XXX-2022
上海市土木工程学会标准
河网地区村镇地表水-土壤-地下水污染一体化修复技术指南
Technicalguideforintegratedremediationofsurfacewatersoil-groundwaterpollutioninruralworkareas
（征求意见稿）
上海市土木工程学会标准
河网地区村镇地表水-土壤-地下水污染一体化修复技术指南
Technicalguideforintegratedremediationofsurfacewatersoil-groundwaterpollutioninruralworkareas
起草人：王亚宜、薛罡、马卫武、赵江、钱雅洁、吴敏、苏长青、汪涵、高品、陈红、李响、张艾、王天蓓、俞俊武起草单位：同济大学、中南大学、东华大学
施行日期：2022.X
2022上海
前言
根据上海市土木工程学会关于《河网地区村镇地表水-土壤-地下水污染一体化修复可行性技术指南》团体标准的立项公告，沪土木[2020]第42号，由同济大学、中南大学、东华大学会同有关单位开展编制工作。
编制组经广泛的调查研究，认真总结实践经验，并参照国内外相关标准和规范，在反复征求意见的基础上，制订本文件。
本文件主要内容包括：1适用范围；2规范性引用文件；3术语和定义；4河网地区村镇社区水土污染特征及危害；5水土污染单项修复技术；6河网地区村镇社区水土污染一体化修复技术。
本文件实施过程中，请各单位及相关人员结合工程实践，认真总结经验，注意积累资料，随时将意见和建议反馈给同济大学（地址：上海市杨浦区四平路1239号；邮编：200092；E-mail：wyywater@），或上海市土木工程学会（地址：上海市黄浦区新闸路249号；邮编：200003；E-mail：），以便今后修订时参考。
主编单位：同济大学中南大学东华大学 主要起草人：王亚宜、薛罡、马卫武、赵江、参加起草人：钱雅洁、吴敏、苏长青、汪涵、高品、陈红、李响、张艾、王天蓓、俞俊武主要审查人： 目录 1适用范围..........................................................................................................................................1
2规范性引用文件..............................................................................................................................1
3术语和定义......................................................................................................................................1
4
4.2地下水污染特征及危害.......................................................................................................2
4.3土壤污染特征及危害...........................................................................................................3
5水土污染单项修复技术..................................................................................................................5
5.1地表水污染单项修复技术...................................................................................................5
5.2
Applicablescope........................................................................................错误！未定义书签。
2Normativereferences................................................................................错误！未定义书签。
3Terminologyanddefinitions...................................................................错误！未定义书签。
4Characteristicsandhazardsofwaterandsoilpollutionintheruralplainwork
4.1Characteristicsandhazardsofsurfacewaterpollution.........错误！未定义书签。
4.2Characteristicsandhazardsofgroundwaterpollution..........错误！未定义书签。
4.3Characteristicsandhazardsofsoilpollution...........................错误！未定义书签。
5Soilandwaterpollutionremediationtechnology..............................错误！未定义书签。
5.1Surfacewaterpollutionremediationtechnology....................错误！未定义书签。
5.2Groundwaterpollutionremediationtechnology.......................................................95.3Soilpollutionremediationtechnology......................................................................146Integratedremediationtechnologyforwaterandsoilpollutionintheruralplainwork
2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
（1）GB3838地表水环境质量标准
（2）GB/T14848地下水质量标准
（3）人工湿地水质净化技术指南
（4）污染场地修复技术应用指南
（5）GB15618土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）
（6）HJ964环境影响评价技术导则土壤环境（试行）
（7）HJ/T166土壤环境监测技术规范3术语和定义平原河网地区村镇社区theruralplainworkareas主要指长三角以及珠三角的平原河网地区村镇社区，该区域河流密度较大，形成密集的河网，地表水和地下水交换活跃。
一体化修复integratedremediation指针对受污染的地表水、地下水、土壤进行联合修复，将单项修复技术有机结合，达到一体化修复的目的。
生态修复技术ecologicalremediationtechnology是指利用微生物、植物及动物等单一或共同的作用，对水中污染物进行吸收、迁移及降解，使污染水体得到净化，同时重建并恢复河流生态系统。
4河网地区村镇社区水土污染特征及危害4.1地表水污染特征及危害污染特征：河网地区村镇社区地表水污染来源主要包括农村生活污染、畜禽养殖污染、水产养殖污染、种植业污染以及乡镇企业污染五个方面。
研究表
1 明，河网地区村镇社区地表水主要污染指标有氨氮、总氮、总磷以及化学需氧量（COD）；各类农药、抗生素在水体中均有检出，部分农药存在中高生物风险，但主要抗生素浓度低于风险阈值，处于可接受风险范围。
农村生活污水处理设施和畜禽粪污综合利用设施的缺失，使得农村生活污染和畜禽养殖污染成为了最主要的污染源，水产养殖过程中大量投加的饲料、农业种植中过量施用的农药化肥以及乡镇工业企业的工业废水排放也对河网地区村镇地表水环境产生了极大影响。
河网地区村镇地表水呈现出面源污染态势，面临着污染来源广谱复杂、河网水力条件和自净能力差的问题。
危害：地表水污染所带来的危害主要有三个方面。
（1）影响居民健康。
受污染地表水中含有大量超标毒性物质及致病病原菌，居民在使用、饮用时，会将身体暴露在毒性物质积累与致病风险中，长此以往，甚至会提升农村居民的发病率，严重威胁农村居民的生活品质。
（2）破坏自然生态环境。
地表水环境污染会导致水体发臭，使河道生态系统遭受严重损伤。
河网地区河道流速缓慢，淤积严重。
受污染的河水在某一区域长时间滞留，将失去原有的湿地净化功能，成为持续性的污染源，通过活跃的地表水和地表水交换，对地下水系统以及士土壤环境造成潜在威胁。
（3）对当地经济持续健康发展的影响。
地表水污染将导致当地水源减少，影响住房、农业、工业等规划布局，水质问题也将进一步影响农业生产，如农作物有害物质增多、水产质量降低、农产品市场经济价值减弱等，进而制约农村地区的绿色可持续发展。
4.2地下水污染特征及危害污染特征：河网地区村镇地下水水位埋深较浅，水位受季节影响明显，水位动态变化较大；浅层地下水易受水体、土壤等环境影响；调研区域地下水的pH值为中性，其中部分地区高锰酸盐指数、化学需氧量（COD）、氨氮、硝酸盐氮、锌（Zn）、镉（Cd）、铜（Cu）、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯浓度超标，说明河网地区村镇地下水水质受到不同程度的有机物和重金属污染。
农业生产过程大量使用化肥农药、畜禽养殖过程中废水粪便的无序排放、原地块工业企业污染、堆存废弃物渗滤等对河网地区村镇地下水环境质量影响较大。
河网地区村镇地下水中的有机污染和重金属污染在工业区聚集的地点成点状污染。
2 综上可知，河网地区村镇正面临着种类复杂、污染程度不同的地下水问题。
危害：地下水一旦遭到污染，治理和修复难度大、成本高、周期长，环境 与生态破坏往往难以逆转。
（1）地下水污染会直接或间接影响饮用水的健康品质，严重时可能会影响 人体的健康；饮用水中的亚硝酸盐或其他硝酸盐等含量太多会对人体造成极大危害，引起急性的亚硝酸盐食物中毒，尤其是对早期孕妇和学龄幼童。
硝酸盐氮和亚硝酸盐氮也可以在特定情况下转化成亚硝胺类致癌物质。
邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯作为一种环境内分泌干扰物，会危害生态系统安全及人类生殖健康。
（2）地下水污染会严重威胁工业生产。
地下水硬度的提高会导致工业锅炉的煤炭、炉膛及其管道出现结垢，直接影响锅炉的使用寿命，甚至可能引起火灾或者爆炸。
（3）地下水污染给我国农业生产带来危害。
长期采用被污染的井水灌溉农田，会使土壤板结、被重金属污染，不能进行耕作或农产品品质下降。
灌溉水中的亚硝酸盐含量太多，会严重削弱农作物的防御抗病能力，降低农作物品种的质量，导致蔬菜类农作物更容易发生腐烂现象，不能进行贮存与运输。
4.3土壤污染特征及危害 污染特征：土壤污染具有不同于水体和大气污染的特点。
在河网地区，土壤污染的特点较其他地区更为复杂。
主要包括以下特点：
（1）隐蔽性。
土壤污染较难通过人体的直观感受发现，往往需要通过农作物的耕作情况、人和动物摄食后的健康状况，以及通过土壤样品分析、农作物检测才能反映确定，导致污染持续相当长的时间后才会被察觉，且已经发生了严重的污染。
（2）不可逆性。
由于土壤具有吸水性、蓄肥性等特点，一旦遭受污染后极难修复，重金属难以降解，污染物只需微量就会对土壤造成不可逆的破坏，导致重金属对土壤的污染基本上是一个不可完全逆转的过程。
而很多有机化学物质在土壤中需要较长时间才能降解，进一步增加了土壤污染的恢复难度。
（3）交互性。
由于大气沉降，大气中的污染物会对土壤造成一定程度的影
3 响。
在河网地区的水网交错，降水、地表水径流、地下水与土壤之间还会产生
一定程度的交互，往往土壤污染还会导致当地水体污染，而水体污染也会影响土壤，这点在河网地区尤为突出。
（4）累积性。
与大气和水体相比，污染物更难在土壤中迁移、扩散和稀释，但随着气流和水流进行长距离迁移，污染物容易在土壤中不断累积而超标，因此也使土壤污染具有很强的地域性。
（5）严重性。
土壤污染会通过食物链富集，最终对当地的人和动物健康造成严重的不良影响，土壤污染一旦发生，仅依靠切断污染源很难恢复，治理土壤污染的成本高、周期长、难度大，必须采用各种有效的治理技术才能消除现实污染。
同时由于土壤污染的隐蔽性，这种对人体及环境的不良影响往往是慢性的、长期的。
危害：土壤重金属污染危害主要有两方面，一是对作物造成的危害；二是对人体造成的危害。
对植物造成的危害主要包括影响植物株高、主根长度、叶面积等，导致一系列生理特征的改变。
重金属的胁迫有时会引起大量营养的缺乏和酶有效性的降低，较高浓度的重金属含量有抑制植物体对Ca、Mg等矿物质元素的吸收和转运的能力。
经过Cd处理的小麦幼苗叶和根的生长明显受到抑制，其茎和叶中富集的Cd量增加，Fe、Mg、Ca和K等营养元素的含量下降。
对人体造成的危害主要包括引起身体各器官一系列的病变，骨密度降低，导致骨折发生机率增加等。
具体的，土壤中的铅能导致包括人类在内的各种生物的生殖功能下降、机体免疫力降低，当人体内血铅质量比达到600～800微克每克时会表现为头晕、头疼、记忆力减退和腹疼等一系列症状。
铬会导致人体出现不同程度的皮肤和呼吸道系统病变，并且出现溃疡和炎症。
汞进入人体后，可与体内酶或蛋白质中许多带负电的基团如巯基等结合，使能量生成、蛋白质和核酸合成受到影响，从而影响细胞正常的功能和生长。
而癌的产生和发展与土壤环境中锡元素质量分数有关，居住在锡元素质量分数高的地区的人群癌症死亡率较高。
综上，土壤污染导致农作物减产和农产品品质降低，给农业发展带来很大
4 的不利影响，使耕地资源更加短缺，因土壤中的污染物具有迁移性和滞留性，可能继续造成新的土地污染，给人民身体健康带来极大威胁，也严重危及后代子孙的利益，造成严重的经济损失，不利于经济的可持续发展。
5水土污染单项修复技术5.1地表水污染单项修复技术5.1.1物理修复技术 5.1.1.1生态补水技术1技术原理通过生态补水工程引入清洁水，稀释原有河道，使受污染水体污染物浓度降低，短时间内达到相应的水质标准。
2技术特点生态补水技术的优点是处理效果快，改善受污染水体的水力条件，使水体复氧能力和自净能力得到提高。
但其缺点也十分明显，如无法保证充足的水源、引水费用较高、治标不治本，水体易再次恶化等。
3适用范围生态补水技术适用于中小型河湖的短期治理，处理效果快，可改善受污染水体的水力条件，使水体复氧能力和自净能力得到提高。
但由于其水源稳定性差、补水费用高、治标不治本，水体易再次恶化等，生态补水技术只能作为一种救急方法和水体污染治理辅助手段。
