第1章 地下水氯代烃溶剂污染和修复综述

1.1 引言

1.2 氯代烃溶剂的用途

1.3 氯代烃溶剂污染发展史和清除技术

1.3.1 氯代烃溶剂污染的发现

1.3.2 清除技术的发展

1.3.3 运移和演化

1.3.4 超级基金

1.4 物理和化学性质

1.5 污染问题的本质

1.6 污染处理技术

1.6.1 传统的抽出-处理技术

1.6.2 空气注入技术

1.6.3 生物降解技术

1.6.4 助溶剂和表面活性剂冲洗技术

1.6.5 原位热处理技术

1.6.6 原位化学处理技术

1.7 修复策略

1.8 修复效果

1.9 总结

参考文献

第2章 氯代烃溶剂的化学特征：结构、术语和特性

2.1 引言

2.2 结构和术语

2.3 特性

2.3.1 溶解性

2.3.2 固-液分配特性

2.3.3 气-液分配特性

2.3.4 固-气分配特性

2.3.5 转化反应

参考文献

第3章 氯乙烯的生物降解

3.1 引言

3.2 生物降解定义

3.3 乙烯氯化物生物降解研究的历史回顾

3.4 乙烯氯化物的生物降解和氧化还原条件

3.4.1 氧化还原条件在乙烯氯化物生物降解中的作用

3.4.2 氧化还原术语

3.5 乙烯氯化物的微生物还原脱氯

3.5.1 还原脱氯和原位氧化还原条件

3.5.2 乙烯氯化物的原位氯代呼吸

3.5.3 乙烯氯化物还原脱氯的动力学约束

3.5.4 电子供体的有效性

3.5.5 小结

3.6 有氧条件下乙烯氯化物的微生物矿化

3.6.1 有氧条件下的共代谢氧化

3.6.2 有氧条件下乙烯氯化物的降解

3.6.3 有氧条件下乙烯氯化物降解的重要性

3.6.4 小结

3.7 厌氧条件下乙烯氯化物的矿化

3.7.1 厌氧野外条件的定义

3.7.2 试验误差最小化

3.7.3 厌氧条件下乙烯氯化物矿化的证据

3.7.4 厌氧条件下乙烯氯化物矿化的机理

3.7.5 小结

3.8 原位生物降解的指示剂：降解产物的积累

3.9 结论

参考文献

第4章 影响氯代烃溶剂修复的非生物作用

4.1 引言

4.2 吸附作用

4.2.1 化学吸附和物理吸附

4.2.2 吸附作用的测量和评估

4.3 挥发作用

4.3.1 平衡状态下的空气-水分配

4.3.2 包气带中氯代烃溶剂的气相运移

4.4 非生物转化作用

4.4.1 取代反应与去除反应

4.4.2 还原和氧化反应

4.4.3 反应动力学

4.4.4 非生物转换速率评估

4.5 耦合非生物-生物作用

4.5.1 生物催化作用

4.5.2 生物成矿作用

参考文献

第5章 氯代烃溶剂的修复工程与施工

5.1 引言

5.2 综述

5.3 场地识别问题

5.3.1 识别优化

5.3.2 地质和水文地质条件初步识别

5.3.3 污染物概略描述

5.3.4 场地特征的识别方法

5.4 场地特征给修复带来的挑战

5.4.1 非均质地下环境中的试剂投放

5.4.2 地球化学制约因素

5.4.3 微生物制约因素

5.4.4 持续排放的污染源

5.4.5 混合污染物

5.5 公众关注的问题

5.5.1 法规问题

5.5.2 公众关注问题

5.5.3 室内毒气潜在入侵

5.6 污染修复施工的挑战

5.6.1 基础设施的妨碍

5.6.2 修复后的反弹

5.6.3 污染物迁移

5.6.4 井和地层结垢

5.6.5 修复结果预测的困难

5.7 应对挑战方法的补充讨论

5.7.1 识别优化管理方法

5.7.2 复杂地层试剂投放方法

5.7.3 修复效果不确定的应对策略

5.7.4 应对多重挑战的组合修复技术

5.8 总结

参考文献

第6章 氯代烃溶剂污染修复模拟

6.1 引言

6.2 降解和运移模拟

6.2.1 降解和运移模拟的基本公式

