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T/CSES 156-2024 有机污染场地地下水原位生物修复技术规范 生物刺激缓释药剂的施用

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  • 标准类型:环保标准
  • 标准语言:中文版
  • 文件类型:PDF文档
  • 更新时间:2025-02-22
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资料介绍

团体标准
T/CSES 156—2024
有机污染场地地下水原位生物修复技术规范 生物刺激缓释药剂的施用
Technical specifications for groundwater in-situ bioremediation of organics contaminated sites—Application of sustaining release biostimulant
2024-08-05发布
2024-08-05实施
中国环境科学学会 发布


前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由吉林大学提出。
本文件由中国环境科学学会归口。
本文件起草单位:吉林大学、北京建筑大学、南开大学、上海康恒环境股份有限公司、北京师范大学、华北水利水电大学、中国科学院生态环境研究中心、大地益源环境修复有限公司、中国石油集团安全环保技术研究院有限公司。
本文件主要起草人:张玉玲、张晓然、高大文、吕聪、苏小四、胡佳晨、王金生、万玉玉、董维红、于福荣、黄岁樑、焦文涛、单晖峰、李隋、王吉利、李栋。


1 范围
本文件规定了有机污染场地地下水原位生物修复过程中生物刺激缓释药剂施用的总体要求、场地调查与资料收集、药剂的施用设计、药剂的施用过程、药剂施用后监测与效果评估。
本文件适用于石油烃、多环芳烃、卤代烃等有机污染场地地下水原位生物修复过程中生物刺激缓释药剂的施用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 5749 GB 5749 生活饮用水卫标准 生活饮用水卫标准 生活饮用水卫标准 生活饮用水卫标准 生活饮用水卫标准
GB/T 14848 GB/T 14848 GB/T 14848 GB/T 14848 地下水质量标准 地下水质量标准 地下水质量标准 地下水质量标准
HJ 25.2 建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则
HJ 25.5 污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则(试行)
HJ 25.6 污染地块地下水修复和风险管控技术导则
HJ 164 地下水环境监测技术规范
HJ 478 HJ 478 HJ 478 水质 多环芳烃的测定 多环芳烃的测定 多环芳烃的测定 液萃取和固相高效色谱法 液萃取和固相高效色谱法 液萃取和固相高效色谱法 液萃取和固相高效色谱法 液萃取和固相高效色谱法 液萃取和固相高效色谱法 液萃取和固相高效色谱法 液萃取和固相高效色谱法
HJ 620 HJ 620 HJ 620 水质 挥发性卤代烃的测定 挥发性卤代烃的测定 挥发性卤代烃的测定 挥发性卤代烃的测定 顶空气相色谱法 顶空气相色谱法 顶空气相色谱法 顶空气相色谱法
HJ 894 HJ 894 HJ 894 水质 可萃取性石油烃( 可萃取性石油烃( 可萃取性石油烃( 可萃取性石油烃( C10 -C40 )的测定 )的测定 )的测定 气相色谱法 气相色谱法 气相色谱法
HJ 970 HJ 970 水质 石油类的测定 石油类的测定 石油类的测定 紫外分光度法(试行) 紫外分光度法(试行) 紫外分光度法(试行) 紫外分光度法(试行) 紫外分光度法(试行)
T/CSES 157—2024 有机污染场地地下水原位生物修复技术规范 生物刺激缓释药剂的调配
T/GIA 002 污染地下水原位注入修复技术指南
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 目标污染物 target contaminant
在场地环境中数量或浓度已达到对生态系统和人体健康具有实际或潜在不利影响的,需要进行修复的关注污染物。 [来源:HJ 682—2019,2.2.2,有修改] 原位生物修复 in-situ bioremediation