5.1.1.2人工曝气技术1技术原理通过曝气设备，提高水体溶解氧含量，从而提高水中生物特别是微生物的代谢活性，加快水体中污染物的降解速率，达到改善水质的目的。
2技术特点增氧方式分为固定式增氧与移动式增氧两种。
固定式增氧是指在污染河段修建固定的增氧曝气构筑物，集中对河道进行充氧；移动式充氧是指漂浮在河道的移动充氧平台。
5 3适用范围人工曝气技术适用于流动性较小的河流，其修复水体有着广泛的应用，大量的工程实践表明，该技术在不同受污染水体中通过应用不同的曝气设备，均可实现较好的水体修复效果。
人工曝气对黑臭水体有一定的治理效果，但其无法提升水体自净能力，曝气效率较低，能量损失严重。
在优化曝气运行模式，并与其他水体修复技术结合后，才可实现修复水体的目的。
5.1.2化学修复技术1技术原理通过添加化学药剂与污染物发生反应，使污染物发生形态转化，与水体分离，从而实现水质净化。
2技术特点化学修复技术的优点是见效快，短期内即可达到较好的水质净化效果，但需向河流投加杀藻剂、混凝剂、石灰石、炉渣等各种人工化学物质，易对水生生物产生毒害作用，生物安全性和生态安全性较差。
部分化学物质投加浓度过高，本身也会成为污染物，产生二次污染。
3适用范围化学修复技术适用于黑臭水体治理的应急手段，或作为生态修复技术的特定补充技术。
该技术可以在短时间内达到较好的修复效果，或去除生态修复技术中无法有效处理的重金属，但无法根本去除黑臭现象，不可持续。
5.1.3生态修复技术生态修复技术是指利用、微生物及动物等单一或共同的作用，对水中污染物进行吸收、迁移及降解，使污染水体得到净化，同时重建并恢复河流生态系统。
生态修复其实是一个人工强化的生态演替过程，因具有生态协调、不易产生二次污染等优点，被广泛应用于国内外地表水环境治理中，效果显著且副作用小。
生态修复技术主要有人工湿地技术、生态浮床技术以及氧化塘技术等。
5.1.3.1人工湿地技术1技术原理人工湿地通过仿造自然湿地，将自然湿地中的元素抽提出来进行人为强化
6 的一种生态修复技术。
自然湿地中的元素基本可分为三个，植物、基质以及微生物。
人工湿地根据这三个元素，筛选出对污染物去除能力强的植物，吸附性能好的基质以及提供适宜微生物生长的环境构造而成。
2技术特点 根据人工湿地的水流状态，可分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地以及垂直潜流人工湿地这三大类。
其中表面流人工湿地最接近自然湿地，水面高于基质顶层，其处理负荷相对较小，因此占地面积最大；水平潜流与垂直潜流人工湿地水面在基质顶层以下，处理负荷相对较高，但易发生基质堵塞问题。
实际应用中，常常将不同类型的湿地组合应用，从而创造不同的微生物生长环境，提高污染物去除效率。
3适用范围 人工湿地适用面较广，大到大型河流、湖泊的修复，小到乡村小河流的修 复均可使用，但其具有占地面积大、水力条件不佳，易堵塞、水质净化效果季 节变化大、复氧能力不足等缺点，适用于土地资源充裕的地区，选用时宜优化 湿地植物与基质的配置，改善湿地水力条件与季节变化对处理效果的影响。
4
关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.1人工湿地关键参数与指标 适用参数 植物种类宜选用多种当地挺水、浮水、沉水植物等，如黄菖蒲、再1湿地植物 力花、绿狐尾藻等，可人工种植后任其自然繁殖。
可根据实际工程规模与原水水质适当选择上限。
目前应用中表面流
2 水力负荷人工湿地水力负荷常小于0.1m3/(m2·d)；水平潜流湿地可采取较大 的水力负荷，约0.1~0.5m3/(m2·d)。
填料多选用砾石、石英砂、陶粒等对磷吸附较好的材料并辅以植物3湿地基质 秸秆等多孔生物介质，可根据湿地规模、水流状态等灵活选用 5.1.3.2生态浮床技术1技术原理生态浮床利用无土栽培原理，将植物种植在水中，直接吸收水中营养物质。
7 2技术特点 生态浮床由框体、浮体、基质以及植物构成。
框体是将浮体围起来的结构，使浮体固定在一起。
浮体主要提供浮力，同时在浮体上开孔用于栽种植物。
基质在浮体的孔中布设，起到固定植物的作用，防止植物倒伏。
植物要挑选根系发达，对污染物吸收好的物种。
为了提高浮床对污染物的去除效率，可在浮体下悬挂生物填料，为微生物挂膜提供载体。
生态浮床投资管理费用低，不占用土地、可恢复水体自净能力和改善景观环境，但其依赖浮床植物的生长及附着微生物活性，成效缓慢，季节变化性大，处理效果极不稳定。
3适用范围 适用于土地资源较为紧张的情况，多用来修复小型河流、湖泊，宜应用新 型材料改进浮床结构，提升机械强度，并引进新型生物膜填料如铁碳填料，提 升浮床系统中植物、微生物及水生动物的协同净化机制，扩大其在黑臭水体及 其他特殊废水中的应用能力，满足在实际水体治理中的需求。
4
关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.2生态浮床技术关键参数与指标 适用参数 植物种类宜选用当地水生植物如黄菖蒲、再力花、花叶芦竹等，种1浮床植物 植密度宜在9~25（株/m2）。
浮床床体可由浮床单体拼接而成，拼接个数应由具体河道或湖泊水 2浮床床体面灵活设定。
浮床单体材质可选择为高密度聚乙烯，外形为方形， 单边尺寸可为300~400mm，厚度可为50~70mm。
3 种植篮种植篮孔直径为150~200mm，每个浮床单体上可仅设一个。
在种植篮中装入支撑填料，可借鉴人工湿地中所用填料，如沸石、 4支撑填料砾石、火山岩、炉渣等。
每个种植篮中可仅装一种填料或者多种填料混合，提供植物生长载体，装填厚度可占种植篮高的1/2~3/4。
生物填料可选用已商品化的大比表面积产品，也可选用新型填料如 5生物填料铁碳填料如铁刨花、海绵铁、活性炭、焦炭、石墨等，填料数量依实际条件灵活配置。
5.1.3.3氧化塘技术
8 1技术原理又可称作生态塘、稳定塘。
利用天然净化能力对水体进行修复的构筑物的总称。
通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设围堰和防渗层，依靠塘内生长的植物、微生物、藻类来修复水体。
2技术特点根据氧化塘水深，可分为好氧塘——水深较浅，水体大部分处于好氧状态；兼性塘——水深适中，上层好氧，下层缺氧或厌氧；厌氧塘——较深，大部分水体处于缺氧或厌氧状态。
3适用范围主要用于处理农村点源水产养殖废水以及畜禽养殖废水，氧化塘技术不足之处主要为：占地面积大，处理效率低，环境条件差，无法改善水生环境，易散发臭味，处理效果受气候条件影响大，易爆发藻类，影响出水水质，在我国的应用并不广泛。
如需选用，宜于机理上改善氧化塘中植物—微生物的生物、化学联系，于在构造上按高效反应器原理对塘体进行修缮，并增加各类曝气方法，改善塘内供氧条件，将其与人工湿地系统、土地处理、砾石滤墙等结合，通过多样化改进后，提高氧化塘处理体系的能力与效率，以减少其工程应用缺陷。
5.2地下水污染单项修复技术5.2.1多相抽提技术1技术原理针对地下水污染，通过真空抽取手段，抽取地下污染区域的土壤气体、地下水和浮油层，将其转移到地面进行相分离和处理，以控制和修复土壤与地下水中的有机污染物，达到修复的目的。
该技术结合了土壤气体抽提、生物通风、真空强化修复、地下水泵出及自由相回收等土壤地下水修复技术，其中包气带土壤的修复主要依赖于抽提井中抽吸非饱和带内的土壤气体而形成的土壤气体抽提和生物通风作用，而地下水的修复则是由于抽提井内真空强化下的地下水泵出及自由相回收。
2技术特点
9 修复周期一般在几个月至数年的范围内；需要配套废水处理和废气处理装置，可能会产生二次污染；不适合于低渗透性土层；多相抽提系统的运行会降低土壤湿度，对于低湿度土壤可能会降低生物通风处理的效果。
3适用范围 适用于易挥发、易流动的非水相液体，如挥发性有机物、总石油烃类物质等，不宜用于渗透性差或地下水水位变动较大的场地。
4关键技术参数或指标 项目场地参数污染物性质 表5.3多相抽提技术关键参数与指标 关键参数渗透系数 渗透率导水系数空气渗透性地质环境土壤异质性污染区域包气带含水率地下水埋深土壤含水率 含氧量饱和蒸汽压 沸点亨利常数（20°C） 土-水分配系数 轻质非水相液体厚度 LNAPL黏度 适用范围10-5~10-3cm/s10-10~10-8cm2 <0.72cm2/s<10-8cm/s砂土至黏土 均质包气带、饱和带、毛细管带 较低>3英寸40%~60%饱和持水量 >2%>0.5~1mmHg<250~300°
C >0.01适中 >15cm<10cp 5.2.2异位生物修复技术异位生物修复以泵出处理为前提，在地面上利用生物反应过程来去除泵出 地下水中的污染物。
总体来讲地下水异位生物修复周期较短，修复效果的不确定性较低，但是修复费用相对较高，并且存在臭气、污泥等二次污染。
1技术原理将抽出的受污染地下水送入悬浮生长或附着生长的生物反应器中进行处理，用于地下水修复的生物反应器通常为好氧反应器，在好氧微生物的作用下，以 10 引入反应器的氧气为电子受体，地下水中的有机污染物被氧化成CO2和H2O，以及生成新的生物质，从而得到去除。
2技术特点 地下水污染浓度通常较低，通常需要补充底物及营养物质来维持生物反应 系统；地下水中较高浓度的毒性污染物会对生物系统产生影响；对于挥发性污 染物需要与反应器配套废气收集与处理装置；较低的温度会影响修复效果和修 复时间。
3
适用范围 适用于可生物降解的半挥发性有机物、石油烃类物质、可生物降解的部分 农药类物质、其他可生物降解污染物等。
4关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.4异位生物修复技术关键参数与指标 适用范围 有超过200种微生物可降解碳水化合物。
对于缺少相关菌群或相关生物种类及
1 菌群数量少的土壤，应采用生物强化的方法引入或增加菌群的数 数量 量。
低于十个碳的链状碳水化合物以及苯、甲苯、二甲苯等易于被生物 污染物的种降解。
而高于十个碳的链状碳水化合物、环状烷、石蜡等则不易于
2 类和浓度被降解。
通常过高浓度的污染物会降低生物活性，因此，必须对微 生物进行逐步驯化。
3 pH值生物降解过程发生的最佳pH值范围为7.5~7.8 微生物代谢过程每降解53克碳源，需要12克氮、6克磷、28克氧4营养物浓度 和6克氢。
因此，通常生物修复过程要补充适当的氮和磷。
生物修复技术多为好氧生化过程，因此充氧量是否充足直接关系到5供氧情况 生物修复的效果。
微生物的生化速率随温度的升高而加快。
每提高10℃，反应速度
6 温度 提高一倍。
5.2.3可渗透反应墙修复技术 1技术原理可渗透反应墙技术（PRB）是在地下含水层安装填充透水反应介质的连续 11 墙体，当地下水流在天然水力梯度作用下通过该反应介质时，利用降解、沉淀和吸附等作用将地下水中的污染组分转化为环境可接受的形式或直接截留在墙体内，达到处理或阻隔污染羽的一种地下水原位修复技术。
2技术特点PRB技术适用范围广，修复费用低，更适用于对污染范围的控制，对渗透系数小、水力梯度小的区域适用性较差，不适用于非水相液体存在场地；墙内某些反应物可能会随着时间的推移而逐渐失效，需要定期更换，反应生成物可能会导致墙内渗透性降低。
3适用范围 反应墙技术主要用于处理某些碳氢化合物如苯、甲苯、乙苯、二甲苯、石 油烃、氯代脂肪烃、氯代芳香烃等，以及无机物如金属、非金属、硝酸盐、硫 酸盐、放射性物质等。
对于承压含水层以及含水层深度超过
10m的非承压含水 层不适用。
PRB的主要设备包括：沟槽构建设备（双轮槽机、链式挖掘机等）、 阻隔幕墙构建设备（大型螺旋钻、打粧机等）、监测系统（氢气、氧化还原电 位、pH值、水文地质情况、污染物、反应墙渗透性能的变幅和变化情况等在线 监测系统）等。
4关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.5PRB关键技术参数或指标 适用范围
（1）通过土壤和地下水体取样、试验室测试研究、现有数据整理，圈定污染区域，其范围应大于污染物羽流，防止污染物随水流从 PRB的两侧漏过去，建立污染物三维空间模型，然后选择计算范1安装位置围，进而建立污染物浓度分布图；
（2）通过现场水文地质勘察，绘 出地下水流场，了解地下水大体流向；
（3）根据地下水动力学，探讨污染物的迁移扩散方式和范围，在污染物可能扩散圈的前端划定 PRB的安装位置；
（4）在初定位置的可能范围进行地面调查。
对于比较深的承压层，采用灌注处理式PRB比较合适;而对于浅层潜 水，可采用的PRB形式多种多样。
此外，还应考虑反应材料的经济
2 结构 成本问题，若用高成本的反应材料时，可采用材料消耗较少的漏斗- 导水门式结构；若使用便宜的反应原料，宜选用连续式渗透反应墙。
3 规模
PRB的底端嵌入不透水层至少0.60m，PRB的顶端需高于地下水最 12 高水位；PRB的宽度主要由污染物羽流的尺寸决定，一般是污染物羽流宽度的1.2~1.5倍，漏斗一导水门式结构同时取决于隔水漏斗与导水门的比率及导水门的数量。
考虑到工程成本因素，当污染物羽 流分布过大时，可采用漏斗一导水门式结构的并联方式，设计若干个 导水门，以节省经济成本和减少对地下水流场的干扰。
水力停留
污染物羽流在反应墙的停留时间主要由污染物的半衰期和流入反应墙
4 时间时的初始浓度决定。
污染物的半衰期由室内柱式试验确定。
（1）根据长期的地下水水文资料，确定地下水流向随季节变化的规
5 走向律；
（2）建立考虑时间的地下水动力学模型，根据近乎垂直原理， 确定反应墙的走向。
一般来说，反应墙的渗透系数宜为含水层渗透系数的2倍以上，对于6渗透系数 漏斗一导水门结构甚至是10倍以上。
反应介质的选择主要考虑稳定性、环境友好性、水力性能、反应速 率、经济性和粒度均匀性等因素。
PRB处理污染地下水使用的反应活性材料 材料，最常见的是零价铁，其它还有生物炭、活性炭、沸石、石灰7的选择及 石、离子交换树脂、铁的氧化物和氢氧化物、磷酸盐以及有机材料其配比 （城市堆肥物料、木屑）等。
其中，零价铁耦合生物炭填料具有强化 脱氮、磷，去除重金属及有机物作用。
5.2.4原位空气注入强化生物修复技术1技术原理将新鲜空气注入含水层中，污染物在气液间存在浓度差，会通过挥发作用 进入气相，然后由于浮力的作用，空气携带污染物逐步上升，到达非饱和区域后，通过抽提井将污染气体收集，从而达到去除挥发性有机污染物的目的。
同时，注入的空气还能为饱和土壤和地下水中的好氧生物提供足够的氧气，有利于污染物的有氧生物降解。
2技术特点技术设备安装简单，易于操作，对环境破坏小，修复效率高，时间短，花费相对较低，并且不需要对地下水进行储存，回灌等处理。
尽管如此，该技术受地层介质条件的限制较大，在细砂、粉砂等渗透性较低的介质中，气流形成的孔道极其有限，这使得气流难以和地下水中的污染物充分接触，大大限制了该技术的去除效果。
此外，介质的非均质性也对气流分布影响极大，造成低渗 13 透区域的修复效果不理想。
3适用范围 常和土壤修复联合使用，适用于可生物降解的挥发性/半挥发性有机污染物、 石油烃类物质、可生物降解的部分农药类物质等。
不适合于重金属、难降解有 机物污染土壤的修复，不宜用于粘土等渗透系数较小的土壤。
4
关键技术参数或指标 指标类型 表5.6原位空气注入强化生物修复技术关键参数与指标 技术指标 适用范围 气体渗透率含水率 pH 渗透率一般应该大于0.1达西一般认为含水率达到15~20%时，生物修复的效果最好大多数微生物生存的pH范围为5~
