污染地下水原位注入修复技术指南(T-GIA 002—2019).pdf

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1、书 书 书犐 犆犛 犣 团体标准犜犌犐 犃 污染地下水原位注入修复技术指南犜 犲 犮 犺 狀 犻 犮 犪 犾犵 狌 犻 犱 犲 犾 犻 狀 犲狅 犳犻 狀 狊 犻 狋 狌犻 狀 犼 犲 犮 狋 犻 狅 狀狉 犲犿犲 犱 犻 犪 狋 犻 狅 狀狋 犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵 狔犳 狅 狉犮 狅 狀 狋 犪犿 犻 狀 犪 狋 犲 犱犵 狉 狅 狌 狀 犱狑犪 狋 犲 狉 发布 实施中关村中环地下水污染防控与修复产业联盟发 布书 书 书目次前言范围规范性引用性文件术语和定义总则 基本原则 目的任务 工作流程 一般要求 原位注入修复药剂与工艺场地特征调查 资料收集 特征参数分析 信息补充调查原位注

2、入可行性评价 合规性评价 技术可行性评价 环境风险评价 经济可行性评价 评价结论 室内实验 一般要求 注入药剂筛选 反应药剂的剂量计算 原位注入现场试验 一般要求 注入参数试验 修复效果评价 原位注入系统设计 原位注入井系统设计 原位直推式注入系统设计 高压旋喷式注入系统设计 现场安装调试运行及维护 犜犌犐 犃 现场安装 设备调试 系统运行、维护及监测 系统运行效果监测及评估 主要内容 运行监测计划 运行期间的修复效果评价 系统停止运行 整体修复效果评估 附录（资料性附录）注入药剂详细信息介绍 附录（资料性附录）常用直推式注入设备参数范围 附录（资料性附录）高压旋喷式注入设备技术参数 附录（资

3、料性附录）高压旋喷药剂有效扩散半径参考值 附录（资料性附录）典型案例 犜犌犐 犃 前言本标准按照 给出的规则起草。本标准由中关村中环地下水污染防控与修复产业联盟提出并归口。本标准由永清环保股份有限公司负责起草，轻工业环境保护研究所、中国地质科学院水文地质环境地质研究所、北京高能时代环境技术股份有限公司、北京德瑞科森环保科技有限公司、宝航环境修复有限公司参加起草。本标准主要起草人员：罗启仕、斯克诚、魏文侠、吕正勇、韩占涛、马骏、向猛、赵秀红、杨仔、李梓、裴超、夏凤英、王海见、李淑彩、李卉、罗章、马奔腾。本标准在实施过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见和有关资料寄给中关村中环地下水污染防控与

4、修复产业联盟标准委员会，以便修订。联系邮箱：犜犌犐 犃 污染地下水原位注入修复技术指南范围本标准规定了实施污染地下水原位注入修复的工作程序、主要内容、要求、注意事项等，主要包括场地特征数据收集阶段、原位注入可行性评估阶段和原位注入实施阶段三大部分。本标准适用于污染地下水原位注入修复工程实施。规范性引用性文件本指南编制过程中主要引用了以下各项文件，凡是不注明日期的引用文件，其有效版本适用于本指南。场地环境调查技术导则 场地环境监测技术导则 污染场地风险评估技术导则 污染场地土壤修复技术导则 地下水环境监测技术规范 污染场地术语地下水污染修复（防控）工作指南（试行）术语和定义下列术语和定义适用于本

5、文件。部分术语和定义修改采用了 中相关内容。地下水犵 狉 狅 狌 狀 犱狑犪 狋 犲 狉以各种形式埋藏在地壳孔隙中的水，含包气带和饱水带中的水。污染地下水犮 狅 狀 狋 犪犿 犻 狀 犪 狋 犲 犱犵 狉 狅 狌 狀 犱狑犪 狋 犲 狉在人类活动的直接或间接影响下，物理、化学或生物特性发生了不利于人类生活或生产变化的地下水。目标污染物狋 犪 狉 犵 犲 狋犮 狅 狀 狋 犪犿 犻 狀 犪 狀 狋在场地环境中其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，需要进行修复的污染物。场地特征参数狊 犻 狋 犲 狊 狆 犲 犮 犻 犳 犻 犮狆 犪 狉 犪犿犲 狋 犲 狉能代表或近似反映

6、场地现实环境条件，用来描述场地土壤、水文地质、气象等特征的参数。水力梯度犺 狔 犱 狉 犪 狌 犾 犻 犮犵 狉 犪 犱 犻 犲 狀 狋沿渗透途径水头损失与相应渗透途径长度的比值。渗透系数犺 狔 犱 狉 犪 狌 犾 犻 犮犮 狅 狀 犱 狌 犮 狋 犻 狏 犻 狋 狔饱和土壤中，在单位水压梯度下，水分通过垂直于水流方向的单位截面的速度。犜犌犐 犃 影响半径狉 犪 犱 犻 狌 狊狅 犳犻 狀 犳 犾 狌 犲 狀 犮 犲注入药剂向周边扩散后具有修复影响范围在水平面上投影的半径。原位修复犻 狀 狊 犻 狋 狌狉 犲犿犲 犱 犻 犪 狋 犻 狅 狀不移动受污染的土壤或地下水，直接在地块发生污染的位置对

