氯代烴污染地下水綠色高效修復新方法

環(huán)境修復網(wǎng)訊:目前氯代烴污染地下水修復工程多采用鐵系物質進行還原脫氯，如注入EHC藥劑、構筑零價鐵/含鐵礦物滲透性反應墻等。以往研究表明，雖然硫化物是一種廣泛存在于厭氧環(huán)境中的優(yōu)良還原劑和親核劑，但通常在硫酸鹽還原菌等作用下形成硫化鐵礦物后，才可使氯代烴發(fā)生生物地球化學還原脫氯過程（BiRD）。此外，可添加乳化油、糖蜜、乳酸鹽等碳源進行生物刺激，進行強化還原脫氯（ERD）。

與其他商業(yè)碳材料相比，生物質炭（BC）來源廣泛、價格低廉，在農(nóng)業(yè)及環(huán)境修復等領域具有較好的規(guī)模化應用前景。

圖1 四氯乙烯降解及其還原產(chǎn)物的濃度變化

值得說明的是，在中性和堿性條件下，艾草基生物質炭均可催化四氯乙烯發(fā)生還原脫氯，適用范圍較廣。此外，該修復途徑的最終產(chǎn)物為乙炔和氯離子，且轉化率超過99%，反應過程更為環(huán)境友好，可有效降低二次污染。通過X射線光電子能譜技術分析表明，生物質炭的催化能力歸因于其表面的吡啶氮（N6），即與N6相鄰的C和O原子促進了親核反應的發(fā)生。其中，硫化物濃度和生物質炭投加量是脫氯反應的限制因素，且硫化物濃度的影響最大。

圖2 艾草基生物質炭催化硫化物還原四氯乙烯脫氯途徑

該研究為氯代烴污染地下水工程修復提供了突破性的新思路：首先，生物質碳材料具有高效吸附作用，注入地下水中后，可快速吸附并阻控地下水中的氯代烴污染，抑制氯代烴的遷移和擴散；隨后，利用原有地層中的硫化物或額外注入硫化物，在生物質碳的催化作用下，可進一步強化吸附或游離態(tài)的氯代烴還原脫氯；后續(xù)也可人為添加碳源，聯(lián)合微生物修復，實現(xiàn)氯代烴污染地下水的綠色可持續(xù)、高效修復。