9，通常酸碱中性条件 下微生物对污染物降解效果较好 土壤理化性质 温度营养物的含量氧气/电子受体 大多数生物修复是在中温条件（20~40℃）下进行的，最大不超过40℃ 一般认为，利用微生物进行修复时，C：N：P的比例应维持在100：5~10：
1，以满足好氧微生物的生长繁殖以及污染物的降解，并为缓慢释放形式时，效果最佳。
一般 添加的N源为NH4+，P源为PO43除了用空气提供氧气外，还可采用H2O2、Fe3+、NO3-或纯 氧作为电子受体 可生物降解性 生物降解性与污染物的分子结构有关，通常结构越简单，分子量越小的组分越容易被降解 污染物浓度水平应适中。
污染物浓度过高会对微生物产生 污染物特 毒害作用，降低微生物的活性，影响处理效果；污染物浓 性 浓度 度过低，会降低污染物和微生物相互作用的几率，也会影 响微生物的降解率 挥发性 一般来说挥发性强的污染物通过通风处理易脱离 5.3
土壤污染单项修复技术5.3.1植物-微生物联合修复技术 1技术原理植物-微生物联合修复技术充分发挥两者的优势对污染土壤进行修复，微生 14 物促进植物富集重金属，加速修复过程，缩短治理周期。
植物根系可为土壤微生物提供大量的营养物质，是根系微生态系统中物质迁移和能量交换的重要组成部分，重金属在植物根系部分超吸收，进入到茎叶超富集，在移除植株时根除；土壤中的微生物能改善根际土壤理化性质、降低污染物的生物有效性，促进植物的生长发育。
2技术特点在污染物浓度较低时也有较高的积累速率，尤其在接近土壤重金属背景值时，植株仍能保持较高的吸收速率；超累积植物地上部能够较普通作物积累10~100倍以上的重金属；能同时积累多种金属；生长快，生物量大；抗逆性强，具有抗虫、病能力；成本低、对土壤环境破坏小、无二次污染、可大面积应用，根系发达，固氮松土，增加土壤养分。
3适用范围 可适用于大部分河网地区村镇社区的有机物、重金属污染场地。
闲置地块、 具有原位修复条件的地块，且污染物浓度不超过国家规定值的2倍且污染物较 稳定的污染土壤，应当采用植物-微生物联合修复技术进行处理。
如污染物不稳 定，宜采用稳定化技术进行先期处理后再采用植物-微生物联合修复技术进行处 理。
如利用苎麻、蜈蚣草、香根草修复砷、镉、铅、镍、铜、锌、钴、锰、铬、 汞等重金属污染土壤；利用短杆菌属
YZ-1菌处理砷污染土壤，对As(Ⅲ)耐受能 力为1000mg/L；利用PannonibacterphragmitetusZ1菌株对多重金属复合污染 中Pb、Mn、Zn的耐受能力分别为2070mg/L、1980mg/L、1050mg/L。
4关键技术参数或指标 指标类型 表5.7植物-微生物联合修复技术关键参数或指标 技术指标 适用范围 土壤理化性质 气体渗透率含水率pH 温度营养物 渗透率一般应该大于0.1达西。
一般认为含水率达到15~20%时，生物修复的效果最好。
植物和微生物生长的最佳pH为7.0左右，通常保持中性 条件下其生长状况和对污染物的处理效果较好。
最适宜温度都在常温条件（25~35℃），最大不超过 40℃。
应当有适宜浓度的碳源、氮源和无机盐等营养物质，在修 15 污染物特性 浓度污染物类型 复处理前进行测试，对于缺乏的营养物质应当进行补充。
污染物浓度过高会对植物和微生物产生毒害作用，影响其生长。
在进行处理前，有条件的应当进行浓度实验；缺乏 条件的情况下，污染物浓度不宜超过国家标准的2倍。
污染物应当较为稳定，易反应、易降解的游离性污染物应当先行通过稳定化处理后再进行植物-微生物联合修复。
5.3.2土壤淋洗技术 1技术原理 土壤淋洗技术包括柱淋洗和堆积淋洗。
主要采用物理分离或增效洗脱等手 段，通过添加化学淋洗剂和经筛选的生物菌剂与土壤中重金属结合，通过化学 反应和生物菌剂的解吸、螯合、溶解或固定等作用，促进重金属污染物从土壤 中溶解、迁移、分离出来，并有效地减少污染土壤的处理量，实现减量化，达 到修复污染土壤的目的。
2
技术特点 土壤淋洗是一种异位修复方法，以柱淋洗为主，淋洗液既能提取各种形态 的重金属，又能够在最大程度上保留土壤中的营养成分。
3适用范围 难以进行原位修复的村镇社区地块，以及面积小污染重，且土壤水力传导 系数大于10cm/s的多空隙、易渗透的土壤（如沙土、砂砾土壤），应采用土壤 淋洗技术进行处理。
可适用于处理重金属及半挥发性有机污染物、难挥发性有 机污染物，不宜用于土壤细粒(粘/粉粒)含量高于25%的土壤，如利用产黄青霉 菌浸出修复多重金属（Cd、Zn、Pb、Cr、Cu等）污染土壤，土壤中的重金属 既可以离子形态被浸出，又可发生形态转化得以去除。
4关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.8土壤淋洗技术关键参数与指标 适用范围 适用于质地松散、渗透率高的土壤、沙砾等，对于黏土需要进行干燥
1 土质 打散、掺混等预处理，且处理时间更长，应当慎用。
2处理规模适用于污染重、面积小的土壤治理。
污染土方量越大、工期越短，则 16 需要的设备规模越大，初投资越大。
针对污染较重、处理量较小的情 况下宜采用柱淋洗技术，处理量较大的情况则可采用堆积淋洗技术。
一般情况下，温度范围应当在
20~35℃，最高温度不宜超过40℃，
3 温度在堆积淋洗的过程中应当对堆积土壤的温度进行测定，确保堆积核心 温度在适宜温度范围内。
对于柱淋洗技术，如添加的菌种所进行的生物活动是厌氧过程，则应 当对淋洗柱进行密集填充，空隙率≤0.4；如添加的菌种所进行的生 物活动是好氧过程，则应当适当提高淋洗柱的空隙率≥0.5，必要时 可对淋洗液进行曝气处理。
对于堆积淋洗技术，如添加的菌种所进行
4 透气 的生物活动是厌氧过程，则应当进行密集堆积，但堆积过密会造成内 部温度过高，可适当降低淋洗液温度，空隙率控制在
0.2~0.45较为适宜；如添加的菌种所进行的生物活动是好氧过程，则应当采用松散堆 积，空隙率宜≥0.55。
通常情况下，微生物进行生物过程的最佳pH在7.0左右，而化学反 应的pH则应当结合具体工况。
当化学反应和生物过程的pH相差过
5 pH 大时，应当进行分级处理，避免相互抑制，微生物淋洗宜置于最后
一 级，以减小二次污染、缩短处理工序、节省处理成本。
5.3.3稳定化技术1技术原理针对浅层地下水或难降解污染物，通过一定的机械力在原位向污染介质中 添加固化剂/稳定化剂，在充分混合的基础上，使其与污染介质、污染物发生物理、化学作用，改变重金属理化性质，降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性，将污染土壤固封为结构完整的具有低渗透系数的固化体，或将污染物转化成化学性质不活泼形态，降低污染物在环境中的迁移和扩散。
2技术特点该技术既可原位修复，也可异位修复；所形成的结合体毒性降低，稳定性增强，处理后的污染土壤有利于后续处理；可以处理多种重金属和部分有机污染物。
3适用范围可适用于绝大多数河网地区村镇社区的水土污染。
尤其是针对游离能力强、 17 易扩散、不稳定的污染物，应当采用稳定化技术进行先期处理。
可适用于处理 金属类、腐蚀性无机物以及砷化合物等无机物，如利用铁负载生物炭材料对砷、 镉重金属的综合去除率在
52%以上；利用掺铁羟基磷灰石材料对Cd污染土壤 中Cd最大去除量达339.3mg/g，去除率达67.9%。
4关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.9稳定化技术关键参数或指标 适用范围 如需对稳定化/固化后的材料进行回收，则材料粒径应当＞1mm，便1材料粒径 于后期进行过滤回收处理。
对于易扩散的污染物，应当考虑防止污染扩散。
如进行异位修复，开 防止污染挖深度应当大于渗透深度，必要时应当进行取样检测；如进行原位修
2 扩散复，应当对土壤进行深耕，确保材料覆盖范围大于整个处理周期所能 达到的最大扩散深度 当采用的材料为改性活性炭、改性沸石等含有化学官能团的改性材料 土壤理化
3 时，应当考虑土壤
pH、土壤所含离子等土壤理化环境对化学官能团 环境 的影响。
6河网地区村镇社区水土污染一体化修复技术6.1水土污染一体化修复技术集成框架 6.1.1技术框架根据现场条件，开展现场踏勘、技术框架设计和监测点布置等工作，具体工程实施方案及示意图如下：河道中实施：设置生态浮岛；种植沉水植物；沿岸种植挺水植物。
河道驳岸：沿岸设置生态驳岸，包括铺设碎石、环境功能材料，种植植物等。
岸上实施：河道两侧根据修复区具体情况，设置地下水水质监测井。
图6.1所示为河道底泥污染造成的地表水和地下水污染场地，针对该污染区的一体化修复技术框架模式包括：工程实施侧对岸的地下水监测井1处（1#井），工程实施侧的2处地下井；示范段右侧河道沿岸设置1处渗透性反应墙；在示范段设置1台潜水泵，通过管道将河道水体输送至处理站处理后通过淋滤设备及地下 18 井（3#井）注入土壤，同时将另一处地下井（2#井）的地下水通过潜水泵输送至生态驳岸进行净化。
图6.1示范段工程实施示意图6.1.2监测分析与效果评价一体化修复框架模式中，地表水监测点布置须覆盖工程实施的“上游、中游和下游”点位，土壤和地下水监测点布置应按照工程实施区域“前、中、后”一线和地下水“补给、径流、排泄”一线的交叉布置法进行布置，保证水土污染修复监测网的完整、有效（如图6.2所示）：1监测点布置（地表水、地下水、土壤）土壤采样：钻孔土样+丰平枯水期表层土样地下水采样：月度采样+自动监测（地下水水位、电导率、温度）地表水采样：月度采样+流量监测+大气降雨量监测 图6.2河流-地下水交互带水土一体化修复监测点布置图 19 2分析指标分析指标须包含并不限于以下内容：土壤：钻孔土样全分析，每季度土样pH和特征污染物分析地下水：抽水试验（渗透系数K）、入渗试验（入渗系数）、特征污染物浓度、pH等；地表水：pH、特征污染物浓度、流量、大气降雨量；3可行性分析及预测根据监测数据建立交互带溶质迁移模型，模拟预测不同工况条件下水土污染修复情况。
20 6.2水土污染一体化修复技术一体化修复技术的筛选需要考虑多种因素，鉴于污染场地的情况不尽相同，因此只对各项技术进行定性或定量评价，为相关人员 在具体操作上提供参考。
在修复技术的选择上需要确保污染场地的修复效果满足土地利用方式的要求，在适用性、经济性和可操作性 等条件下，选择可以降低污染物毒性、迁移性和含量的较为成熟的修复技术，避免二次污染。
6.2.1
地表水修复技术比选 序 技术 号 名称 适用性 适用微1人工增氧藻、有机 物 适用重金2生态补水属及有机 污染物 适用氮、 磷、重金
3 底泥疏浚属及有机 物 化学絮凝适用磷、
4 技术重金属等 成熟度 成熟，国内外均有较多工程案例 成熟，国内外均有较多工程案例 成熟，国内外均有较多工程案例 成熟，已成功应用 表6.1地表水修复技术比选表 应用参考因素 可操作性 时间周期 二次污染 费用成本 好，已掌 握相关技 对环境影响较 短 高 术原理及 小 参数 好，已掌 握相关技 影响下游水质 短 高 术原理及 和负荷 参数 好，已掌 握相关技 处理不当易引 短 高 术原理及 起二次污染 参数 好，已掌 握相关技 处理不当易引 短 高 术原理及 起二次污染 参数 公众认
可度高 中等 高 中等 应用优势/局限 适用性广、设备简单、见效快/成本高 见效快、技术可靠/适用范围窄、没有从根本上解决污染 技术可靠/需与生态重建有机结合才能达到良好的效果 见效快、技术可靠/工程量大，成本高 21 应用参考因素 序 技术 时间 费用成公众认 号 名称 适用性 成熟度 可操作性 二次污染 周期 本 可度 应用优势/局限 好，掌握 若含有害微生 适用氮、成熟，国内 微生物强 相关原理 物，会破坏水
5 磷、重金外均有较多 较长 化技术 和技术参 体原生生态系 高 属等 工程案例 数 统 中等工程量小/受限于微生物适应性和水体特点，效果不
一 利用植被 的天然净 好，已掌 需要 投资较少、无二次污染、具有统一和调 6生态塘处化能力处技术成熟/国握相关技时间无二次污染 较低 高 和微生物及水生植物的功能，修复效果 理技术理污水，内应用较多术原理及 较长 好 实现水体 参数 净化 位置选择不当 好，已掌 或处理能力不 人工湿地适用氮、技术成熟/国握相关技 满足实际需求
7 磷、重金内有应用较 处理技术 术原理及 长期 时，会污染周 低 属等 多 参数 围土壤和地下 投资和运行成本低、处理效果稳定可靠/ 高 受气候条件影响较大、净化能力受作物 生长程度的影响大 水 6.2.2
地下水修复技术比选 序技术号名称 PRB可渗1透反应墙 技术 适用性 碳氢化合物、氯代脂肪烃、氯代芳香 烃、金属、非金属、硝酸盐、硫酸 成熟度 成熟，国内外有较多 案例 表6.2地下水修复技术比选表 应用参考因素 时间周处理效 费用 可操作性 二次污染 期 率 成本 好，掌握 相关原理长，数70%~9对环境影高 和技术参年 0% 响较小 数 公众认可度 中高 应用优势/局限 可处理污染范围广/不适用于承压含水层，不宜用于含水层深度超过10m的非承压含水层，对反应墙中沉淀和反应介 质的更换、维护、监测要求较高。
22 序技术号名称 适用性 成熟度 盐、放射性物质等适用BTEX、石油较成烃、多环芳烃、 熟，国2监测自然MTBE、氯代烃、内无完 衰减技术硝基芳香烃、重金整案 属、非金属类、含例。
氧阴离子等。
成熟， 适用于污染地下 抽出处理 国内外 3修复技术水，可处理多种污有较多 染物。
案例 原位氧化/4还原技术 适用有机污染物 原位微生适用于含水层和孔 5物修复技隙中的污染物术 成熟，国内外有较多 案例成熟，国内外有较多 案例 应用参考因素时间周 可操作性期 处理效率 中，技术参数需要 调整 长，数年以上 40~70% 好，已掌 握相关技较长70%~
9 术原理及 0% 参数 好，已掌握相关技术原理及 参数 较长， 6~24个月 70%~90% 较长， 中 6~2430%~
7 个月0% 二次污染 对环境影响较小 对环境影响较小 对环境影响较小 对环境影响较小 费用成本中等 中等中高中低 公众认可度中等 中高高中高 应用优势/局限 可处理污染物种类多/只有在证明具备适当环境条件时才能使用，不适用于对修复时间要求较短的情况，对自然衰减过 程中的长期监测、管理要求高。
适用污染范围大、埋藏深的污染场地具有优势，初期的污染物去除率较高，设备简单易安装/不宜用于吸附能力较强的污染物，以及渗透性较差或存在非水相 液体的含水层反应速度快，节约修复时间；二次污染可控；可与本地块污染土壤一同进行原位氧化/对于高污染土壤达标困难、需要 关注氧化产物毒性耗时少，费用低，处理的区域范围大/微生物需要先驯化，微生物活性可能被抑制，注入井可能被堵塞，不适用渗透性差的含水层，需要持续的监控和维护。
23 6.2.3土壤修复技术比选 表6.3地下水修复技术比选表 应用参考因素 序 技术 时间 处理 号 名称 适用性 成熟度 可操作性 周期 效率 二次污染 费用成本 成熟，国 短， 污染不能彻底 固化/稳定适用重金内外均有中，技术参如6-
1 化 属污染较多工程数需要调整12个 案例 月 去除，需对土＞90%壤和地下水进中等 行长期监测 成熟，国 短， 适用重金 好，已掌握