7、其进行原地修复或处理。原位注入修复犻 狀 狊 犻 狋 狌犻 狀 犼 犲 犮 狋 犻 狅 狀狉 犲犿犲 犱 犻 犪 狋 犻 狅 狀在原位修复的情况下，借用一定的设备将化学药剂或生物药剂等物质注入到地下水或土壤中，降低污染物质的浓度，减轻或消除其对环境的影响。注入井注入狑 犲 犾 犾犻 狀 犼 犲 犮 狋 犻 狅 狀通过固定井向目标土壤及地下水污染区域注入药剂，使得药剂在地下扩散并与土壤及地下水中污染物接触的注入方法。直推式注入犻 狀狊 犻 狋 狌犱 犻 狉 犲 犮 狋狆 狌 狊 犺犻 狀 犼 犲 犮 狋 犻 狅 狀通过注入设备将药剂以一定压力通过注入管道注入预定深度土壤及地下水层中的注入方法。高

8、压旋喷式注入犺 犻 犵 犺狆 狉 犲 狊 狊 狌 狉 犲犼 犲 狋犵 狉 狅 狌 狋 犻 狀 犵通过高压旋转的喷嘴将药剂喷入土壤及地下水层，利用高压水流对土体进行切割搅拌，并进一步与地下水混合扩散的注入方法。总则 基本原则 科学性原则综合考虑污染地下水所在场地的水文地质特性、污染物类型、污染特征、修复目标、注入药剂、注入方法、修复时间、修复效果、修复成本和修复工程的环境影响等因素，进行技术可行性评估，制定修复方案。可行性原则制定的污染地下水原位注入修复方案要合理可行，应在前期工作的基础上，针对污染地下水中污染物的性质、污染程度、范围以及对人体健康和生态环境造成的危害，评估原位注入修复技术的可行

9、性。若评估结果为可行，合理选择注入药剂、注入方法，进行系统设计，因地制宜制定修复方案，使修复目标可达，修复工程切实可行。安全性原则制定污染地下水原位注入修复方案要确保污染地下水修复工程实施安全，防止对施工人员、周边人群健康以及环境产生危害和二次污染。目的任务通过调查污染地下水所在场地的水文地质特性、污染物类型、污染特征等信息，制定修复目标，开展可行性评价及试验，确定注入药剂、注入方法、修复时间、处理效果、修复成本和修复工程等技术要求，制定修复方案，完成工程实施。犜犌犐 犃 工作流程污染地下水原位注入修复的工作流程如图所示，主要包括：通过污染场地调查确定场地的水文地质特征、污染物种类、污染特征等

10、信息；根据场地开发需求、工期成本要求、场地利益相关方及相关公众要求、法律规范要求等条件，开展合规性、可行性评价；开展实验室实验及现场试验评估，确定药剂种类、注入方法、注入浓度和体积、注入点位布设方式等工艺参数，评估修复效果，修复时间和修复成本，在有必要的情况下对选定的工艺条件进行模拟优化，开展注入系统设计；根据设定工艺方法和实施条件，建设所需基础工程，开展修复工作，监测修复数据，评估修复效果并根据需要对工艺进行改进和优化，在达到既定修复目标的前提下，停止修复工作，进行工程验收；验收后进行污染场地的持续监测，确保修复效果长期有效。图污染地下水原位注入修复工作流程犜犌犐 犃 一般要求 场地特征调查

11、场地特征调查应按 以及 中规定的相关内容，工作内容包括：）场地水文地质条件；）地下水理化性质；）污染物特征参数；）所在场地生物降解特征参数；）污染物分布及范围；）明确场地周围环境及敏感区域。调查方式包括收集资料、现场踏勘、人员访谈、水文地质勘探与分析、初步采样监测等。原位注入可行性评价 合规性评价核实地方对地下水原位注入修复技术使用的鼓励、限定等政策。可行性评价结合场地试验分析结果，进行技术可行性评价、环境风险评估以及经济可行性评价，综合确定采用原位注入修复技术的可行性。室内实验开展室内试验，筛选注入药剂，分析并优化污染物降解效果、计算药剂剂量，若分析结果证明可行，进行下一步现场试验；若分析结

12、果证明不可行，则重新筛选药剂。现场中试试验在技术实施之前，结合室内实验结果，开展现场中试，确定工艺实施参数。原位注入实施 原位注入系统设计根据修复目标可行性评价阶段确定的注入方法、地下水理化性质、污染物特征以及地层结构特点，选择设计注入工艺、确定注入监测井布置、计算注入流量压力、计算影响范围、设计现场监测系统等。现场安装调试及维护根据设计结果完成设备安装调试、系统运行、操作维护及监测。系统运行效果监测及评估对运行期间修复效果进行监测，在系统停止运行一段时候后，进行整个修复效果评估，并针对评估结果采取相应措施。犜犌犐 犃 原位注入修复药剂与工艺 常用注入药剂 化学氧化药剂常用于地下水修复的注入化

