4?污染物遷移 401
11.4.5?氧化劑活化的需要 402
11.5?氧化劑的地上處理和混合 402
11.6?觀察法和應(yīng)急計(jì)劃 405
11.6.1?觀察法 405
11.6.2?應(yīng)急計(jì)劃 406
11.7?總結(jié) 407
參考文獻(xiàn) 408
第12章?原位化學(xué)氧化性能監(jiān)測(cè) 411
12.1?引言 412
12.2?一般考慮 413
12.2.1?目標(biāo)的建立 413
12.2.2?地下ISCO交互作用的解釋 414
12.2.3?特定場(chǎng)地條件下的性能監(jiān)測(cè) 415
12.3?基線(xiàn)條件的監(jiān)測(cè) 417
12.3.1?目的和范圍 417
12.3.2?方式與方法 418
12.4?氧化劑傳輸過(guò)程中的監(jiān)測(cè) 422
12.4.1?目的和范圍 422
12.4.2?方式與方法 423
12.5?處理性能的監(jiān)測(cè) 427
12.5.1?目的和范圍 427
12.5.2?方式與方法 428
12.5.3?數(shù)據(jù)評(píng)價(jià) 432
12.6?總結(jié) 4