2 内外均有 土壤淋洗属及有机 相关技术原 如6- ＞90% 对环境影响较 较大 较多工程 污染物 理及参数 12个 小 案例 月 成熟，国 好，已掌握短， 3化学氧化/适用有机内外均有相关技术原约2个70%~90%对环境影响较中等 还原 污染物较多工程 小 理及参数 月 案例 好，已掌握短， 常温热解适用挥发成熟，已 对环境影响较
4 吸 性有机物成功应用相关技术原如1-3＞90% 小 较低 理及参数个月 成熟，国 较 烟气排放直接 好，掌握相
5 热脱附适用有机内外均有关原理和技短，1-＞90% 影响周围环 中高 污染物较多工程 术参数3年不 境，需要长期 案例 等 进行大气监测 适用重金技术成熟/中，技术参需要 焚烧过程可能 6水泥窑 属 国内应用 时间 数需要调整 ＞90% 产生有害气体 中等 较多 较长 公众认可度中等 中等 高好中等 中等 应用优势/局限 适用性较强；原位异位均可使用/不能清除土壤中污染重 金属，容易再度活化 适用范围广、见效快、处理容量大/对粘土和粉土中的污染物比较难于完全清洗出来 较广谱、实施过程简单易行/对于高污染土壤达标困难、 需要关注氧化产物毒性 操作简单，成本较低/只适用于挥发性有机物 广谱、去除效率高/系统复杂、需要严控二次污染、脱 附后土壤基本失去肥力 适用于不宜挥发的重金属污染土壤的固化，同时在高温下可以将含氯有机化合物分解/影响水泥品质、需要水泥 24 应用参考因素 序 技术 时间 处理 号 名称 适用性 成熟度 可操作性 周期 效率 二次污染 费用成公众认 本 可度 应用优势/局限 厂具备共处置条件 适用挥发技术成熟/好，已掌握 对环境影响较
7 气相抽提 国内有应相关技术原长期 性有机物 ＞90% 大 低 用较多 理及参数 高 成本低/受土壤性质影响较 大、后期拖尾造成效率下降 适用挥发技术成熟/ 较 国外应用
8 原位生物 性和半挥较多，国 中，技术参 短，6- ＞90% 对环境影响较 中低 通风发性有机内中试阶数需要调整24个大 物 月 段 非饱和带污染土壤有机污染/中高不适用黏质土和泥炭土，重 金属和难挥发污染物 短， 非常不成差，技术参 可能产生有害
9 电动力学不适用 熟，处于数需要较大如6- ＞90% 副产物（氯 中等 修复 实验阶段 改进 12个 气、丙酮等） 月 不破坏土壤结构、不需引入新的物质、原位异位均可使中等用/技术不够成熟、受土壤理 化性质影响较大 短， 适用重金技术不成中，技术参 对环境影响较 10玻璃化 属 熟 数需要调整如1-3＞90% 小 高 个月 对放射性重金属有很好的治中高 理效果/费用较高 不成熟， 适用挥发 短， 国外有案差，技术参 11 性和半挥原位加热 例，国内 数需要较大 如6- ＞90% 可能存在安全 较高 发性有机处于实验 改进 12个 隐患 物 月 阶段 工期短、可同时处理多种污染物、对低渗透污染区及非均质污染区域具有较强的适中等用性/成本较高、安全隐患等一系列缺点而限制其大规模 的使用 不完全适技术成熟/中，技术参 对环境影响较 12植物修复 用 国内外有数需要调整较长40%~70% 小 高 应用 修复过程简单，对环境影响中等小，不破换植物生长所需的 土壤环境/周期长、去除率低 13 微生物修不完全适技术成熟/中，技术参 较长 对环境影响较40%~90% 较低 好 不破坏植物生长所需要的土 复 用 国内外有数需要调整 小 壤环境，污染物降解完全， 25 应用参考因素 序 技术 时间 处理 号 名称 适用性 成熟度 可操作性 周期 效率 二次污染 费用成
公众认 本 可度 应用优势/局限 应用 操作简便/受各种环境因素的 影响较大，修复周期较长， 污染物浓度太高不适用 较 好，已掌握 14 适用于中阻隔填埋 成熟，国 相关技术原短，1-70%~90%对环境影响较 低 中等 应用范围广/不能清除土 轻度污染内有应用理及参数3年不 小 壤中污染物 等 26 6.3技术应用中的注意事项
（1）在应用一体化修复技术过程中，现场施工人员应采取适当的防护措施， 必要时穿戴防护面具和防护服。
对进出污染场地的人员和车辆需要进行严格管理，防止污染土壤被带出场外，避免污染物的扩散。
（2）污染场地中挖掘出的污染土壤和抽取出的地下水需转移到场外处理的，其挖掘、运输、储存和处置应符合国家、场地所在地和处理场所所在地的环境保护法律法规要求。
（3）在污染现场采用原位或异位处理技术时，需采取措施避免挖掘及修复过程中扬尘和挥发性物质的无组织排放，妥善处理挖掘及修复过程中产生的废渣和废水，并应尽量减少噪声污染。
（4）对修复设施进行定期维护并更换相关修复材料，防止填充材料失效影响修复效果，导致污染扩散。
被替换的材料应进行集中处置，严禁乱堆乱放。
（5）对于污染物富集的植物、修复材料、水溶液或土壤，应进行回收处理和统一管理。
（6）在前期进行小试实验和中试试验时，应充分调查需处理污染场地的特征，因地制宜地选择试验参数和工艺组合。
在场地修复过程中，需要定期监测修复技术的处理效果，并检测是否有毒性更大的污染物产生，在充分论证的条件下合理调整方案。
27 附录A水土污染一体化修复技术原理及特点1污染物迁移转化的基本途径 污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程称为污染物的迁移；而污染物的转化是指污染物在环境中通过物理、化学和生物的作用改变存在形态或转变为另一类物质的过程。
污染物的迁移和转化常常相伴进行。
污染物由污染源进入其它圈层或在某个圈层中迁移转化所经历的途径和过程称之为污染物迁移转化途径。
在自然界中由于污染源的种类是非常繁多的，图A.1简略地显示了污染物在环境各圈层中的迁移情况。
工业产生的废渣、废水、废气；农业活动的农药、化肥等；人类生活产生的固体垃圾、污水、废气等等，这些污染物蒸发进入大气圈，通过扩散和被气流搬运而迁移，并通过光化学氧化或催化氧化反应而转化。
也可通过溶解态进入水圈随水流动或通过吸附于悬浮物而传输，同时污染物可通过氧化还原、络合水解和生物降解等作用发生转化。
生物通过吸收、分布、转化以及吞食等方式使污染物在其体内或生物圈中进行迁移转化。
图A.1污染物在环境中的迁移路径2污染物在河流-地下水系统中运移的影响因素 水力梯度和浓度梯度是污染物运移的驱动力。
在河流—地下水系统中影响污染物运移的因素主要有自然因素和人为因素。
自然因素包括地形、水文地质因素、气候等三方面，影响着污染物在河流与地下水系统中的运移方向和强度。
人为因素是通过人类活动影响污染物的来源、运移方向和强度。
28
（1）地形因素地形因素控制着河流与地下水的转化关系，从而影响着污染物的主运移方向。
天然情况下，河流上游河谷深切呈“V”字形，河流排泄地下水，污染物的主运移方向由地下水向河流；河流的中上游含水层厚度较大，河流非完整切割含水层，一般河流补给地下水或随丰枯水期河流与地下水关系处于交替变化之中，污染物的主运移方向也随水流方向而改变；下游地区地形平坦，河谷开阔，除地上悬河外，一般是地下水补给河流，污染物的主运移方向也由地下水向河流。
（2）水文地质因素包括河水与地下水水位、含水层介质和结构、河床形态及沉积层透水性等。
河水位与地下水位之差使地下水流并非按区域均匀分布，水流量随距离呈指数式或非线性下降。
含水介质的岩性、各向异性也影响着水流的分布及流量。
河床的形态及非均质性影响着河流渗漏模式及渗漏量。
这些因素影响着水流强度也就同时影响着污染物的运移强度。
（3）气候因素河流基流量就是地下水的主要排泄；而当降水较多时，由河水排泄地下水转变为河水补给地下水。
在洪水季节，河水向河岸渗漏补给含水层，河水渗漏量的大小取决于洪水持续时间、地形以及河床的渗透能力。
河流随气候的变化同样也影响着水质的运移方向和强度。
在枯水季节，不仅河流量减少了，河水对污染物的稀释和净化功能也降低了，随着地下水开采量的增加，污染物不断地向远处扩散。
（4）人为因素人类生产生活活动包括引水筑渠、傍河取水、废水排放、农业灌溉等，不仅改变了地下水流场，消弱了河流与地下水的连通性，改变了水量交换过程，而且也造成了水质污染。
河流与地下水的流场是一个复杂系统，影响污染物在该系统中运移的因素很多，各因素之间又相互影响。
本次研究选取了影响污染物在河流—地下水系统中运移的主要因素：含水层介质、结构、河床形态、河水位、开采水位。
29 3污染物在河流-地下水系统中的行为特征污染物在河流—地下水系统（包气带和含水层）迁移过程中，将与周围的 环境介质发生各种复杂的物理和化学、生物作用，产生不同的环境效应。
物理作用主要包括机械过滤及稀释作用，它们主要产生净化效应。
化学作用主要包括吸附、挥发、水解、光解、溶解、沉淀、络合、多组分溶质的反应等。
生物作用主要包括微生物降解。
（1）物理作用机械过滤作用:包气带土壤被称为天然的物理、化学和生物“过滤器”，污染物往往在包气带及含水层中被过滤。
机械过滤作用主要是取决于介质的性质和污染颗粒的大小。
在松散地层里，颗粒越细，过滤效果越好；在坚硬岩石裂隙地层里，其过滤效果一般不如松散地层好，裂隙越大，过滤效果越差。
过滤可以去除水体中的部分悬浮物，其次是细菌。
此外，一些组分的沉积物以及有机物、粘土絮凝剂也可被去除。
稀释作用:水中的污染物在水及自身力的作用下迅速扩散，并随着分布范围的扩大，浓度相应降低，但其化学组成和化学性质不变，因此，并不意味着污染物的去除。
稀释作用包括对流和弥散作用。
对流决定了污染物的运动方向和速率，弥散使污染物产生转移，而实际上对流与弥散总是联系在一起的，不可分割的，只是为了研究方便起见，才把他们区分开来。
对流是指污染质点在含水层中以地下水平均实际流速传播的现象，水动力弥散是指在多孔介质中，当存在两种或两种以上可溶混的流体时，在流体运动作用下发生过渡带，并使浓度趋于平均化，这种现象称为多孔介质中的水动力弥散现象。
实际上，污染物在含水层中运移时，一般都会发生弥散现象。
水动力弥散过程主要是分子扩散与机械弥散相结合的结果。
分子扩散:主要是物理化学作用的结果，它是浓度不均一引起的物质运动现象，浓度梯度使高浓度处的物质向低浓度处运移，以求浓度趋于均匀。
分子扩散不仅在静止液体中存在，而且在运动状态下同样存在，既有沿运动方向的纵向扩散，也有垂直运动方向的横向扩散。
在多孔介质中，扩散作用进行的很慢。
如果浓度梯度不是很大，这种弥散将是非常的缓慢。
因此，如果迁移的距离不大或者要求预报的时间较小，则在计算预报污染物的分布时，可以不考虑分子 30 扩散。
机械弥散:当污染物质点在孔隙介质中运动时，由于流体粘滞性和固体颗粒 的存在，使得流场中各点运动速度的大小和方向都不相同。
结果溶质的运移超出了用平均流速所预计的范围。
机械弥散是一个不可逆的过程，为了运算方便，在数学上可以用类似于Fick定律的数学表达式来描述它。
（2）化学作用吸附作用：吸附是固体表面反应的一种普遍现象。
由于胶体颗粒表面的电荷不均衡性而使其带1负电荷或正电荷，从而具有吸附溶液中阳离子或阴离子的能力。
污染物在含水层中运移时，由于介质的吸附，使某些污染物数量减少，因此吸附对于污染物的迁移起到了重要的控制作用。
这方面的作用主要有以下几种：物理吸附作用：在孔隙介质中由于岩石颗粒具有表面能，可吸附阳离子，还会发生阳离子交换作用，使水中某些离子减少，而另一些离子增加。
这种依靠静电引力使液态中的离子吸附在固态表面上的键联力比较弱，在一定条件下，固态表面所吸附的离子可被液态中的另一种离子所替换，是一种可逆反应。
化学吸附作用：依靠化学键结合的，被介质吸附的离子进入胶体的结晶格架中，成为介质结晶格架的组成部分，它不可能再返回溶液中，从而使水中这些离子浓度减小，反应是不可逆的。
生物吸附作用：微生物在地下水中的运移，一方面取决于微生物在地下水中生存时间的长短，另一方面与岩石颗粒对其吸附性有关。
由于岩石颗粒的表面能和静电力可以吸附大量的微生物，因此生物在地下水中运移过程浓度迅速降低，其迁移的距离一般不超过数百米。
吸附剂吸附能力可用吸附量表示。
吸附量是指在一定的条件下吸附达到平衡后，单位质量吸附剂所吸附的吸附质的物质的量在一定的温度条件下，测定的吸附量与吸附物平衡浓度的关系曲线，称为吸附等温线，相应的数学方程式称为吸附等温式。
挥发作用：挥发是有机污染物从水中转移到土壤或大气中的一种常见过程，是有机污染物在土壤、水、大气环境要素各圈层间跨介质循环的主要环节之
一。
污染物从含水层中向大气挥发的速率会受到多种因素的影响，主要包括三方面： 31 含水层性质：介质类型、含水层结构、含水量、孔隙度、有机质的含量等；污染物的性质：化学结构、浓度、污染物的蒸汽压、水溶解度、辛醇—水分配系数等；环境条件：温度、pH值、空气湿度等。
（3）水解作用水解作用是有机污染物和水之间最重要的反应，也是许多有机污染物在水环境中消失的重要途径。
有机污染物的水解速率与污染物的性质和环境的pH值关系最为密切。
（4）生物作用生物作用主要指的是微生物的降解。
生物降解是指有机污染物在微生物的作用下，从大分子分解成为小分子，从有毒转变为无毒，最后变为CO2、H2O、CH4等的过程，它是引起有机污染物分解的最主要的环境过程之
一。
水环境中有机物的生物降解依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物。
有机物的生物降解会导致污染物在含水层中的浓度不断降低。
32
编制组经广泛的调查研究，认真总结实践经验，并参照国内外相关标准和规范，在反复征求意见的基础上，制订本文件。
本文件主要内容包括：1适用范围；2规范性引用文件；3术语和定义；4河网地区村镇社区水土污染特征及危害；5水土污染单项修复技术；6河网地区村镇社区水土污染一体化修复技术。
本文件实施过程中，请各单位及相关人员结合工程实践，认真总结经验，注意积累资料，随时将意见和建议反馈给同济大学（地址：上海市杨浦区四平路1239号；邮编：200092；E-mail：wyywater@），或上海市土木工程学会（地址：上海市黄浦区新闸路249号；邮编：200003；E-mail：），以便今后修订时参考。
主编单位：同济大学中南大学东华大学 主要起草人：王亚宜、薛罡、马卫武、赵江、参加起草人：钱雅洁、吴敏、苏长青、汪涵、高品、陈红、李响、张艾、王天蓓、俞俊武主要审查人： 目录 1适用范围..........................................................................................................................................1
2规范性引用文件..............................................................................................................................1
3术语和定义......................................................................................................................................1
4
河网地区村镇社区水土污染特征及危害.....................................................................................
