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西班牙人使用MRC®和3DMe®进行饱和源减少和热点处理
总结
由于20世纪50年代以来运营的镀铬厂发生泄漏，现场浅层地下水受到污染。自2008年以来的地下水监测显示，羽流向下梯度延伸至源区，2011年，原位P＆T系统显示出渐进的Cr（VI）浓度趋势。此外，六价铬浓度和地球化学采样数据表明，没有发生自然衰减。2012年初，通过10口固定井在主要污染区应用金属修复化合物（MRC）和三维微乳®（3DMe），作为全面设计的第一步，以评估好氧含水层中处理剂的功效。
将概述补救方法、监测行动和现场研究的结果。地下水样品中稳定Cr（III）的测量以及现场参数表明，试剂在污染区域的分布以及Cr（VI）的持续地球化学还原。
图1:2011年开始处理前的地下水样本
站点历史记录
该工厂位于意大利北部的一个工业区，是一个活跃的电镀设施，自20世纪50年代以来为印刷和纺织行业生产转子。历史上，铬酸盐溶液是电镀工艺的一部分，根据现场的历史，随着时间的推移，铬泄漏到浅层含水层中。自2008年以来的现场调查和地下水监测显示，羽流向下延伸至源区。在混凝土地板和建筑墙体的不同部位观察到黄色变色，在浅渗流区采集了黄色土壤样本，表明存在高六价铬浓度。因此，作为运营许可证的一部分，地方当局要求在现场下游边界建立地下水抽取和控制系统，作为应急处理计划。2011年，P＆T系统显示出一种渐进的Cr（VI）浓度趋势，从而在现场触发了不同的修复策略。
在源下方饱和区约20 m bgl（地下）处采集的进一步土壤样本显示，六价铬和总铬含量分别为500 mg/kg和700 mg/kg，而在毛细边缘11 m bgl处采集的样本中，六价铬和总铬含量分别为700 mg/kg和770 mg/kg。两个主要水源区之间的地下水样本显示高达100000μg/L（图1）。此外，六价铬浓度和地球化学采样数据表明，没有发生自然衰减，没有证据表明Cr（VI）还原为Cr（III）。因此，为了以高效、经济的方式处理土壤和地下水污染，2011年，MRC和3DMe技术被选为补救技术，因为它们被证明具有原位还原和固定六价铬的能力。2012年初，通过10口固定井在主要污染区进行了MRC和3DMe应用，作为全面设计的第一步，以评估好氧含水层处理技术的功效。
MRC和3DMe现场应用（第一阶段）
2011年底，通过安装两个注入井屏障，两个主要六价铬（CrVI）源区（Capannone A和Capannone B的部分区域）的上梯度，实施了全面地下水修复的第一阶段（图2）。2个屏障中的每一个都由5个嵌套注入井组成，总共有10口井。
嵌套注入井的安装间隔约为4m，每口井由3根立管组成。浅管安装时，开槽段从8 m至13 m bgl，中间段从14 m至19 m bgl，深段从20 m至25 m bgl（图3-4）。这种安排允许在含水层的不同垂直带中适当分配试剂。此外，在表面安装4m厚的混凝土，以承受喷射压力。安装完成后，开发了水井以清除淤泥。
在注入工作开始之前，开展了一项监测活动，以确定有关总铬、铬（VI）、铬（III）、溶解氧（DO）、氧化还原电位（ORP）、pH、硝酸盐、硫酸盐和总有机碳（TOC）浓度的地下水条件。分析证实了含水层的高需氧条件。使用充气封隔器将MRC和3DMe产品在压力下注入油井，以形成安全密封。由于注入时地下水位约为15 m bgl，比正常水位低约7米，因此仅通过中部（14-19m bgl）和深层管道（20-25mbgl）注入。
图4：已建嵌套注入井
结果和讨论
自2012年1月注入MRC和3DMe后约60天内，Pz4监测井（位于注入屏障下方几米处）的六价铬浓度降至检测限（5μg/L）以下，而Cr（III）浓度增加，这很好地表明含水层中正在进行还原过程。
在Pz4中，MRC前处理的Cr（VI）浓度升高
至10000μg/L，Cr（III）约为300μg/L。Cr（III）在天然含水层条件下稳定且不溶，并根据预处理Cr（VI）污染物负荷的不同时间沉淀出溶液。在Pz6中观察到相同的Cr（VI）衰变趋势（位于注入屏障下10米处），但与Pz4相比，有大约4个月的时间延迟（图5）。注入约12个月后，现场下梯度监测井中地下水中的Cr（VI）浓度下降了59%至99%，而Cr（III）浓度最初上升，然后逐渐下降，可能是由于降水过程。
井间结果的不同表现可能是由季节性含水层效应、试剂在地下的分布和/或含水层特定区域的显著吸附Cr（VI）污染引起的。此外，通过氧化还原电位（ORP）和总有机碳（TOC；乳酸、丙酮酸、乙酸、丁酸和丙酸的总和）跟踪MRC和3DMe的作用。TOC代表总碳源，而总碳源又提供了迄今为止Cr（VI）还原程度所需的厌氧环境。ORP的降低和TOC的增加是成功的MRC表现的特征。
这些趋势显示在Pz4、Pz2、Pz6、Pz9和PzE1内（图6；图2中的油井位置）。通过含水层中建立的还原条件（ORP）和监测井中检测到的TOC浓度，可以显示试剂随时间的分布情况。更具体地说，监测井中的衰减指标表明，主要污染区内的厌氧条件略有减少，可能介于硝酸盐和铁还原条件之间。处理区内的现场地下水显示出低浓度的DO（小于2 mg/L）和硝酸盐（小于0.5 mg/L），ORP水平介于-50和-100 mV之间（相对于氢，Eh），以及高浓度的溶解铁Fe（II）。
一期处理的目标已经实现，因为现场六价铬浓度在主要监测井内降低，并且在两个源区都建立了非常好的还原条件。
图5：MRC处理后浓度趋势
图6：MRC治疗后ORP和TOC趋势
结论
就地采用MRC和3DMe的金属固定化是物理萃取和处理系统的传统工程、设计和资本密集型方法的替代方法。事实上，在处理的第一阶段，在将MRC和3DMe技术应用于含水层后，观察到溶解的六价铬大幅减少，无论是在处理区还是在下坡区。
通过含水层中建立的还原条件和监测井中检测到的TOC浓度，可以看出试剂随时间的分布。更具体地说，监测井中的衰减指标表明，主要污染区内的厌氧条件略有减少，可能介于硝酸盐和铁还原条件之间。处理区内的现场地下水显示出低浓度的DO（小于2 mg/L）和硝酸盐（小于0.5 mg/L），ORP水平介于-50和-100 mV之间（相对于氢，Eh），以及高浓度的溶解铁Fe（II）。
