T/ACEF 183-2025 氯代烃污染地下水原位生物及化学修复技术指南
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资料介绍
ICS Z00
CCS N772
中华环保联合会团体标准
T/ACEF 183-2025
氯代烃污染地下水原位生物及化学修复技术指南
Technical guidelines for in situ bio- and chemical remediation of chlorinatedhydrocarbons contaminated groundwater
2025-01-09 发布2025-01-09 实施
中华环保联合会发布
目次
前言......................................................................................................................................IV
1 范围........................................................................................................................................ 3
2 规范性引用文件.....................................................................................................................3
3 术语和定义............................................................................................................................. 3
4 基本原则和工作程序.............................................................................................................5
5 强化原位厌氧生物修复.........................................................................................................7
6 原位生物地球化学转化.......................................................................................................10
7 表面活性剂强化原位淋洗...................................................................................................17
8 基于过硫酸盐的原位化学氧化...........................................................................................21
9 原位化学还原.......................................................................................................................24
10 技术筛选及耦合联用指导原则...........................................................................................32
附录A（资料性附录）动态优化工作流程............................................................................ 35
附录B（资料性附录）技术概述.............................................................................................36
附录C（资料性附录）实验室小试要点.................................................................................40
附录D（资料性附录）修复方案典型布局............................................................................ 42
附录E（资料性附录）常见修复材料..................................................................................... 44
附录F（资料性附录）生物反应墙（或反应带）关键设计参数.........................................47
附录G（资料性附录）强化原位厌氧生物修复常见问题及对策........................................ 48
附录H（资料性附录）生物地球化学转化发生的证据及表征方法.................................... 49
附录I（资料性附录）土壤氧化剂需求量测算方法..............................................................50
附录J（资料性附录）原位化学还原修复材料理论投加量计算公式................................. 51
附录K（资料性附录）技术方案遴选评分表........................................................................ 49
附录L（资料性附录）氯代烃污染地下水原位修复汉英术语对照.....................................53
附录M（资料性附录）参考文献............................................................................................57
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Ⅱ
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。
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国土壤污染防治法》、《中华人民共
和国水污染防治法》、《地下水管理条例》，提高污染场地修复工程质量，保障土壤、地下水环境
安全，制定本文件。
本文件为首次发布。
本文件由中华环保联合会归口。
本文件起草单位：江苏大地益源环境修复有限公司、生态环境部华南环境科学研究所、北京博
诚立新环境科技股份有限公司、森特士兴环保科技有限公司、中石化（北京）化工研究院有限公司、
天津生态城环保有限公司、吉林大学、上海大学、业兴环境科技股份有限公司、昆山瑞淞环境科技
有限公司、生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心、无际（嘉善）科技有限公司、中国
科学院广州能源研究所、重庆环悦生态环境科技有限公司。
本文件主要起草人： 单晖峰、马瑞雪、庄健鸿、王岽、刘晶晶、宋震宇、董军、魏才捷、郑志
鸿、王炳南、潘时正、邢玉权、刘伟江、韩占涛、羊嘉文、李良忠、莫言阳、丁文、胡海娟、陈波
洋、吴昌昊、顾静、袁珊珊、符玉龙、杨金彪。
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氯代烃污染地下水原位生物及化学修复技术指南
1 范围
本文件涵盖了针对场地氯代烃污染地下水生物及化学类的原位修复技术的技术可行性研究、技
术方案设计要点、施工工艺、运行和监测需求等内容，并规定了技术筛选及耦合联用的指导原则。
本文件适用于氯代烃污染地下水原位修复或风险管控工程中的技术筛选、技术方案制定、施工
工艺选择、运行过程及修复效果的监测评估等。
本文件不适用于场地调查的具体工作程序、技术要求及每项原位修复技术的具体施工组织设计。
2 规范性引用文件
本文件内容引用了下列文件中的条款。凡是未注明日期的引用文件，其有效版本适用于本文件。
GB 36600 土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）
HJ 25.1 建设用地土壤污染状况调查技术导则
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 25.3 建设用地土壤污染风险评估技术导则
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 1019 地块土壤和地下水中挥发性有机物采样技术导则
HJ 2006 污水混凝与絮凝处理工程技术规范
T/ACEF150—2024 污染场地原位修复直推钻进－喷注一体化装备操作指南
《地下水环境状况调查评价工作指南》（环办土壤函〔2019〕770 号）
《地下水污染模拟预测评估工作指南》（环办土壤函〔2019〕770 号）
《地下水污染防治重点区划定技术指南》（环办土壤函〔2019〕770 号）
《地下水污染可渗透反应格栅技术指南（试行）》（环办土壤〔2022〕16 号）
3 术语和定义
3.1
波及效率sweep efficiency
原位淋洗中注入液体与重质非水相液体污染区域接触的均匀程度。
3.2
基线监测baseline monitoring
修复或风险管控工程启动前对目标场地污染地下水初始状态的监测，作为后续评估工程措施效
果的基准。
3.3
井间示踪剂试验inter-well tracer test
一种通过向注入井投加示踪剂，在抽出井取样检测示踪剂浓度，研究注入井与抽出井之间的流
体运动规律和地层特征的试验。仅溶于单相的示踪剂称为保守示踪剂，可溶于多相的示踪剂称为分
配示踪剂，应用上述两种示踪剂开展的井间示踪剂试验分别称为保守井间示踪剂试验和分配井间示
踪剂试验。
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3.4
毛细屏障capillary barrier
孔隙空间足够小且可阻碍重质非水相液体运移的地质单元。
3.5
气动压裂pneumatic fracturing
为改善目标修复区域的渗透性，强化地下水原位修复的进程及效果，在低渗透地层中注入高压
