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學科評估:突破了填埋場地下水污染精準識別與系統防控關鍵技術

水所、總工辦 | 2019-11-18 14:27:00

 

填埋是我國固體廢物處理處置的主要方式,約占處理總量的70%,多年來填埋和堆存量高達270 多億噸,年產含有毒有害滲濾液5000 多萬噸,因防滲不力、運行不當和自然災害等致使滲濾液泄漏造成的重大地下水污染事件頻發,三氮、重金屬、有機污染物等進入土壤地下水,嚴重威脅飲用水安全和人體健康。為此《全國地下水污染防治規劃》《水十條》《土十條》均將填埋場地下水污染治理作為重點任務,而如何提升填埋場地下水污染精準識別與系統防控是亟待解決的重大科技問題。水所地下水團隊從填埋場地下水污染防治系統性、整體性、全過程出發,突破了填埋場地下水污染精準識別與系統防控關鍵技術。本成果授權28項國家發明專利和5項國際發明專利,獲國家科技進步二等獎1項、國家環境保護科學技術一等獎1項、中國優秀專利獎和其他部級科研獎勵共計5項。

(1)研發填埋場地下水污染快速精準識別與檢測技術裝備

填埋場地下水污染具有隱蔽性、長期性和復雜性,其污染識別與診斷具有挑戰性,為科學調查并掌握填埋場地下水污染現狀和趨勢,精準指導污染阻控與修復,急需精確識別和快速檢測其污染范圍、程度。本成果依托對130余個不同填埋場深入調研,研發了填埋場地下水污染快速精準識別與檢測技術裝備。首先建立共振瑞利散射、熒光猝滅和平行因子等有機組合分析方法,準確劃分填埋場地下水污染氧化-還原帶;研發基于吉布斯自由能和三維熒光光譜耦合技術,識別地下水污染敏感因子及異質性污染物,實現了污染范圍與程度的精準預判;研制出地下水無擾動采樣、巢式多通道地下水污染監測井,形成了重金屬、有機污染物、微生物污染一體化監測系統,攻克了地下水樣品實時野外測試和質量保障技術難題,填補國內同類產品空白。

圖1地下水微生物代謝副產物的快速識別和檢測方法

   

圖2地下水無擾動采樣設備

(2)建立了填埋場地下水污染源多指標風險指數聚類風險分級方法,研發了填埋場地下水污染分級分區分類強化修復關鍵技術、材料與裝備

為提升地下水污染修復效率和精準度,在精確識別填埋場地下水污染氧化-還原帶特征及范圍的基礎上,建立了填埋場地下水污染主控因子識別和源強分級方法,構建了填埋場地下水污染分級分類防控技術系統;針對風險高、污染重的填埋場地下水污染區,研發了適用于地下水位較淺區的雙層PRB修復技術以及適用于地下水位較深區的多級強化地下水修復技術;針對填埋場地下水中度污染區,開發了基于原位藥劑注入的非連續滲透反應墻地下水污染修復技術;基于以上工藝的核心修復材料,研發了過硫酸鹽緩釋材料、復合鐵產品、杭錦土復合磁性材料等地下水修復專用材料,將這些材料應用到修復工藝中,能夠使填埋場地下水中三氮、重金屬和有機污染物去除率達到90%以上,與國內外同類技術和工程相比,填埋場土壤地下水修復效率提升40%。

圖3多級強化地下水修復技術示意圖

成果應用:填埋場地下水污染快速識別與調查技術方法,支撐了全國地下水基礎狀況調查評估項目,推動了《全國地下水污染防治規劃(2011-2020年)》重點工作的落實;研發的多通道地下水無擾動采樣、野外現場監測成套技術裝備服務于我國重大環境污染事件地下水環境調查;自主研發的地下水污染多級強化修復技術及配套研發的過硫酸鹽緩釋材料在騰格里污染場地地下水治理工程中發揮重要應用。

水所、總工辦聯合供稿

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