不移动受污染的土壤或地下水, 不移动受污染的土壤或地下水, 利用自然界已存在的微生物或引入特定的微生物,直接在地块 发生污染的位置对其进行原地 发生污染的位置对其进行原地 生物 修复或处理 ,来降解或转化污染物,使得土壤或地下水中的目标污染物(3.1)含量削减或去除。
[来源:HJ 682—2019,2.5.3和2.5.17,有修改] 修复目标 target for remediation
由地下水污染状况调查及风险评估确定的关注污染物,对人体健康与生态受体不产生直接或潜在危害,或不具有环境风险的污染修复终点。
[来源:HJ 682—2019,2.5.5,有修改]
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生物刺激缓释药剂 sustaining release biostimulant
具有缓释功能的生物刺激剂。
4 总体要求 生物刺激缓释药剂宜施用于中低浓度的单一或复合有机污染场地地下水的原位生物修复。 生物刺激缓释药剂的选择与施用应遵循环境友好、安全长效、成本低廉、因地制宜与可行性原则,根据地下水中污染物的种类、水文地质条件、水环境特点和修复周期等进行选择和确定。 生物刺激缓释药剂可单独使用,也可与微生物菌剂、酶制剂、助剂等联合使用。 生物刺激缓释药剂投加到地下水中宜采用原位注入方法,也可作为其他原位生物修复工程的辅助措施。 生物刺激缓释药剂的调配和性能检验过程宜按照T/CSES 157—2024的要求,施用前的初步效益评价宜参照附录A。 在生物刺激缓释药剂的制备与施用过程中应采取措施防止地下水修复层和关联区域二次污染。 在药剂施用过程中,存在与其他修复方法联合或集成修复情况时,应注意对生物刺激缓释药剂施用效果的影响。 生物刺激缓释药剂施用到地下水中发挥生物刺激作用过程中,应定期进行地下水修复效果检验,及时优化和调整药剂施用设计。 应制定生物刺激缓释药剂施用过程和作用过程中的应急预案,以防止二次污染或应急事件发生,宜配备应急物资,定期开展应急演练。
5 场地调查与资料收集 一般规定
参照 HJ 25.2HJ 25.2 HJ 25.2 HJ 25.2、HJ HJ 25. 5、HJ 25.HJ 25. HJ 25. 6和 HJ 164HJ 164 HJ 164 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 ,进行原位生物修复有机污染场地下水药剂施用 前的场地调查与资料收集。 前的场地调查与资料收集。 前的场地调查与资料收集。 前的场地调查与资料收集。 前的场地调查与资料收集。 前的场地调查与资料收集。 水文地质特征参数
水文地质特征参数包括但不限于:
a) 包气带岩性、结构、厚度、分布及渗透性;
b) 含水层岩性、分布、结构、厚度、埋藏条件、渗透性、富水程度;
c) 隔水层(弱透水层)的岩性、厚度、渗透性;
d) 地下水流场(流向、流速、水位)及地下水补给、径排、排泄条件。 地下水理化指标
地下水理化指标包括但不限于:
a) 指示环境指标:水温、pH值、电导率(Ec)、氧化还原电位(ORP)、溶解氧(DO);
b) 指示水质指标:总溶解固体(TDS)、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-、总氮、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、总磷、磷酸盐。 地下水生物指标
地下水生物指标包括但不限于:
a) 土著微生物菌群生物量、群落组成、酶活性;
b) 根据对生物降解菌检测需求,宜检测功能基因、参与共代谢微生物及相关微生物。 污染物指标
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污染物指标包括但不限于:
a) 目标污染物的种类与含量、分布特征与污染范围;
b) 除获取目标污染物信息以外,需要关注消耗或影响药剂作用的共存污染物。 生物降解特征参数
主要包括参与降解反应的电子受体/供体、环境要素和降解产物等。 地块周围环境敏感区域
包括居民区/人员集中区、地表水、水源地、周边浅层地下水等敏感区域的分布及特征。
6 药剂的施用设计 一般规定
6.1.1 生物刺激缓释药剂的投加浓度、投加量、投加方式应根据污染场地的水文地质条件、地下水的理化指标和生物指标、污染物的种类与浓度、分布特征和修复周期等进行选择,经实验室小试和现场中试验证进行确定。
