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污染场地地下水的原位化学氧化修复技术-(美)R.L.西格里斯特,(美)M.克里米,(美)T.J.辛普金编廖晓勇等译

污染场地地下水的原位化学氧化修复技术-(美)R.L.西格里斯特,(美)M.克里米,(美)T.J.辛普金编廖晓勇等译

  • 作 者: (美)R.L.西格里斯特,(美)M.克里米,(美)T.J.辛普金 编 廖晓勇 等 译
  • 出版社: 电子工业出版社
  • 出版时间:2022-10-01
  • 开 本:16开
  • 页 数:344
  • 印刷时间:2022-10-01
  • 字 数:922000
  • 装 帧:平装
  • 语  种:中文
  • 版 次:1
  • 印 次:1
  • I S B N:9787121329524
  • 目录

    第1章原位化学氧化:技术描述和现状1

    1.1污染场地和原位修复2

    1.1.1引言2

    1.1.2污染场地刻画2

    1.1.3场地修复方法4

    1.1.4本书结构6

    1.2ISCO修复技术7

    1.3ISCO的发展10

    1.3.1研究和发展10

    1.3.2场地应用13

    1.4系统选择、设计和实施14

    1.5项目实施和成本17

    1.6总结18

    参考文献20

    第2章过氧化氢原位化学氧化的基础29

    2.1简介30

    2.2化学原理31

    2.2.1物理化学特性31

    2.2.2氧化反应31

    2.2.3过氧化氢的催化35

    2.2.4过氧化氢催化反应动力学41

    2.2.5影响氧化剂效率和有效性的因素46

    2.3地下的氧化剂交互反应52

    2.3.1氧化剂持久性对氧化剂传输的影响53

    2.3.2对金属移动性的影响55

    2.4污染物可处理性56

    2.4.1卤代脂肪族化合物56

    2.4.2氯代芳香族化合物60

    2.4.3碳氢化合物燃料63

    2.4.4多环芳烃65

    2.4.5烈性、硝基和氨基有机化合物66

    2.4.6农药66

    2.4.7吸附性或非水相液体污染物67

    2.5总结69

    参考文献70

    第3章高锰酸盐原位化学氧化的基础79

    3.1前言80

    3.2化学原理80

    3.2.1物理和化学性质81

    3.2.2氧化反应82

    3.2.3反应机制和途径83

    3.2.4高锰酸盐反应动力学84

    3.2.5二氧化锰的生成87

    3.2.6二氧化碳气体的产生91

    3.2.7天然有机质的氧化91

    3.3地下环境中氧化剂的交互作用92

    3.3.1天然氧化剂需要量92

    3.3.2高锰酸盐对地下传输过程的影响99

    3.4污染物可处理性111

    3.4.1氯乙烯111

    3.4.2氯乙烷和氯甲烷114

    3.4.3BTEX、MTBE和饱和脂肪族化合物115

    3.4.4苯酚116

    3.4.5多环芳烃116

    3.4.6爆炸物及相关的化合物119

    3.4.7农药120

    3.5总结120

    参考文献121

    第4章过硫酸盐原位化学氧化的基础129

    4.1引言131

    4.2化学原理131

    4.2.1物理化学特性131

    4.2.2氧化反应132

    4.2.3过硫酸盐的活化和传播反应135

    4.2.4过硫酸盐反应动力学142

    4.2.5影响氧化效率和有效性的因素145

    4.3过硫酸盐在地下的交互作用149

    4.3.1对地下传输过程的影响149

    4.3.2对金属移动性的影响153

    4.4污染物的可处理性153

    4.4.1卤代脂肪族化合物154

    4.4.2氯代芳香族化合物157

    4.4.3碳氢燃料158

    4.4.4多环芳烃159

    4.4.5硝基芳香族化合物160

    4.4.6农药161

    4.5总结162

    参考文献162

    第5章臭氧原位化学氧化的基础169

    5.1简介170

    5.2化学原理171

    5.2.1物理化学特性171

    5.2.2氧化反应172

    5.2.3臭氧反应动力学178