13、学氧化药剂包括过硫酸盐、高锰酸盐、臭氧、过氧化物和芬顿（）等。化学还原药剂常见的注入还原药剂包括硫化氢、连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、多硫化钙、二价铁、零价铁、有机质等。化学还原可以处理可还原重金属（如六价铬）和可还原降解有机污染物（如氯代有机物）等。生物修复药剂常见的注入生物修复药剂有好氧、兼性好氧厌氧、厌氧还原等生物药剂，应根据生物修复技术的原理及适用目标污染物选择相应的注入药剂。吸附性药剂常见的吸附性药剂包括活性碳粉、沸石，及其他有较好吸附效果的吸附剂，应根据吸附技术的原理及适用目标污染物选择相应的注入药剂。各类注入药剂的详细信息参见附录所示。常用注入工艺 注入井注入注入井注入如图

14、所示，通常将注入井与抽水井或循环井联用，可在中等或更佳渗透性土壤中应用。该技术可通过调节注入压力达到不同的影响半径，可在单井反复多次注入药剂，保证修复效果。但其缺点是无法较便利的优化注入点，辅助工艺相对复杂，费用较高。图注入井注入示意图犜犌犐 犃 直推式注入直推式注入法的示意图见图。注入管道随注入机械下钻过程进入目标区域，在垂直方向上根据污染深度分层设置注入介质扩散孔。注入药剂在注入泵的压力作用下经扩散孔进入地下水，在水平方向形成稀薄的药剂层，纵向同时渗透扩散迁移，互相交汇，进而覆盖整个污染区域。直推式注入法可根据现场条件及反应状况调整注入点，同时可将药剂注入指定污染深度区间，从而更有针对性。

15、但该方法不适用于地下岩石较多或管路较复杂的区域。药剂注入完成后，拔出注入管道，形成的注入孔用混凝土或膨润土填充。图直推式注入示意图 高压旋喷式注入高压旋喷注入工艺如图所示，利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，用高压设备使药剂浆液或水（空气）形成高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体；同时钻杆以一定速度逐渐提升，将药剂浆液与土粒强制搅拌混合，由于注入压力高，药剂溶液进一步在含水层中扩散。高压旋喷式注入可提高药剂与低渗透性土壤的混合程度，相对其他药剂投加方法更适合黏性土壤的原位氧化修复，且适用于饱和土壤地下水和非饱和层；可精准控制每层土壤的注药量，对地表扰动小，注射压力高，扩散

16、半径大，修复深度大，工程经济性好。图高压旋喷注入示意图犜犌犐 犃 注入工艺选择污染地下水原位注入工艺包括直推式注入法、注入井法和高压旋喷注入法。三种工艺主要特点：能适应不同目标污染区域的现场条件；比较容易找到有经验的工程实施承包方；基础设施费用较低；便于和其他强化技术联用（如地下水循环、压裂等）。实际工程实施中，根据不同场地条件、水文地质条件、污染物分布以及注入药剂特性等特点，一般选取一种技术或两种工艺的组合，必要时并辅以药剂注入的补强，达到修复整个污染场地的目的。原位注入工艺的选择与污染场地的土壤渗透性、污染水平、污染深度、药剂性质、修复费用等相关。由于污染场地各不相同，因此采用原位注入技术

17、进行修复时，需要综合考虑污染状况、水文地质条件、药剂特征等，选取最佳的原位注入工法，各注入工艺适用性参见表。表原位注入工法介绍及优缺点注入工艺类型优点缺点适用性注入井注入可允许药剂重复注入每个注入点注入药剂量可以很大注入点无法根据后期施工状况调整优化需要大量辅助设施，费用较高可适用于深度 的场地适用于工期较长的场地直推式注入注入点及注入深度可以在施工中有针对的调整优化浅层修复中该工艺成本较低每个注入点药剂使用量不能过大，影响半径小适用于需多处注入点的场地不适用于场地中有基岩、碎石等高压旋喷式注入可应用于渗透性较低的黏性土壤药剂影响半径大对土层扰动性较大药剂扩散途径难以预测及控制成本较高安全隐患

18、适用于渗透性较低的黏性土壤场地特征调查 资料收集污染地下水修复中的重要参考资料包括根据前期按照 和 完成的场地地下水环境调查和按照 完成的污染场地风险评估等相关资料。收集的信息范围包括污染场地的地形地貌等自然地理条件，交通、水电等基础设施条件，及所在区域环境状况及敏感区域评估；所在地的水文地质条件、污染状况、开发利用历史及现状、类似污染场地管控修复的成功案例等信息。重点关注信息应包括场地污染源与污染羽的空间分布、污染物、污染浓度及污染途径；污染场地的环境状况，如地形地貌、气象水文、地质及水文地质特征及敏感目标分布。犜犌犐 犃 特征参数分析 地层特征参数确认 地形地貌包括整体地貌（平原、丘陵或山

19、区）、地面坡度、平整度等。地层岩性对于松散岩层，应包括岩层粒度、分选、有机碳含量等信息。对于基岩地层，应包括岩石年代、类别（砂岩、泥岩、灰岩、岩浆岩、变质岩等）、厚度以及所有岩石的矿物组成等。地质构造包括所处的构造带、褶皱、节理、断层的发育情况（正断层还是逆断层）等。其他地层特征层数岩层胶结程度、产状及结构和节理等。水文地质特征参数确认 主要水文地质特征参数包括：）包气带岩性、结构、厚度、分布及渗透性等。）含水层岩性、分布、结构、厚度、埋藏条件、渗透性、富水性等。）隔水层（弱透水层）的岩性、厚度、渗透性等。）地下水物理性质：水温，地下水水位（分丰水期与枯水期），地下水流向、流速等。）地下水天然