气体，形成裂隙的活动。
3.6
强化原位生物修复enhanced in situ biodegradation (EISB)
通过添加营养物强化功能微生物的生长（生物刺激，biostimulation）或投放富集的本地或外源
的功能微生物（生物强化，bioaugmentation）的工程措施促进污染物生物降解的技术。
3.7
渗透反应墙permeable reactive barrier (PRB)
在受污染地下水流经的途径上建造由反应介质组成的屏障，通过反应介质的吸附、沉淀、氧化、
还原和生物降解等作用去除地下水中污染物的技术。其中依靠生物降解过程原位修复污染地下水的
渗透反应墙类型称为生物反应墙。
3.8
水力压裂hydraulic fracturing
为改善目标修复区域的渗透性，强化地下水原位修复的进程及效果，通过水的高压注射在低渗
透地层形成裂隙的活动。
3.9
土壤氧化剂需求量soil oxidant demand (SOD)
非污染土壤中的天然物质对氧化剂的消耗量。
3.10
完全脱氯complete dechlorination
氯代烃分子中所有的C-Cl 共价键全部断裂，释放氯离子，最终生成相应的碳氢化合物等无毒终
产物的过程。
3.11
微乳液microemulsion
动力学稳定的膨胀胶束溶液。
3.12
微宇宙小试microcosm study
一种常用的实验室小试形式，用源于目标修复场地的污染土壤、地下水封装于实验容器内以形
成符合污染场地特征的微缩环境。
3.13
雾化喷射atomized spray
为强化注射介质在目标修复区域内的均匀分布、传输，借助空气或氮气在同轴或垂直方向的高
速射流与注射介质的相对低速液流或液膜的振动、摩擦作用，使注射介质破碎为极细小液滴。
3.14
厌氧还原脱氯anaerobic reductive dechlorination
在厌氧环境中，微生物以氯代烃为最终电子受体进行产能代谢并生长，氯代烃的C-Cl 键断裂，
氯被氢取代的生物过程。
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3.15
有效孔隙体积effective pore volume
地层中互相连通的，在一定压差条件下允许流体在其中流动的空隙体积。
3.16
原位化学氧化/还原in situ chemical oxidation/ reduction (ISCO/ISCR)
通过向污染区域注入氧化剂或还原剂等化学制剂与污染物发生氧化/还原反应，将污染物降解为
无毒或较低毒性终产物的技术。
3.17
原位生物地球化学转化in situ biogeochemical transformation (ISBGT)
通过自然生成或工程化措施，在微生物作用下，在地下生成的高反应活性矿物质降解氯代烃等
污染物的技术。
3.18
原位修复in situ remediation
将修复材料或技术手段实施或输送至地下污染区域，达成污染物的降解或去除的技术。
3.19
直推注入direct-push injection
利用（液压）冲击锤和钻机自身重量将钻具贯入地下，将修复药剂通过钻具以一定压力注入地
下污染区域的原位修复施工方法。
3.20
自由基radicals
化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团，
多数自由基具有强氧化性，少数具有还原性。
4 基本原则和工作程序
4.1 基本原则
4.1.1 科学性原则
综合考虑氯代烃污染场地的周边状况、污染特征、水文地质特性、生物地球化学条件、修复或
管控目标、工程周期、预算等因素，科学地筛选、决策最优技术及施工方案。
4.1.2 “分区施策、精准修复”原则
根据污染场地地下水不同区域污染特征、水文地质及生物地球化学条件遴选技术，视需要在时
间/空间两个维度科学地耦合联用多元修复技术，构建氯代烃污染地下水高效修复技术体系。
4.1.3 可操作性原则
应遵循便于工程实际操作、污染源区及污染羽前端优先的原则，优选适用性强的技术，技术联
用宜简不宜繁。
4.1.4 绿色、可持续原则
应坚持绿色、低碳、可持续，对场地扰动小的原则。
4.1.5 协同修复原则
氯代烃污染场地，尤其针对在产企业和工业园区，应坚持以原位修复为主，饱和层污染土壤及
地下水协同修复的原则。
4.1.6 安全性原则
技术方案制定与实施，尤其当涉及在产企业/工业园区的场景时，应充分重视其地上、地下环境
及设备设施的安全性，确保修复活动的安全、低扰动，防止对施工人员、周边人群健康和生态环境
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敏感受体产生危害。
4.1.7 规范性原则
工程实施及二次污染防治，应符合地下水修复和风险管控的有关法律法规和国家、地方、行业
相关标准的要求，科学、规范、有序地进行。
4.2 工作程序
4.2.1 氯代烃污染地下水原位修复工作流程
氯代烃污染地下水修复工作流程包括修复设计刻画、技术方案制定、实施运行监测共三个阶段
及其相互间的动态优化关系，具体工作程序如图1 所示。
图1 氯代烃污染地下水原位修复工作流程
4.2.2 回顾/更新场地概念模型
根据地下水修复或风险管控的需求及目标，回顾场地概念模型，评估是否足以支撑技术方案决
策，是否需要针对目标修复区域或场地做补充调查，并更新场地概念模型。符合修复设计需要的场
地概念模型应精细刻画HJ 25.6 第5.2 条所关注的地质及水文地质条件、地下水污染特征、受体与
周边环境情况，以及生物地球化学参数、降解产物、二次污染因子等内容。
4.2.3 技术可行性研究
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根据每个氯代烃污染地下水场地的具体情况，及本文件第5～9 章各项单元技术的技术适宜性评
估、小试及中试章节，和第10 章技术筛选及耦合联用的指导原则，对具体项目给出最优的解决方案。
4.2.4 技术方案设计
参考本文件第5～9 章各项单元技术的“技术方案设计”章节中的修复材料、投加量、施工工艺
和修复布局等内容细化全场实施的整体技术方案。
4.2.5 实施运行监测
根据制定的技术方案，参考本文件第5～9 章各项单元技术的对应章节，指导具体项目的工程施
工、运行和监测。
4.2.6 动态优化
4.2.6.1 应在修复设计刻画、技术方案设计和规模实施/运行/监测这三个阶段里保持对数据缺失的
识别和补充完善，持续利用新获取的信息及过程监测数据更新场地概念模型，回顾、审视技术方案/
施工方案，动态评估其实际效果、效率是否与预期相符，判断地下水修复和风险管控工程的目标可
达性，及时对方案做出优化调整（参见附录A）。
4.2.6.2 修复设计刻画阶段：宜执行满足修复方案设计需求精度的补充调查/场地刻画，应用中试及
规模实施阶段获取的新数据、信息不断完善、更新场地概念模型，尤其关注地质、水文地质、生物
地球化学参数，污染及质量通量分布特征，为技术适宜性评估及技术方案制定奠定基础。
4.2.6.3 技术方案设计阶段：设计重点在于所筛选技术的修复材料、投加量、传输方式（即施工工
艺）三方面的整体考量及优化。应通过小试、中试验证技术方案的可行性，根据中试施工工艺在场
地条件下的操作表现，过程监测及应用效果的反馈，优化规模实施时的修复材料的选择、投加量、
注射介质的注射量、修复材料的补充投加周期、施工方案布局及施工工艺等，并观察评估潜在的二
次污染风险。
4.2.6.4 规模实施/运行/监测阶段：应遵循以高效、高性价比的修复策略达成修复或风险管控目标
的原则，应用过程监测数据、阶段性的修复效果评估持续地更新场地概念模型，优化技术方案设计，
包括后续施工计划的时间、空间安排，或施工工艺调整，乃至耦合技术衔接。
5 强化原位厌氧生物修复
5.1 技术可行性研究
5.1.1 决策路线
强化原位厌氧生物修复技术决策过程应包括回顾/更新场地概念模型、技术适宜性评估、小试和
中试，决策路线如图2 所示。
5.1.2 技术适宜性评估
技术适宜性评估应综合分析氯代烃类型、污染程度、水文地质及生物地球化学条件等因素。技
术概述见附录B.1。
5.1.2.1 氯代烃类型
氯代烯烃、氯代烷烃和氯代芳香烃均适用于厌氧还原脱氯途径的生物降解。
5.1.2.2 适宜的场地条件
场地特征的适宜性评估指标涵盖重质非水相液体、厌氧脱氯证据、渗透系数、地下水流速、pH、
硫酸盐、氯化物等，具体评价要求见表1。
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图2 强化原位生物修复决策路线图
表1 强化原位厌氧生物修复场地特征的适宜性
场地特征适用不确定* 不适用
重质非水相液体无残留相自由相
厌氧脱氯证据
地下水中检测到显著的
中间或完全脱氯产物
地下水中未检测到显著的
中间或完全脱氯产物-
渗透系数>10-5 cm/s 10-6～10-5 cm/s ＜10-6～10-7 cm/s
地下水流速0.03～1.0 m/d 0.01～0.03 m/d
1.0～3.0 m/d
<0.01 m/d
>3.0 m/d
pH 6.0～8.0 5.0～6.0, 8.0～9.0 < 5.0, > 9.0
硫酸盐< 500 mg/L 500～5000 mg/L > 5000 mg/L
氯化物< 5000 mg/L 5000～10000 mg/L > 10000 mg/L
注1：该表信息主要来源为ESTCP, 2004. Principles and Practices of Enhanced Anaerobic Bioremediation of Chlorinated
Solvents [M].
注2：*表示技术可行性因项目而异，宜由小试、中试判断确定。
5.1.2.3 限制条件
5.1.2.3.1 具有自由相重质非水相液体的污染源区不宜采用强化原位厌氧生物修复。
5.1.2.3.2 下列不利的生物地球化学条件，且通过工程手段难以改善或调控时，不宜采用强化原位厌
氧生物修复：
a) 地下水pH 小于5 或pH 大于9；
b) 温度低于10 ℃或超过45 ℃；
c) 硫酸盐浓度大于5000 mg/L；
d) 氯离子浓度大于10000 mg/L。
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5.1.2.3.3 当地层渗透系数小于10-6 cm/s、含水层地下水流速小于0.01 m/d 或大于3.0 m/d 或存在优
先通道时不宜采用强化原位厌氧生物修复。
5.1.3 小试
5.1.3.1 应根据场地污染特征、生物地球化学参数和其它关键影响因素制定小试方案，应采集场地
代表性污染土壤、地下水样品用于小试，应测试不同碳源、营养助剂、生物菌剂类型和投加量的工
艺组合。
5.1.3.2 小试应按下列流程执行：
a) 通过标准采样程序采集目标修复场地代表性土壤和/或地下水样品；
b) 开展微宇宙或柱实验小试，设置不同碳源、营养助剂种类或投加量的试验组合，评估生物
刺激对土著脱卤菌的富集作用及氯代烃脱氯效果；