    5.3臭氧在地下的交互作用179

    5.3.1影响臭氧化学反应的交互作用179

    5.3.2影响臭氧传输的交互作用180

    5.3.3臭氧传输过程183

    5.3.4臭氧原位化学氧化建模186

    5.3.5臭氧对金属移动性的影响187

    5.4污染物的可处理性188

    5.4.1氯代脂肪族化合物189

    5.4.2氯代芳香族化合物190

    5.4.3燃料烃和总石油烃191

    5.4.4煤焦油、杂酚油和碳氢废物193

    5.4.5硝基芳香化合物和硝酸铵爆炸物195

    5.4.6农药196

    5.5总结196

    参考文献197

    第6章原位化学氧化相关的地下传输原理和模型205

    6.1简介206

    6.2源区架构206

    6.3污染物的传质过程208

    6.3.1NAPL的溶解208

    6.3.2污染物的吸附/解吸211

    6.4主要的试剂传输过程212

    6.4.1平流212

    6.4.2分散过程213

    6.4.3扩散过程214

    6.4.4密度驱动流215

    6.4.5吸附215

    6.4.6注气法215

    6.5影响水力条件的过程216

    6.5.1稳定组分引起的渗透减弱216

    6.5.2气体产物219

    6.6氧化剂/污染物的动力学反应公式219

    6.6.1高锰酸盐反应220

    6.6.2臭氧反应221

    6.6.3过氧化氢反应221

    6.6.4过硫酸盐反应221

    6.7非生产性反应的氧化剂用量222

    6.7.1高锰酸盐非生产性氧化剂需求223

    6.7.2臭氧非生产性氧化剂需求223

    6.7.3过氧化氢非生产性氧化剂需求223

    6.7.4过硫酸盐非生产性氧化剂需求224

    6.8已发表的ISCO模型研究224

    6.8.1臭氧模型224

    6.8.2高锰酸盐模型225

    6.9ISCO建模工具的实用性229

    6.9.1模型维度(一维、二维、三维)229

    6.9.2解析解229

    6.9.3ISCO的概念设计231

    6.9.4三维化学氧化反应运移234

    6.10总结240

    参考文献240

    第7章原位化学氧化与其他原位修复方法结合原理251

    7.1简介252

    7.2原位生物方法253

    7.2.1氧化剂对地球化学和生物过程的影响254

    7.2.2预氧化强化污染物的生物降解256

    7.2.3监测自然衰减260

    7.2.4强化原位生物修复技术(EISB)264

    7.3表面活性剂/助溶剂淋洗方法267

    7.3.1表面活性剂/助溶剂存在时的氧化作用267

    7.3.2助溶剂对氧化机制的影响268

    7.3.3表面活性剂和助溶剂与氧化剂的兼容性269

    7.3.4氧化反应产生的表面活性剂270

    7.4非生物还原方法270

    7.4.1零价铁270

    7.4.2其他原位化学还原技术271

    7.5空气喷射方法272

    7.6热修复方法272

    7.7联合方法的现场应用273

    7.8总结274

    参考文献274

    第8章原位化学氧化现场应用与性能评估281

    8.1简介282

    8.2以往案例研究综述282

    8.3ISCO案例研究数据库的发展历程283

    8.3.1关键数据库参数的定义283

    8.3.2案例研究数据库的开发建设289

    8.3.3潜在局限性290

    8.4ISCO案例研究数据库内容的概况291

    8.5影响原位化学氧化设计的条件分析295

    8.5.1处理的COCs295

    8.5.2水文地质条件296

    8.5.3氧化剂298

    8.6影响ISCO修复效果的场地因素分析300

    8.6.1修复性能标准300

    8.6.2设计条件和环境条件的性能经验和影响301

    8.7原位化学氧化的二次影响304

    8.8关键发现的总结304

    8.9总结306

    参考文献307

    第9章特定场地原位化学氧化工程的系统方法309

    9.1引言310

    9.2筛选ISCO适用性311

    9.2.1简介311