20、化学特征：、，主要离子浓度如：、等。场地地层情况参数：）地下水补给、径流、排泄条件。）年降雨量、降水入渗系数，地下水年开采量，开采层位等。特征污染状况确认 污染源调查周边存在的污染源及排放形式，应包括工业源、农业源、采矿污染源、生活垃圾、废水等。每类污染物的参数包括其物质组成、排放量、排放规律，储存场所等。污染物特征调查调查污染物特征应包括物理及化学特性，物理特性包括污染物的颜色、气味、密度、熔点、沸点、蒸汽压及密度、溶解性随温度变化特性等；化学特征主要指污染物的反应性及毒性参数等。污染途径确定确认污染物进入地下水的途径，包括入渗型、越流型、径流型等。其中入渗型应了解入渗的水量、连续性，面积、

21、速率等信息；越流型应了解越流发生的位置，必要时需要了解越流量、水位差等信息；径流型犜犌犐 犃 应了解上游污染羽的范围、深度，向下游补给的速率、断面、水力坡度等。污染分布状况应全面的掌握场地内污染物及其不同相态（如自由相，溶解相，气相）在地下水中的分布，场地中每个污染源和污染羽的三维分布特征，如受污染的含水层、污染羽的长度、宽度和深度、污染羽运移速度等。生物降解特征参数确认生物降解特征参数确认范围包括：生化需氧量、化学需氧量、总有机碳，溶解氧、硝酸盐、亚硝酸盐、锰氧化物、铁氧化物、硫酸盐、亚硫酸盐、二氧化碳、甲烷等的浓度。场地周围环境及敏感区域确认确认场地周边环境状况，包括敏感人群、地表水、周边

22、水源地、周边浅层地下水等敏感区域的分布及特征。信息补充调查当现有资料信息难以满足工程设计的需求，应开展补充调查工作，完善相应的资料数据内容。若通过资料收集、现场踏勘和人员访谈无法确定整个场地范围内的特征数据，应进行必要的水文地质勘探与污染物分析。水文地质探勘与污染物分析包括制定勘探计划、实施现场勘探、正确记录钻孔信息、采集地下水水样、微生物培养、实验室分析测试、数据分析、水文地质勘探资料整理等步骤，明确场地内水文地质特征参数、地下水污染分布、污染物特征。原位注入可行性评价 合规性评价原位注入修复技术的使用过程应符合国家现有的法律法规以及地方和行业的相关政策、标准要求，选用地下水修复技术前应核实

23、地方对地下水修复技术使用的鼓励、限定等政策。技术可行性评价 数据分析根据场地地层特征参数、水文地质特征参数以及地下水物理化学性质等资料，分析修复技术的适用性。室内小试地下水修复技术可行性评价应进行室内小试。室内小试应采集实际场地的污染地层中的代表性土壤及地下水样品进行试验。通过在小试条件下模拟实际地下水环境，对修复技术所需达到的目标效果进行考察，初步判断技术的可行性。应考察的关键问题如下：确定是否已获得足够的代表性土壤及地下水样品以进行所需的测试，包括质控和空白对照所需的所有样品；对一个或多个物理、化学过程进行考察以评价技术的基本可行性；犜犌犐 犃 推测目标污染物的去除时间；评价修复技术对目标

24、污染物的降解效果；评价非水相流体（移动相、残留相）对修复效果的影响；评价、氧化还原电位、阴离子浓度等因素对金属离子（如砷、铅和铬等）和修复药剂的迁移率、扩散性及整个体系反应活性的影响；评价反应过程中潜在挥发性物质的生成，包括等气体；评价修复过程对地下水环境中生化过程的影响；识别在污染物降解过程中可能产生的有害或存在风险的中间体；对各药剂进行化学计量分析，使修复技术在小试规模中可发挥最佳性能；取部分水样和土样提前进行室内放大实验，例如一维的柱实验和二维的砂箱实验，以模拟三维环境。环境风险评价修复技术实施前应充分评价在技术实施过程中可能产生的环境风险和对人体健康可能产生的危害，并提出相应的保护措施

25、和应急预案。分析评价的内容应包括技术实施过程中药剂堆放、施工扬尘、施工噪声、固体废物、污废水排放等。当对人体健康的危害超过可接受范围时，应重新选择可行的修复技术。经济可行性评价初步成本评价包括场地采用原位注入修复技术和其他可选方法的成本估算。对原位注入技术和其他地下水污染修复技术的投资总额和运行维护费用进行比较，初步评价修复成本。在考虑成本的基础上，同时应考虑达到工程目标所需的时间，在其他条件一致的情况下，选择工期更合适的技术。评价结论综合分析技术、环境、经济可行性评价后，应结合场地实际情况，给出明确的可行性评价结果。若分析不可行，则不推荐使用原位注入修复技术。若评价结果可行，则进一步开展原位