6.2.2 建模过程

6.3 氯代烃溶剂生物降解、吸附和非生物作用模拟

6.4 地下水模拟中的代表性污染源

6.4.1 重质非水相污染源区

6.4.2 源区污染物评估

6.5 已开发模型

6.5.1 常用的解析模型

6.5.2 数值模型现状

6.6 应用实例

6.6.1 Biochlor模拟应用实例——佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的消防训练区

6.6.2 RT3D模拟实例——乳化油生物墙处理氯代烃和高氯酸盐的模拟

6.7 结论

参考文献

第7章 污染源管理对氯代烃污染羽的影响

7.1 引言

7.2 氯代烃溶剂在地下的运移及分布

7.2.1 重质非水相液体

7.2.2 气相

7.2.3 液相

7.2.4 吸附相

7.3 地质条件的重要属性

7.3.1 类型Ⅰ——中到高渗透性的高均质粗颗粒介质

7.3.2 类型Ⅱ——低渗透性的非均质粗颗粒介质

7.3.3 类型Ⅲ——中到高非均质性的粗颗粒介质

7.3.4 类型Ⅳ——孔隙度低的裂隙介质

7.3.5 类型Ⅴ——孔隙度高的裂隙介质

7.3.6 复杂地质条件污染源区

7.4 氯代烃溶剂污染场地的演化

7.5 污染源衰减或密封对污染羽的影响

7.5.1 概述

7.5.2 污染源的功能

7.5.3 污染羽对修复措施的响应

7.6 结论

参考文献

第8章 氯代烃溶剂重质非水相液体污染场地调查

8.1 引言

8.2 污染场地调查的目的

8.2.1 评估污染物的性质和污染程度

8.2.2 风险评价

8.2.3 污染修复决策与监控

8.3 场地调查步骤和方法

8.3.1 松散介质污染源区调查

8.3.2 裂隙介质污染源调查

8.3.3 污染物下渗和交叉污染的风险

8.4 数据解译

8.4.1 重质非水相液体存在与否的解释

8.4.2 源强

8.4.3 污染物通量

8.4.4 污染羽存在时间

美国实验与材料协会（ASTM）标准

附录8.A

参考文献

第9章 氯代烃溶剂污染羽修复技术筛选

9.1 引言

9.2 修复技术选择流程

9.3 原位修复

9.3.1 优势与不足

9.3.2 原位修复技术

9.4 生物处理技术

9.4.1 强化还原脱氯技术

9.4.2 有氧共代谢技术

9.4.3 植物修复技术

9.4.4 监测自然衰减技术

9.5 化学处理技术

9.5.1 原位化学氧化技术

9.5.2 原位化学还原技术

9.5.3 电化学还原技术

9.6 物理处理技术

9.6.1 原位曝气技术

9.7 决策指南

9.7.1 达到管理目标的能力

9.7.2 场地条件对技术的限制

9.8 总结

参考文献

第10章 氯代烃溶剂污染羽生物修复技术

10.1 引言

10.1.1 原位生物修复技术

10.1.2 原位生物修复的优势

10.1.3 原位生物修复局限性

10.2 生物修复技术简史

10.3 分子生物技术

10.4 原位厌氧生物技术的使用

10.5 总结

参考文献

第11章 氯代烃溶剂污染羽监测自然衰减技术

11.1 技术概况

11.2 双子城陆军弹药厂案例研究

11.3 分子生物技术的使用

11.4 脱氯拟杆菌的16SrRNA聚合酶链反应试验与自然衰减速率之间的对应关系

11.5 利用生物地球化学指标预测脱氯拟杆菌DNA的存在

11.6 稳定同位素技术识别自然生物降解

11.7 监测自然衰减技术在未来的应用

参考文献

第12章 氯代烃溶剂厌氧生物修复的生物刺激技术

12.1 引言

12.1.1 修复目标

12.1.2 监管验收

12.1.3 生物刺激技术的优缺点

12.2 技术说明

12.2.1 适用的污染物（氯代烃溶剂）

12.2.2 氯代烃溶剂的厌氧降解途径