c) 设置投加不同的菌剂种类或投加量的试验组合，评估生物强化的氯代烃脱氯效果。
d) 应定期监测脱氯路径、产物和脱卤菌丰度的变化特征。
5.1.3.3 小试要点见附录C.1。
5.1.4 中试
5.1.4.1 根据小试结果、场地水文地质条件、生物地球化学参数、污染物类型和空间分布特征等因
素制定中试方案应，选择代表性区域开展，获取现场条件下的氯代烃去除率、降解效率以及生物菌
剂、碳源和营养助剂的注射影响半径、投加量和注入频率等工艺参数。
5.1.4.2 中试应按下列流程执行：
a) 中试宜在场地的代表性区域执行，中试面积宜为50 m2～100 m2，生物修复材料注入后运行
时间宜持续3～6 个月；
b) 每组试验宜设置一组注入井或直推注射点，根据污染深度、含水层分布等确定注入井的深
度和开筛位置；根据影响半径经验值，设置不同的注入井和监测井间距；
c) 根据小试结果及工程经验值确定中试碳源、营养助剂和菌剂种类和投加量；
d) 采用生物刺激时，可同时注入碳源、营养助剂；采用生物强化时，当地下处于厌氧环境时，
可同时注入碳源、营养助剂和菌剂，当地下处于有氧环境时，应先注入碳源，待地下转化
为厌氧环境后再注入菌剂和营养助剂。注入过程应确保注入系统的密封性；
e) 菌剂和营养助剂等注入结束后，可继续注入氮气或无氧水以强化修复材料的扩散；
f) 持续监测地下水，获取中试工艺参数。
5.2 技术方案设计
5.2.1 修复材料
5.2.1.1 生物刺激应用的修复材料主要包括碳源，辅以氮、磷和微量元素等。生物强化应用的修复
材料为脱卤菌剂。
5.2.1.2 常见碳源包括水溶性、粘性流体型和固体型（见附录E.1.1）。碳源应按调控厌氧环境能力、
长效性、微生物利用效率、易获得性、全生命周期应用成本以及施工工艺匹配等因素确定，推荐优
先选择长效缓释碳源。
5.2.1.3 氮、磷和微量元素等营养助剂，常见氮源包括尿素、酵母浸粉等，常见磷源包括磷酸二氢
钾、磷酸氢二铵等，微量元素包括维生素B12 等。
5.2.1.4 脱卤菌宜使用成熟的商业化菌剂产品（见附录E.1.2），也可将目标修复场地的土著脱卤菌
经驯化、富集、扩培后施用。
5.2.2 投加量
5.2.2.1 碳源投加量应按氯代烃浓度、竞争性电子受体浓度及不确定因素确定，工程实践中宜按目
标修复区域地下水总有机碳大于500 mg/L 执行，当总有机碳低于20 mg/L～50 mg/L 时，应补充注
入碳源。
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5.2.2.2 营养助剂的添加量应根据前期小试、中试和工程经验确定。
5.2.2.3 微生物菌剂投加量宜保证目标修复区域地下水中厌氧脱卤菌数量不低于104 cells/mL。
5.2.3 施工工艺
常用施工工艺包括直推注射、注入井、地下水循环、生物反应墙或反应带等，不同施工工艺的
应用形式和场景应符合下列规定：
a) 直推注射、注入井以及地下水循环、注入式生物反应带宜采用水溶性或粘性流体型碳源；
沟槽式生物反应墙宜采用固体型或粘性流体型碳源；
b) 松散层地下水的直推注射深度不宜超过15 m，但砾石和卵石地层不宜使用直推注射；
c) 注入井宜应用于需多次注入水溶性碳源，或修复深度或土壤岩性不适合直推注射的场景。
当目标修复区域厚度大于10 m 时，宜采用丛式井或分层注入井。当地下水污染羽分布较浅
或厚度较薄，位于建（构）筑物下方，宜采用水平井；
d) 地下水循环宜应用于强化碳源注入影响范围或修复效率的场景；
e) 沟槽式生物反应墙开挖深度不宜超过11 m；注入式生物反应带无明显的深度限制，可适用
在产企业或其他开挖受限的场景。生物反应墙或反应带的关键设计参数见附录F。
5.2.4 修复布局
5.2.4.1 污染源区修复
污染源区宜采用注入井或直推注射等全覆盖布局方式（见附录D.1.1），关键设计参数应包括注
射药剂量、注射介质体积、注射影响半径、注入点间距等。低渗透性地层影响半径宜为1.5 m～3.0 m、
渗透性较好地层宜为3.0 m～6.0 m。
5.2.4.2 污染羽修复
5.2.4.2.1 全覆盖布局应符合下列规定：
a) 面积小于1000 m2～5000 m2 的污染羽宜采用正六边形或正三角形点阵式全覆盖布局；
b) 面积大于5000 m2 的污染羽，且含水层渗透系数大于10-5 cm/s，宜采用地下水循环的全覆盖
布局（见附录D.1.2）。
5.2.4.2.2 屏障式布局应符合下列规定：
a) 针对拦截污染羽前端的风险管控应用场景，宜采用沟槽式生物反应墙或注入式生物反应带
的屏障式布局（见附录D.1.1）；
b) 面积大于5000 m2 的污染羽，宜采用多道屏障式布局。
5.3 施工、运行及监测
5.3.1 施工、运行操作要点
工程现场施工应根据菌剂和碳源类型、配制与储存条件、施工操作工艺等确定，操作要点包括
注射工艺、注射顺序、注射体积、注入系统的密封性、无氧溶液的配制、注射介质在地下的传输以
及生物地球化学条件调控等，并宜符合下列规定：
a) 宜采用低压低速注射，避免裂隙和优先通道的形成；
b) 修复材料的注射顺序宜先从目标修复区域的外围开始，逐渐向内部推进；
c) 注射介质单次注射体积以目标修复区域的1 倍有效孔隙体积为宜；
d) 修复材料注入过程，药剂储罐、注入系统等应保持密封，宜采取氮气封闭等措施避免空气
对厌氧菌剂产生不利影响；
e) 注射介质的现场配制宜添加亚硫酸钠等还原剂去除工艺水中的溶解氧；
f) 注射介质注入后，可采取向注入井通入氮气或无氧水等促进注射介质在地下有效传输和均
匀分布的措施；
g) pH 宜调控在6～8 之间，厌氧环境宜调控在硫酸盐还原环境与产甲烷环境之间。
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5.3.2 监测设计
5.3.2.1 基线监测
技术可行性研究阶段，应对施工前场地参数初始值监测，参数宜包括下列内容：
a) 污染物参数：氯代烃及其他共污染物、降解中间产物和最终产物；
b) 生物地球化学参数：常规指标（pH、电导率、溶解氧、氧化还原电位）；碳源指标（总有
机碳、挥发性脂肪酸）；电子受体及相关指标（硝酸盐、亚硝酸盐、Fe2+、Fe3+、硫酸盐、
硫化物、甲烷）；微生物指标（脱卤菌/脱卤酶数量、脱卤功能基因、细菌总数）。
5.3.2.2 过程监测
5.3.2.2.1 过程监测参数应涵盖5.3.2.1 规定的参数，并评估碳源和微生物的注射影响半径及其在含
水层中分布的均匀性，以及pH、氧化还原电位、总有机碳等关键地球化学参数对微生物生长的适宜
性。
5.3.2.2.2 目标修复区域内应设置地下水监测点，监测氯代烃、脱氯中间产物及最终产物浓度，应评
估氯代烃的脱氯路径、降解速率及污染范围的时空变化。
5.3.2.2.3 目标修复区域两侧及下游应设置地下水监测点，应监测氯代烃，并评估污染羽的扩散趋势。
5.3.2.3 效果监测
效果监测指标应包括氯代烃及其脱氯产物，并定期评估场地是否达到修复或风险管控目标。
5.3.2.4 监测井网设计
5.3.2.4.1 监测井网应包括沿地下水流向的纵向和横向分布的一系列监测井（见附录D.1.3），监测
井建设应符合HJ 25.1、HJ 25.2、HJ/T 164 和HJ 1019 的规定。
5.3.2.4.2 纵向分布的监测井宜位于目标修复区域上游、内部和下游，与地下水流动方向平行。
5.3.2.4.3 横向分布的监测井宜用于确定目标修复区域横向范围及变化，并辅助确定地下水流场和水
力梯度。
5.3.2.4.4 监测井的监测层位应与注入井处于相同含水层。
5.3.2.5 监测频率
5.3.2.5.1 对于水溶性碳源，修复运行期间监测频次宜每月一次。
5.3.2.5.2 对于粘性流体型和固体型碳源，监测频率宜为每季度一次。
5.3.2.5.3 碳源和菌剂注射前后，应加密监测频率。
5.3.2.6 监测采样方法
氯代烃污染地下水监测采样应符合HJ/T 164、HJ 1019 的规定。
5.3.3 动态优化
5.3.3.1 修复设计刻画阶段：以4.2.6.2 为指导，补充调查下列信息：
a) 宜应用高精度场地调查技术评估场地内的重质非水相液体的赋存与分布情况，确定是否采
用强化原位淋洗等污染源消减技术与强化生物修复技术联用的修复策略；
b) 地下水中土著脱卤菌和脱卤酶的赋存情况，应根据5.1.2 评估场地应用强化生物修复技术的
适宜性。
5.3.3.2 修复方案设计阶段：以4.2.6.3 为指导，中小试应监测厌氧脱卤菌或脱卤酶的存在与扩增、
氯代烃的完全脱氯证据，并更新场地概念模型，辅助生物刺激和/或生物强化的技术方案的制定。
5.3.3.3 规模实施、运行阶段：以4.2.6.4 为指导，应持续监测pH、氧化还原电位、总有机碳、脱
卤菌/酶等关键生物地球化学参数，以及氯代烃污染地下水羽时空变化趋势。应利用新获取的数据优
化技术方案设计及修复材料补充注射等施工，乃至联用其他修复技术，如监控自然衰减技术对下游
低浓度污染羽的修复。
5.3.3.4 强化原位厌氧生物修复阶段常见问题及对策见附录G。
5.3.4 二次污染防治
强化原位厌氧生物修复施工运行过程中可能涉及的二次污染问题及对策见表2。
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表2 二次污染及防治对策
二次污染情景描述防治对策
污染羽扩散
当生物刺激注射介质的注入体积不当或过大
（如远超目标修复区域有效孔隙体积的1 倍）
时，可能导致地下水污染羽向外扩散。
• 对目标修复区域采取由外向内的注射顺序；
• 利用目标修复区域下游及两侧的地下水监测点
监测氯代烃浓度变化，若呈现升高趋势，应采
用水力控制手段，或将目标修复区域范围拓展
至此区域，防止其继续扩散。
气相副产物
强化原位厌氧生物修复过程中可能产生硫化
氢、甲烷和二氧化碳等气体，当目标修复区域
靠近敏感基础设施，有害气体可能形成蒸气入
侵。当甲烷浓度高于爆炸下限时，可能会发生
爆炸。
• 对强还原环境区域加强土壤气监测，对可能产
生的潜在爆炸和人体健康等风险采取安全预防
措施；
• 对存在蒸气入侵风险的建筑设施安装主动或被
动的蒸气入侵缓解系统。
重金属溶解
强厌氧还原条件可能导致砷等重金属的增溶作
用，且存在扩散风险。
• 在强化生物修复工程结束后，向目标修复区域
补充氧气，改变其氧化还原条件，将砷转化为
五价砷，实现稳定化；
• 通过注入强还原性铁矿物（如ZVI），实现活
性形态砷向砷黄铁矿的稳定转化。
6 原位生物地球化学转化
6.1 技术可行性研究
6.1.1 决策路线
原位生物地球化学转化技术（技术概述见附录B.2）的决策过程应包括回顾/更新场地概念模型、
技术适宜性评估、小试和中试，决策路线如图3 所示。
图3 原位生物地球化学转化决策路线图
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6.1.2 技术适宜性评估
6.1.2.1 氯代烃类型
6.1.2.1.1 氯代烯烃：以高反应活性硫化亚铁（FeS）为活性物质的原位生物地球化学转化技术对四