26、注入可行性试验及系统设计工作。室内实验 一般要求原位注入现场中试和施工开展之前，应进行室内试验研究原位注入药剂的反应机理、反应效能，初步确定注入工艺，反应技术参数。室内实验总体设计如图所示，内容应包括对注入药剂效果的筛选、注入条件的选择、注入药剂复配以及最终的注入工艺整合。犜犌犐 犃 图室内实验总体设计 注入药剂筛选根据上述各个注入药剂的分类及其适用污染物情况，并结合考虑注入药剂使用效果与场地特征参数之间的联系，修复前应根据场地特征、目标污染物、修复效果要求、修复成本等对注入药剂进行筛选和分析，确定最优注入药剂。影响注入药剂修复成效的主要因素包括：注入环境的；辅助药剂（催化剂、活化剂、钝化剂等

27、）的种类；注入药剂添加剂量；注入药剂的注入方式。具体筛选原则如下：）达到修复目标的能力：对场地特征污染物具有修复效果。主要考察的指标包括技术成熟度、适合的目标污染物和土壤类型、技术适用性及技术优缺点等。）经济性：在达到目标值的同时，应充分考虑其经济性，主要包括各项成本的初步分析。）实施时间：应关注技术实施的时间是否满足修复工期要求。）环境、安全及健康因素：对环境的潜在风险、二次污染的危险程度、对场地内人员和周边人群健康的影响等。具体筛选评价指标参见表。反应药剂的剂量计算根据选择药剂与污染物的化学反应方程式进行物料平衡，核算去除污染物消耗药剂量；并根据地下水水化学性质及含水层对药剂的作用特性，核

28、算修复药剂的额外损耗。反应药剂消耗剂量，也可根据实验结果，得出药剂消耗的反应动力学方程，通过数学方法计算反应药剂消耗量。本标准核算的反应药剂消耗量为理论计算值，最终结果需要在理论计算基础上添加修正系数，考虑反应药剂的额外损失。犜犌犐 犃 书 书 书表原位注入药剂筛选评价指标评价标准划分等级时间经济实施时间技术参数药剂使用成熟度管理控制难度技术风险修复区域干扰技术适用性土壤适用程度湿度适用程度温度适用程度污染物参数环境影响和社会认可社会认可度二次污染优成熟易低小效果好非常适合支持无良 较成熟较易较低较小影响较小适合多数认可较小中 一般一般中等一般影响较大不推荐基本认可一般差 较不成熟较难较高较大

29、基本不合适不适合少数认可较大劣 不成熟难高大不合适无效不认可大 犜犌犐 犃 原位注入现场试验 一般要求 应选择场地内代表性地块，地块面积选择 为宜。若场地水文地质条件较为复杂，则应根据不同区域的水文地质条件，选择典型地块进行现场实验。根据实验室结果计算的药剂种类、药剂浓度，以及注入压力和影响半径关系的经验参数，进行注入中试设计，验证室内实验结果，并对技术参数进行合理优化，确定注入点位置和数量。根据场地特性、水文地质情况并结合室内实验，设置一定数量的注入点、监测井或抽水井，整个现场实验区域设置一个集中控制系统，控制药剂的注入量，掌握场地的修复状况；必要时可通过抽出井和注入井人为调整地下水流向，促

30、进注入药剂在地下水中的迁移。现场实验过程中应定期采集监测井水样，定期采集土壤样品分析检测，以便及时掌握修复效果及调整修复工艺。根据现场试验情况，提出注入药剂的最佳施用方法，并优化注入工艺参数。注入药剂的现场实验工艺设计如图所示。图注入药剂的现场实验工艺流程 注入参数试验以目标污染场地地下水和含水层中污染物浓度为背景反应体系，向体系中添加不同浓度，不同种类的药剂，进行正交试验，分析污染物浓度、药剂浓度随时间变化规律。根据实验结果，初步筛选合适的药 犜犌犐 犃 剂种类，明确药剂添加量及反应时间。修复效果评价修复效果评价主要为了测定和评估药剂特性、药剂的传递效果，以及水力作用对地下水位的影响，包括物

31、理参数测定以及化学分析，从而确定药剂的扩散范围。通常修复效果评价着重于明确药剂的投加方式和传递范围，从而评判实施效果是否达到设计要求，提供后续药剂注入的范围并根据实际情况进行优化，以使后续施工计划具有高度的场地特异性。修复效果评价主要包括以下内容：确定注入速率和体积。确定地下水位和水动力控制参数。确定注入压力以确保含水层不堵塞或不过压，以防止井管受损、造成变形或污染物扩散到目标修复区以外。确定药剂在地下的分布是否达到预期；通过所注入的药剂溶液体积和观测井的间距，判断地下是否存在优先流动通道。测定氧化还原点位、电导率、溶解氯（）和温度，间接监测反应情况及药剂分布。监测反应副产物以辅助确定修复的有

