位化学氧化（ISCO）是可应用于地下水或土壤及许多不同污染物的修复技术。作为一种化学技术，在处理区内注入或机械混合强氧化剂，以促进破坏性的非生物降解反应。适用于许多水文地质环境，很常用并依赖于注入还有混合。由于化学计量和质量平衡的限制，它在处理自由相（NAPL）区域可能是低效的。

 

原位化学氧化技术是修复污染土壤地下水的一项成熟技术，包括处理污染源和污染羽。ISCO涉及在地下引入化学氧化剂，与污染物反应，将其转化为危害较小的物质。常用氧化剂包括芬顿试剂、臭氧、高锰酸钾和过硫酸钠。

 

ISCO的处理目标广泛，从减少污染源的污染物质量到地下水污染物浓度达到饮用水标准。ISCO的有效性是不同的，因为它在很大程度上取决于准确的场地调查、修复设计考虑、以及氧化剂输送系统的设计。

 

一项研究评估了70个氯化溶剂化学氧化修复项目在处理前后污染源区域浓度降低方面的效果。图1显示了ISCO处理后，原始化合物的几何平均值（a）和总CVOC化合物浓度的几何平均值（b）的变化。每个符号都是特定场地的一个单独原位修复项目。处理前浓度的几何平均值显示在X轴上，处理后浓度显示在Y轴上。不同颜色的符号代表不同的ISCO技术类型。中位方案可将处理区内的原始化合物浓度降低约84%（0.8个数量级或OoMs）。

图1a。化学氧化工艺变量对原始化合物最大浓度的影响。CVOC=氯化挥发性有机化合物。

图1b.化学氧化工艺变量对总CVOC化合物最大浓度的影响。CVOC=氯化挥发性有机化合物。

 

污染物可处理性

 

大多数常见有机污染物可以被一种或多种氧化剂破坏。ISCO主要用于处理有机化学品，包括氯化溶剂、燃料和石油碳氢化合物。不过，还有其他类型的污染物，不适用ISCO（表1）。

 

表1.ISCO修复效果类别

 

ISCO对场地条件的适用性

 

同几乎所有原位技术一样，ISCO技术在具有渗透性和相对较低异质性的目标区是最有效的。可能的目标区域通常会在该场地已有文件和数据中确定（例如，地质剖面、地层表征、污染物分布）。一般情况下，适用于ISCO的条件包括：

 

?   中度饱和水力传导系数（例如饱和水力传导系数>1x10-4厘米/秒）

?   低天然有机质含量（如<0.1%干重）

?   对氧化还原电位变化敏感的还原金属含量低

 

对于有效应用ISCO来说，往往具有挑战性的场地条件包括对大多数原位技术具有挑战性的那些条件，主要涉及：

 

?   对某些氧化剂有很高需求的强还原条件（如高还原条件、高有机质、碳酸盐）

?   大量NAPL污染物，特别是如果有大量分布或被困在裂隙岩石区的物质

?   在困难的场地地质和污染物条件设立的严格处理目标（即大多数处理技术无法达到的目标，例如，位于非均匀地下区域的NAPL源区达到饮用水标准）

 

通常，这些将ISCO作为一种独立技术提出挑战的条件可以通过ISCO处理列车方法加以克服（例如，ISCO后采用原位监测自然衰减）。另外，ISCO通常需要有目标的第二次或第三次氧化剂注入来应对污染物反弹，这是在单次注入之后常见的情况。

 

优缺点

 

所有修复技术都有潜在的优点和缺点，取决于场地条件、污染物状况和修复目标。ISCO具有与原位修复技术固有的相同潜在优缺点，以及化学氧化特有的一些优缺点。优点包括：

?   稳健处理方法

?   可以快速实施

?   氧化剂和活化途径的多样性

?   多种输送氧化剂途径

?   适用于一系列地下条件

?   相对较低的装置移动费用

?   能够与修复前后的方法相结合

?   被监管界普遍接受

潜在的缺点包括：

?   对大量化学品的潜在需求

?   一些污染物的抗氧化性

?   对低渗透土壤和地下水的渗透能力有限

?   潜在的ISCO诱发效应（例如，气体释放、渗透率降低、二次水质效应）

?   目标污染物的潜在反弹

?   无法将污染源区域处理到最严格的目标水平（例如，饮用水标准）

 

总结

 

成功的ISCO处理需要将氧化剂与关注污染物和现场条件相匹配，采用有效的输送方法，并在足够的时间内保持足够的氧化剂浓度，以便污染物氧化能够发生。在规划和实施ISCO时，考虑到健康和安全也是非常重要的。ISCO氧化剂是强氧化剂。必须对操作人员进行适当的培训，并配备适当的防护设备，仔细监测ISCO的运转，并妥善储存氧化剂。

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