6.1.2 根据污染场地地下水中污染物的种类、浓度、污染复杂程度和修复周期要求等,可添加辅助药剂(如微生物菌剂、酶制剂或助剂等)提升生物刺激缓释药剂作用效率。 实验室小试试验
6.2.1 小试试验过程的生物刺激缓释药剂的调配与制备应按照T/CSES 157—2024的相关要求。
6.2.2 试验用水和岩土介质应采用污染场地的地下水和岩土介质,静态试验中地下水样品量不应少于40 mL,并设置平行和对照试验;动态试验宜通过渗流柱和渗流槽考察生物刺激缓释药剂的动态作用效率。
6.2.3 生物刺激缓释药剂的施用效果评估应符合T/CSES 157—2024中8.1的要求 。
6.2.4 检测指标包括但不限于目标污染物浓度、缓释指示指标、pH值、微生物数量。 现场中试试验
6.3.1 中试试验应获取注入生物刺激缓释药剂的注入浓度、注入流量、注入井(孔)和监测井(孔)间距、注入压力、影响半径等工程参数,为生物刺激缓释药剂的原位修复工程应用实施方案设计和成本投入评估提供参考依据。
6.3.2 中试试验区应选择在污染场地地下水待修复区中具有典型性和代表性的区域。
6.3.3 中试试验区的范围面积宜选取100 m2以上。
6.3.4 生物刺激缓释药剂的注入系统规格应按照实验室小试试验结果和现场中试试验待处理水量进行设计和准备。
6.3.5 注入井和监测井群布设宜按照地下水流向呈三角形状分列,根据地层的渗透系数、地下水对流弥散速率和水力坡度设置地下水流向方向和弥散方向的井间距。
6.3.6 生物刺激缓释药剂注入时宜根据实际情况选择无压注入或有压注入方式,当地下水中岩土介质为细砂以下粒径时,宜采用0.05 MPa~0.1 MPa压力进行注入。
6.3.7 生物刺激缓释药剂一次性施用后,应按照一定阶段进行目标污染物和相关指标的监测,根据目标污染物的去除效率和水质变化情况,调整确定缓释药剂的一次最佳投入量或分时段投入量。
6.3.8 中试试验运行过程中的检测指标包括但不限于目标污染物的浓度、缓释指示指标、pH值、微生物的数量。
6.3.9 药剂施用后运行30 d内、15 d采集1次样品,后续每个月采集一次样品,至少运行监测3个月~6个月以上。
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6.3.10 对中试试验药剂施用量和施用流程及相关过程进行效果评估,完善生物刺激缓释药剂施用的设计方案。
6.3.11 污染场地地下水的环境为酸性或碱性或高盐或缺氧环境时,应采用灵活的协同药剂作用措施,确保生物刺激缓释药剂能够有效发挥生物刺激作用。采用的措施包括但不限于:
a) 当地下水中pH值<5.0或>10.0时,应加入酸碱调节成分或在生物刺激缓释药剂施用和注入阶段同步添加,以确保生物刺激缓释药剂的作用效率不受影响;
b) 当地下水中TDS>10 g/L以上时,在药剂配方调配阶段或注入阶段协同加入耐盐降解功能菌剂,确保缓释药剂生物刺激作用效率;
c) 当地下水中DO<2.0 mg/L时,考虑是否适用于地下水中兼性或厌氧微生物发挥作用,如果不适用,应在配方调配或施用前进行小试试验配方优化,如增加电子供体/释氧物质进行复配,或在协同注入阶段加入释氧剂以增加生物缓释刺激药剂作用区域地下水中DO含量,提升降解目标有机污染物作用效率。 药剂施用的技术要求
6.4.1 生物刺激缓释药剂施用流程应包括生物刺激缓释药剂的制备与存储单元、药剂注入系统设计、运行监测与效果评估及二次污染防范措施。
6.4.2 生物刺激缓释药剂的制备与存储单元、用量和调配方法应根据实验室小试试验和现场中试试验进行确定和设计。
6.4.3 药剂注入系统设计参照T/GIA 002,应包括药剂注入系统、场地注入井群和监测井群系统及辅助设施等。药剂注入系统的选择符合以下规定:
a) 药剂注入系统应包括药剂储罐、药剂稀释罐、搅拌机、止回阀、计量泵、压力表、流量计、空气过滤器、控制面板、空压机、钢丝软管等;
b) 药剂注入方式应根据场地工况、地下水生境条件、修复规模和周期确定,可选择原位注入井注入、原位直推式注入、高压旋喷式注入等;
c) 污染场地地下水的注入井群宜设置在地下水流向的上游污染严重核心区域,根据污染范围宜选择串联或并联形式,单个注入井的花管位置宜根据污染层位进行设定,井口内部直径宜设置在50 mm~100 mm左右范围;
d) 监测井群建设应能够完全控制污染羽,在待修复区域的上游和下游边界、污染羽的两侧分别布置监测井,用于对比修复效果和管控污染物迁移风险,根据实际情况调整井群密度和单井结构;
e) 注入井应兼顾监测井功能,监测井在生物刺激缓释药剂施用修复过程中也可兼顾注入井功能。
