[發明專利]一種用于地下水多環芳烴污染修復的可滲透性反應墻復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710660660.6
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107235561B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 郭紅巖;劉翠翠;尹穎;杜文超;王水;曲常勝;張滿成;丁亮
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/28;C02F103/06;C02F101/32
• 代理公司: 32346 江蘇瑞途律師事務所
• 代理人: 蔣海軍

本發明公開了一種用于地下水多環芳烴污染修復的可滲透性反應墻復合材料及其制備方法，屬于地下水修復技術領域。本發明中的可滲透性反應墻復合材料包括緩釋填充層和外殼，所述緩釋填充層包括：零價鐵粉8.9～12.8％，釋碳原料24.1～30.6％，塑性粘結原料16.6～20.3％，高滲透性原料5.5～8.3％，余量為水；外殼包括：高滲透性原料9.7～11.6％，塑性粘結原料47.2～52.3％，余量為水。本發明的可滲透性反應墻復合材料成本低廉，制備簡便且具有緩釋鐵離子及碳源的效果，可實現地下水缺氧狀況下多環芳烴類有機污染物降解，在地下水污染修復領域有著廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于地下水修復技術領域，更具體地說，涉及一種用于地下水多環芳烴污染修復的可滲透性反應墻復合材料及其制備方法。

背景技術

多環芳烴是指兩個或兩個以上苯環以線狀、角狀或簇狀排列的一類稠環化合物，一般是經有機物質不完全燃燒或高溫裂解而產生的，這類物質在大氣沉降、降雨、工業排放及土壤滲濾液的作用下進入地下水，導致它們成為地下水中的主要污染物。許多研究都表明地下水中的多環芳烴污染物的濃度在不斷增加，而且由于其具有潛在致畸性、致癌性、基因毒性以及生物富集性，導致低濃度的多環芳烴即可對農產品安全和人類健康構成嚴重的威脅。目前，地下水中的多環芳烴污染修復已成為國內外環境科學界的共同話題和主攻熱點。

地下水多環芳烴污染的修復方法根據技術原理可分為四大類，即物理法、化學法、生物法和復合修復技術，按修復方式可分為異位修復和原位修復技術。異位修復主要包括被動收集和抽出處理，原位修復主要包括可滲透性反應墻修復技術、原位曝氣技術、原位化學氧化技術、原位電動修復技術以及原位生物修復技術等。由于可滲透性反應墻修復技術成本低廉，無需外加動力，運行時間長，有幾年甚至幾十年的處理潛力，只需長期監測，幾乎不需運行費用等特點，是目前最受推崇的一種原位修復污染地下水的技術。

多環芳烴可能的轉化或去除方式有吸收吸附、揮發、化學降解、光分解和微生物降解，其中微生物降解被認為是最主要和最有效的方法。在實際環境中，多環芳烴被微生物降解的速率較慢，一方面是因為多環芳烴的憎水親脂性限制了其傳質過程，另一方面是因為環境因子無法為微生物降解多環芳烴創造適宜的外部條件。影響多環芳烴降解的環境因子已得到總結：溫度為24～30℃，pH為7.0～7.8，含氧量為10％～40％，當達到上述環境條件時，有利于微生物降解多環芳烴。電子受體的不同也會影響多環芳烴的降解途徑，盡管在好氧條件下多環芳烴降解速率較快，但是多環芳烴的厭氧降解更徹底，最終可把多環芳烴轉化為二氧化碳。

利用可滲透性反應墻(PRB)技術修復多環芳烴污染的地下水，其中最為關鍵的是對可滲透性反應墻復合材料的研發，因此，我們需要綜合考慮各種環境因素、多環芳烴去除機理、經濟成本、去除效率等方面選擇與研發可滲透性反應墻材料。首先，地下水本身是厭氧或缺氧環境；其次盡管好氧條件下多環芳烴降解速率較快，但是可能會有不完全降解的中間產物遺留在環境中對環境本身造成一定的風險；最后，可滲透性反應墻復合材料的壽命是考慮的重點，因為這關系到重要的經濟成本。綜上所述，相比于好氧降解，利用特定的可滲透性反應墻復合材料在厭氧條件下修復受多環芳烴污染的地下水更為經濟合理。

公開日為2015年5月20日的中國專利201510042484.0公開了一種新型地下水修復緩釋材料及其制備方法，該緩釋材料主要由硫酸鹽、水泥、砂以及蒸餾水制得，其制備方法將過硫酸鹽、水泥、砂以及蒸餾水按上述質量比攪拌混勻均勻制得緩釋材料，后將該緩釋材料注入模具，制成中空立方體結構；其次在溫室條件下養護5天，定型后從模具中取出；最后將固體粉末狀的過硫酸鈉加入到中空立方體中，并用上述緩釋材料將該中空立方體進行封口處理，制得緩釋型過硫酸鈉氧化劑。該發明復合材料主要為過硫酸鈉氧化劑，但通常地下水環境以還原環境為主，若用其氧化降解地下水中的多環芳烴，則該發明復合材料去除地下水中多環芳烴的長效性難以保障。