    9.2.2场地概念模型(CSM)所需的数据及ISCO的开发和筛选313

    9.2.3筛选特定场地ISCO污染物、场地条件和治理目标313

    9.2.4ISCO筛选的场地概念模型319

    9.2.5前ISCO修复的思考319

    9.2.6ISCO技术的详细筛选321

    9.2.7原位化学氧化方法耦合327

    9.2.8原位化学氧化方法的筛选结果329

    9.3原位化学氧化系统的概念设计330

    9.3.1简介330

    9.3.2目标修复区331

    9.3.3一级概念设计331

    9.3.4概念设计方案的可行性335

    9.3.5氧化剂和传递方法选择的排序336

    9.3.6二级概念设计337

    9.4ISCO系统的具体设计及规划341

    9.4.1引言341

    9.4.2初级设计阶段342

    9.4.3最终设计阶段344

    9.4.4计划阶段346

    9.5安装启用和性能监测349

    9.5.1简介349

    9.5.2实施监测阶段350

    9.5.3传输性能监测阶段352

    9.5.4修复性能监测阶段353

    9.6总结353

    参考文献354

    第10章场地特征描述和ISCO处理目标355

    10.1简介356

    10.2场地概念模型356

    10.2.1一般描述356

    10.2.2构建ISCO所需的场地概念模型358

    10.3场地特征描述的策略和方法359

    10.3.1介绍359

    10.3.2三维一体法概述359

    10.4场地特征描述的方法和技术361

    10.4.1场地特征和土地使用属性361

    10.4.2污染物的性质和范围362

    10.4.3水文地质条件368

    10.4.4地球化学条件369

    10.4.5归趋和传输过程370

    10.4.6场地特征描述数据的分析和可视化371

    10.5ISCO需要的场地特征数据373

    10.6ISCO处理的目标375

    10.7场地特征描述和ISCO376

    10.8总结380

    参考文献380

    第11章氧化剂传输方法和应急计划385

    11.1引言386

    11.2液态氧化剂的传输机制386

    11.2.1液态氧化剂注入过程中的平流386

    11.2.2液态氧化剂注入后的平流387

    11.2.3通过平流进入地下后氧化剂的扩散388

    11.3氧化剂传输方法388

    11.3.1直推探针法的液态氧化剂注入390

    11.3.2建井式液体注入393

    11.3.3建井式气体喷射395

    11.3.4液体的再循环395

    11.3.5利用沟或渠投加氧化剂396

    11.3.6氧化剂和土壤机械混合396

    11.3.7用于氧化剂投加的压裂技术397

    11.3.8地表应用或渗透廊方法398

    11.4氧化剂传输的一般考虑399

    11.4.1含水层非均质性399

    11.4.2污染物分布400

    11.4.3地下设施及其他优先通道401

    11.4.4污染物迁移401

    11.4.5氧化剂活化的需要402

    11.5氧化剂的地上处理和混合402

    11.6观察法和应急计划405

    11.6.1观察法405

    11.6.2应急计划406

    11.7总结407

    参考文献408

    第12章原位化学氧化性能监测411

    12.1引言412

    12.2一般考虑413

    12.2.1目标的建立413

    12.2.2地下ISCO交互作用的解释414

    12.2.3特定场地条件下的性能监测415

    12.3基线条件的监测417

    12.3.1目的和范围417

    12.3.2方式与方法418

    12.4氧化剂传输过程中的监测422

    12.4.1目的和范围422

    12.4.2方式与方法423

    12.5处理性能的监测427

    12.5.1目的和范围427

    12.5.2方式与方法428

    12.5.3数据评价432

    12.6总结435

    参考文献435

    第13章项目成本和可持续发展方面的考虑437

    13.1引言438