1 4.1地表水污染特征及危害.......................................................................................................14.2地下水污染特征及危害.......................................................................................................2
4.3土壤污染特征及危害...........................................................................................................3
5水土污染单项修复技术..................................................................................................................5
5.1地表水污染单项修复技术...................................................................................................5
5.2
地下水污染单项修复技术..................................................................................................
95.3土壤污染单项修复技术....................................................................................................
146河网地区村镇社区水土污染一体化修复技术...........................................................................
186.1水土污染一体化修复技术集成框架................................................................................
186.2水土污染一体化修复技术................................................................................................
216.3技术应用中的注意事项....................................................................................................
27附录A水土污染一体化修复技术原理及特点..............................................................................28 Content 1Applicablescope........................................................................................错误！未定义书签。
2Normativereferences................................................................................错误！未定义书签。
3Terminologyanddefinitions...................................................................错误！未定义书签。
4Characteristicsandhazardsofwaterandsoilpollutionintheruralplainwork
areas.................................................................................................
错误！未定义书签。4.1Characteristicsandhazardsofsurfacewaterpollution.........错误！未定义书签。
4.2Characteristicsandhazardsofgroundwaterpollution..........错误！未定义书签。
4.3Characteristicsandhazardsofsoilpollution...........................错误！未定义书签。
5Soilandwaterpollutionremediationtechnology..............................错误！未定义书签。
5.1Surfacewaterpollutionremediationtechnology....................错误！未定义书签。
5.2Groundwaterpollutionremediationtechnology.......................................................95.3Soilpollutionremediationtechnology......................................................................146Integratedremediationtechnologyforwaterandsoilpollutionintheruralplainwork
areas.......................................................................................................................
186.1Frameworkofintegratedwaterandsoilpollutionremediationtechnology....186.2Integratedremediationtechnology............................................................................216.3Precautionsintechnicalapplication..........................................................................27AppendixAIntegratedremediationtechnologytheoryandfeatures................................28 1适用范围本文件提供了适用于平原河网地区村镇社区水土污染一体化修复工程的单 项修复技术与一体化修复技术比选，可作为平原河网地区村镇社区水环境修复技术比选、可行性评价的重要技术依据。2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
（1）GB3838地表水环境质量标准
（2）GB/T14848地下水质量标准
（3）人工湿地水质净化技术指南
（4）污染场地修复技术应用指南
（5）GB15618土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）
（6）HJ964环境影响评价技术导则土壤环境（试行）
（7）HJ/T166土壤环境监测技术规范3术语和定义平原河网地区村镇社区theruralplainworkareas主要指长三角以及珠三角的平原河网地区村镇社区，该区域河流密度较大，形成密集的河网，地表水和地下水交换活跃。
一体化修复integratedremediation指针对受污染的地表水、地下水、土壤进行联合修复，将单项修复技术有机结合，达到一体化修复的目的。
生态修复技术ecologicalremediationtechnology是指利用微生物、植物及动物等单一或共同的作用，对水中污染物进行吸收、迁移及降解，使污染水体得到净化，同时重建并恢复河流生态系统。
4河网地区村镇社区水土污染特征及危害4.1地表水污染特征及危害污染特征：河网地区村镇社区地表水污染来源主要包括农村生活污染、畜禽养殖污染、水产养殖污染、种植业污染以及乡镇企业污染五个方面。
研究表
1 明，河网地区村镇社区地表水主要污染指标有氨氮、总氮、总磷以及化学需氧量（COD）；各类农药、抗生素在水体中均有检出，部分农药存在中高生物风险，但主要抗生素浓度低于风险阈值，处于可接受风险范围。
农村生活污水处理设施和畜禽粪污综合利用设施的缺失，使得农村生活污染和畜禽养殖污染成为了最主要的污染源，水产养殖过程中大量投加的饲料、农业种植中过量施用的农药化肥以及乡镇工业企业的工业废水排放也对河网地区村镇地表水环境产生了极大影响。
河网地区村镇地表水呈现出面源污染态势，面临着污染来源广谱复杂、河网水力条件和自净能力差的问题。
危害：地表水污染所带来的危害主要有三个方面。
（1）影响居民健康。
受污染地表水中含有大量超标毒性物质及致病病原菌，居民在使用、饮用时，会将身体暴露在毒性物质积累与致病风险中，长此以往，甚至会提升农村居民的发病率，严重威胁农村居民的生活品质。
（2）破坏自然生态环境。
地表水环境污染会导致水体发臭，使河道生态系统遭受严重损伤。
河网地区河道流速缓慢，淤积严重。
受污染的河水在某一区域长时间滞留，将失去原有的湿地净化功能，成为持续性的污染源，通过活跃的地表水和地表水交换，对地下水系统以及士土壤环境造成潜在威胁。
（3）对当地经济持续健康发展的影响。
地表水污染将导致当地水源减少，影响住房、农业、工业等规划布局，水质问题也将进一步影响农业生产，如农作物有害物质增多、水产质量降低、农产品市场经济价值减弱等，进而制约农村地区的绿色可持续发展。
4.2地下水污染特征及危害污染特征：河网地区村镇地下水水位埋深较浅，水位受季节影响明显，水位动态变化较大；浅层地下水易受水体、土壤等环境影响；调研区域地下水的pH值为中性，其中部分地区高锰酸盐指数、化学需氧量（COD）、氨氮、硝酸盐氮、锌（Zn）、镉（Cd）、铜（Cu）、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯浓度超标，说明河网地区村镇地下水水质受到不同程度的有机物和重金属污染。
农业生产过程大量使用化肥农药、畜禽养殖过程中废水粪便的无序排放、原地块工业企业污染、堆存废弃物渗滤等对河网地区村镇地下水环境质量影响较大。
河网地区村镇地下水中的有机污染和重金属污染在工业区聚集的地点成点状污染。
2 综上可知，河网地区村镇正面临着种类复杂、污染程度不同的地下水问题。
危害：地下水一旦遭到污染，治理和修复难度大、成本高、周期长，环境 与生态破坏往往难以逆转。
（1）地下水污染会直接或间接影响饮用水的健康品质，严重时可能会影响 人体的健康；饮用水中的亚硝酸盐或其他硝酸盐等含量太多会对人体造成极大危害，引起急性的亚硝酸盐食物中毒，尤其是对早期孕妇和学龄幼童。
硝酸盐氮和亚硝酸盐氮也可以在特定情况下转化成亚硝胺类致癌物质。
邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯作为一种环境内分泌干扰物，会危害生态系统安全及人类生殖健康。
（2）地下水污染会严重威胁工业生产。
地下水硬度的提高会导致工业锅炉的煤炭、炉膛及其管道出现结垢，直接影响锅炉的使用寿命，甚至可能引起火灾或者爆炸。
（3）地下水污染给我国农业生产带来危害。
长期采用被污染的井水灌溉农田，会使土壤板结、被重金属污染，不能进行耕作或农产品品质下降。
灌溉水中的亚硝酸盐含量太多，会严重削弱农作物的防御抗病能力，降低农作物品种的质量，导致蔬菜类农作物更容易发生腐烂现象，不能进行贮存与运输。
4.3土壤污染特征及危害 污染特征：土壤污染具有不同于水体和大气污染的特点。
在河网地区，土壤污染的特点较其他地区更为复杂。
主要包括以下特点：
（1）隐蔽性。
土壤污染较难通过人体的直观感受发现，往往需要通过农作物的耕作情况、人和动物摄食后的健康状况，以及通过土壤样品分析、农作物检测才能反映确定，导致污染持续相当长的时间后才会被察觉，且已经发生了严重的污染。
（2）不可逆性。
由于土壤具有吸水性、蓄肥性等特点，一旦遭受污染后极难修复，重金属难以降解，污染物只需微量就会对土壤造成不可逆的破坏，导致重金属对土壤的污染基本上是一个不可完全逆转的过程。
而很多有机化学物质在土壤中需要较长时间才能降解，进一步增加了土壤污染的恢复难度。
（3）交互性。
由于大气沉降，大气中的污染物会对土壤造成一定程度的影
3 响。
在河网地区的水网交错，降水、地表水径流、地下水与土壤之间还会产生
一定程度的交互，往往土壤污染还会导致当地水体污染，而水体污染也会影响土壤，这点在河网地区尤为突出。
（4）累积性。
与大气和水体相比，污染物更难在土壤中迁移、扩散和稀释，但随着气流和水流进行长距离迁移，污染物容易在土壤中不断累积而超标，因此也使土壤污染具有很强的地域性。
（5）严重性。
土壤污染会通过食物链富集，最终对当地的人和动物健康造成严重的不良影响，土壤污染一旦发生，仅依靠切断污染源很难恢复，治理土壤污染的成本高、周期长、难度大，必须采用各种有效的治理技术才能消除现实污染。
同时由于土壤污染的隐蔽性，这种对人体及环境的不良影响往往是慢性的、长期的。
危害：土壤重金属污染危害主要有两方面，一是对作物造成的危害；二是对人体造成的危害。
对植物造成的危害主要包括影响植物株高、主根长度、叶面积等，导致一系列生理特征的改变。
重金属的胁迫有时会引起大量营养的缺乏和酶有效性的降低，较高浓度的重金属含量有抑制植物体对Ca、Mg等矿物质元素的吸收和转运的能力。
经过Cd处理的小麦幼苗叶和根的生长明显受到抑制，其茎和叶中富集的Cd量增加，Fe、Mg、Ca和K等营养元素的含量下降。
对人体造成的危害主要包括引起身体各器官一系列的病变，骨密度降低，导致骨折发生机率增加等。
具体的，土壤中的铅能导致包括人类在内的各种生物的生殖功能下降、机体免疫力降低，当人体内血铅质量比达到600～800微克每克时会表现为头晕、头疼、记忆力减退和腹疼等一系列症状。
铬会导致人体出现不同程度的皮肤和呼吸道系统病变，并且出现溃疡和炎症。
汞进入人体后，可与体内酶或蛋白质中许多带负电的基团如巯基等结合，使能量生成、蛋白质和核酸合成受到影响，从而影响细胞正常的功能和生长。
而癌的产生和发展与土壤环境中锡元素质量分数有关，居住在锡元素质量分数高的地区的人群癌症死亡率较高。
