[發明專利]用于從污染的環境中除去烴類的具有延時釋放材料的生物修復組合物

在審

• 申請號: 201710257674.3
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107399830A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: S.諾蘭
• 申請（專利權）人: 修復產品股份有限公司
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;B09C1/00;B09C1/10;C02F1/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 曹立莉

技術領域

本發明涉及原位(in situ)修復(例如生物修復)受污染的環境的組合物和方法，特別是修復受烴類污染的土壤和/或地下水。

背景技術

隨著對環境保護和公眾健康與安全關注的增加，如今鑒定并除去環境(且特別是地下水供給)中的污染物已成為最緊要的環境問題之一。多年來無節制地傾倒有害物質已嚴重污染許多地區的地下水，造成重大健康問題并導致區域生態系統的大面積破壞。因此，近些年來一直在重點強調受污染的地下水和垃圾場周圍的環境的清理和修復，這已使得建立了關于環境清理和修復的新產業。但是，目前用于修復受污染地點的常規技術通常是非常昂貴的、可能需要進行數年并且并不總是有效。

由于氯化溶劑和石油烴的廣泛使用，在全世界的許多地方已發現受污染的地下水。氯化溶劑，例如三氯乙烷(TCE)和全氯乙烯(PCE)，用于例如干洗的目的，并且在多種工業中用作去污劑和除垢劑。在地下水中常見的石油烴包括汽油成分，例如苯、甲苯、乙苯和二甲苯。地下水的另一常見污染物包括萘。其他地下水和土壤污染物包括由燃燒、煤煉焦、石油加工和木材處理操作產生的多環芳香烴(PAH)；以及曾廣泛用于電器變壓器和電容器以及多種其他工業目的、殺蟲劑和除草劑的多氯聯苯(PCB)。

各種離位(ex situ)和原位方法已用于處理、修復和清理受污染的土壤。離位方法通常包括將污染的土壤永久轉移到安全的填埋場、焚化、間接熱處理、通風和排氣。由于昂貴的挖掘、運輸和清理成本，以及潛在的殘留責任，將受污染的土壤轉移到填埋場已不再是有吸引力的選擇。焚化和間接熱處理無論是就地或是在區外(off-site)均可實現，但是不管在哪種情況下均涉及挖掘、裝卸和處理基本上全部受污染的土壤以及與受污染的土壤相鄰的大量土壤。然后必須將土壤運送到處理設施處，或者必須在現場安裝處理裝置。其他已經采用的精細而昂貴的技術包括使用多步驟單元操作挖掘和處理該受污染的土壤以從該污染物中分離并回收土壤。

其他現有的清理方法和技術包括“抽取和處理”方法，其中將受污染的地下水抽取到表面，進行化學凈化或通過將該地下水經過生物反應器然后再注入地下水，而進行純化。這種方法通常實施很長一段時間，通常是一至十年或更久。針對被氯化烴污染的地下水的常見修復處理包括從井或蓄水層中抽出水、在汽提塔中揮發污染物并將凈化的水送回土地中。相關類型的環境修復是“挖掘和拖運”方法，其中將受污染的土壤轉移，然后進行處理或填埋。

使用抽取和處理系統的最大的問題在于，隨著時間的推移，它們變得越來越低效，以致形成穩定的殘留濃度。當發生這種情況時，該系統被稱為“平臺(flat-lined)”且幾乎不再獲得利益。此外，經常出現溝渠(channeling)，以致大量污染物殘留，并且在關閉泵之后常發生再污染(rebound)。

已經評價了許多用于原位修復氯化烴的材料和方法，包括零價鐵(ZVI)、高錳酸鉀和過氧化氫。ZVI通過還原性脫鹵，即，用氫置換氯取代基，來降低氯化烴的毒性。在這個方法中，反應壁是通過沿著羽狀柱遷移路徑(plume migration path)挖掘并填充鐵屑構建的。使用打板樁或一些其他引導地下水流的方法來引導受污染的地下水通過該屑壁(filing wall)。隨著地下水流過該壁，氯化烴與單質鐵反應，并且理論上，潔凈的水出現在該壁的下斜側。壁方法的缺點在于難以在有效深度引入大量的固體反應物質，例如鐵顆粒。常規的挖掘方法的實際工作深度一般限于約30英尺，而發現地下水污染物深達300英尺。此外，由于沉淀和填塞，有可能該壁的透過性隨時間降低。此外，該反應壁方法可能無法用于降解二氯甲烷且可能非常緩慢(例如，花費長達10年或以上來實現任何實質性的修復)。

氧氣釋放材料(ORM)是例如夾層過氧化鎂的組合物，它們緩慢釋放氧，并促進烴污染物原位的需氧降解。ORM用于改善時，在機械系統達到平臺后最有效，而在還沒有實施其它修復措施的新場所效率最低。它們的缺點是ORM昂貴，并且需要較大的量以徹底氧化。此外，為了達到定向凈化的目的，常需要多步處理，且要完成該方法可能需要長達五年。