探索水土污染機理 研究污染防控方法 創新污染修復技術——中國地質調查局/河北省地下水污染機理與修復重點實驗室
地下水污染機理與修復重點實驗室(簡稱污染修復實驗室)成立于2012年6月,由中國地質科學院水文地質環境地質研究所(簡稱水環所)集合我國首輪地下水污染調查評價的技術骨干力量、地質微生物研究室和納米鐵地下水修復團隊等技術力量組成。2013年,先后獲批進入中國地質科學院、中國地質調查局和河北省重點實驗室建設行列。實驗室主要開展地下水與土壤污染物檢測技術、污染物在土壤與地下水中的遷移轉化機理、土壤與地下水污染防控以及土壤與地下水污染修復技術等研究。
實驗室圍繞“地下水污染機理與修復”學科發展方向,先后承擔各類財政項目33項。其中,國家973計劃項目(專題)4項,國家自然科學基金項目8項,國家科技主管部門國際合作重點項目1項,英國皇家工程院國際合作項目1項,國土資源大調查項目4項,部委公益項目5項(環保部3項、水利部2項),地科院或水環所基本科研業務費項目9項,橫向科技服務項目3項。承擔了我國首輪地下水污染調查評價工作,組織實施了華北平原地下水污染調查評價及防控區劃研究,開展了重金屬水文地球化學行為、新型污染物環境行為、三氮遷移轉化、微生物基因芯片識別等研究,以及納米材料修復技術、微生物修復技術、可滲透反應格柵(PRB)修復技術、氣相抽提(SVE)-電加熱聯合修復技術、土壤重金屬鈍化技術等應用性修復技術研發,取得了一批創新性成果。
1.華北平原地下水污染調查評價
該成果系統查明了華北平原地下水水質和污染狀況,并首次查清了華北平原區地下水有機污染狀況,研究和制定了一系列地下水采樣、評價技術方法體系及規范,為同期開展的首輪全國地下水污染調查評價工作起到了重要的技術支撐和示范作用;谠擁椆ぷ骶幹频娜A北平原地下水污染狀況及其防治建議最終形成了有關部委于2013年聯合下發的《華北平原地下水污染防治工作方案》。
2.我國東部主要平原區地下水污染調查評價
與中國地質調查局南京地調中心、沈陽地調中心共同組織完成了包括珠江三角洲、長江三角洲、淮河流域平原區、華北平原和松遼平原等在內,涉及廣東省、浙江省、上海市、江蘇省、山東省、河南省、河北省、北京市、天津市、遼寧省、吉林省、黑龍江省和內蒙古等十余個省市,共70多萬km2的我國東部主要平原區的地下水污染調查評價工作,系統查明了我國東部主要平原區的地下水水質和污染狀況,編制了《我國東部主要平原地下水水質和污染報告》白皮書并提交給國家有關部門。
3.氯代烴芳香烴污染場地調查與修復技術研究
綜合運用連續多通道多級監測井、探地雷達、直推鉆進、低流量被動取樣等技術,系統地查明了一個氯代烴和芳香烴污染場地的污染現狀,對其污染風險進行了模擬、評價和預測。采用過硫酸鹽原位化學氧化技術,開展了同時修復地下水氯代烴和芳香烴的中試試驗。監測井中高濃度氯代烴的去除率在4個月內達到40%以上,芳香烴的去除率達到95%以上。
4.利用高效石油降解菌處理采油廢水及油污土壤實驗研究
針對濮陽中原油田油鹽復合污染現狀,通過采集、富集和培養,獲得了可高效降解石油污染的三種土著微生物。通過微生物修復聯合種植玉米、苜蓿、田菁3種植物,完成了40余畝的修復示范。結果顯示,場地的石油烴含量普遍從近1000 mg/kg下降到25 mg/kg以下,取得了良好的修復效果。
5.一種可降解地下水中六價鉻的綠茶還原納米鐵制備技術
針對現有納米零價鐵制備成本高,容易氧化、懸浮不穩定的問題,通過優化現有綠茶還原鐵鹽制備技術,成功制備出產率高、懸浮穩定性好,并且對六價鉻有很好還原降解能力的綠茶還原納米鐵。該納米鐵在含水層中有很好的運移能力,并且可以完全去除地下水中10mg/L的六價鉻。
6.水稻田鎘污染的低成本原位鈍化技術
針對湖南水稻田鎘污染問題,開發出一種低成本土壤重金屬鈍化和改良劑,已完成室內修復試驗。添加土壤干重5%的修復劑,可將稻米鎘含量降低81%以上,稻米產量增加10%以上。
7.土壤重金屬污染的磁性沸石去除技術
開發出一種對Pb和Cd等重金屬有很強吸附性能的磁性沸石,通過加入土壤后再用磁選分離,一次可將土壤有效態Pb和Cd去除40%以上,2次處理可將土壤有效態Pb和Cd去除75%以上。
8.可用于充填可滲透性反應墻的沸石負載納米鐵制備技術
開發出一種可迅速同時去除水中六價鉻(20mg/L)和二價鎘(200mg/L)的沸石負載納米鐵,可用作污水處理填料和地下水修復中的可滲透性反應墻填料。
9.河流底泥多環芳烴的磁性碳添加去除技術
與英國紐卡斯爾大學合作,開發出一種磁性活性碳,添加8.1%重量比的磁性碳可將河流底泥中的總生物可利用性多環芳烴降低98%,三個月之后77%的磁性碳可以從底泥中回收,從而實現對底泥中多環芳烴的去除。