    13.2成本估算方法438

    13.2.1成本估算等级划分和细节水平438

    13.2.2成本估算方法概述439

    13.3主要成本构成440

    13.4历史和说明性的成本估算442

    13.4.1基于案例研究数据的ISCO项目费用442

    13.4.2基于说明性案例的ISCO项目费用443

    13.4.3ISCO项目成本的比较453

    13.5持久性考虑453

    13.5.1持久性的概念和定义453

    13.5.2使技术更具可持续性454

    13.6总结456

    参考文献456

    第14章原位化学氧化现状与发展方向459

    14.1引言460

    14.2原位化学氧化很优应用研究460

    14.3新兴的方法和技术462

    14.3.1原位化学氧化技术与其他技术联用463

    14.3.2强化原位化学氧化的给药途径463

    14.3.3提高原位化学氧化的监测与评估464

    14.4研究需求和突破领域464

    14.4.1原位化学氧化化学工艺研究465

    14.4.2原位化学氧化传输研究466

    14.4.3原位化学氧化系统设计研究467

    14.4.4原位化学氧化过程控制与评估研究467

    14.5总结467

    参考文献468

    附录A专业名词缩略语及符号469

    附录B化学式474

    附录C专业术语476

    附录D特定场地原位化学氧化的辅助材料495

    D.1用于天然氧化剂需要量及氧化剂持久性测定的检测程序495

    D.1.1引言495

    D.1.2样品采集、保存和存储496

    D.1.3氧化剂持久性测定步骤496

    D.1.4举例说明测试程序和数据分析499

    D.1.5参考文献503

    D.2污染物可处理性和反应产物评估的测试过程503

    D.2.1前言503

    D.2.2优化化学氧化的测试方法504

    D.2.3探索附加系统化学条件的测试方法506

    D.2.4总则508

    D.2.5预防措施的解释和结果的应用508

    D.3氧化剂浓度的分析方法509

    D.3.1已有方法509

    D.3.2参考文献510

    D.4场地条件下ISCO中试的注意事项510

    D.4.1中试目标511

    D.4.2注入探针和井间距与氧化剂的体积/质量512

    D.4.3设备513

    D.4.4监测513

    D.4.5案例513

    D.5直接注入高锰酸钾的原位化学氧化的初步设计报告提纲513

    D.6ISCO实施操作方案的典型组成部分515

    D.6.1操作指标515

    D.6.2ISCO处理里程碑516

    D.7ISCO的性能规格和/或详细图纸和设计规范的发展516

    D.7.1性能指标516

    D.7.2详细设计规范和图纸517

    D.8质量保证项目计划(QAPP)目录519

    D.9ISCO工程的潜在施工前活动描述520

    D.9.1注入允许520

    D.9.2效用清除521

    D.9.3潜在受体调查522

    D.9.4ISCO实施的工程控制522

    D.9.5行政活动522

    D.9.6健康和安全准备工作523

    D.9.7参考文献523

    D.10构建和传输有效性质量保证和质量控制(QA/QC)指南524

    附录E案例研究与应用说明526

    E.1案例研究:臭氧的试点测试526

    E.1.1摘要526

    E.1.2区域特征概要526

    E.1.3试点测试的特征和结果概要527

    E.1.4参考文献531

    E.2案例研究:过硫酸盐试点测试531

    E.2.1摘要531

    E.2.2区域特征概要532

    E.2.3试点测试的特征和结果概要532

    E.2.4参考文献538

    E.3案例研究:过氧化氢的试点测试538

    E.3.1摘要538

    E.3.2区域特征概要538

    E.3.3试点测试的特征和结果概要539

    E.3.4参考文献547

    E.4例证性的应用:联合方法547

    E.4.1高锰酸钾对厌氧微生物群落修复氯化溶剂的影响547

    E.4.2在一个废旧的气体制造厂场地利用催化过氧化氢和相关的放热性来进行PAH的修复550