32、效半径和已处理的污染物质量。监测和控制影响药剂特性的含水层条件，例如。监测附近公共设施的潜在泄露（污水和雨水排水管网）。监测注入过程中，蒸汽和地下水中 的迁移驱替。保护敏感受体、人群健康和环境安全。原位注入系统设计 原位注入井系统设计 系统组成原位注入井系统应包括药剂制备储存系统、药剂注入井、药剂注入系统、监测系统等。其中，药剂注入系统包括药剂储存罐、药剂注入泵、药剂混合设备、药剂流量计、压力表等。在注入井的周边及污染区的外围还应设置监测井，对污染区的污染物及药剂的分布和运移进行修复过程中及修复后的效果监测。另外，可以通过设置抽水井或其他辅助工程，促进地下水循环以增强混合，有助于快速处理较大范

33、围污染区域。关键技术参数 药剂的类型及投加量根据实验室实验、现场试验结果确定药剂投加剂量、药剂配比等相关参数。投加点布设在进行注入井布点及井间距设计时应首先根据影响半径经验数据给出初始值，然后通过场地数值模拟或中试实验结果获得最终的影响半径和注入间距，初始注入间距可设定为略小于影响半径的倍左右，不同渗透系数药剂应先半径示意图可见图。犜犌犐 犃 图不同渗透系数药剂影响半径 注入流量压力设计不同土壤类型的注入流量：注入修复系统的实际注入量一般是由场地的具体性质而定，它在场地的纵向和横向两个维度上可能会有不同的变化。垂直注入压力：最大垂直注入压力可以通过土壤干重密度、湿重密度、渗流层顶板以及含水层顶

34、板距注入点的距离等估算而得：犘 （犵犺 犵犺 ）犵犺 狆（）式中：犘 最大垂直注入压力，单位为帕（）；含水层土壤干重密度，单位为克每立方厘米（）；为土壤湿重密度，单位为克每立方厘米（）；犵 重力加速度，单位为米每二次方秒（）；犺 渗流层顶部到注入点的距离，单位为米（）；犺 含水层顶部到注入点的距离，单位为米（）；水的密度，单位为克每立方厘米（）。注入井设计 井管设计井管包括井管材料、井壁管（白段）、过滤筛管（注药段）和沉砂管（沉砂段）。根据实际需求，选取合格的井管材料。井壁管安装在场地非污染层，起隔水护壁的作用。过滤筛管位于土壤或地下水污染层，起滤水挡砂和护壁的双重作用。沉砂管安装在井底部，沉

35、积水中所含泥砂，防止淤塞过滤筛管。井沉砂管应封底，避免翻砂。下管方法井管下管方法主要包括直接提吊法、浮力塞提吊下管法。过滤材料及填砂注入井过滤筛管外围应填充级配滤料，起到过滤挡砂、防止过滤管孔眼堵塞而影响药剂注入和出水 犜犌犐 犃 量的作用。滤料应根据止水带底层颗粒选择填料规格。止水系统设计时应对非目的层进行止水设计，对目的污染层以外的其他含水层或者非含水层进行封闭和隔离，止水方法有钻孔及井壁间填充膨润土止水和水泥止水等。原位直推式注入系统设计 系统组成原位直推式注入系统由药剂制备储存系统、直推式注入系统、监测系统等组成。直推式注入设备包括直推式注入杆、药剂注入泵、药剂搅拌设备、流量计、压力表

36、等，结构如图所示。直推式注入端通常由一系列长度在 的中空钢管组成，钢管尾端配有开槽段。药剂通过钢管的开槽段注入至指定深度。开槽段通常 长，但是在特定要求下也可以加长。大型项目的直推注入系统中，修复药剂可以通过多台直推设备分流并以相同的压力注入地下。根据场地规模和污染特征，在地下水污染羽中下游合理布置监测井。图原位直推式注入设备注入端构成直推式注入端通常由一系列长度在 的中空钢管组成，钢管尾端配有开槽段。药剂通过钢管的开槽段注入至指定深度。开槽段通常 长，但是在特定要求下也可以加长。大型项目的直推注入系统中，修复药剂可以通过多台直推设备分流并以相同的压力注入地下。根据场地规模和污染特征，在地下水

37、污染羽中下游合理布置监测井。关键技术参数 投加点布设在直推式注入点位的设计时应根据经验数据给出初始值，然后通过场地数值模拟或现场中试获得最终的注入间距，初始注入间距可设定为影响半径的 倍倍左右。直推式注入每个点位的药剂适用量及浓度不宜过大，一般情况下直推式注入设备的影响半径为。在实际的工程中，需要通过现场中试进一步确定场地内药剂注入的影响半径以及注入点位间距，通 犜犌犐 犃 常如图所示。直推式注入技术具有灵活性高、效率高等特点，因此可以根据每个点位的不同情况，在现场调整注入点位以保证修复效果。图原位直推式注入影响半径示意图 注入方式及深度一般原位直推式注入由深层到表层连续注入，搭配注入设备及压

38、力启动式注入探头分层注入，一般注入方式如图 所示。直推式注入深度需根据场地实际污染深度确定，注入探头一般推进至污染深度或更深一点。对于大多数场地，直推式注入最多可以推进至 左右。注入间距深度通常为。当一次注入完成后，将探头向上拔出 并开始下一次注入。不断重复该步骤直至所有注入完成。图 直推式注入设备注入方式示意图 犜犌犐 犃 注入次序原位直推式注入的注入次序取决于场地修复目标值，但是通常从污染物的高浓度向低浓度方向进行。一次注入多个点位时，应间隔注入。注入压力设计注入压力设计取决于地层性质，以目标层为黏土层为例，为使药剂能进入目标区域，同时避免黏土层结构被破坏，可使用 较低的初始压力。设备选型

