[发明专利]一种原位构建纳米铁反应带的方法

说明书

本发明涉及一种原位形成纳米铁反应带的方法，步骤为：在被污染地下水区域内，污染源附近沿地下水流向打一对以上注入井对即注入井A和注入井B，污染羽注入井下游打一口以上观测井，向注入井A和注入井B中等时间间隔间歇式注入还原试剂溶液和铁源试剂溶液，注入后通过观测井监控铁含量变化，至达到预期效果时停止灌注。两种注入剂溶液在地下均具有一定的迁移性，可在地下发生氧化还原反应，形成以纳米零价铁为主要产物的具有还原性的铁矿物环境，本发明原位形成纳米铁反应带的方法制备的纳米铁在地下介质中自发形成，具有良好的迁移性，不会造成介质堵塞。

技术领域

本发明具体涉及一种原位构建反应带的方法，特别涉及一种原位构建纳米铁反应带的方法。

背景技术

原位反应带修复是基于在地下环境中人为产生一个“地带”，在其中迁移的污染物被拦截、固定或降解为无害的物质。通过注入化学反应剂，在地下形成可渗透的污染物处理带，在反应带中，地下环境中的污染物一种方式是被拦截并且被永久固定在反应带中，另外一种方式是地下水污染物质与注入的化学试剂发生化学反应达到去除作用。

纳米铁颗粒具有粒径较小(1-100nm)、比表面积较大、反应活性和还原能力强、在氧化过程中可释放电子的特点。现有技术表明，其可有效去除环境中的有机污染物和无机污染物，如中国专利CN108246795A公开了一种用于土壤修复的玻璃态网络的纳米铁粉的制备方法，即使用玻璃纤维和二氧化硅凝胶制成的混合凝胶包覆纳米铁颗粒进行改性，提高材料对铬污染土壤的还原效率。纳米铁具有去除速率快、制备价格低廉、不会造成二次污染等特点。

但纳米铁具有较高的表面能，在制备和迁移过程中极易团聚，使其在实际土壤地下水修复过程中易被吸附在地下介质中无法有效发挥作用，还会造成地下介质堵塞，影响渗透系数。目前，针对团聚问题主要改性方法有载体负载法和分散剂包覆法，即通过负载或包覆的形式添加一种分散性更好的材料，以增加其静电排斥力与空间位阻，达到分散的目的。现有技术中有采用原位注入改性纳米铁的方式实现污染场地的修复方式，如中国专利CN101898823A公开了一种纳米铁浆反应带原位修复硝基苯污染地下水的方法。该发明是通过向事先在地下水中打好的注入井中注入制备好的纳米铁浆或淀粉改性纳米铁浆，通过监测井实时监测井中目标污染物。当达到预期处理效果时停止灌注，该发明使用淀粉改性纳米铁,使材料的比表面积提高，一定程度上改善其易于团聚的问题。而到目前为止，暂未发现原位形成纳米铁反应带的方法，表明原位注入还原剂对于场地修复有着一定意义。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述技术的不足，提供一种原位构建纳米铁反应带的方法。同时，提供了一种纳米铁原位制备的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种原位构建纳米铁反应带的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、在被污染地下水区域内，污染源附近地下水流向上游位置，沿地下水流向垂直打至少一对的试剂注入井1，每对注入井1中注入井A与注入井B的间距为1-2m，污染羽注入井1下游3-5m处打至少一口观测井3，注入井1和观测井3井深均至含水层底部；

b、先向注入井A注入制备好的还原试剂溶液，当还原试剂溶液迁移至注入井B所在位置时，向注入井B注入制备好的铁源试剂溶液；以先向注入井A注入后向注入井B注入的注入顺序，等时间间隔间歇循环注入还原试剂溶液和铁源试剂溶液，灌注时采用脉冲式灌注；在间歇注入的模式下，注入剂原位反应后形成相连的多个小型环状反应带，在浓度差和地下水流作用下，小型环状反应带在迁移过程中形成一片连续的纳米铁反应带；

c、灌注过程中通过观测井3监控铁含量变化，实时监测反应带的形成情况，直至纳米铁反应带达到预期扩散范围时停止灌注，在停止灌注后继续进行监测，观察纳米铁反应带的稳定性。

步骤a，所述注入井1的包气带段和底断面封闭，注入井1在含水层段设置出水网孔。