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编译|张璇 什么是原位化学氧化？ 化学氧化反应使用被称为“氧化剂”的化学物质来帮助减小有害污染物的毒性。这种方式通常被称为原位是因为反应在原来的位置进行，不需要挖掘土壤或抽出地下水到地面上处理。原位化学氧化，英文简称“ISCO”，对于许多的污染物都适用，比如燃料、溶剂和杀虫剂。原位化学氧化通常用于修复土壤和地下水污染源区域即污染物的原始泄露或排放区域。这个污染源区域可能含有还没有溶解到地下水的污染物。原位化学氧化后，其他的修复方法，比如抽提处理和监测自然衰减等经常被用来修复后续的较少量污染物。 原位化学氧化如何工作？ 当氧化剂被添加到污染的土壤和地下水中，化学反应会摧毁污染物并且产生无害的物质。原位修复土壤和地下水时，通常将氧化剂通过井注入到地下。在污染源区域安装不同深度的井，以便于接触到尽可能多的溶解和未溶解的污染物。一旦氧化剂被注入井中，就会扩散到周围的土壤和地下水中，并与其中的污染物混合发生化学反应。 为了提高混合，地下水和氧化剂可能需要在井之间循环流动。这涉及在一个井注入氧化剂，从另一个井中抽出地下水与氧化剂的混合物。混合物被抽出后，添加更多的氧化剂，然后再注入第一个井中，循环往复。这种循环流动可以更快地修复较大的区域。另一种方式是利用机械钻机或挖掘设备来注入和混合氧化剂，这种方式可能特别适用于粘土。 用于原位修复的四种主要氧化剂分别为高锰酸盐、过硫酸盐、过氧化氢和臭氧。前三种氧化剂通常以液态注入。臭氧虽然是强氧化剂，但作为一种气体，应用起来比较困难，因此不常被使用。 有时，添加催化剂与某些氧化剂合用。催化剂是一种可以增加化学反应速度的物质。例如，如果将过氧化氢添加了铁催化剂，混合物的活性变得更强，比单独用过氧化氢摧毁更多污染物。 经过修复后，如果污染物的浓度开始回升或者“反弹”，这可能需要二次甚至三次注入氧化剂。如果注入的氧化剂没有与所有的污染物混合，或者注入的氧化剂已经耗尽在所有污染物被修复之前，污染物的浓度将反弹。污染物可能需要几个星期或者几个月到达监测井以确定是否发生反弹。 原位化学氧化在地下会产生足够的热量使土壤和地下水中的污染物蒸发并上升到地表。控制氧化剂的量可以避免产生过多热量，如果产生了大量气体，它们可以被捕获和处理。
原位化学氧化的耗时多长？ 原位化学氧化相对快速修复污染源区域。修复可能需要几个月或者几年，而不是几年或者几十年。针对不同的场地，实际的修复时间取决于几个因素，比如，以下几点使得原位化学氧化需要更长的时间： 1、污染源区域面积太大； 2、污染物存在于氧化剂不容易到达的区域，比如断裂层或者粘土； 3、土壤或者石块使得氧化剂不能快速和完全均匀的扩散； 4、地下水流动很慢； 5、氧化剂在地下不能长时间存在。 原位化学氧化安全吗？ 原位化学氧化的使用对周围社区几乎没有风险。工作人员在使用氧化剂的时候需要穿工作服，处理得当，这些化学试剂对环境和人体没有危害。因为污染土壤和地下水在地下被修复，原位化学氧化不会造成工作人员或者其他人接触到污染。工作人员通过定期对土壤和地下水监测来确保原位化学氧化在起修复作用。 原位化学氧化会如何影响我？ 附近的居民和商业主可能会看见有钻机和装有氧化剂和供给的油罐卡车来到场地。附近的居民也许还会听到钻机、水泵和其他设备的准备工作及注入药剂时的声音。然而，注射完后，修复过程在地下发生，地上的干扰很少。工作人员可能会到场地采集土壤及地下水的样品来监测修复的进展。 为什么选择原位化学氧化？ 原位化学氧化通常是用于修复污染源区域，即在原位摧毁大量污染物，而不需要将土壤挖出或者将地下水抽出后在地面处理。这种方式既省钱又快捷。原位化学氧化已经成功修复了许多污染场地，目前有40个超级基金场地和美国其他一些场地选择了或者正在使用这种修复技术。
案例 佛罗里达州的Pensacola海军航空基地前污水处理厂附近的地下水被来自染料和电镀的溶剂和酸所污染。一个地下水抽出处理系统已经运行了超过10年来控制地下水中污染物的迁移。然而，这种方式没能降低多少污染物的浓度。采用过氧化氢和铁催化剂的原位化学氧化被用来修复污染源区域，且减少污染物的浓度足够多后，通过监测自然衰减来完成场地的修复。 在注射第一阶段，发现场地地下水中的天然化学物质限制了氧化的效果。在第二阶段，把一种化学物质添加到试剂混合物，使氧化混合物更加稳定，污染物的浓度便大幅度下降。与持续抽出处理相比，原位化学氧化在这个场地的成功使用估计节省了数百万元美元的修复费用。
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