39、原位直推式注入设备的参数主要包括动力头行程、质量、向下压力、地面速度、横向运动尺寸参数、发动机参数和液压系统参数。其中，设备的转运高度、转运宽度、转运长度、向下力、液压（最大）、液压流量（系统）为设备选型时需要考虑的主要参数，可根据注入孔布设情况进行设备的选型。实际工程中，应根据地形条件、场地条件、地质条件等不同条件进行设备选型。具体设备参数可参见附录。高压旋喷式注入系统设计 系统组成 气动源系统气动源系统主要包括空压机，用于药剂溶液曝气。溶配药系统溶配药系统主要包括药剂存储罐、输药管、混合药剂搅拌罐等，根据设计的药剂与水混合比例配制药剂。引孔系统若遇到高压旋喷钻机本身较难下钻的地层（如卵石层

40、），利用专业的引孔钻机提前进行引孔，若有必要可在钻孔中下衬管，防止塌孔。药剂注入系统药剂注入系统如图 所示，包括：高压注药泵、高压旋喷机等，将配制好的药剂与水混合物以高压液体方式注入到污染的地下水中。犜犌犐 犃 书 书 书说明：配电箱；空压机；空气过滤罐；药剂存储罐；加药泵；混合药剂搅拌罐；高压注浆泵；引孔机；钻杆；配有喷嘴的钻杆；原位注入设备；电缆；气管；加水管线；输药管；混合药剂输药管。图 高压旋喷原位注入系统 犜犌犐 犃 关键技术参数 设备参数高压旋喷式注入的设备参数设计包括：高压旋喷机参数、高压注浆泵参数、空压机参数等，具体参数指标见参附录。钻孔布设 药剂有效扩散半径药剂有效扩散半径应

41、完全覆盖整个修复区域，不应过于偏小而造成返浆严重致使工程成本大大增加。高压旋喷注入的药剂为液体，其有效扩散半径除了高压液流的瞬时劈裂搅拌外，还有后期的渗透扩散，因此药剂有效扩散半径搅拌半径渗透扩散半径，如图 所示。图 高压旋喷搅拌渗透扩散示意图在实际工程修复过程中，可根据经验值设计药剂有效扩散半径，但通常还要根据现场中试来进行验证。药剂有效扩散半径主要与注药压力、修复药剂类型、注浆量、地层岩性、密实度、地层饱和度、地下水流速、药剂在地层中有效反应时间有关。药剂有效扩散半径的经验值参见附录，在修复过程中根据中试试验对经验值进行调整。钻孔深度钻孔深度根据地下水污染的最大深度来确定。注入参数注入参数

42、设计主要包括药剂投加量、加水量。药剂投加量主要与污染物的浓度有关，根据污染物的浓度按相应的理论公式计算出药剂投加量的理论值，然后乘以一个安全系数，保证工程修复效果。通常安全系数越高，工程修复效果越容易保证，安全系数推荐值为。加水量参数主要与地层的饱和程度、渗透系数有关：对于渗透系数高的饱和层，在保证不返浆的情况下尽量增加水量；犜犌犐 犃 对于渗透系数低的饱和层，保证所加水量能完全溶解药剂且满足高压旋喷所需最低水量即可；对于渗透系数高的非饱和层，在保证不返浆的情况下尽量增加水量，保证药剂充满孔隙；对于渗透系数低的非饱和层，首先要保证足够的加水量以使药剂充满地层孔隙，但同时返浆情况可能严重，可通过

43、减小药剂有效扩散半径设计值或复喷的方式解决此问题。现场安装调试运行及维护 现场安装 注入井施工要求 止水为了防止药剂注入目标污染层以外的其他含水层或者非含水层，应对非目标层进行止水。止水方法是在钻孔及井壁间填充膨润土止水或水泥止水。洗井为了清除井壁泥皮，井内泥沙，疏通目的层，密实填砾，保证注入药剂可以顺利进入目标污染层，新建成的注入井应进行洗井。洗井的方法包括抽水洗井、活塞洗井、空压机震荡洗井、液态二氧化碳洗井、盐酸洗井、磷酸盐洗井和综合洗井。抽水实验通过抽水实验判断注药效果，评价注入井的质量，必要时可求出相关水文地质参数。直推式注入施工要求 钻孔与钻机移位检查直推钻机运行正常后，进行压力直推

44、作业，钻杆穿透非目标土层，按照修复点位污染物分布深度完成压推作业。一个点位注入完毕后，将钻机按照计划移动至下一点位继续作业。药剂试注钻孔作业完成后，开启药剂注入系统，按照修复方案中注入压力、注入速率进行药剂试注，同时密切观察注入设备运行情况，并根据情况实时调整。分层注入按照设计的药剂注入方案，分层注入修复，可根据注入药剂的用量及场地扩散能力，选择采用边注入边提升钻杆的连续注入方式，或定点注入后再提升钻杆至下一目标层。高压旋喷式注入施工要求 钻探点位和测量确认钻点坐标点位，确保机械准确定位。引孔钻探钻进过程中应注意防止塌孔，配合泥浆护壁。若泥浆过多导致堵塞土壤中孔隙，不利于药剂扩散，犜犌犐 犃