氯乙烯和三氯乙烯的降解高度有效，对二氯乙烯和氯乙烯的有效性尚不明确；
6.1.2.1.2 氯代甲烷：对四氯化碳的降解有效，对氯仿及低氯代甲烷的有效性尚不明确；
6.1.2.1.3 氯代乙烷：对六氯乙烷、三氯乙烷、1,2-二氯乙烷的降解有效，对其他低氯代乙烷的有效
性尚不明确。
6.1.2.1.4 氯代芳香烃：对三氯苯、邻/间/对二氯苯、氯苯的降解有效，对其他高氯代苯的有效性尚
不明确。
6.1.2.2 适宜的场地条件
6.1.2.2.1 平衡的硫酸盐、铁氧化物、碳源含量：目标修复区域的地下水中的硫酸盐浓度宜大于500
mg/L；含水层介质中的生物可利用的Fe(III)宜大于1%；地下水中的溶解有机碳浓度宜大于200 mg/L；
6.1.2.2.2 高反应活性的无定型FeS 在介质中的存量浓度宜大于100 mg/kg，达到g/kg 量级更佳；
6.1.2.2.3 氧化还原电位：宜处于-100 mV～-250 mV 范围内；
6.1.2.2.4 水力停留时间：15～30 天；
6.1.2.2.5 pH：8～9 为宜，不宜小于7。
6.1.2.3 决策优先级
6.1.2.3.1 根据具体场地的目标修复区域的氯代烃污染特征和地球化学条件，按6.1.2.1、6.1.2.2 及
10.1 判断原位生物地球化学转化技术的适宜性，优先级划分为以下3 档：
a) 第一优先：含水层富含Fe(III)及硫酸盐；
b) 第二优先：含水层硫酸盐背景浓度低，但含充沛Fe(III)， 原位生物地球化学转化比强化生
物修复技术更适宜，硫酸盐可外源添加；
c) 第三优先：Fe(III)及硫酸盐背景浓度低，强化生物修复比原位生物地球化学转化更适宜。
6.1.2.3.2 通过实验室柱试验小试、现场中试验证技术可行性，并确定最佳施工工艺及参数。
6.1.3 小试
实验室小试宜采用柱试验形式，按下列流程执行：
a) 试验柱的尺寸无硬性要求，可参考直径10 cm，长度50 cm，试验柱的搭建包括进水、出水
端的玻璃珠层，并覆盖尼龙丝网，两端之间为均质化的填料层，填料的组成需与工程方案
趋于一致。需从污染场地的目标修复区域采集地下水用于小试。如果地下水中关注污染物
浓度低于代表性浓度，需人为添加补足。
b) 将污染地下水从试验柱下端缓慢泵入，待柱内空隙被全部填满后，按柱内水力停留时间15～
30 天的目标调节进水速度，反应启动，进入观测期，每天从外部观测孔隙水气味和颜色变
化。
c) 每间隔3～5 天，取代表性柱内水样，监测pH、溶解氧和氧化还原电位、关注污染物及其
脱氯产物、Fe2+、硫酸盐、溶解有机碳浓度，确认支撑原位生物地球化学转化的环境的建立
及持续。每次取样后随即泵入新的地下水使柱体始终处于饱和状态。柱试验的全程操作需
避免空气引入。补加碱以维持pH 在适宜范围。
d) 每批次柱试验至多运行30 天，评估原位生物地球化学转化技术的效能及最佳水力停留时间。
小试结束后，取柱内的固相样品，检测FeS 矿物含量及形态、总铁及生物可利用铁等参数。
6.1.4 中试
现场中试建议采用地下生物反应池形式，设计示意图见图4。目标修复区域的污染深度不宜超
过11 m，地下水水位较浅。中试宜按下列流程执行：
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图4 地下生物反应池设计示意图
a) 生物反应池的面积不宜小于25 m2, 填料层的深度区间（厚度～4 m）需贯穿中试区域的地
下水水位。生物反应池的建设步骤主要包括将中试区域内的污染土壤（涉及饱和层）开挖，
活性填料回填，以粗砂为主要介质，混以粉末或颗粒状的铁源（磁铁矿或赤铁矿）、长效
碳源、硫酸盐，及pH 缓冲剂。活性填料装填完毕后，在其顶板铺设砾石层，其中铺埋回淋
筛管，于其顶部覆土工布，再覆土至与地面齐平。
b) 在生物反应池沿地下水流向的下游方向1 m～2 m 处建1 口抽水井，抽出的地下水循环回淋
至生物反应池的顶部，以增加污染地下水在生物反应池中的水力停留时间。生物反应池上
游方向1 m～2 m 处建1 口观测井，此两口井的井筛位置宜覆盖反应池的偏下端至目标修复
含水层底板。在生物反应池的中心位置建一口观测井，井筛贯穿活性反应填料层。上述各
井建成后需联调、试运行，确认下游抽水－回淋至反应池－下游抽水的水力循环建立。
c) 生物反应池正式运行的第0 天，及之后的3～6 个月每月从上、中、下游的抽水/观测井采
水样，现场检测参数包括pH、碱度、溶解氧、氧化还原电位，送检分析参数包括关注污染
物及其降解产物（如乙烯、乙烷等），溶解有机碳、Fe2+、硫酸盐等相关地球化学参数，及
微生物分析等。中试结束时从地下反应器内取固相样品检测FeS 矿物含量及形态、总铁及
生物可利用铁等参数。
6.2 技术方案设计
6.2.1 修复材料
原位生物地球化学转化技术需要平衡的铁、硫酸盐、碳源，对于缺乏项，需在修复工程项目中
加以补充。应用生物反应墙或生物反应池时宜采用固体添加剂，应用注射工艺时宜采用水溶液或浆
液形态的添加剂见表3。
表3 用于原位地球化学生物转化技术的典型添加剂
成分生物反应池或沟槽式生物反应墙注入式反应带
铁天然高铁砂；氧化铁（赤铁矿、磁铁矿） 硫酸铁、氯化铁、乳酸亚铁
硫酸盐硫酸钙（石膏） 硫酸铁、硫酸镁、硫酸钠、硫酸钙
碳源树皮覆盖物、轧棉机废料堆肥、植物油乳酸钠、乳化植物油、卵磷脂、大豆油
附加添加剂用于渗透性调节的砂/砾石；pH 缓冲剂（石灰石） pH 缓冲剂（碳酸钠、碳酸氢钠）
6.2.2 投加量
修复材料的投加量的确定应以维持设计运行周期内（如半年、1 年等）目标修复区域的地下水
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中的硫酸盐浓度大于500 mg/L，含水层介质中的生物可利用的Fe(III)大于1%，地下水中的溶解有机
碳浓度大于200 mg/L 为标准。
6.2.3 施工工艺
6.2.3.1 不同实施工艺的适宜场景
6.2.3.1.1 原位生物地球化学转化技术用于氯代烃污染地下水修复的设计方案需基于准确的场地概
念模型（包括水文地质、地球化学条件、污染程度及分布等），通常污染深度在11 m 以内宜采用沟
槽式生物反应墙或生物反应池，污染深度显著超过11 m 的宜采用注射工艺。
6.2.3.1.2 沟槽式生物反应墙宜用于阻止污染羽向下游（尤其是下游有敏感受体，或临近场界/红线
的情形）继续扩散，或者置于污染源区与污染羽之间，起到源头管控作用。
6.2.3.1.3 生物反应池宜用于局部重污染区的修复。
6.2.3.1.4 地下水循环工艺适用于污染羽深度大于11 m 或地上、地下结构导致无法开挖的情形。
6.2.3.2 沟槽式生物反应墙
6.2.3.2.1 沟槽的建设宜使用反铲挖掘机或链式挖沟机等连续式一次成型挖沟机，深度一般局限于地
面下11 m 以内。沟槽宜向下嵌入隔水层或弱透水层顶板，或向下延伸至超过污染羽的最深处。
6.2.3.2.2 典型宽度（沿地下水流方向）在0.5 m～2 m 之间，取决于地下水流速与设计的水力停留
时间。长度（垂直地下水流方向）由所要拦截的污染源区或污染羽的宽度而定，也受制于场地条件。
6.2.3.2.3 地下水观测井可安装在沟槽生物反应墙的内部，及上、下游处，井筛的深度区间宜覆盖整
个目标修复污染水羽的厚度，底端应位于生物反应墙的底板之下。
6.2.3.2.4 生物反应墙填料的主要惰性介质宜为粗砂或砾石，确保墙内的渗透性优于墙外的含水层。
6.2.3.2.5 生物反应墙内可增设井、多孔管等，用于向系统中补加液体修复材料。
6.2.3.3 生物反应池
6.2.3.3.1 将目标修复区域的最重污染的局部开挖移除之后，回填由惰性介质、均衡的铁、硫酸盐、
碳源、pH 缓冲剂组成的活性填料，形成地下反应池。
6.2.3.3.2 将目标修复区域内的污染地下水抽出－回灌反应池，用于扩大反应池的修复影响范围，并
利于保障污染地下水流经反应池的水力停留时间。
6.2.3.3.3 生物反应池的深度宜限于11 m 之内。
6.2.3.3.4 生物反应池的建设方法参见6.1.4。
6.2.3.4 地下水循环
6.2.3.4.1 宜应用于渗透性较好的地层环境（水平渗透系数宜在10-5 cm/s 以上）。对于高渗透性场
地，地下水循环可用于调控适宜的水力停留时间，对于低渗透性场地，地下水循环可用于推动地下
水流经反应带。
6.2.3.4.2 地下水循环工艺：从抽水井抽出地下水—在地上装置内与药剂混合（宜使用水溶性的修复
材料）—从注射井注入的一个封闭系统，避免污染物挥发造成二次环境污染、地下水的空气暴露，
干扰其还原环境。
6.2.3.4.3 反应带+地下水循环工艺：水溶性或非水溶性的修复材料经原位注射形成反应带，在反应
带下游抽出地下水回注至反应带上游，形成地下水循环，推动地下水流经反应带。
6.2.4 修复布局
6.2.4.1 局部重污染区修复
6.2.4.1.1 污染深度在11 m 以内的局部重污染区建议采用生物反应池形式，生物反应池的整体影响
范围（包含其自身占地面积及与之配套的抽水井的影响范围）应实现对目标修复区域的全覆盖。
6.2.4.1.2 污染深度超过11 m 的局部重污染区建议采用原位注射或地下水循环工艺（见6.2.3.4）实
现对目标修复区域的全覆盖。
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6.2.4.2 污染羽修复
宜采用屏障式布局，具体规定同5.2.4.2.2。
6.3 运行及监测
6.3.1 运行操作要点
6.3.1.1 定期监测目标修复区域内的地下水pH，当pH 降低至小于7 时需及时补充碳酸钠等，调节
pH 至8～9。
6.3.1.2 定期监测目标修复区域内的地下水溶解氧、氧化还原电位、颜色、气味等水质参数，系统
运行正常应该在1 个月内形成硫酸盐还原环境，并在地下水中观测到黑色悬浮颗粒物。
6.3.1.3 沟槽式生物反应墙和生物反应池的活性填料在接近耗尽时（按6.1.2.2.1 评判）需补充或更
换新鲜填料。
6.3.2 过程及效果监测
6.3.2.1 监测计划
应涵盖过程监测和效果监测。过程监测重在监测技术运行是否正常，效果监测重在评估修复效
率以及是否达到修复目标。
6.3.2.2 过程监测
过程监测包含基线监测，应涵盖以下内容：
a) 关注污染物及其特征降解产物的浓度变化；
b) 地下水地球化学参数，参数分类及监测目的见表4；
c) 土芯矿物分析，监测活性矿物相的形成；
d) 微生物分析，监测微生物群落结构的变化。
表4 原位生物地球化学转化过程监测水质及地球化学参数
参数监测目的
溶解氧、硝酸盐、氨氮、亚铁、总铁、
硫酸盐、硫化物、甲烷
• 确定主导的电子受体赋存情况；
• 地下水化学环境应有利于铁和硫酸盐还原条件；
• 硫酸的加载率判定是否有充沛硫酸盐以促进快速和持续的新鲜FeS 的
形成。
电子供体：挥发性脂肪酸、
总有机碳、溶解有机碳
• 确定是否有充沛的有机碳以催生厌氧条件并维持硫酸盐还原环境。
pH、氧化还原电位、温度、
浊度、颜色