综上，土壤污染导致农作物减产和农产品品质降低，给农业发展带来很大
4 的不利影响，使耕地资源更加短缺，因土壤中的污染物具有迁移性和滞留性，可能继续造成新的土地污染，给人民身体健康带来极大威胁，也严重危及后代子孙的利益，造成严重的经济损失，不利于经济的可持续发展。
5水土污染单项修复技术5.1地表水污染单项修复技术5.1.1物理修复技术 5.1.1.1生态补水技术1技术原理通过生态补水工程引入清洁水，稀释原有河道，使受污染水体污染物浓度降低，短时间内达到相应的水质标准。
2技术特点生态补水技术的优点是处理效果快，改善受污染水体的水力条件，使水体复氧能力和自净能力得到提高。
但其缺点也十分明显，如无法保证充足的水源、引水费用较高、治标不治本，水体易再次恶化等。
3适用范围生态补水技术适用于中小型河湖的短期治理，处理效果快，可改善受污染水体的水力条件，使水体复氧能力和自净能力得到提高。
但由于其水源稳定性差、补水费用高、治标不治本，水体易再次恶化等，生态补水技术只能作为一种救急方法和水体污染治理辅助手段。
5.1.1.2人工曝气技术1技术原理通过曝气设备，提高水体溶解氧含量，从而提高水中生物特别是微生物的代谢活性，加快水体中污染物的降解速率，达到改善水质的目的。
2技术特点增氧方式分为固定式增氧与移动式增氧两种。
固定式增氧是指在污染河段修建固定的增氧曝气构筑物，集中对河道进行充氧；移动式充氧是指漂浮在河道的移动充氧平台。
5 3适用范围人工曝气技术适用于流动性较小的河流，其修复水体有着广泛的应用，大量的工程实践表明，该技术在不同受污染水体中通过应用不同的曝气设备，均可实现较好的水体修复效果。
人工曝气对黑臭水体有一定的治理效果，但其无法提升水体自净能力，曝气效率较低，能量损失严重。
在优化曝气运行模式，并与其他水体修复技术结合后，才可实现修复水体的目的。
5.1.2化学修复技术1技术原理通过添加化学药剂与污染物发生反应，使污染物发生形态转化，与水体分离，从而实现水质净化。
2技术特点化学修复技术的优点是见效快，短期内即可达到较好的水质净化效果，但需向河流投加杀藻剂、混凝剂、石灰石、炉渣等各种人工化学物质，易对水生生物产生毒害作用，生物安全性和生态安全性较差。
部分化学物质投加浓度过高，本身也会成为污染物，产生二次污染。
3适用范围化学修复技术适用于黑臭水体治理的应急手段，或作为生态修复技术的特定补充技术。
该技术可以在短时间内达到较好的修复效果，或去除生态修复技术中无法有效处理的重金属，但无法根本去除黑臭现象，不可持续。
5.1.3生态修复技术生态修复技术是指利用、微生物及动物等单一或共同的作用，对水中污染物进行吸收、迁移及降解，使污染水体得到净化，同时重建并恢复河流生态系统。
生态修复其实是一个人工强化的生态演替过程，因具有生态协调、不易产生二次污染等优点，被广泛应用于国内外地表水环境治理中，效果显著且副作用小。
生态修复技术主要有人工湿地技术、生态浮床技术以及氧化塘技术等。
5.1.3.1人工湿地技术1技术原理人工湿地通过仿造自然湿地，将自然湿地中的元素抽提出来进行人为强化
6 的一种生态修复技术。
自然湿地中的元素基本可分为三个，植物、基质以及微生物。
人工湿地根据这三个元素，筛选出对污染物去除能力强的植物，吸附性能好的基质以及提供适宜微生物生长的环境构造而成。
2技术特点 根据人工湿地的水流状态，可分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地以及垂直潜流人工湿地这三大类。
其中表面流人工湿地最接近自然湿地，水面高于基质顶层，其处理负荷相对较小，因此占地面积最大；水平潜流与垂直潜流人工湿地水面在基质顶层以下，处理负荷相对较高，但易发生基质堵塞问题。
实际应用中，常常将不同类型的湿地组合应用，从而创造不同的微生物生长环境，提高污染物去除效率。
3适用范围 人工湿地适用面较广，大到大型河流、湖泊的修复，小到乡村小河流的修 复均可使用，但其具有占地面积大、水力条件不佳，易堵塞、水质净化效果季 节变化大、复氧能力不足等缺点，适用于土地资源充裕的地区，选用时宜优化 湿地植物与基质的配置，改善湿地水力条件与季节变化对处理效果的影响。
4
关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.1人工湿地关键参数与指标 适用参数 植物种类宜选用多种当地挺水、浮水、沉水植物等，如黄菖蒲、再1湿地植物 力花、绿狐尾藻等，可人工种植后任其自然繁殖。
可根据实际工程规模与原水水质适当选择上限。
目前应用中表面流
2 水力负荷人工湿地水力负荷常小于0.1m3/(m2·d)；水平潜流湿地可采取较大 的水力负荷，约0.1~0.5m3/(m2·d)。
填料多选用砾石、石英砂、陶粒等对磷吸附较好的材料并辅以植物3湿地基质 秸秆等多孔生物介质，可根据湿地规模、水流状态等灵活选用 5.1.3.2生态浮床技术1技术原理生态浮床利用无土栽培原理，将植物种植在水中，直接吸收水中营养物质。
7 2技术特点 生态浮床由框体、浮体、基质以及植物构成。
框体是将浮体围起来的结构，使浮体固定在一起。
浮体主要提供浮力，同时在浮体上开孔用于栽种植物。
基质在浮体的孔中布设，起到固定植物的作用，防止植物倒伏。
植物要挑选根系发达，对污染物吸收好的物种。
为了提高浮床对污染物的去除效率，可在浮体下悬挂生物填料，为微生物挂膜提供载体。
生态浮床投资管理费用低，不占用土地、可恢复水体自净能力和改善景观环境，但其依赖浮床植物的生长及附着微生物活性，成效缓慢，季节变化性大，处理效果极不稳定。
3适用范围 适用于土地资源较为紧张的情况，多用来修复小型河流、湖泊，宜应用新 型材料改进浮床结构，提升机械强度，并引进新型生物膜填料如铁碳填料，提 升浮床系统中植物、微生物及水生动物的协同净化机制，扩大其在黑臭水体及 其他特殊废水中的应用能力，满足在实际水体治理中的需求。
4
关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.2生态浮床技术关键参数与指标 适用参数 植物种类宜选用当地水生植物如黄菖蒲、再力花、花叶芦竹等，种1浮床植物 植密度宜在9~25（株/m2）。
浮床床体可由浮床单体拼接而成，拼接个数应由具体河道或湖泊水 2浮床床体面灵活设定。
浮床单体材质可选择为高密度聚乙烯，外形为方形， 单边尺寸可为300~400mm，厚度可为50~70mm。
3 种植篮种植篮孔直径为150~200mm，每个浮床单体上可仅设一个。
在种植篮中装入支撑填料，可借鉴人工湿地中所用填料，如沸石、 4支撑填料砾石、火山岩、炉渣等。
每个种植篮中可仅装一种填料或者多种填料混合，提供植物生长载体，装填厚度可占种植篮高的1/2~3/4。
生物填料可选用已商品化的大比表面积产品，也可选用新型填料如 5生物填料铁碳填料如铁刨花、海绵铁、活性炭、焦炭、石墨等，填料数量依实际条件灵活配置。
5.1.3.3氧化塘技术
8 1技术原理又可称作生态塘、稳定塘。
利用天然净化能力对水体进行修复的构筑物的总称。
通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设围堰和防渗层，依靠塘内生长的植物、微生物、藻类来修复水体。
2技术特点根据氧化塘水深，可分为好氧塘——水深较浅，水体大部分处于好氧状态；兼性塘——水深适中，上层好氧，下层缺氧或厌氧；厌氧塘——较深，大部分水体处于缺氧或厌氧状态。
3适用范围主要用于处理农村点源水产养殖废水以及畜禽养殖废水，氧化塘技术不足之处主要为：占地面积大，处理效率低，环境条件差，无法改善水生环境，易散发臭味，处理效果受气候条件影响大，易爆发藻类，影响出水水质，在我国的应用并不广泛。
如需选用，宜于机理上改善氧化塘中植物—微生物的生物、化学联系，于在构造上按高效反应器原理对塘体进行修缮，并增加各类曝气方法，改善塘内供氧条件，将其与人工湿地系统、土地处理、砾石滤墙等结合，通过多样化改进后，提高氧化塘处理体系的能力与效率，以减少其工程应用缺陷。
5.2地下水污染单项修复技术5.2.1多相抽提技术1技术原理针对地下水污染，通过真空抽取手段，抽取地下污染区域的土壤气体、地下水和浮油层，将其转移到地面进行相分离和处理，以控制和修复土壤与地下水中的有机污染物，达到修复的目的。
该技术结合了土壤气体抽提、生物通风、真空强化修复、地下水泵出及自由相回收等土壤地下水修复技术，其中包气带土壤的修复主要依赖于抽提井中抽吸非饱和带内的土壤气体而形成的土壤气体抽提和生物通风作用，而地下水的修复则是由于抽提井内真空强化下的地下水泵出及自由相回收。
2技术特点
9 修复周期一般在几个月至数年的范围内；需要配套废水处理和废气处理装置，可能会产生二次污染；不适合于低渗透性土层；多相抽提系统的运行会降低土壤湿度，对于低湿度土壤可能会降低生物通风处理的效果。
3适用范围 适用于易挥发、易流动的非水相液体，如挥发性有机物、总石油烃类物质等，不宜用于渗透性差或地下水水位变动较大的场地。
4关键技术参数或指标 项目场地参数污染物性质 表5.3多相抽提技术关键参数与指标 关键参数渗透系数 渗透率导水系数空气渗透性地质环境土壤异质性污染区域包气带含水率地下水埋深土壤含水率 含氧量饱和蒸汽压 沸点亨利常数（20°C） 土-水分配系数 轻质非水相液体厚度 LNAPL黏度 适用范围10-5~10-3cm/s10-10~10-8cm2 <0.72cm2/s<10-8cm/s砂土至黏土 均质包气带、饱和带、毛细管带 较低>3英寸40%~60%饱和持水量 >2%>0.5~1mmHg<250~300°
C >0.01适中 >15cm<10cp 5.2.2异位生物修复技术异位生物修复以泵出处理为前提，在地面上利用生物反应过程来去除泵出 地下水中的污染物。
总体来讲地下水异位生物修复周期较短，修复效果的不确定性较低，但是修复费用相对较高，并且存在臭气、污泥等二次污染。
1技术原理将抽出的受污染地下水送入悬浮生长或附着生长的生物反应器中进行处理，用于地下水修复的生物反应器通常为好氧反应器，在好氧微生物的作用下，以 10 引入反应器的氧气为电子受体，地下水中的有机污染物被氧化成CO2和H2O，以及生成新的生物质，从而得到去除。
2技术特点 地下水污染浓度通常较低，通常需要补充底物及营养物质来维持生物反应 系统；地下水中较高浓度的毒性污染物会对生物系统产生影响；对于挥发性污 染物需要与反应器配套废气收集与处理装置；较低的温度会影响修复效果和修 复时间。
3
适用范围 适用于可生物降解的半挥发性有机物、石油烃类物质、可生物降解的部分 农药类物质、其他可生物降解污染物等。
4关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.4异位生物修复技术关键参数与指标 适用范围 有超过200种微生物可降解碳水化合物。
对于缺少相关菌群或相关生物种类及
1 菌群数量少的土壤，应采用生物强化的方法引入或增加菌群的数 数量 量。
低于十个碳的链状碳水化合物以及苯、甲苯、二甲苯等易于被生物 污染物的种降解。
而高于十个碳的链状碳水化合物、环状烷、石蜡等则不易于
2 类和浓度被降解。
通常过高浓度的污染物会降低生物活性，因此，必须对微 生物进行逐步驯化。
3 pH值生物降解过程发生的最佳pH值范围为7.5~7.8 微生物代谢过程每降解53克碳源，需要12克氮、6克磷、28克氧4营养物浓度 和6克氢。
因此，通常生物修复过程要补充适当的氮和磷。
生物修复技术多为好氧生化过程，因此充氧量是否充足直接关系到5供氧情况 生物修复的效果。
微生物的生化速率随温度的升高而加快。
每提高10℃，反应速度
6 温度 提高一倍。
5.2.3可渗透反应墙修复技术 1技术原理可渗透反应墙技术（PRB）是在地下含水层安装填充透水反应介质的连续 11 墙体，当地下水流在天然水力梯度作用下通过该反应介质时，利用降解、沉淀和吸附等作用将地下水中的污染组分转化为环境可接受的形式或直接截留在墙体内，达到处理或阻隔污染羽的一种地下水原位修复技术。
2技术特点PRB技术适用范围广，修复费用低，更适用于对污染范围的控制，对渗透系数小、水力梯度小的区域适用性较差，不适用于非水相液体存在场地；墙内某些反应物可能会随着时间的推移而逐渐失效，需要定期更换，反应生成物可能会导致墙内渗透性降低。
3适用范围 反应墙技术主要用于处理某些碳氢化合物如苯、甲苯、乙苯、二甲苯、石 油烃、氯代脂肪烃、氯代芳香烃等，以及无机物如金属、非金属、硝酸盐、硫 酸盐、放射性物质等。
对于承压含水层以及含水层深度超过
10m的非承压含水 层不适用。
PRB的主要设备包括：沟槽构建设备（双轮槽机、链式挖掘机等）、 阻隔幕墙构建设备（大型螺旋钻、打粧机等）、监测系统（氢气、氧化还原电 位、pH值、水文地质情况、污染物、反应墙渗透性能的变幅和变化情况等在线 监测系统）等。
4关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.5PRB关键技术参数或指标 适用范围
（1）通过土壤和地下水体取样、试验室测试研究、现有数据整理，圈定污染区域，其范围应大于污染物羽流，防止污染物随水流从 PRB的两侧漏过去，建立污染物三维空间模型，然后选择计算范1安装位置围，进而建立污染物浓度分布图；
（2）通过现场水文地质勘察，绘 出地下水流场，了解地下水大体流向；
（3）根据地下水动力学，探讨污染物的迁移扩散方式和范围，在污染物可能扩散圈的前端划定 PRB的安装位置；
（4）在初定位置的可能范围进行地面调查。
对于比较深的承压层，采用灌注处理式PRB比较合适;而对于浅层潜 水，可采用的PRB形式多种多样。
此外，还应考虑反应材料的经济
2 结构 成本问题，若用高成本的反应材料时，可采用材料消耗较少的漏斗- 导水门式结构；若使用便宜的反应原料，宜选用连续式渗透反应墙。
3 规模
PRB的底端嵌入不透水层至少0.60m，PRB的顶端需高于地下水最 12 高水位；PRB的宽度主要由污染物羽流的尺寸决定，一般是污染物羽流宽度的1.2~1.5倍，漏斗一导水门式结构同时取决于隔水漏斗与导水门的比率及导水门的数量。
考虑到工程成本因素，当污染物羽 流分布过大时，可采用漏斗一导水门式结构的并联方式，设计若干个 导水门，以节省经济成本和减少对地下水流场的干扰。
水力停留
污染物羽流在反应墙的停留时间主要由污染物的半衰期和流入反应墙
4 时间时的初始浓度决定。
污染物的半衰期由室内柱式试验确定。
（1）根据长期的地下水水文资料，确定地下水流向随季节变化的规
5 走向律；
（2）建立考虑时间的地下水动力学模型，根据近乎垂直原理， 确定反应墙的走向。
一般来说，反应墙的渗透系数宜为含水层渗透系数的2倍以上，对于6渗透系数 漏斗一导水门结构甚至是10倍以上。
反应介质的选择主要考虑稳定性、环境友好性、水力性能、反应速 率、经济性和粒度均匀性等因素。
PRB处理污染地下水使用的反应活性材料 材料，最常见的是零价铁，其它还有生物炭、活性炭、沸石、石灰7的选择及 石、离子交换树脂、铁的氧化物和氢氧化物、磷酸盐以及有机材料其配比 （城市堆肥物料、木屑）等。
