2024年6月2日发(作者：)
有机污染土壤及地下水原位化学氧化修复技术介绍
1、原位化学氧化修复技术简介
原位化学氧化 (In Situ Chemical Oxidation，ISCO) 技术是一种针对有机
污染土壤及地下水的原位修复技术，可应用于石油烃类碳氢化合物、酚类、MTBE、
含氯有机溶剂、多环芳烃等污染物的修复，将污染物彻底矿化为二氧化碳、水或
其它小分子物质，消除污染物的健康风险。
原位化学氧化是指向土壤或地下水的污染区域注入氧化药剂，通过氧化作用，
使土壤或地下水中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。常见的氧化药剂
包括高锰酸盐、过氧化氢、芬顿试剂、过硫酸盐和臭氧等。氧化药剂的注入可以
通过高压旋喷注入或通过注入井注入。
高压旋喷注入是将带有特殊喷嘴的注浆管（钻杆），通过钻孔进入土层的预
定深度，然后从喷嘴喷出配制好的药剂，带喷嘴的注浆管在喷射的同时向上提升，
高压液流对土体进行切割搅拌，使氧化药剂与污染土壤充分混合，污染物氧化分
解，消除健康风险。注入完成后，药剂溶液进一步在含水层中迁移、扩散，其最
终的扩散半径与土壤渗透性及工期有关。
注入井注入工艺原理为：由空压机提供气源动力，通过注浆泵向注入井内注
入氧化药剂，氧化药剂在压力作用下通过注入井的筛管向井四周扩散并与土壤及
地下水中的污染物接触反应，使污染物转变为二氧化碳、水等无害的物质，从而
达到修复污染场地的目的。
2、国内外研究开发现状及技术比较
ISCO技术是指将氧化剂注入到污染源区土壤和地下水中，或下游羽流
（down gradient plume）土壤和地下水中，利用氧化剂本身或所产生的自由基
氧化地下的污染物，使污染物转变为二氧化碳、水等无害的或毒性更小的物质，
从而达到修复污染场地的目的。使用ISCO方法可以在较短时间（几天或几个月）
内实现污染物浓度的大幅降低（60%-90%以上）。常见的氧化剂包括高锰酸盐
（MnO
4
-
）、过氧化氢（H
2
O
2
）、芬顿试剂（H
2
O
2
和Fe
2+
）、过硫酸盐（S
2
O
8
2-
）
和臭氧（O
3
）等。可与水力压裂、土壤气相抽提以及微生物降解等其它修复方
法结合起来应用。药剂投送方法包括注射井、直推注射、原位深层搅拌等，所需
的主要设备包括钻探设备、注射泵、药剂混合设备等。
ISCO技术适用于渗透系数较高的场地，可应用于石油类碳氢化合物、酚类、
MTBE、含氯有机溶剂、多环芳烃等在环境中长期存在，较难自然降解污染物质
的修复。出于经济性的考虑，ISCO技术更多地应用于高浓度污染区（如污染源），
而非大面积的低浓度污染区。
ISCO技术的优势包括：
（1） 化学反应速度快，清除时间短（一般几个月就可以达到修复目标）；
（2） 化学氧化反应强度大，对污染物性质和浓度不敏感，可同时处理多
种高浓度污染物；
（3） 不需要挖出或移出污染土壤和地下水，只需要将氧化剂注射到地下，
因此成本相对较低；
（4） 污染物彻底氧化后，只产生水，二氧化碳等无害的反应产物，对环
境造成二次污染的风险较小。
但与此同时，ISCO技术的局限性有：
（1） 在渗透性较差区域（如粘土层中），氧化剂传输速率可能较慢，甚至
无法注入；渗透性不好的土壤中本底的氧化剂消耗量（Soil Oxidant Demand，
SOD）通常比较高，需要更多的氧化剂；
（2） 氧化过程是非选择性的，土壤里存在大量可被氧化的物质，氧化剂
除了与目标污染物反应外，还会与土壤中存在的一些腐殖酸、还原性金属等反应，
会消耗大量氧化剂，从而使氧化剂需要量增加；
（3） 可能会使地下温度和压力升高，分解产物可能会沿地下管线溢出，
导致安全问题，甚至有爆炸的危险，因此需要控制整个系统的温度和压力；
（4） 为了确保氧化范围，需要控制pH、温度和接触时间。该方法向地下
水中注入化学氧化剂，有些试剂需要在酸性（芬顿试剂）或碱性（碱活化的过硫
酸钠反应）条件下完成。无控制的加入化学药剂会改变地下水性状。
ISCO已经得到了广泛的工程化应用，美国国防部环境安全技术评估项目
（ESTCP）在1999年对42个ISCO修复项目的评价报告显示，有37 处场地
采用的是芬顿试剂法，是最常采用的氧化剂，目标污染物包括含氯溶剂、石油烃
和苯系物（BTEX）等，有45%的场地能够直接达到修复目标。近年来国外使用
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