• 氧化还原环境的确认；
• 弱碱性pH 对原位生物地球化学转化速率有利；
• 生物活性随温度而变，随地下水温度的降低而变慢；
• 浊度升高/地下水颜色变黑指示硫化亚铁颗粒存在，及原位生物地球化
学转化环境建立。
碱度• 判断场地是否有足够的缓冲能力，以中和反应进程中产生的酸性，并
维持pH 在适宜范围。
6.3.2.3 固体介质取样检测
原位生成的高反应活性硫化亚铁矿物通常沉淀或附着在目标修复区域内的土壤或填料介质的表
面，应对固体介质取芯样进行分析监测，主要参数及监测目的见表5，反应活性矿物的表征方法详
见附录H.2。当系统未按预期运行时，需从目标修复区域取芯样分析作为故障诊断/排除手段。
表5 土芯矿物分析
参数监测目的
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硫化物矿物• 硫化亚铁矿物的量化分析，酸挥发性硫化物与铬还原硫化物分别对应FeS
和FeS2。
生物可利用铁和总铁• 应在基线取样时进行，以评估赋存的生物可利用铁是否足以支撑铁还原菌生
成Fe(Ⅱ)并进一步反应生成活性铁矿物，生物可利用铁不足则需补加铁源。
矿物表面积
粒度
矿物成分
• 硫化亚铁的形态分析，球丛状（而非颗粒状）最佳；
• 表面积的半定量分析有助于计算原位生物地球化学转化的转化率。
矿物成分
形态分析
• 元素化学丰度分析；
• 可视的矿物表面形态分析。
6.3.2.4 生物分析
微生物的构成及其丰度分析为原位生物地球化学转化是否成功运行提供了重要信息。应用定量
聚合酶链反应定量分析硫酸盐还原菌和铁还原菌，微生物量宜保持大于105 cells/mL。宜同步监测脱
卤菌丰度。
6.3.2.5 同位素分析
同位素分馏可用以跟踪氯代烃的降解及确定其转化机理。原位生物地球化学转化所主导的非生
物脱氯机制的重质同位素（即13C/12C）富集效应（由富集因子度量）比生物降解机制更显著（参见
附录H.3）。
6.3.3 动态优化
6.3.3.1 修复设计刻画阶段：以4.2.6.2 为指导，应重点监测污染及质量通量分布特征，pH、氧化还
原电位、硫酸盐、生物可利用的Fe(III)、碳源（以地下水中的溶解有机碳为指示参数）等关键地球
化学参数，根据6.1.2 评估场地应用生物地球化学转化技术的适宜性。
6.3.3.2 技术方案设计阶段：以4.2.6.3 为指导，在柱试验小试、现场中试阶段重点监测下列内容：
a) 建立铁还原环境和硫酸盐还原环境，地下水中开始出现黑色悬浮物质（FeS）的所需时长；
b) 维持pH 在8 左右，必要时需补加碱；
c) 生物地球化学转化对氯代烃的降解能力、降解路径（参见附录B.2）、降解形式（参见附录
H.1）及效率；
d) 定量监测高反应活性矿物FeS 的赋存（参见附录H.2）。
6.3.3.3 规模实施/运行/监测阶段：以4.2.6.4 为指导，应用生物地球化学参数、氯代烃的降解效果、
效率、路径、形式、完全脱氯最终产物（如乙烯、乙烷）、FeS 含量、分子生物学分析、同位素分
析等新获取的过程监测数据调整、优化技术方案设计、后续的施工安排或施工工艺，乃至耦合技术
衔接，例如衔接监测自然衰减技术执行对临近下游低浓度污染羽的修复。
7 表面活性剂强化原位淋洗
7.1 技术可行性研究
7.1.1 决策路线
表面活性剂强化原位淋洗技术（技术概述见附录B.3）应用的决策过程应包括回顾/更新场地概
念模型、技术适宜性评估、小试和中试，决策路线如图5 所示。
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图5 表面活性剂强化原位淋洗技术决策路线
7.1.2 技术适宜性评估
7.1.2.1 宜用于含自由相或残留相氯代烃重质非水相液体的重污染区域的修复，不建议用于中、轻
度溶解相氯代烃污染羽的修复。
7.1.2.2 不宜用于渗透系数小于10-5 cm/s 的地层，其目标场地适宜性说明见表6。
表6 表面活性剂强化原位淋洗技术的场地适应性
水文地质条件
污染物形态
自由相重质非水相液体残留相重质非水相液体
渗透性
高渗透性（砂和砾石，>10-3 cm/s） +++ +++
中渗透性（粉土、粉砂和黏砂，10-3～10-5 cm/s） +++ ++
低渗透性（粉黏和黏土，<10-5 cm/s） + +
非均质性
差异中等+++ +++
差异较大++ +
裂隙基岩+ +
注：+表示技术的适用度，+++表示适用度的最高级。
7.1.2.3 应充分调查场地毛细屏障完整性，毛细屏障不完整的情况下不宜使用。
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7.1.3 小试
7.1.3.1 应包括相行为试验和柱试验，其操作要点见附录C.2。
7.1.3.2 小试后宜进行表面活性剂溶液和氯代烃重质非水相液体的界面张力试验，可使用旋滴式张
力仪将表面活性剂配方的界面张力优化至最低值。
7.1.4 中试
7.1.4.1 中试应在重度氯代烃污染物区域内有代表性的位置执行，面积应不小于50 m2。
7.1.4.2 中试区域平面布置见附图D.4，宜采用注入井居中、抽出井环绕四周的形式，井间距可根
据场地水文地质特征及影响半径经验值优化确定。
7.1.4.3 抽出井和注入井开筛深度应与地下水污染深度对应，筛管长度和开筛位置可根据含水层结
构优化调整。
7.1.4.4 抽出井井管内径宜大于100 mm；采用重力流注入时，注入井井管内径宜大于100 mm；采
用低压注射时，注入井井管内径可选择较小的尺寸。
7.1.4.5 累计注入中试目标修复区域的淋洗液不宜超过3 个有效空隙体积。
7.1.4.6 中试前及结束后应分别检测各抽出井和注入井中地下水氯代烃浓度及目标修复区域内含水
层介质的氯代烃含量。
7.1.4.7 中试过程中宜每1～2 天检测各抽出井和注入井中氯代烃浓度和淋洗液的主要组分或指标
（表面活性剂、助剂、电解质等），现场检测地下水的电导率、温度和pH 值。
7.1.4.8 抽出液处理宜选用7.2.3.2 的方法，处理合格后可根据情况纳管排放或回用。
7.2 技术方案设计
7.2.1 修复材料
7.2.1.1 表面活性剂淋洗液宜由表面活性剂、电解质溶液和共溶剂组成，也称为微乳液前驱液。
7.2.1.2 表面活性剂应为阴离子型或非离子型；阴离子表面活性剂可为脂肪酸盐、硫酸盐、磺酸盐、
磷酸盐、磺酸基琥珀酸酯或鼠李糖脂；非离子表面活性剂可为乙氧基醇、乙氧基山梨醇脂肪酸酯、
亚砜或槐糖脂。
7.2.1.3 电解质宜为氯化钠、氯化钾或氯化钙。
7.2.1.4 共溶剂为醇类，宜为乙醇、异丙醇或丁醇。
7.2.1.5 表面活性剂淋洗液与氯代烃重质非水相液体形成微乳液的聚集时间应小于24 h。
7.2.1.6 经初步筛选的表面活性剂淋洗液应通过实验室相行为试验、柱试验和现场中试后，方可用
于原位淋洗现场实施。
7.2.2 投加量
7.2.2.1 淋洗液中各组分的浓度应通过小试和数值模拟确定。
7.2.2.2 表面活性剂浓度不宜大于5%。
7.2.2.3 电解质浓度不宜大于2%。
7.2.2.4 共溶剂浓度不宜大于5%。
7.2.3 施工工艺
7.2.3.1 注入井和抽出井建设应符合7.1.4.3 和7.1.4.4 的规定。
7.2.3.2 淋洗抽出液处理应符合下列规定：
a) 淋洗抽出液应优先进行破乳处理，可采用混凝、改变离子强度、改变温度等方法，推荐采
用混凝；混凝工艺的设计应参照HJ 2006 执行；混凝后的凝聚物可通过沉淀或气浮分离，
采用气浮分离时应充分考虑表面活性剂起泡对系统运行的影响。
b) 混凝后续可采用过滤、常规生化处理或高级氧化处理；淋洗液中含有醇类共溶剂时不宜采
用高级氧化处理；必要时后续可加入活性炭吸附单元。
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c) 抽出液处理全过程应在密闭条件下进行，各处理设施应设置抽气装置；抽出的气体应通过
活性炭吸附达标后方可排放；分离出的凝聚物和吸附后的活性炭应按危险废物委托有资质
的第三方进行处理。
7.2.4 修复布局
7.2.4.1 井网模式：选择井间距配置时，应确保注入的淋洗液和重质非水相液体可在一口或多口抽
出井中被捕获，常用井网模式见图6，其应用场景如下：
a) 阵列式（图6(a)）井网模式宜用于线性、长距离或大范围污染羽的修复，不宜用于非均匀
污染区域的修复。
b) 错列式（图6(b)）井网模式宜用于规模较大的污染源区域、局部高浓度污染区域或复杂地
质条件区域的修复。
c) 采用上游水力控制的井网模式（图6(c)）宜用于规模较小的污染源区域的修复。
图6 表面活性剂强化原位淋洗常用井网模式
7.2.4.2 波及效率：应大于85%，可通过多相流数值模拟进行评价和优化。
7.2.4.3 水力控制：水力控制井的最小数量、最优位置和每口井的目标流量应通过数值模拟确定；
对于需要垂向水力控制的场地，宜在水力控制井不同深度开筛；对于小型场地，宜采用物理屏障（如：
泥浆墙或钢板桩）替代水力控制井。
7.2.4.4 监测井网：目标修复区域内及其下游监测井的数量和位置应由项目要求和场地条件确定；
目标修复区域内监测井宜为丛式井或设置多级采样器。
7.2.4.5 修复布局设计应通过示踪剂试验数据对数学模型进行标定；示踪剂试验宜包括保守井间示
踪剂试验和分配井间示踪剂试验，数学模型应为多相流模型。
7.3 施工、运行和监测
7.3.1 施工、运行操作要点
7.3.1.1 表面活性剂强化原位淋洗操作应符合下列规定：
a) 预淋洗：宜使用7.2.1.1 中的电解质溶液淋洗目标修复区域至抽出液中无重质非水相液体。
b) 表面活性剂强化淋洗：表面活性剂淋洗液注入的达西流速应小于4.0 m/d，并高于地下水流
速；宜采用间歇注入方式（每天实施10 h～12 h）；注入与抽出应同时进行，注入量与抽
出量的比例应不大于1，注入量可根据现场淋洗效果调整，至抽出液中的氯代烃浓度降至
目标值。
c) 地下水及含水层介质监测：淋洗前、后应检测各抽出井和注入井中的氯代烃浓度及不同深
度含水层介质的氯代烃含量；淋洗过程中，应记录淋洗液注入量、地下水水位，现场检测
抽出液的电导率和pH，定期检测抽出液的氯代烃浓度。
d) 清水冲洗：表面活性剂强化淋洗结束后，应使用清水对地层中残存的药剂进行冲洗，直至
地下水中药剂浓度降至目标值。
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21
e) 淋洗效果较差区域的补强处理：根据淋洗过程监测结果，应对淋洗效果较差的区域采用调
整井场布置的方法进行补强处理。
7.3.1.2 不宜使用场地原有的地下水监测井进行淋洗操作。
7.3.1.3 废水处理操作应符合下列规定：
a) 破乳：宜采用混凝分离氯代烃和表面活性剂，氯代烃和表面活性剂去除率均应大于80%；
b) 剩余表面活性剂的去除：应采用常规生化处理或高级氧化处理，表面活性剂去除率应大于
90%，如未达标，可增加活性炭吸附单元；
c) 溶解氯代烃的去除：应采用常规生化处理或高级氧化处理，氯代烃去除率应大于90%，如