12.2.3 控制地下水的氧化还原条件

12.2.4 生物刺激技术的场地选择

12.2.5 可行性研究

12.3 生物刺激技术的应用

12.3.1 底物选择

12.3.2 二次生物刺激修正技术

12.3.3 生物添加技术

12.3.4 底物需求和加载率

12.3.5 系统配置

12.3.6 底物混合和输送系统

12.3.7 健康和安全注意事项

12.3.8 生物刺激技术设计总结

12.4 生物刺激技术性能评价

12.4.1 修复目标

12.4.2 性能测试

12.4.3 系统修正和应急措施

12.5 总结

12.5.1 氯代烃溶剂生物刺激技术的应用

12.5.2 生物刺激技术有关的技术协议、参考文献及网络资源

12.5.3 生物刺激技术前景

12.6 致谢

参考文献

第13章 氯代烃溶剂厌氧生物修复的生物添加技术

13.1 引言

13.2 科学依据

13.2.1 脱卤呼吸作用和脱氯拟杆菌

13.2.2 地下环境中生物添加培养菌的生存和分布

13.2.3 应用前沿

13.3 生物添加技术应用

13.3.1 可用的微生物培养物

13.3.2 质量保证与质量控制

13.3.3 实施方法

13.3.4 影响生物添加技术成功的因素

13.4 技术选择问题

13.4.1 是否需要使用生物添加技术

13.4.2 何时使用生物添加技术

13.5 评估生物添加需求的工具

13.5.1 直接检测

13.5.2 微观测试

13.5.3 地球化学调查

13.6 不确定性

13.7 案例研究

13.7.1 美国密歇根州巴克曼路现场试验

13.7.2 美国特拉华州多佛空军基地

13.7.3 美国德克萨斯州凯利空军基地

13.8 总结

参考文献

第14章 氯代烃溶剂污染羽曝气处理技术

14.1 引言

14.2 原位曝气技术修复示范的设计基础

14.2.1 控制性能的主要因素

14.2.2 含水层中的空气流动和分布

14.2.3 原位曝气系统中污染物的去除

14.2.4 影响可行性评估和设计的因素

14.3 原位曝气系统设计范例

14.3.1 场地特征描述

14.3.2 技术的初步筛选

14.4 试点试验

14.5 曝气修复系统设计

14.6 原位曝气系统的监测和优化

14.7 原位曝气系统的典型设计和运行缺陷

14.8 总结

参考文献

第15章 氯代烃溶剂化学氧化还原修复技术

15.1 引言

15.2 原位化学氧化技术

15.2.1 原位化学氧化技术的发展

15.2.2 应用于原位化学氧化技术的氧化剂

15.2.3 过氧化氢

15.2.4 高锰酸盐

15.2.5 过硫酸钠

15.2.6 臭氧

15.2.7 小结

15.3 原位化学还原技术

15.3.1 原位化学还原的基础

15.3.2 原位化学还原技术的持续发展

15.3.3 原位化学还原技术的应用

15.3.4 原位化学还原技术的研究需求

15.3.5 结论

参考文献

第16章 氯代烃溶剂铁反应墙修复技术

16.1 引言

16.2 有关反应过程的阐述

16.2.1 反应原理

16.2.2 反应途径

16.2.3 降解动力学

16.2.4 特定的反应速率

16.3 铁质可渗透性反应墙的设计

16.3.1 速率常数的解译和应用

16.3.2 反应墙的设计

16.3.3 可渗透性反应墙的结构

16.3.4 建设方法

16.3.5 反应墙在裂隙岩体中的安装

16.4 铁质渗透性反应墙的长期性能

16.4.1 定义和潜在因素

16.4.2 金属铁的耐久性

16.4.3 竞争性氧化剂

16.4.4 次生矿物的生成

16.4.5 微生物效应

16.5 实例研究

16.5.1 纽约的国防部设施

16.5.2 马萨诸塞州的老工业设施

