A multi-path chain kinetic reaction model to predict the evolution of 1,1,1-trichloroethane and its daughter products contaminant-plume in permeable reactive bio-barriers
多路径链动力学反应模型预测生物可渗透反应墙中1,1,1-三氯乙烷及其子产物污染羽的演变
- 关键词：
- 来源：
- Environmental Pollution
- 类型：
- 学术文献
- 语种：
- 中文
- 原文发布日期：
- 2019
- 摘要：
- 生物可渗透反应墙（Bio-PRBs）是一种新型的原位处理地下水污染的技术，该技术还在不断的改进发展。由于对地下环境中污染物运输和转化认识的不足，一些地下水污染处理技术没有取得良好的效果。因此，深入认识污染物在生物可渗透反应墙中的运输和反应，对于这项技术的成功应用至关重要。为预测1,1,1-三氯乙烷（1,1,1-TCA）在生物可渗透反应墙中的多路径链动力学反应，特建立了一个二维反应模型C1。本研究表明，C1模型可以预测1,1,1-三氯乙烷的突破时间并快速评估生物可渗透反应墙的阻滞性能。结果显示，微生物的生长和固定化是影响生物可渗透反应墙阻滞和污水处理性能的关键因素。微生物的自由生长对游离微生物Bio-PRB（FM-PRB）零价铁（ZVI）区域中的水力传导率（K）具有显著的负面影响。FM-PRB中总水头损失为9.0?cm，这明显大于固定化微生物Bio-PRB（IM-PRB）的头部损失（6.5?cm）。数值模拟结果表明，与ZVI-PRB和FM-PRB相比，微生物固化可将IM-PRB的污水处理性能分别提高550.9％和32.7％。微生物的双重影响导致FM-PRB和IM-PRB中的1,1,1-三氯乙烷及其子产物（1,1-二氯乙烷，1,1-二氯乙烯，氯乙烷和氯乙烯）污染羽演变显著不同。此外，C1模型可以为实际受1,1,1-三氯乙烷污染的地下水场地设计标准的生物可渗透反应墙。为满足地下水作为饮用水的安全标准，IM-PRBs的宽度需要增加24 cm。而在FM-PRBs中，宽度需要增加42 cm。因此，IM-PRBs大大节省了成本。这项研究工作成功地使用了一个模型来优化生物可渗透反应墙，并预测了不同生物可渗透反应墙中1,1,1-三氯乙烷和子产物污染羽的演变。
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