未达标，可增加活性炭吸附单元；
d) 处理水监测：监测处理水的氯代烃浓度、表面活性剂浓度、COD、pH、电导率等。
7.3.2 运行和效果监测
7.3.2.1 淋洗前应进行基线监测，检测地下水氯代烃浓度、常见离子浓度、电导率、pH 等，检测不
同深度含水层介质的氯代烃含量；基线监测宜在工程实施前的一个季度内开展。
7.3.2.2 淋洗过程中应记录淋洗液注入量、地下水水位，现场检测抽出液的电导率和pH，定期检测
抽出液的关注氯代烃及表面活性剂淋洗液组分的浓度。
7.3.2.3 淋洗后应进行效果监测，检测指标同7.3.2.1。
7.3.2.4 当地下水氯代烃浓度降至修复目标值以下，可停止淋洗运行，保持定期取样监测。
7.3.2.5 若短期内发现地下水氯代烃浓度发生反弹，应重新启动淋洗，补充注入表面活性剂淋洗液，
直至地下水氯代烃浓度重新降至修复目标以下。
7.3.2.6 对淋洗修复后的场地，宜建立长期监测计划，监测频率宜为每1～3 月1 次，直至场地地下
水氯代烃浓度不发生反弹。
7.3.3 动态优化
7.3.3.1 修复设计刻画阶段：以4.2.6.2 为指导，应通过地球物理方法、触探测试、土壤钻孔采样、
毛细屏障测试和分配井间示踪剂试验等确定氯代烃重质非水相液体在场地中的分布及污染程度，根
据7.1.2 评估技术适宜性。
7.3.3.2 技术方案设计阶段：以4.2.6.3 为指导，应通过微水试验、抽水试验、保守井间示踪剂试验
和分配井间示踪剂试验来检测含水层特性参数（地层渗透系数、抽水影响半径等），可采用水力剖
面探测仪结合直推钻探快速测定地层垂直向渗透系数分布，利用中试优化调整针对特定目标修复区
域的技术方案的关键参数，验证技术可行性。
7.3.3.3 规模实施/运行/监测阶段：以4.2.6.4 为指导，应根据修复过程中场地污染（如氯代烃浓度、
组成）和地下水水质（如pH、电导率）变化情况，开展相行为试验，优化调整表面活性剂淋洗液组
成及配比、淋洗剂用量；结合规模实施的阶段性进展、成果持续优化调整原位淋洗的后续实施操作
参数、步骤，决策终止淋洗的节点；根据抽出液浓度的变化优化调整混凝剂配方及废水处理方案。
8 基于过硫酸盐的原位化学氧化
8.1 技术可行性评估
8.1.1 决策路线
基于过硫酸盐的原位化学氧化技术（也称为活化过硫酸盐高级氧化技术）的决策过程应包括回
顾/更新场地概念模型、技术适宜性评估、小试和中试，决策路线如图7 所示。
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22
图7 原位化学氧化技术决策路线
8.1.2 技术适宜性评估
应用活化过硫酸盐的原位化学氧化技术概述见附录B.4。应用此技术前，应对氯代烃类型和污
染程度、水文地质和地球化学条件等因素进行评估。
8.1.2.1 氯代烃类型
8.1.2.1.1 氯代烯烃：热、碱、双氧水及螯合亚铁活化过硫酸盐对四氯乙烯、三氯乙烯、顺式-1,2-
二氯乙烯、1,1-二氯乙烯、氯乙烯、顺式-1,3-二氯丙烯及六氯丁二烯等氯代烯烃的降解高度有效。
8.1.2.1.2 氯代乙烷：热、碱、双氧水活化过硫酸盐对1,1,1-三氯乙烷的降解有效，对其他氯代乙烷
的有效性尚不明确。
8.1.2.1.3 氯代甲烷：热、碱、双氧水活化过硫酸盐对四氯化碳和氯仿等氯代甲烷的降解有效。
8.1.2.1.4 氯代芳香烃：热、碱、双氧水及螯合亚铁活化过硫酸盐对氯苯类及氯代苯酚类的降解有效，
热活化过硫酸盐对多氯联苯（PCBs）的降解高度有效。
8.1.2.2 污染程度
过硫酸盐氧化可适用于中、高污染程度的氯代烃污染地下水羽，有自由相重质非水相液体的重
污染区或大面积的轻污染地下水羽不宜采用本技术。应用过硫酸盐的原位化学氧化对污染程度的适
用性参见附录B.4.3。
8.1.2.3 水文地质、地球化学限制条件
当地层渗透系数小于10-5 cm/s 或者为非均质地层时，氧化剂的分散效果会受到影响，应采用压
裂、原位搅拌等强化扩散措施并验证效果。
下列地球化学条件不宜采用过硫酸盐原位化学氧化：
a) 地层碳酸氢盐或碳酸盐过高，碳酸氢盐浓度大于550 mg/L；
b) 地下水氯离子浓度大于700 mg/L；
c) 地下环境中有机质含量过高。
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23
8.1.2.4 土壤氧化剂需求量（SOD）
8.1.2.4.1 过硫酸盐的土壤氧化剂需求量相对比双氧水（即芬顿氧化技术）和高锰酸盐低。取决于土
壤类别及还原态金属的浓度，土壤氧化剂需求量的典型范围为0.5 g/kg～5 g/kg 。
8.1.2.4.2 设计原位化学氧化的氧化剂投加量应根据污染物含量和土壤氧化剂需求量确定。土壤氧化
剂需求量测定方法详见附录I。
8.1.3 小试
8.1.3.1 实验室小试应采用批试验或柱试验，确定氧化剂和活化方式、优化药剂用量，评估关注污
染物降解性、修复效果持久性、次生环境影响。
8.1.3.2 小试应按下列流程执行：
a) 取适量过硫酸盐用蒸馏水配制成约20%质量投加比的氧化剂溶液，碱活化剂可用25%或
32%浓度的氢氧化钠溶液；
b) 称取500 g～1000 g 代表性的饱和层污染土壤样品；
c) 氧化剂投加量宜在0.5～2 倍理论计算值之间设置多个试验，碱活化剂（纯物质）按与氧化
剂（纯物质）的质量比的30%～40%投加，全过程宜维持pH 在10～12，混拌均匀，尽可
能减少挥发损失；完成药剂添加后样品的含水率为略超饱和状态；应有空白对照；
d) 反应容器密闭、轻盖不拧紧、静置，反应3～4 周后检测土壤、液相中的氯代烃和剩余氧化
剂含量。
8.1.4 中试
8.1.4.1 中试应在目标修复区域内选择约50 m2 的代表性区域开展，药剂注射点位采用错列方式全
覆盖，点位间距宜为设计影响半径的1.5～1.8 倍，确保各注射点影响半径充分交叠，中试区域内至
少设置1 口地下水监测井。
8.1.4.2 根据小试结果确定最优投加比和活化方式，按中试区域土壤重量与有效空隙体积计算药剂
注射量。
8.1.4.3 氧化剂与活化剂注射介质应在现场分别配制，注射时首选按设计比例利用静态混合器快速
混合并随即注入地下，次选先后注入活化剂与氧化剂。药剂应间隔注射，避免返涌。
8.1.4.4 中试启动前及药剂注入结束后3～6 个月，应持续监测地下水中的氯代烃、过硫酸盐、pH、
氧化还原电位、氯离子等参数。分析评估目标修复区域的水文地质情况和注射影响半径，验证化学
氧化对氯代烃的降解性、修复效果的持久性和反弹情况，确定工艺参数。
8.2 技术方案设计
8.2.1 修复材料
8.2.1.1 活化过硫酸盐高级氧化技术所用氧化剂为过硫酸钠、过硫酸钾；常用的活化剂包括氢氧化
钠、生石灰、熟石灰、柠檬酸亚铁、乙二胺四乙酸亚铁、零价铁、双氧水等。
8.2.1.2 成熟应用的活化方式：
a) 碱活化：建议采用32%或25%氢氧化钠溶液活化，每次实施的氢氧化钠投加量（纯物质）
=土壤的碱缓冲容量+过硫酸盐质量×1/3，其中，土壤的碱缓冲容量按照调节土壤pH 至
10.5～11.5，并保持7 天所需的碱量执行。
b) 螯合亚铁活化：采
CCS N772
中华环保联合会团体标准
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氯代烃污染地下水原位生物及化学修复技术指南
Technical guidelines for in situ bio- and chemical remediation of chlorinatedhydrocarbons contaminated groundwater
2025-01-09 发布2025-01-09 实施
中华环保联合会发布
目次
前言......................................................................................................................................IV
1 范围........................................................................................................................................ 3
2 规范性引用文件.....................................................................................................................3
3 术语和定义............................................................................................................................. 3
4 基本原则和工作程序.............................................................................................................5
5 强化原位厌氧生物修复.........................................................................................................7
6 原位生物地球化学转化.......................................................................................................10
7 表面活性剂强化原位淋洗...................................................................................................17
8 基于过硫酸盐的原位化学氧化...........................................................................................21
9 原位化学还原.......................................................................................................................24
10 技术筛选及耦合联用指导原则...........................................................................................32