16.6 技术发展阶段

16.6.1 场地数量及其性能

16.6.2 未来发展

参考文献

第17章 氯代烃溶剂电解反应墙修复技术

17.1 引言

17.1.1 优势和局限性

17.2 技术介绍

17.2.1 工作原理

17.2.2 施工材料

17.2.3 电解反应墙的操作

17.2.4 安装方法

17.2.5 污染物处理

17.3 性能

17.3.1 实验室研究

17.3.2 现场研究

17.3.3 与其他反应墙技术的成本对比

17.3.4 潜在的副作用

17.3.5 经验总结

17.4 案例研究：F.E.Warren空军基地现场试验

17.4.1 场地描述

17.4.2 安装、操作及监测

17.4.3 试验结果

17.5 结论

参考文献

第18章 氯代烃溶剂井中修复技术

18.1 引言

18.1.1 背景

18.1.2 技术现状

18.1.3 井系统设计

18.1.4 专利／许可证问题

18.2 工作原理

18.2.1 抽取地下水的方法

18.2.2 处理方法

18.3 适用性和局限性

18.3.1 生物处理法

18.3.2 地下水的越流

18.4 健康安全因素

18.5 场地特征描述的要求和系统的选择

18.5.1 抽水试验

18.5.2 偶极试验

18.5.3 微水试验

18.6 系统设计要求

18.7 性能监测要求

18.7.1 井中修复技术的监测

18.7.2 修复进展的监测

18.8 场地关闭问题

18.9 案例分析

18.9.1 案例1：加州March空军基地的UVB试验案例

18.9.2 案例2：加州海军航空站北岛的NoVOCsTM实验

18.10 技术文件

18.10.1 ESTCP协议

18.10.2 美国环保署（USEPA）场地试验项目报告

18.10.3 美国马萨诸塞州空军保护区文件

参考文献

第19章 氯代烃溶剂污染羽植物修复技术

19.1 引言

19.1.1 植物修复的概念

19.1.2 植物修复氯代烃的过程

19.2 实施

19.2.1 植物修复适用性的评价

19.2.2 设计要素

19.2.3 监测

19.3 案例分析

19.3.1 德克萨斯州沃斯堡市海军航空站联合储备基地（NAS-JEB）——用美洲杨树处理三氯乙烯污染的地下水

19.3.2 马里兰州埃奇伍德市的超级基金场地——Aberdeen试验场，利用小黑杨树处理卤代挥发有机化合物

19.3.3 利用小黑杨处理康涅狄格州索辛顿市新英格兰溶剂回收服务中心（SRSNE）氯代挥发性有机物

参考文献

第20章 修复方法的成本分析

20.1 引言

20.2 成本分析步骤

20.2.1 示范场地描述

20.2.2 成本的类别和组成

20.3 修复技术的评估

20.3.1 案例1：残留源区

20.3.2 案例2：浅层反应墙

20.3.3 案例3：深层反应墙

20.4 成本分析

20.4.1 案例1：残留源区

20.4.2 案例2：浅层反应墙

20.4.3 案例3：深层反应墙

20.4.4 原位修复与抽出-处理技术的对比

20.4.5 影响成本计算的贴现率

20.5 总结

参考文献

第21章 氯代烃溶剂污染羽修复的发展趋势

21.1 引言

21.2 为什么还需要进一步的研究和发展？

21.2.1 存在的不确定因素

21.2.2 重新关注污染羽

21.2.3 社会发展需求

21.3 需要什么具体的研究和发展？

21.3.1 应用系统工程分析

21.3.2 量化和最小化不确定性

21.3.3 改进预测模型

21.3.4 加强基础理论研究

21.3.5 改进修复技术

21.3.6 改进检测工具

21.3.7 改进监测手段

21.4 总结

参考文献

缩略词表

术语表