6.4.4 运行监测与效果评估方案应包括监测频率与监测指标、效果分析与施用方案优化、运行过程管理和二次污染防范等。制定运行监测与效果评估方案时符合以下规定:
a) 地下水监测应符合HJ 164、HJ 25.2的规定;
b) 修复与风险管控应符合HJ 25.6的规定;
c) 修复效果评估应符合HJ 25.5的规定。
6.4.5 监测指标包括但不限于目标污染物的浓度、缓释指示指标、微生物数量。监测指标的检测方法参照以下规定:
a) 石油烃、多环芳烃、卤代烃的检测方法分别参照HJ 970、HJ 894、HJ 478、HJ 620,目标污染物限值参照GB 5749、GB/T 14848;
b) 缓释指标的检测方法参照GB 5749、GB/T 14848;
c) 微生物数量可采用血细胞计数板计算菌株数量或多功能微孔板检测仪测定DNA含量;
d) 其他监测指标参照GB 5749、GB/T 14848 和T/CSES 157—2024中的相关检测方法。
6.4.6 在修复运行阶段,第一个月监测频率宜设置为1次/(7 d~15 d),2个月后为1次/月,监
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测频率应根据污染物实际去除效果进行调整,直至修复结束。
6.4.7 二次污染防范和应急措施应符合HJ 25.6的规定。
7 药剂的施用过程 在生物刺激缓释药剂施用前,应对药剂和药剂注入系统、场地注入井和监测井群系统及辅助设施等进行检查和调试,以确保满足药剂施用条件的要求。 生物刺激缓释药剂的投加顺序应根据原位生物修复特定需求,参照中试试验结果,在药剂配方调配与制备及药剂施用前或施用过程中,根据是否添加辅助药剂(菌剂、酶制剂或助剂等)确定药剂投加顺序。 在生物刺激缓释药剂传输与注入过程中,应实时监测药剂流量、管路压力变化和注入井周边地下水水位变化,以避免因流量和压力过大导致注入管道和注入井连接头出现破裂、设备损耗及形成药剂在地下水修复层的单通道优先流问题。 根据药剂施用后作带形成 根据药剂施用后作带形成 根据药剂施用后作带形成 根据药剂施用后作带形成 根据药剂施用后作带形成 根据药剂施用后作带形成 区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入区间范围和生物刺激效果, 判断是否需要再次补注或多井同时入以达到原位生物修复工程目的。 以达到原位生物修复工程目的。 以达到原位生物修复工程目的。 以达到原位生物修复工程目的。 以达到原位生物修复工程目的。 以达到原位生物修复工程目的。
8 药剂施用后监测与效果评估 施用后监测
8.1.1 生物刺激缓释药剂 生物刺激缓释药剂 生物刺激缓释药剂 生物刺激缓释药剂 施用后运行监测参照HJ 164,监测指标和监测频率参照6.4.5和6.4.6,根据生物刺激效率,判断和验证生物刺激缓释药剂 施用工艺流程和关键参数,出现没有达到预期修复目标情况时应及时调整实施方案和采取应对措施。
8.1.2 在运行监测全周期过程中,注意二次污染防范和制度管控。 效果评估
8.2.1 通过监测修复范围内和边界控制点的地下水质,判断场地内地下水中污染物是否达到修复目标,从而评估系统运行的总体修复效果。
8.2.2 对生物刺激缓释药剂的应用效果和综合效益进行评估时宜参照HJ 25.5和HJ 25.6的规定。
8.2.3 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标见附录A。
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附录A (资料性) 生物刺激缓释药剂施用效益评价
表A.1给出了生物刺激缓释药剂施用效益综合评价指标。
表 A.1 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标 生物刺激缓释药剂施用效益评价指标
序号
评价指标
缓释药剂1
缓释药剂2
缓释药剂3
其他
1
污染物降解率
2
长期降解稳定性
3
微生物量
4
药剂粒径
5
固体药剂形貌
6
在水相中的分散性
7
缓释时间
8
缓释稳定性
9
药剂制备可操作性
10
工程操作管理难易度
11
药剂制备成本
12
工程运维成本
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7
参考文献
[1] HJ 682—2019 建设用地土壤污染风险管控和修复术语

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