    E.4.3在一个PCE污染场地使用催化过氧化氢和高锰酸钠结合的原位化学氧化技术联合土壤挖掘的方法以达到优选的污染去除水平551

    E.4.4参考文献552

    作者简介

    “R. L. Siegrist Siegrist博士是科罗拉多矿业大学环境科学与工程学院教授和前任院长,毕业于威斯康星大学,在该校土木工程系获得学士和硕士学位,在环境工程系获得博士学位
    在1995年进入科罗拉多矿业大学之前,Siegrist博士在威斯康星大学、挪威地理资源与污染研究所、橡树岭国家实验室从事学术研究
    Siegrist博士是一位国际公认的污染土壤和地下水原位修复专家,已发表300余篇技术论文,是第一篇关于原位化学氧化修复文献—《使用高锰酸钾进行原位化学氧化修复的原理与实践》(2001年)的主要作者
    Siegrist博士在世界各地举办的讲习班和会议上做过100多场特邀报告,包括美国、澳大利亚、挪威、丹麦、西班牙、希腊、罗马尼亚、尼泊尔、泰国和越南
    他还担任美国环保署(USEPA)、美国能源部 (DOE)、美国国防部(DOD)、美国国家科学研究委员会、美国政府问责局的科学和工程顾问,也曾是北大西洋公约组织委员会会员,负责研究当代社会面临的挑战问题
    Siegrist博士的专业知识和研究成果得到了广泛认可,北大西洋公约组织委员会对其在1986—2002年的任职颁发了嘉奖,获得了美国环境工程学会的环境工程师资格认证,并于2005年作为战略环境研究发展项目(SERDP)的主要负责人得到优秀项目奖
    M. Crimi Crimi博士是克拉克森大学可持续发展学院的助理教授,他的研究主要集中在污染土壤和地下水的原位修复、有机物的化学氧化和降解、原位修复对含水层质量的影响,以及人体健康风险评估方面
    Crimi博士在该领域发表了大量的研究论文,并在世界各地举办的讲习班和会议上做过许多特邀报告
    他是第一篇关于原位化学氧化修复文献—《使用高锰酸钾进行原位化学氧化修复的原理与实践》(2001年)的共同作者
    Crimi博士在克拉克森大学工业卫生和环境毒理系获得学士学位,在科罗拉多州立大学环境健康系获得硕士学位,在科罗拉多矿业大学环境科学与工程系获得博士学位
    T. J. Simpkin Simpkin博士是美国科罗拉多州恩格尔伍德市美国西图公司的修复实施主管,负责协调整个公司的技术转让、污染场地特征描述及修复实施方面的发展,他还带领公司在新的工具和技术研发方面开拓创新
    Simpkin博士在威斯康星大学土木工程系获得学士和硕士学位,在环境工程系获得博士学位,他在污染场地调查、可行性分析、修复方案设计、修复实施等领域有24年从业经历,对于多项修复技术拥有丰富的经验,包括原位化学氧化、客土法、生物修复等
    廖晓勇,中国科学院地理科学与资源研究所研究员(二级),国家杰出青年科学基金获得者,国家“万人计划”科技创新领军人才
    多年来专门从事污染土壤修复研究工作,是我国土壤环境保护领域较早且较有影响力的学者之一
    先后承担国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目等重要项目60余项
    廖晓勇研究员带领团队围绕污染土壤修复的“方法机理→技术研发→装备研制→工程应用”主体科研思路开展原创性研究工作,自主研发土壤修复装备5台套
    发表学术论文160余篇,授权国家发明专利29项,出版著/译作3部,主持或参与编制标准规范9项
    研究成果获北京市科学技术奖一等奖(排名第一)、中国科学院科技促进发展奖(排名第一)等省部级重要科技奖励11项
    廖晓勇研究员在土壤污染防治领域不断耕耘、开拓创新,多年来致力于受污染耕地与工业场地安全再利用研究,以实际问题为导向,让污染治理效果落到实处,为打赢污染防治攻坚战提供科技支撑

    内容简介

    随着我国城市发展和产业结构调整,工业企业遗留场地地下水污染问题逐渐暴露
    由于其对人类健康的危害和水资源安全的威胁,其引起了政府的高度重视和民众的广泛关注
    原位化学氧化技术具有修复效率高、反应速度快、操作简便等优点,已成为污染场地地下水修复的重要工程技术之一,在国际上广泛应用于有机污染地下水修复
    国内也开始有部分工程案例尝试采用化学氧化修复方案,但技术水平有较大的发展空间
    本书系统阐述了地下水原位化学氧化修复这一新兴技术,提供了全面的关于地下水原位化学氧化修复原理和应用,可作为地下水原位化学氧化修复的技术实践手册供环境修复技术人员使用

    价格说明

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