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    采用MRC®和3DMe®降低饱和源和热点处理

    总结

    由于从1950年代开始运营的镀铬工厂发生泄漏，该工厂的浅层地下水受到污染。自2008年以来的地下水监测显示，Cr(VI)的羽流沿源区向下延伸，2011年原位P&T系统显示Cr(VI)浓度渐近趋势。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，在主要污染区通过10口固定井进行了金属修复化合物(MRC)和三维微乳液(3DMe)的应用，作为全尺寸设计的第一步，评估了处理试剂在好氧含水层中的效果。

    将概述补救方法、监测行动和实地研究的结果。地下水样品中稳定Cr(III)的测定与现场参数相结合，说明了污染区域的试剂分布和Cr(VI)的持续地球化学还原。

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    图1:2011年开始处理前的地下水水样

    网站历史

    该工厂位于意大利北部的工业区，自20世纪50年代以来一直为印刷和纺织行业生产转子。铬酸盐溶液在历史上被用作电镀过程的一部分，根据该地点的历史，随着时间的推移，铬渗漏到浅层含水层的情况得到了追踪。自2008年以来的现场调查和地下水监测显示，羽流向下延伸至水源地区。在混凝土地板和建筑墙壁的不同部分观察到黄色的变色，在浅层渗流区收集到黄色的土壤样本，表明存在高六价铬浓度。因此，作为运营许可证的一部分，地方当局要求在场地下游边界建立地下水抽取和遏制系统，作为应急处理计划。2011年，P&T系统呈现出渐近的Cr(VI)浓度趋势，引发了不同的修复策略。

    进一步在源以下饱和区域的约20 m bgl(低于地面水平)处采集的土壤样品显示，六价铬含量高达500 mg/kg，总铬含量为700 mg/kg，而在毛细管边缘处11 m bgl处采集的样品中，六价铬含量高达700 mg/kg，总铬含量为770 mg/kg。两个主要源区的地下水样品均达到10万μg/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，为了以高效和经济的方式处理土壤和地下水污染，在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，在主要污染区通过10口固定井进行了MRC和3DMe应用，作为全尺度设计的第一步，评估了好氧含水层处理技术的效果。

    MRC和3DMe现场应用(一期)

    2011年底，在两个主要六价铬(CrVI)源区(Capannone A和Capannone B的部分地区)上坡安装两个注入井屏障，实施了第一期地下水全面整治(图2)。2个屏障分别由5口嵌套注入井组成，共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。浅管的开槽长度为8 ~ 13 m bgl，中管的开槽长度为14 ~ 19 m bgl，深管的开槽长度为20 ~ 25 m bgl(图3-4)。这种安排允许在含水层的不同垂直区域适当分布试剂。此外，地面还安装了4m厚的混凝土，以承受注入压力。在安装之后，开发了井来清除淤泥。

    在注入工作开始前，进行了监测活动，以确定地下水的总Cr、Cr(VI)、Cr(III)、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)、pH值、硝酸盐、硫酸盐和总有机碳(TOC)浓度。分析证实了含水层的高好氧条件。MRC和3DMe产品在压力下使用膨胀封隔器注入井中，形成安全密封。由于注入时地下水位约为15 m bgl，比正常水平低约7米，因此只能通过中间管道(14-19m bgl)和深层管道(20- 25m bgl)进行注入。

    图4:建成的嵌套注入井

    结果与讨论

    在2012年1月注入MRC和3DMe后的60天内，Pz4监测井(位于注入屏障下几米处)中六价铬浓度下降到检测限(5 μg/L)以下，而Cr(III)浓度上升，这表明含水层中仍在进行还原过程。

    在Pz4中，mrc处理前Cr(VI)浓度升高
    Cr(III)约为300 μg/L。Cr(III)在自然含水层条件下稳定不溶，根据预处理Cr(VI)污染物负荷的不同，Cr(III)析出时间不同。Pz6的Cr(VI)衰减趋势相同(位于注入屏障下坡约10米处)，但与Pz4相比，时间滞后约4个月(图5)。注入约12个月后，该地点下梯度监测井的地下水中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。

    不同井间结果的不同表现可能是由含水层的季节性效应、试剂在地下的分布和/或含水层特定区域的显著吸附Cr(VI)污染造成的。此外，MRC和3DMe的作用已通过氧化还原电位(ORP)和总有机碳(TOC;乳酸、丙酮酸、乙酸、丁酸和丙酸的总和)。TOC代表总碳源，而总碳源又提供了迄今为止Cr(VI)减少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。

    这些趋势表现在Pz4、Pz2、Pz6、Pz9和PzE1内(图6;试剂随时间的分布已通过含水层中建立的还原条件(ORP)和监测井中检测到的TOC浓度来显示。更具体地说，监测井中的衰减指标显示，主要污染地区处于厌氧、轻微还原的状态，可能介于硝酸盐还原和铁还原之间。处理区现场地下水DO(小于2 mg/L)和硝酸盐(小于0.5 mg/L)浓度较低，ORP水平在-50 ~ -100 mV之间(相对于氢，Eh)，溶解铁Fe(II)浓度较高。

    第一阶段处理的目标已经实现，主要监测井降低了现场的六价铬浓度，并且在两个源区都建立了非常好的还原条件。

    图5:mrc处理后浓度变化趋势

    图6:mrc治疗后ORP和TOC趋势

    结论

    原位应用MRC和3DMe的金属固定化技术可以替代传统的物理萃取和处理系统的工程、设计和资本密集型方法。事实上，在第一阶段的处理中，MRC和3DMe技术应用于含水层后，无论是在处理区还是在下降梯度地区，都观察到溶解的六价铬显著减少。

    通过在含水层中建立的还原条件和在监测井中检测到的TOC浓度，可以显示试剂随时间的分布。更具体地说，监测井中的衰减指标在主要污染区域内显示出厌氧，轻微减少的条件，可能介于硝酸盐和铁的减少条件之间。处理区现场地下水中DO(小于2 mg/L)和硝酸盐(小于0.5 mg/L)浓度较低，ORP水平在-50 ~ -100 mV之间(相对于氢，Eh)，溶解铁Fe(II)浓度较高。