其中，零价铁耦合生物炭填料具有强化 脱氮、磷，去除重金属及有机物作用。
5.2.4原位空气注入强化生物修复技术1技术原理将新鲜空气注入含水层中，污染物在气液间存在浓度差，会通过挥发作用 进入气相，然后由于浮力的作用，空气携带污染物逐步上升，到达非饱和区域后，通过抽提井将污染气体收集，从而达到去除挥发性有机污染物的目的。
同时，注入的空气还能为饱和土壤和地下水中的好氧生物提供足够的氧气，有利于污染物的有氧生物降解。
2技术特点技术设备安装简单，易于操作，对环境破坏小，修复效率高，时间短，花费相对较低，并且不需要对地下水进行储存，回灌等处理。
尽管如此，该技术受地层介质条件的限制较大，在细砂、粉砂等渗透性较低的介质中，气流形成的孔道极其有限，这使得气流难以和地下水中的污染物充分接触，大大限制了该技术的去除效果。
此外，介质的非均质性也对气流分布影响极大，造成低渗 13 透区域的修复效果不理想。
3适用范围 常和土壤修复联合使用，适用于可生物降解的挥发性/半挥发性有机污染物、 石油烃类物质、可生物降解的部分农药类物质等。
不适合于重金属、难降解有 机物污染土壤的修复，不宜用于粘土等渗透系数较小的土壤。
4
关键技术参数或指标 指标类型 表5.6原位空气注入强化生物修复技术关键参数与指标 技术指标 适用范围 气体渗透率含水率 pH 渗透率一般应该大于0.1达西一般认为含水率达到15~20%时，生物修复的效果最好大多数微生物生存的pH范围为5~
9，通常酸碱中性条件 下微生物对污染物降解效果较好 土壤理化性质 温度营养物的含量氧气/电子受体 大多数生物修复是在中温条件（20~40℃）下进行的，最大不超过40℃ 一般认为，利用微生物进行修复时，C：N：P的比例应维持在100：5~10：
1，以满足好氧微生物的生长繁殖以及污染物的降解，并为缓慢释放形式时，效果最佳。
一般 添加的N源为NH4+，P源为PO43除了用空气提供氧气外，还可采用H2O2、Fe3+、NO3-或纯 氧作为电子受体 可生物降解性 生物降解性与污染物的分子结构有关，通常结构越简单，分子量越小的组分越容易被降解 污染物浓度水平应适中。
污染物浓度过高会对微生物产生 污染物特 毒害作用，降低微生物的活性，影响处理效果；污染物浓 性 浓度 度过低，会降低污染物和微生物相互作用的几率，也会影 响微生物的降解率 挥发性 一般来说挥发性强的污染物通过通风处理易脱离 5.3
土壤污染单项修复技术5.3.1植物-微生物联合修复技术 1技术原理植物-微生物联合修复技术充分发挥两者的优势对污染土壤进行修复，微生 14 物促进植物富集重金属，加速修复过程，缩短治理周期。
植物根系可为土壤微生物提供大量的营养物质，是根系微生态系统中物质迁移和能量交换的重要组成部分，重金属在植物根系部分超吸收，进入到茎叶超富集，在移除植株时根除；土壤中的微生物能改善根际土壤理化性质、降低污染物的生物有效性，促进植物的生长发育。
2技术特点在污染物浓度较低时也有较高的积累速率，尤其在接近土壤重金属背景值时，植株仍能保持较高的吸收速率；超累积植物地上部能够较普通作物积累10~100倍以上的重金属；能同时积累多种金属；生长快，生物量大；抗逆性强，具有抗虫、病能力；成本低、对土壤环境破坏小、无二次污染、可大面积应用，根系发达，固氮松土，增加土壤养分。
3适用范围 可适用于大部分河网地区村镇社区的有机物、重金属污染场地。
闲置地块、 具有原位修复条件的地块，且污染物浓度不超过国家规定值的2倍且污染物较 稳定的污染土壤，应当采用植物-微生物联合修复技术进行处理。
如污染物不稳 定，宜采用稳定化技术进行先期处理后再采用植物-微生物联合修复技术进行处 理。
如利用苎麻、蜈蚣草、香根草修复砷、镉、铅、镍、铜、锌、钴、锰、铬、 汞等重金属污染土壤；利用短杆菌属
YZ-1菌处理砷污染土壤，对As(Ⅲ)耐受能 力为1000mg/L；利用PannonibacterphragmitetusZ1菌株对多重金属复合污染 中Pb、Mn、Zn的耐受能力分别为2070mg/L、1980mg/L、1050mg/L。
4关键技术参数或指标 指标类型 表5.7植物-微生物联合修复技术关键参数或指标 技术指标 适用范围 土壤理化性质 气体渗透率含水率pH 温度营养物 渗透率一般应该大于0.1达西。
一般认为含水率达到15~20%时，生物修复的效果最好。
植物和微生物生长的最佳pH为7.0左右，通常保持中性 条件下其生长状况和对污染物的处理效果较好。
最适宜温度都在常温条件（25~35℃），最大不超过 40℃。
应当有适宜浓度的碳源、氮源和无机盐等营养物质，在修 15 污染物特性 浓度污染物类型 复处理前进行测试，对于缺乏的营养物质应当进行补充。
污染物浓度过高会对植物和微生物产生毒害作用，影响其生长。
在进行处理前，有条件的应当进行浓度实验；缺乏 条件的情况下，污染物浓度不宜超过国家标准的2倍。
污染物应当较为稳定，易反应、易降解的游离性污染物应当先行通过稳定化处理后再进行植物-微生物联合修复。
5.3.2土壤淋洗技术 1技术原理 土壤淋洗技术包括柱淋洗和堆积淋洗。
主要采用物理分离或增效洗脱等手 段，通过添加化学淋洗剂和经筛选的生物菌剂与土壤中重金属结合，通过化学 反应和生物菌剂的解吸、螯合、溶解或固定等作用，促进重金属污染物从土壤 中溶解、迁移、分离出来，并有效地减少污染土壤的处理量，实现减量化，达 到修复污染土壤的目的。
2
技术特点 土壤淋洗是一种异位修复方法，以柱淋洗为主，淋洗液既能提取各种形态 的重金属，又能够在最大程度上保留土壤中的营养成分。
3适用范围 难以进行原位修复的村镇社区地块，以及面积小污染重，且土壤水力传导 系数大于10cm/s的多空隙、易渗透的土壤（如沙土、砂砾土壤），应采用土壤 淋洗技术进行处理。
可适用于处理重金属及半挥发性有机污染物、难挥发性有 机污染物，不宜用于土壤细粒(粘/粉粒)含量高于25%的土壤，如利用产黄青霉 菌浸出修复多重金属（Cd、Zn、Pb、Cr、Cu等）污染土壤，土壤中的重金属 既可以离子形态被浸出，又可发生形态转化得以去除。
4关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.8土壤淋洗技术关键参数与指标 适用范围 适用于质地松散、渗透率高的土壤、沙砾等，对于黏土需要进行干燥
1 土质 打散、掺混等预处理，且处理时间更长，应当慎用。
2处理规模适用于污染重、面积小的土壤治理。
污染土方量越大、工期越短，则 16 需要的设备规模越大，初投资越大。
针对污染较重、处理量较小的情 况下宜采用柱淋洗技术，处理量较大的情况则可采用堆积淋洗技术。
一般情况下，温度范围应当在
20~35℃，最高温度不宜超过40℃，
3 温度在堆积淋洗的过程中应当对堆积土壤的温度进行测定，确保堆积核心 温度在适宜温度范围内。
对于柱淋洗技术，如添加的菌种所进行的生物活动是厌氧过程，则应 当对淋洗柱进行密集填充，空隙率≤0.4；如添加的菌种所进行的生 物活动是好氧过程，则应当适当提高淋洗柱的空隙率≥0.5，必要时 可对淋洗液进行曝气处理。
对于堆积淋洗技术，如添加的菌种所进行
4 透气 的生物活动是厌氧过程，则应当进行密集堆积，但堆积过密会造成内 部温度过高，可适当降低淋洗液温度，空隙率控制在
0.2~0.45较为适宜；如添加的菌种所进行的生物活动是好氧过程，则应当采用松散堆 积，空隙率宜≥0.55。
通常情况下，微生物进行生物过程的最佳pH在7.0左右，而化学反 应的pH则应当结合具体工况。
当化学反应和生物过程的pH相差过
5 pH 大时，应当进行分级处理，避免相互抑制，微生物淋洗宜置于最后
一 级，以减小二次污染、缩短处理工序、节省处理成本。
5.3.3稳定化技术1技术原理针对浅层地下水或难降解污染物，通过一定的机械力在原位向污染介质中 添加固化剂/稳定化剂，在充分混合的基础上，使其与污染介质、污染物发生物理、化学作用，改变重金属理化性质，降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性，将污染土壤固封为结构完整的具有低渗透系数的固化体，或将污染物转化成化学性质不活泼形态，降低污染物在环境中的迁移和扩散。
2技术特点该技术既可原位修复，也可异位修复；所形成的结合体毒性降低，稳定性增强，处理后的污染土壤有利于后续处理；可以处理多种重金属和部分有机污染物。
3适用范围可适用于绝大多数河网地区村镇社区的水土污染。
尤其是针对游离能力强、 17 易扩散、不稳定的污染物，应当采用稳定化技术进行先期处理。
可适用于处理 金属类、腐蚀性无机物以及砷化合物等无机物，如利用铁负载生物炭材料对砷、 镉重金属的综合去除率在
52%以上；利用掺铁羟基磷灰石材料对Cd污染土壤 中Cd最大去除量达339.3mg/g，去除率达67.9%。
4关键技术参数或指标 序号技术指标 表5.9稳定化技术关键参数或指标 适用范围 如需对稳定化/固化后的材料进行回收，则材料粒径应当＞1mm，便1材料粒径 于后期进行过滤回收处理。
对于易扩散的污染物，应当考虑防止污染扩散。
如进行异位修复，开 防止污染挖深度应当大于渗透深度，必要时应当进行取样检测；如进行原位修
2 扩散复，应当对土壤进行深耕，确保材料覆盖范围大于整个处理周期所能 达到的最大扩散深度 当采用的材料为改性活性炭、改性沸石等含有化学官能团的改性材料 土壤理化
3 时，应当考虑土壤
pH、土壤所含离子等土壤理化环境对化学官能团 环境 的影响。
6河网地区村镇社区水土污染一体化修复技术6.1水土污染一体化修复技术集成框架 6.1.1技术框架根据现场条件，开展现场踏勘、技术框架设计和监测点布置等工作，具体工程实施方案及示意图如下：河道中实施：设置生态浮岛；种植沉水植物；沿岸种植挺水植物。
河道驳岸：沿岸设置生态驳岸，包括铺设碎石、环境功能材料，种植植物等。
岸上实施：河道两侧根据修复区具体情况，设置地下水水质监测井。
图6.1所示为河道底泥污染造成的地表水和地下水污染场地，针对该污染区的一体化修复技术框架模式包括：工程实施侧对岸的地下水监测井1处（1#井），工程实施侧的2处地下井；示范段右侧河道沿岸设置1处渗透性反应墙；在示范段设置1台潜水泵，通过管道将河道水体输送至处理站处理后通过淋滤设备及地下 18 井（3#井）注入土壤，同时将另一处地下井（2#井）的地下水通过潜水泵输送至生态驳岸进行净化。
图6.1示范段工程实施示意图6.1.2监测分析与效果评价一体化修复框架模式中，地表水监测点布置须覆盖工程实施的“上游、中游和下游”点位，土壤和地下水监测点布置应按照工程实施区域“前、中、后”一线和地下水“补给、径流、排泄”一线的交叉布置法进行布置，保证水土污染修复监测网的完整、有效（如图6.2所示）：1监测点布置（地表水、地下水、土壤）土壤采样：钻孔土样+丰平枯水期表层土样地下水采样：月度采样+自动监测（地下水水位、电导率、温度）地表水采样：月度采样+流量监测+大气降雨量监测 图6.2河流-地下水交互带水土一体化修复监测点布置图 19 2分析指标分析指标须包含并不限于以下内容：土壤：钻孔土样全分析，每季度土样pH和特征污染物分析地下水：抽水试验（渗透系数K）、入渗试验（入渗系数）、特征污染物浓度、pH等；地表水：pH、特征污染物浓度、流量、大气降雨量；3可行性分析及预测根据监测数据建立交互带溶质迁移模型，模拟预测不同工况条件下水土污染修复情况。
20 6.2水土污染一体化修复技术一体化修复技术的筛选需要考虑多种因素，鉴于污染场地的情况不尽相同，因此只对各项技术进行定性或定量评价，为相关人员 在具体操作上提供参考。
在修复技术的选择上需要确保污染场地的修复效果满足土地利用方式的要求，在适用性、经济性和可操作性 等条件下，选择可以降低污染物毒性、迁移性和含量的较为成熟的修复技术，避免二次污染。
6.2.1
地表水修复技术比选 序 技术 号 名称 适用性 适用微1人工增氧藻、有机 物 适用重金2生态补水属及有机 污染物 适用氮、 磷、重金
3 底泥疏浚属及有机 物 化学絮凝适用磷、
4 技术重金属等 成熟度 成熟，国内外均有较多工程案例 成熟，国内外均有较多工程案例 成熟，国内外均有较多工程案例 成熟，已成功应用 表6.1地表水修复技术比选表 应用参考因素 可操作性 时间周期 二次污染 费用成本 好，已掌 握相关技 对环境影响较 短 高 术原理及 小 参数 好，已掌 握相关技 影响下游水质 短 高 术原理及 和负荷 参数 好，已掌 握相关技 处理不当易引 短 高 术原理及 起二次污染 参数 好，已掌 握相关技 处理不当易引 短 高 术原理及 起二次污染 参数 公众认
可度高 中等 高 中等 应用优势/局限 适用性广、设备简单、见效快/成本高 见效快、技术可靠/适用范围窄、没有从根本上解决污染 技术可靠/需与生态重建有机结合才能达到良好的效果 见效快、技术可靠/工程量大，成本高 21 应用参考因素 序 技术 时间 费用成公众认 号 名称 适用性 成熟度 可操作性 二次污染 周期 本 可度 应用优势/局限 好，掌握 若含有害微生 适用氮、成熟，国内 微生物强 相关原理 物，会破坏水
5 磷、重金外均有较多 较长 化技术 和技术参 体原生生态系 高 属等 工程案例 数 统 中等工程量小/受限于微生物适应性和水体特点，效果不
一 利用植被 的天然净 好，已掌 需要 投资较少、无二次污染、具有统一和调 6生态塘处化能力处技术成熟/国握相关技时间无二次污染 较低 高 和微生物及水生植物的功能，修复效果 理技术理污水，内应用较多术原理及 较长 好 实现水体 参数 净化 位置选择不当 好，已掌 或处理能力不 人工湿地适用氮、技术成熟/国握相关技 满足实际需求
7 磷、重金内有应用较 处理技术 术原理及 长期 时，会污染周 低 属等 多 参数 围土壤和地下 投资和运行成本低、处理效果稳定可靠/ 高 受气候条件影响较大、净化能力受作物 生长程度的影响大 水 6.2.2
地下水修复技术比选 序技术号名称 PRB可渗1透反应墙 技术 适用性 碳氢化合物、氯代脂肪烃、氯代芳香 烃、金属、非金属、硝酸盐、硫酸 成熟度 成熟，国内外有较多 案例 表6.2地下水修复技术比选表 应用参考因素 时间周处理效 费用 可操作性 二次污染 期 率 成本 好，掌握 相关原理长，数70%~9对环境影高 和技术参年 0% 响较小 数 公众认可度 中高 应用优势/局限 可处理污染范围广/不适用于承压含水层，不宜用于含水层深度超过10m的非承压含水层，对反应墙中沉淀和反应介 质的更换、维护、监测要求较高。
22 序技术号名称 适用性 成熟度 盐、放射性物质等适用BTEX、石油较成烃、多环芳烃、 熟，国2监测自然MTBE、氯代烃、内无完 衰减技术硝基芳香烃、重金整案 属、非金属类、含例。
氧阴离子等。
成熟， 适用于污染地下 抽出处理 国内外 3修复技术水，可处理多种污有较多 染物。
