新書推薦|| 跨越實驗室與現場：納米零價鐵工程化修復技術與應用

地下水是最大的可用淡水資源， 是全球水循環的重要組成部分，它供應了 40%以上的全球灌溉需求水量。我國高度重視地下水污染防治工作，根據 2015 年和2021年國務院先后發布的《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)和《地下水管理條例》，要加強地下水污染修復技術的研發，防治地下水超采和污染，保障地下水質量和可持續利用，推進生態文明建設。

納米零價鐵（nZVI）被認為是最具應用潛力的地下水修復材料。作者團隊緊密結合我國地下水污染防治的重大需求，以納米零價鐵高效修復污染地下水為核心，深入研究了納米零價鐵結構調控、宏量制備和高效修復技術體系構建等，并取得了一系列成果：闡明了納米零價鐵結構與污染物去除的構效關系；揭示了生物質炭、硫、草酸等促進電子傳遞主導零價鐵還原污染物的規律；建立了球磨宏量制備微納零價鐵方法，獲得了關鍵工藝參數；發明了基于納米零價鐵原位注入的新型可滲透反應墻修復技術體系；建立了國際領先的納米零價鐵修復氯代烴污染地下水示范工程；形成了納米零價鐵從實驗室研究走向工程化應用的鏈式研發體系。

2022年出版的專著《污染場地地下水納米零價鐵技術：修復原理、設計及應用》系統綜述了nZVI在污染物去除中的機制及國際研究進展，分析了nZVI遷移及風險，并基于應用導向系統論述了nZVI技術體系、施工工藝以及監測維護，最后結合國際典型修復案例分析了nZVI技術體系的構建與應用，以期為nZVI技術發展提供理論與技術支撐。

△ 主理論

為了深入探討nZVI技術在污染場地修復中的實際應用，本書在上一部以理論為主的著作——《污染場地地下水納米零價鐵技術：修復原理、設計及應用》基礎上，進一步聚焦于應用案例分析。《納米零價鐵工程化修復技術與應用》旨在為讀者提供nZVI技術在實際污染場地地下水修復中的應用指南。作為一本實踐性較強的著作，本書詳細闡述了如何根據不同污染場地的特點，合理選擇和應用nZVI技術進行地下水修復。

△ 主實踐

具體章節內容如下：

第1章緒論，主要介紹了我國地下水污染的現狀及其修復的重要性。我國地下水污染問題依然嚴峻，盡管水質總體保持穩定，但修復技術仍需加強。重點介紹了nZVI技術在去除多種污染物方面的潛力。

第2章污染場地特征與修復策略，主要開展了污染場地的特征分析與修復策略的制定，為后續章節的修復方法分析奠定基礎。本章詳細闡述了污染場地的地理位置、歷史背景、不同場地的水文地質特征、污染物種類與分布特征、修復目標、管理過程等。通過對nZVI技術典型案例的分析，幫助讀者理解場地修復難點、識別具體的污染問題和設定修復目標的依據。此外，本章也為讀者提供了污染場地修復項目實施的系統化流程，幫助他們理解如何組織團隊、獲得批準、進行前期調查與監測，以及如何確定修復區域，確保修復工作的順利進行。

第3章nZVI來源與特性，對nZVI的來源和特性研究以及從實驗室測試到中試和現場規模示范的應用案例進行了詳細分類與總結。通過對不同類型nZVI改性材料的詳細分析，包括未改性nZVI、Pd改性nZVI、表面活性劑改性nZVI以及碳改性nZVI，系統探討了nZVI的來源、改性方法、制備工藝、去除效果以及各自的優缺點等方面的信息。

第4章納米零價鐵技術修復工藝與裝備，主要介紹了nZVI技術在實際應用中的現場布井方案、nZVI現場生產工藝和注射系統設計。注入井布設采用沿地下水流向或分層布井方式，確保污染區域被有效覆蓋。nZVI現場生產工藝包括球磨法、液相還原法、碳熱法。此外，本章詳細介紹了重力注射、直推式注射、高壓噴旋注射、循環井注射以及PRB工藝的技術參數和工程實施要點，強調需根據水文地質條件和污染物分布情況選擇適宜工藝。

第5章納米零價鐵修復污染場地機制及性能評價，系統研究了nZVI在污染場地修復中的應用潛力與技術挑戰，重點探討了金屬修飾、表面活性劑分散、碳基材料負載及多手段耦合等改性策略提升nZVI性能的機制與效果。研究構建了nZVI材料的還原能力、遷移能力和微生物協同能力評價體系，總結了各能力的關鍵影響因素與表征參數。通過典型案例分析和長期監測數據，明確了氧化還原電位(ORP)等水化學參數、nZVI材料評價因素與微生物協同作用對修復效果的動態
調控機制。

第6章場地監測與實際效果評估，系統闡述了nZVI技術的監測方法體系，詳細介紹了監測井的布設原則與現場監測指標體系(包括污染物濃度、ORP、pH等關鍵參數)以及修復效果評估標準(涵蓋污染物去除率、地下水環境改善程度等)。同時，本章提出了監測周期的科學設置方法及差異化監測指標的選取標準，為nZVI修復工程的監測工作提供了系統的技術指導。

未來，nZVI技術將向三大方向縱深發展：其一，綠色化與智能化——開發基于生物質還原劑和廢棄鐵源的低成本合成工藝，結合AI驅動的材料設計與智能監測系統，實現全流程降耗增效；其二，技術融合與場景拓展——深化nZVI與高級氧化、生物電化學等技術的耦合機制，推動其在新興污染物(如微塑料、抗生素)及復雜環境中的應用；其三，標準化與全球化——建立統一的性能評價體系與工程規范，依托全球案例數據庫推動技術迭代，并通過國際合作解決跨境污染問題。在“雙碳”目標驅動下，nZVI技術有望從單一修復工具升級為環境治理的系統性解決方案，為土壤與地下水安全的可持續發展提供科學支撐，引領環境修復技術邁向高效、精準的新紀元。

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（排名不分先后）

本文摘編自《納米零價鐵工程化修復技術與應用》一書，有刪減，圖片來源于該書，標題為編者所加。

《納米零價鐵工程化修復技術與應用》

ISBN 978-7-03-083186-6
錢林波 等 著

責任編輯：周 丹 沈 旭 李佳琴

納米零價鐵(nZVI)因其較大的比表面積和優異的反應活性，被廣泛視為適用于土壤與地下水污染修復的高效功能材料。盡管目前針對其反應機制的實驗室研究已形成較為系統的綜述成果，但 nZVI 技術在實際工程中的應用仍缺乏全面、系統的總結與科學評價。本書共設六章，基于全球范圍內的 nZVI 修復工程案例，圍繞污染場地特征、材料類型選擇、作用機制解析、注入工藝設計、監測體系構建及修復效果評估六個核心方面開展系統分析，全面梳理了 nZVI 技術在工程實踐中的應用現狀，并歸納整理了污染物空間分布與水文地質條件之間關聯性的關鍵參數表、 nZVI 材料性能參數表、注射工藝參數表以及監測井布設的技術參數表。上述成果為nZVI 技術的工程化實施提供了系統的理論依據與技術支撐， 對推動該技術向規范化、標準化方向發展具有重要的參考價值與實踐意義。

本書可供從事土壤、地下水、環境、資源、生態等領域的科研人員、工程技術人員、管理人員以及研究生閱讀與參考。

（本文編輯：洪弘）

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