附录A（资料性附录）动态优化工作流程............................................................................ 35
附录B（资料性附录）技术概述.............................................................................................36
附录C（资料性附录）实验室小试要点.................................................................................40
附录D（资料性附录）修复方案典型布局............................................................................ 42
附录E（资料性附录）常见修复材料..................................................................................... 44
附录F（资料性附录）生物反应墙（或反应带）关键设计参数.........................................47
附录G（资料性附录）强化原位厌氧生物修复常见问题及对策........................................ 48
附录H（资料性附录）生物地球化学转化发生的证据及表征方法.................................... 49
附录I（资料性附录）土壤氧化剂需求量测算方法..............................................................50
附录J（资料性附录）原位化学还原修复材料理论投加量计算公式................................. 51
附录K（资料性附录）技术方案遴选评分表........................................................................ 49
附录L（资料性附录）氯代烃污染地下水原位修复汉英术语对照.....................................53
附录M（资料性附录）参考文献............................................................................................57
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Ⅱ
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。
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国土壤污染防治法》、《中华人民共
和国水污染防治法》、《地下水管理条例》，提高污染场地修复工程质量，保障土壤、地下水环境
安全，制定本文件。
本文件为首次发布。
本文件由中华环保联合会归口。
本文件起草单位：江苏大地益源环境修复有限公司、生态环境部华南环境科学研究所、北京博
诚立新环境科技股份有限公司、森特士兴环保科技有限公司、中石化（北京）化工研究院有限公司、
天津生态城环保有限公司、吉林大学、上海大学、业兴环境科技股份有限公司、昆山瑞淞环境科技
有限公司、生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心、无际（嘉善）科技有限公司、中国
科学院广州能源研究所、重庆环悦生态环境科技有限公司。
本文件主要起草人： 单晖峰、马瑞雪、庄健鸿、王岽、刘晶晶、宋震宇、董军、魏才捷、郑志
鸿、王炳南、潘时正、邢玉权、刘伟江、韩占涛、羊嘉文、李良忠、莫言阳、丁文、胡海娟、陈波
洋、吴昌昊、顾静、袁珊珊、符玉龙、杨金彪。
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3
氯代烃污染地下水原位生物及化学修复技术指南
1 范围
本文件涵盖了针对场地氯代烃污染地下水生物及化学类的原位修复技术的技术可行性研究、技
术方案设计要点、施工工艺、运行和监测需求等内容，并规定了技术筛选及耦合联用的指导原则。
本文件适用于氯代烃污染地下水原位修复或风险管控工程中的技术筛选、技术方案制定、施工
工艺选择、运行过程及修复效果的监测评估等。
本文件不适用于场地调查的具体工作程序、技术要求及每项原位修复技术的具体施工组织设计。
2 规范性引用文件
本文件内容引用了下列文件中的条款。凡是未注明日期的引用文件，其有效版本适用于本文件。
GB 36600 土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）
HJ 25.1 建设用地土壤污染状况调查技术导则
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 25.3 建设用地土壤污染风险评估技术导则
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 1019 地块土壤和地下水中挥发性有机物采样技术导则
HJ 2006 污水混凝与絮凝处理工程技术规范
T/ACEF150—2024 污染场地原位修复直推钻进－喷注一体化装备操作指南
《地下水环境状况调查评价工作指南》（环办土壤函〔2019〕770 号）
《地下水污染模拟预测评估工作指南》（环办土壤函〔2019〕770 号）
《地下水污染防治重点区划定技术指南》（环办土壤函〔2019〕770 号）
《地下水污染可渗透反应格栅技术指南（试行）》（环办土壤〔2022〕16 号）
3 术语和定义
3.1
波及效率sweep efficiency
原位淋洗中注入液体与重质非水相液体污染区域接触的均匀程度。
3.2
基线监测baseline monitoring
修复或风险管控工程启动前对目标场地污染地下水初始状态的监测，作为后续评估工程措施效
果的基准。
3.3
井间示踪剂试验inter-well tracer test
一种通过向注入井投加示踪剂，在抽出井取样检测示踪剂浓度，研究注入井与抽出井之间的流
体运动规律和地层特征的试验。仅溶于单相的示踪剂称为保守示踪剂，可溶于多相的示踪剂称为分
配示踪剂，应用上述两种示踪剂开展的井间示踪剂试验分别称为保守井间示踪剂试验和分配井间示
踪剂试验。
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4
3.4
毛细屏障capillary barrier
孔隙空间足够小且可阻碍重质非水相液体运移的地质单元。
3.5
气动压裂pneumatic fracturing
为改善目标修复区域的渗透性，强化地下水原位修复的进程及效果，在低渗透地层中注入高压
气体，形成裂隙的活动。
3.6
强化原位生物修复enhanced in situ biodegradation (EISB)
通过添加营养物强化功能微生物的生长（生物刺激，biostimulation）或投放富集的本地或外源
的功能微生物（生物强化，bioaugmentation）的工程措施促进污染物生物降解的技术。
3.7
渗透反应墙permeable reactive barrier (PRB)
在受污染地下水流经的途径上建造由反应介质组成的屏障，通过反应介质的吸附、沉淀、氧化、
还原和生物降解等作用去除地下水中污染物的技术。其中依靠生物降解过程原位修复污染地下水的
渗透反应墙类型称为生物反应墙。
3.8
水力压裂hydraulic fracturing
为改善目标修复区域的渗透性，强化地下水原位修复的进程及效果，通过水的高压注射在低渗
透地层形成裂隙的活动。
3.9
土壤氧化剂需求量soil oxidant demand (SOD)
非污染土壤中的天然物质对氧化剂的消耗量。
3.10
完全脱氯complete dechlorination
氯代烃分子中所有的C-Cl 共价键全部断裂，释放氯离子，最终生成相应的碳氢化合物等无毒终
产物的过程。
3.11
微乳液microemulsion
动力学稳定的膨胀胶束溶液。
3.12
微宇宙小试microcosm study
一种常用的实验室小试形式，用源于目标修复场地的污染土壤、地下水封装于实验容器内以形
成符合污染场地特征的微缩环境。
3.13
雾化喷射atomized spray
为强化注射介质在目标修复区域内的均匀分布、传输，借助空气或氮气在同轴或垂直方向的高
速射流与注射介质的相对低速液流或液膜的振动、摩擦作用，使注射介质破碎为极细小液滴。
3.14
厌氧还原脱氯anaerobic reductive dechlorination
在厌氧环境中，微生物以氯代烃为最终电子受体进行产能代谢并生长，氯代烃的C-Cl 键断裂，
氯被氢取代的生物过程。
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5
3.15
有效孔隙体积effective pore volume
地层中互相连通的，在一定压差条件下允许流体在其中流动的空隙体积。
3.16
原位化学氧化/还原in situ chemical oxidation/ reduction (ISCO/ISCR)
通过向污染区域注入氧化剂或还原剂等化学制剂与污染物发生氧化/还原反应，将污染物降解为
无毒或较低毒性终产物的技术。
3.17
原位生物地球化学转化in situ biogeochemical transformation (ISBGT)
通过自然生成或工程化措施，在微生物作用下，在地下生成的高反应活性矿物质降解氯代烃等
污染物的技术。
3.18
原位修复in situ remediation
将修复材料或技术手段实施或输送至地下污染区域，达成污染物的降解或去除的技术。
3.19
直推注入direct-push injection
利用（液压）冲击锤和钻机自身重量将钻具贯入地下，将修复药剂通过钻具以一定压力注入地
下污染区域的原位修复施工方法。
3.20
自由基radicals
化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团，
多数自由基具有强氧化性，少数具有还原性。
4 基本原则和工作程序
4.1 基本原则
4.1.1 科学性原则
综合考虑氯代烃污染场地的周边状况、污染特征、水文地质特性、生物地球化学条件、修复或
管控目标、工程周期、预算等因素，科学地筛选、决策最优技术及施工方案。
4.1.2 “分区施策、精准修复”原则
根据污染场地地下水不同区域污染特征、水文地质及生物地球化学条件遴选技术，视需要在时
间/空间两个维度科学地耦合联用多元修复技术，构建氯代烃污染地下水高效修复技术体系。
4.1.3 可操作性原则
应遵循便于工程实际操作、污染源区及污染羽前端优先的原则，优选适用性强的技术，技术联