45、可使用空压机将过多泥浆洗出，但不能清洗过多，导致塌孔。设备调试 一般要求原位注入系统设备调试应满足：确定供电系统是否满足系统运行的需求；对整个系统进行调试，检查设备的运行情况、密封情况，若有问题及时解决，保证整个系统的顺利运行；确定合适的注药压力值、确定合适的注药量；确定合适的钻杆提升速度、旋转速度等参数。设备调试 将原位注入系统所需的全套设备辅助设备，按施工场地情况进行合理布置、安装。分别检查供电系统、供气系统、注药系统等各种设备运转是否正常，管路是否畅通或有泄露（进行地面管路试喷），测试压力仪、监控仪器是否齐备、完好，确认无误后方可进入下一步工序。各种设备检查完毕后在地表进行联合试机、试注

46、检查，以确定各种设备能否正常进行工作。系统运行、维护及监测 供电系统 供电系统的安装应由持证电工安装、维护，非电工不得私自安装、维修、移动一切电器设备。供电系统全部完整无损、动作可靠、绝缘良好，绝对不使用破损电器产品。所有配电箱与开关箱均在其箱门出标注其编号、名称、用途和分路情况。维修电工应严格按照电器操作规程进行维修、检验，并做好维修记录，按时检测接地电阻及机械设备、线路的绝缘电阻。对现场各种用电设备进行定期检查，发现事故隐患应立即消除，严禁设备带病运行。定期组织电工及其他人员进行安全用电教育，加强施工现场人员的安全用电意识。雷雨天禁止施工，防止雷击对设备、人员造成损害。设备的维修保养 原位

47、注入系统所配置的泵应配备具有相应知识的专人负责泵的操作、维护与保养，否则极易造成危害，封存前或调换工作场地需长时间停泵时，应用清水彻底冲洗泵头工作腔、截止阀、安全阀及吸液、排出管道内的残余介质，擦干并涂上机油，以免产生干固，锈蚀。运转中，柱塞密封若有介质泄漏，说明前端则型密封损坏，必须及时更换，以免引起泄漏及加剧密封损坏。注意压紧螺母不要调得太紧，以免导致抱死柱塞，使填科温升过高。应经常检查阀座密封，如有损坏趋势，应立即更换。否则将进一步引起阀座损坏。应按照推荐的牌号，使用符合标淮的润滑油，使用不合格的润滑油会降低曲轴的寿命，尤其是过于黏稠且不洁净的润滑油，会对曲轴、轴瓦等零件造成严重的损坏。

48、野外施工时，地盘不得倾斜放置，否则会影响泵的润滑，影响正常使用。犜犌犐 犃 系统运行效果监测及评估 主要内容在原位注入系统运行期间、运行停止后，均应对修复效果进行监测和评估，便于判断系统是否有效运行，是否达到修复目标可停止系统运行。系统运行效果监测及评估主要通过在注入点周边及地下水流向的下游区域建设适量地下水监测井，也可充分利用现有监测井抽出井，进行地下水样品采集和检测。通过分析地下水中修复药剂、污染物、反应产物、相关地下水环境表征指标（如、等）的浓度变化，确定药剂是否到达修复目标层、药剂是否扩散覆盖修复范围、污染物是否达到修复目标、修复过程是否造成二次污染等内容，进而完成对整个系统运行的效果

49、评估。运行监测计划根据 的相关规定及场地实际情况，布设监测点位；按照目标污染物及修复方案确定主要监测指标；根据施工进度安排，按照地下水污染修复（防控）工作指南（试行）制定监测计划；样品采集方法依据 及 中的相关规定进行。运行期间的修复效果评价在系统运行之前，通过对修复区域及周边监测井中进行采样、检测，确定目标含水层地下水中污染物、相关地下水环境表征指标（如、等）的初始浓度水平。系统运行期间，密切关注注入孔及周边区域是否出现药剂冒浆情况，判断药剂是否达到目标含水层，进而确定修复效果。此外，定期对修复区域内监测井中地下水进行持续采样、检测，确定各指标的变化趋势，尤其关注地下水中修复药剂、污染物及反

50、应产物的浓度变化，通过分析药剂和污染物的释放、迁移及反应过程，确定药剂的注入效果和覆盖范围。若修复过程中产生大量气体或场地仍在工业运转中，则可能还需对挥发性有机污染物、爆炸下限（）等参数进行监控，避免造成二次污染或发生爆炸等危险。系统停止运行若注入过程中，发生流量计、压力计读数异常，或者注入孔及周边区域出现药剂冒浆情况，立即停止系统运行。调整注入深度、注入流量、注入压力或者更换注入孔位置后，重新启动系统继续运行。若通过对修复区域及其周边监测井地下水的采样、检测，确定污染物浓度已经达到修复目标值水平，即可暂时停止系统运行。若短期内检测发现地下水中污染物浓度出现反弹迹象，应重新启动系统进行药剂补充