案例 原位氧化/4还原技术 适用有机污染物 原位微生适用于含水层和孔 5物修复技隙中的污染物术 成熟，国内外有较多 案例成熟，国内外有较多 案例 应用参考因素时间周 可操作性期 处理效率 中，技术参数需要 调整 长，数年以上 40~70% 好，已掌 握相关技较长70%~
9 术原理及 0% 参数 好，已掌握相关技术原理及 参数 较长， 6~24个月 70%~90% 较长， 中 6~2430%~
7 个月0% 二次污染 对环境影响较小 对环境影响较小 对环境影响较小 对环境影响较小 费用成本中等 中等中高中低 公众认可度中等 中高高中高 应用优势/局限 可处理污染物种类多/只有在证明具备适当环境条件时才能使用，不适用于对修复时间要求较短的情况，对自然衰减过 程中的长期监测、管理要求高。
适用污染范围大、埋藏深的污染场地具有优势，初期的污染物去除率较高，设备简单易安装/不宜用于吸附能力较强的污染物，以及渗透性较差或存在非水相 液体的含水层反应速度快，节约修复时间；二次污染可控；可与本地块污染土壤一同进行原位氧化/对于高污染土壤达标困难、需要 关注氧化产物毒性耗时少，费用低，处理的区域范围大/微生物需要先驯化，微生物活性可能被抑制，注入井可能被堵塞，不适用渗透性差的含水层，需要持续的监控和维护。
23 6.2.3土壤修复技术比选 表6.3地下水修复技术比选表 应用参考因素 序 技术 时间 处理 号 名称 适用性 成熟度 可操作性 周期 效率 二次污染 费用成本 成熟，国 短， 污染不能彻底 固化/稳定适用重金内外均有中，技术参如6-
1 化 属污染较多工程数需要调整12个 案例 月 去除，需对土＞90%壤和地下水进中等 行长期监测 成熟，国 短， 适用重金 好，已掌握
2 内外均有 土壤淋洗属及有机 相关技术原 如6- ＞90% 对环境影响较 较大 较多工程 污染物 理及参数 12个 小 案例 月 成熟，国 好，已掌握短， 3化学氧化/适用有机内外均有相关技术原约2个70%~90%对环境影响较中等 还原 污染物较多工程 小 理及参数 月 案例 好，已掌握短， 常温热解适用挥发成熟，已 对环境影响较
4 吸 性有机物成功应用相关技术原如1-3＞90% 小 较低 理及参数个月 成熟，国 较 烟气排放直接 好，掌握相
5 热脱附适用有机内外均有关原理和技短，1-＞90% 影响周围环 中高 污染物较多工程 术参数3年不 境，需要长期 案例 等 进行大气监测 适用重金技术成熟/中，技术参需要 焚烧过程可能 6水泥窑 属 国内应用 时间 数需要调整 ＞90% 产生有害气体 中等 较多 较长 公众认可度中等 中等 高好中等 中等 应用优势/局限 适用性较强；原位异位均可使用/不能清除土壤中污染重 金属，容易再度活化 适用范围广、见效快、处理容量大/对粘土和粉土中的污染物比较难于完全清洗出来 较广谱、实施过程简单易行/对于高污染土壤达标困难、 需要关注氧化产物毒性 操作简单，成本较低/只适用于挥发性有机物 广谱、去除效率高/系统复杂、需要严控二次污染、脱 附后土壤基本失去肥力 适用于不宜挥发的重金属污染土壤的固化，同时在高温下可以将含氯有机化合物分解/影响水泥品质、需要水泥 24 应用参考因素 序 技术 时间 处理 号 名称 适用性 成熟度 可操作性 周期 效率 二次污染 费用成公众认 本 可度 应用优势/局限 厂具备共处置条件 适用挥发技术成熟/好，已掌握 对环境影响较
7 气相抽提 国内有应相关技术原长期 性有机物 ＞90% 大 低 用较多 理及参数 高 成本低/受土壤性质影响较 大、后期拖尾造成效率下降 适用挥发技术成熟/ 较 国外应用
8 原位生物 性和半挥较多，国 中，技术参 短，6- ＞90% 对环境影响较 中低 通风发性有机内中试阶数需要调整24个大 物 月 段 非饱和带污染土壤有机污染/中高不适用黏质土和泥炭土，重 金属和难挥发污染物 短， 非常不成差，技术参 可能产生有害
9 电动力学不适用 熟，处于数需要较大如6- ＞90% 副产物（氯 中等 修复 实验阶段 改进 12个 气、丙酮等） 月 不破坏土壤结构、不需引入新的物质、原位异位均可使中等用/技术不够成熟、受土壤理 化性质影响较大 短， 适用重金技术不成中，技术参 对环境影响较 10玻璃化 属 熟 数需要调整如1-3＞90% 小 高 个月 对放射性重金属有很好的治中高 理效果/费用较高 不成熟， 适用挥发 短， 国外有案差，技术参 11 性和半挥原位加热 例，国内 数需要较大 如6- ＞90% 可能存在安全 较高 发性有机处于实验 改进 12个 隐患 物 月 阶段 工期短、可同时处理多种污染物、对低渗透污染区及非均质污染区域具有较强的适中等用性/成本较高、安全隐患等一系列缺点而限制其大规模 的使用 不完全适技术成熟/中，技术参 对环境影响较 12植物修复 用 国内外有数需要调整较长40%~70% 小 高 应用 修复过程简单，对环境影响中等小，不破换植物生长所需的 土壤环境/周期长、去除率低 13 微生物修不完全适技术成熟/中，技术参 较长 对环境影响较40%~90% 较低 好 不破坏植物生长所需要的土 复 用 国内外有数需要调整 小 壤环境，污染物降解完全， 25 应用参考因素 序 技术 时间 处理 号 名称 适用性 成熟度 可操作性 周期 效率 二次污染 费用成
公众认 本 可度 应用优势/局限 应用 操作简便/受各种环境因素的 影响较大，修复周期较长， 污染物浓度太高不适用 较 好，已掌握 14 适用于中阻隔填埋 成熟，国 相关技术原短，1-70%~90%对环境影响较 低 中等 应用范围广/不能清除土 轻度污染内有应用理及参数3年不 小 壤中污染物 等 26 6.3技术应用中的注意事项
（1）在应用一体化修复技术过程中，现场施工人员应采取适当的防护措施， 必要时穿戴防护面具和防护服。
对进出污染场地的人员和车辆需要进行严格管理，防止污染土壤被带出场外，避免污染物的扩散。
（2）污染场地中挖掘出的污染土壤和抽取出的地下水需转移到场外处理的，其挖掘、运输、储存和处置应符合国家、场地所在地和处理场所所在地的环境保护法律法规要求。
（3）在污染现场采用原位或异位处理技术时，需采取措施避免挖掘及修复过程中扬尘和挥发性物质的无组织排放，妥善处理挖掘及修复过程中产生的废渣和废水，并应尽量减少噪声污染。
（4）对修复设施进行定期维护并更换相关修复材料，防止填充材料失效影响修复效果，导致污染扩散。
被替换的材料应进行集中处置，严禁乱堆乱放。
（5）对于污染物富集的植物、修复材料、水溶液或土壤，应进行回收处理和统一管理。
（6）在前期进行小试实验和中试试验时，应充分调查需处理污染场地的特征，因地制宜地选择试验参数和工艺组合。
在场地修复过程中，需要定期监测修复技术的处理效果，并检测是否有毒性更大的污染物产生，在充分论证的条件下合理调整方案。
27 附录A水土污染一体化修复技术原理及特点1污染物迁移转化的基本途径 污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程称为污染物的迁移；而污染物的转化是指污染物在环境中通过物理、化学和生物的作用改变存在形态或转变为另一类物质的过程。
污染物的迁移和转化常常相伴进行。
污染物由污染源进入其它圈层或在某个圈层中迁移转化所经历的途径和过程称之为污染物迁移转化途径。
在自然界中由于污染源的种类是非常繁多的，图A.1简略地显示了污染物在环境各圈层中的迁移情况。
工业产生的废渣、废水、废气；农业活动的农药、化肥等；人类生活产生的固体垃圾、污水、废气等等，这些污染物蒸发进入大气圈，通过扩散和被气流搬运而迁移，并通过光化学氧化或催化氧化反应而转化。
也可通过溶解态进入水圈随水流动或通过吸附于悬浮物而传输，同时污染物可通过氧化还原、络合水解和生物降解等作用发生转化。
生物通过吸收、分布、转化以及吞食等方式使污染物在其体内或生物圈中进行迁移转化。
图A.1污染物在环境中的迁移路径2污染物在河流-地下水系统中运移的影响因素 水力梯度和浓度梯度是污染物运移的驱动力。
在河流—地下水系统中影响污染物运移的因素主要有自然因素和人为因素。
自然因素包括地形、水文地质因素、气候等三方面，影响着污染物在河流与地下水系统中的运移方向和强度。
人为因素是通过人类活动影响污染物的来源、运移方向和强度。
28
（1）地形因素地形因素控制着河流与地下水的转化关系，从而影响着污染物的主运移方向。
天然情况下，河流上游河谷深切呈“V”字形，河流排泄地下水，污染物的主运移方向由地下水向河流；河流的中上游含水层厚度较大，河流非完整切割含水层，一般河流补给地下水或随丰枯水期河流与地下水关系处于交替变化之中，污染物的主运移方向也随水流方向而改变；下游地区地形平坦，河谷开阔，除地上悬河外，一般是地下水补给河流，污染物的主运移方向也由地下水向河流。
（2）水文地质因素包括河水与地下水水位、含水层介质和结构、河床形态及沉积层透水性等。
河水位与地下水位之差使地下水流并非按区域均匀分布，水流量随距离呈指数式或非线性下降。
含水介质的岩性、各向异性也影响着水流的分布及流量。
河床的形态及非均质性影响着河流渗漏模式及渗漏量。
这些因素影响着水流强度也就同时影响着污染物的运移强度。
（3）气候因素河流基流量就是地下水的主要排泄；而当降水较多时，由河水排泄地下水转变为河水补给地下水。
在洪水季节，河水向河岸渗漏补给含水层，河水渗漏量的大小取决于洪水持续时间、地形以及河床的渗透能力。
河流随气候的变化同样也影响着水质的运移方向和强度。
在枯水季节，不仅河流量减少了，河水对污染物的稀释和净化功能也降低了，随着地下水开采量的增加，污染物不断地向远处扩散。
（4）人为因素人类生产生活活动包括引水筑渠、傍河取水、废水排放、农业灌溉等，不仅改变了地下水流场，消弱了河流与地下水的连通性，改变了水量交换过程，而且也造成了水质污染。
河流与地下水的流场是一个复杂系统，影响污染物在该系统中运移的因素很多，各因素之间又相互影响。
本次研究选取了影响污染物在河流—地下水系统中运移的主要因素：含水层介质、结构、河床形态、河水位、开采水位。
29 3污染物在河流-地下水系统中的行为特征污染物在河流—地下水系统（包气带和含水层）迁移过程中，将与周围的 环境介质发生各种复杂的物理和化学、生物作用，产生不同的环境效应。
物理作用主要包括机械过滤及稀释作用，它们主要产生净化效应。
化学作用主要包括吸附、挥发、水解、光解、溶解、沉淀、络合、多组分溶质的反应等。
生物作用主要包括微生物降解。
（1）物理作用机械过滤作用:包气带土壤被称为天然的物理、化学和生物“过滤器”，污染物往往在包气带及含水层中被过滤。
机械过滤作用主要是取决于介质的性质和污染颗粒的大小。
在松散地层里，颗粒越细，过滤效果越好；在坚硬岩石裂隙地层里，其过滤效果一般不如松散地层好，裂隙越大，过滤效果越差。
过滤可以去除水体中的部分悬浮物，其次是细菌。
此外，一些组分的沉积物以及有机物、粘土絮凝剂也可被去除。
稀释作用:水中的污染物在水及自身力的作用下迅速扩散，并随着分布范围的扩大，浓度相应降低，但其化学组成和化学性质不变，因此，并不意味着污染物的去除。
稀释作用包括对流和弥散作用。
对流决定了污染物的运动方向和速率，弥散使污染物产生转移，而实际上对流与弥散总是联系在一起的，不可分割的，只是为了研究方便起见，才把他们区分开来。
对流是指污染质点在含水层中以地下水平均实际流速传播的现象，水动力弥散是指在多孔介质中，当存在两种或两种以上可溶混的流体时，在流体运动作用下发生过渡带，并使浓度趋于平均化，这种现象称为多孔介质中的水动力弥散现象。
实际上，污染物在含水层中运移时，一般都会发生弥散现象。
水动力弥散过程主要是分子扩散与机械弥散相结合的结果。
分子扩散:主要是物理化学作用的结果，它是浓度不均一引起的物质运动现象，浓度梯度使高浓度处的物质向低浓度处运移，以求浓度趋于均匀。
分子扩散不仅在静止液体中存在，而且在运动状态下同样存在，既有沿运动方向的纵向扩散，也有垂直运动方向的横向扩散。
在多孔介质中，扩散作用进行的很慢。
如果浓度梯度不是很大，这种弥散将是非常的缓慢。
因此，如果迁移的距离不大或者要求预报的时间较小，则在计算预报污染物的分布时，可以不考虑分子 30 扩散。
机械弥散:当污染物质点在孔隙介质中运动时，由于流体粘滞性和固体颗粒 的存在，使得流场中各点运动速度的大小和方向都不相同。
结果溶质的运移超出了用平均流速所预计的范围。
机械弥散是一个不可逆的过程，为了运算方便，在数学上可以用类似于Fick定律的数学表达式来描述它。
（2）化学作用吸附作用：吸附是固体表面反应的一种普遍现象。
由于胶体颗粒表面的电荷不均衡性而使其带1负电荷或正电荷，从而具有吸附溶液中阳离子或阴离子的能力。
污染物在含水层中运移时，由于介质的吸附，使某些污染物数量减少，因此吸附对于污染物的迁移起到了重要的控制作用。
这方面的作用主要有以下几种：物理吸附作用：在孔隙介质中由于岩石颗粒具有表面能，可吸附阳离子，还会发生阳离子交换作用，使水中某些离子减少，而另一些离子增加。
这种依靠静电引力使液态中的离子吸附在固态表面上的键联力比较弱，在一定条件下，固态表面所吸附的离子可被液态中的另一种离子所替换，是一种可逆反应。
化学吸附作用：依靠化学键结合的，被介质吸附的离子进入胶体的结晶格架中，成为介质结晶格架的组成部分，它不可能再返回溶液中，从而使水中这些离子浓度减小，反应是不可逆的。
生物吸附作用：微生物在地下水中的运移，一方面取决于微生物在地下水中生存时间的长短，另一方面与岩石颗粒对其吸附性有关。
由于岩石颗粒的表面能和静电力可以吸附大量的微生物，因此生物在地下水中运移过程浓度迅速降低，其迁移的距离一般不超过数百米。
吸附剂吸附能力可用吸附量表示。
吸附量是指在一定的条件下吸附达到平衡后，单位质量吸附剂所吸附的吸附质的物质的量在一定的温度条件下，测定的吸附量与吸附物平衡浓度的关系曲线，称为吸附等温线，相应的数学方程式称为吸附等温式。
挥发作用：挥发是有机污染物从水中转移到土壤或大气中的一种常见过程，是有机污染物在土壤、水、大气环境要素各圈层间跨介质循环的主要环节之
一。
污染物从含水层中向大气挥发的速率会受到多种因素的影响，主要包括三方面： 31 含水层性质：介质类型、含水层结构、含水量、孔隙度、有机质的含量等；污染物的性质：化学结构、浓度、污染物的蒸汽压、水溶解度、辛醇—水分配系数等；环境条件：温度、pH值、空气湿度等。
（3）水解作用水解作用是有机污染物和水之间最重要的反应，也是许多有机污染物在水环境中消失的重要途径。
有机污染物的水解速率与污染物的性质和环境的pH值关系最为密切。
（4）生物作用生物作用主要指的是微生物的降解。
生物降解是指有机污染物在微生物的作用下，从大分子分解成为小分子，从有毒转变为无毒，最后变为CO2、H2O、CH4等的过程，它是引起有机污染物分解的最主要的环境过程之
一。
水环境中有机物的生物降解依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物。
有机物的生物降解会导致污染物在含水层中的浓度不断降低。
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