用宜简不宜繁。
4.1.4 绿色、可持续原则
应坚持绿色、低碳、可持续，对场地扰动小的原则。
4.1.5 协同修复原则
氯代烃污染场地，尤其针对在产企业和工业园区，应坚持以原位修复为主，饱和层污染土壤及
地下水协同修复的原则。
4.1.6 安全性原则
技术方案制定与实施，尤其当涉及在产企业/工业园区的场景时，应充分重视其地上、地下环境
及设备设施的安全性，确保修复活动的安全、低扰动，防止对施工人员、周边人群健康和生态环境
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6
敏感受体产生危害。
4.1.7 规范性原则
工程实施及二次污染防治，应符合地下水修复和风险管控的有关法律法规和国家、地方、行业
相关标准的要求，科学、规范、有序地进行。
4.2 工作程序
4.2.1 氯代烃污染地下水原位修复工作流程
氯代烃污染地下水修复工作流程包括修复设计刻画、技术方案制定、实施运行监测共三个阶段
及其相互间的动态优化关系，具体工作程序如图1 所示。
图1 氯代烃污染地下水原位修复工作流程
4.2.2 回顾/更新场地概念模型
根据地下水修复或风险管控的需求及目标，回顾场地概念模型，评估是否足以支撑技术方案决
策，是否需要针对目标修复区域或场地做补充调查，并更新场地概念模型。符合修复设计需要的场
地概念模型应精细刻画HJ 25.6 第5.2 条所关注的地质及水文地质条件、地下水污染特征、受体与
周边环境情况，以及生物地球化学参数、降解产物、二次污染因子等内容。
4.2.3 技术可行性研究
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7
根据每个氯代烃污染地下水场地的具体情况，及本文件第5～9 章各项单元技术的技术适宜性评
估、小试及中试章节，和第10 章技术筛选及耦合联用的指导原则，对具体项目给出最优的解决方案。
4.2.4 技术方案设计
参考本文件第5～9 章各项单元技术的“技术方案设计”章节中的修复材料、投加量、施工工艺
和修复布局等内容细化全场实施的整体技术方案。
4.2.5 实施运行监测
根据制定的技术方案，参考本文件第5～9 章各项单元技术的对应章节，指导具体项目的工程施
工、运行和监测。
4.2.6 动态优化
4.2.6.1 应在修复设计刻画、技术方案设计和规模实施/运行/监测这三个阶段里保持对数据缺失的
识别和补充完善，持续利用新获取的信息及过程监测数据更新场地概念模型，回顾、审视技术方案/
施工方案，动态评估其实际效果、效率是否与预期相符，判断地下水修复和风险管控工程的目标可
达性，及时对方案做出优化调整（参见附录A）。
4.2.6.2 修复设计刻画阶段：宜执行满足修复方案设计需求精度的补充调查/场地刻画，应用中试及
规模实施阶段获取的新数据、信息不断完善、更新场地概念模型，尤其关注地质、水文地质、生物
地球化学参数，污染及质量通量分布特征，为技术适宜性评估及技术方案制定奠定基础。
4.2.6.3 技术方案设计阶段：设计重点在于所筛选技术的修复材料、投加量、传输方式（即施工工
艺）三方面的整体考量及优化。应通过小试、中试验证技术方案的可行性，根据中试施工工艺在场
地条件下的操作表现，过程监测及应用效果的反馈，优化规模实施时的修复材料的选择、投加量、
注射介质的注射量、修复材料的补充投加周期、施工方案布局及施工工艺等，并观察评估潜在的二
次污染风险。
4.2.6.4 规模实施/运行/监测阶段：应遵循以高效、高性价比的修复策略达成修复或风险管控目标
的原则，应用过程监测数据、阶段性的修复效果评估持续地更新场地概念模型，优化技术方案设计，
包括后续施工计划的时间、空间安排，或施工工艺调整，乃至耦合技术衔接。
5 强化原位厌氧生物修复
5.1 技术可行性研究
5.1.1 决策路线
强化原位厌氧生物修复技术决策过程应包括回顾/更新场地概念模型、技术适宜性评估、小试和
中试，决策路线如图2 所示。
5.1.2 技术适宜性评估
技术适宜性评估应综合分析氯代烃类型、污染程度、水文地质及生物地球化学条件等因素。技
术概述见附录B.1。
5.1.2.1 氯代烃类型
氯代烯烃、氯代烷烃和氯代芳香烃均适用于厌氧还原脱氯途径的生物降解。
5.1.2.2 适宜的场地条件
场地特征的适宜性评估指标涵盖重质非水相液体、厌氧脱氯证据、渗透系数、地下水流速、pH、
硫酸盐、氯化物等，具体评价要求见表1。
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8
图2 强化原位生物修复决策路线图
表1 强化原位厌氧生物修复场地特征的适宜性
场地特征适用不确定* 不适用
重质非水相液体无残留相自由相
厌氧脱氯证据
地下水中检测到显著的
中间或完全脱氯产物
地下水中未检测到显著的
中间或完全脱氯产物-
渗透系数>10-5 cm/s 10-6～10-5 cm/s ＜10-6～10-7 cm/s
地下水流速0.03～1.0 m/d 0.01～0.03 m/d
1.0～3.0 m/d
<0.01 m/d
>3.0 m/d
pH 6.0～8.0 5.0～6.0, 8.0～9.0 < 5.0, > 9.0
硫酸盐< 500 mg/L 500～5000 mg/L > 5000 mg/L
氯化物< 5000 mg/L 5000～10000 mg/L > 10000 mg/L
注1：该表信息主要来源为ESTCP, 2004. Principles and Practices of Enhanced Anaerobic Bioremediation of Chlorinated
Solvents [M].
注2：*表示技术可行性因项目而异，宜由小试、中试判断确定。
5.1.2.3 限制条件
5.1.2.3.1 具有自由相重质非水相液体的污染源区不宜采用强化原位厌氧生物修复。
5.1.2.3.2 下列不利的生物地球化学条件，且通过工程手段难以改善或调控时，不宜采用强化原位厌
氧生物修复：
a) 地下水pH 小于5 或pH 大于9；
b) 温度低于10 ℃或超过45 ℃；
c) 硫酸盐浓度大于5000 mg/L；
d) 氯离子浓度大于10000 mg/L。
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9
5.1.2.3.3 当地层渗透系数小于10-6 cm/s、含水层地下水流速小于0.01 m/d 或大于3.0 m/d 或存在优
先通道时不宜采用强化原位厌氧生物修复。
5.1.3 小试
5.1.3.1 应根据场地污染特征、生物地球化学参数和其它关键影响因素制定小试方案，应采集场地
代表性污染土壤、地下水样品用于小试，应测试不同碳源、营养助剂、生物菌剂类型和投加量的工
艺组合。
5.1.3.2 小试应按下列流程执行：
a) 通过标准采样程序采集目标修复场地代表性土壤和/或地下水样品；
b) 开展微宇宙或柱实验小试，设置不同碳源、营养助剂种类或投加量的试验组合，评估生物
刺激对土著脱卤菌的富集作用及氯代烃脱氯效果；
c) 设置投加不同的菌剂种类或投加量的试验组合，评估生物强化的氯代烃脱氯效果。
d) 应定期监测脱氯路径、产物和脱卤菌丰度的变化特征。
5.1.3.3 小试要点见附录C.1。
5.1.4 中试
5.1.4.1 根据小试结果、场地水文地质条件、生物地球化学参数、污染物类型和空间分布特征等因
素制定中试方案应，选择代表性区域开展，获取现场条件下的氯代烃去除率、降解效率以及生物菌
剂、碳源和营养助剂的注射影响半径、投加量和注入频率等工艺参数。
5.1.4.2 中试应按下列流程执行：
a) 中试宜在场地的代表性区域执行，中试面积宜为50 m2～100 m2，生物修复材料注入后运行
时间宜持续3～6 个月；
b) 每组试验宜设置一组注入井或直推注射点，根据污染深度、含水层分布等确定注入井的深
度和开筛位置；根据影响半径经验值，设置不同的注入井和监测井间距；
c) 根据小试结果及工程经验值确定中试碳源、营养助剂和菌剂种类和投加量；
d) 采用生物刺激时，可同时注入碳源、营养助剂；采用生物强化时，当地下处于厌氧环境时，
可同时注入碳源、营养助剂和菌剂，当地下处于有氧环境时，应先注入碳源，待地下转化
为厌氧环境后再注入菌剂和营养助剂。注入过程应确保注入系统的密封性；
e) 菌剂和营养助剂等注入结束后，可继续注入氮气或无氧水以强化修复材料的扩散；
f) 持续监测地下水，获取中试工艺参数。
5.2 技术方案设计
5.2.1 修复材料
5.2.1.1 生物刺激应用的修复材料主要包括碳源，辅以氮、磷和微量元素等。生物强化应用的修复
材料为脱卤菌剂。
5.2.1.2 常见碳源包括水溶性、粘性流体型和固体型（见附录E.1.1）。碳源应按调控厌氧环境能力、
长效性、微生物利用效率、易获得性、全生命周期应用成本以及施工工艺匹配等因素确定，推荐优
先选择长效缓释碳源。
5.2.1.3 氮、磷和微量元素等营养助剂，常见氮源包括尿素、酵母浸粉等，常见磷源包括磷酸二氢
钾、磷酸氢二铵等，微量元素包括维生素B12 等。
5.2.1.4 脱卤菌宜使用成熟的商业化菌剂产品（见附录E.1.2），也可将目标修复场地的土著脱卤菌
经驯化、富集、扩培后施用。
5.2.2 投加量
5.2.2.1 碳源投加量应按氯代烃浓度、竞争性电子受体浓度及不确定因素确定，工程实践中宜按目
标修复区域地下水总有机碳大于500 mg/L 执行，当总有机碳低于20 mg/L～50 mg/L 时，应补充注
入碳源。
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5.2.2.2 营养助剂的添加量应根据前期小试、中试和工程经验确定。
5.2.2.3 微生物菌剂投加量宜保证目标修复区域地下水中厌氧脱卤菌数量不低于104 cells/mL。
5.2.3 施工工艺
常用施工工艺包括直推注射、注入井、地下水循环、生物反应墙或反应带等，不同施工工艺的
应用形式和场景应符合下列规定：
a) 直推注射、注入井以及地下水循环、注入式生物反应带宜采用水溶性或粘性流体型碳源；
沟槽式生物反应墙宜采用固体型或粘性流体型碳源；
b) 松散层地下水的直推注射深度不宜超过15 m，但砾石和卵石地层不宜使用直推注射；
c) 注入井宜应用于需多次注入水溶性碳源，或修复深度或土壤岩性不适合直推注射的场景。
当目标修复区域厚度大于10 m 时，宜采用丛式井或分层注入井。当地下水污染羽分布较浅
或厚度较薄，位于建（构）筑物下方，宜采用水平井；
d) 地下水循环宜应用于强化碳源注入影响范围或修复效率的场景；
e) 沟槽式生物反应墙开挖深度不宜超过11 m；注入式生物反应带无明显的深度限制，可适用
在产企业或其他开挖受限的场景。生物反应墙或反应带的关键设计参数见附录F。
5.2.4 修复布局
5.2.4.1 污染源区修复
污染源区宜采用注入井或直推注射等全覆盖布局方式（见附录D.1.1），关键设计参数应包括注
射药剂量、注射介质体积、注射影响半径、注入点间距等。低渗透性地层影响半径宜为1.5 m～3.0 m、
渗透性较好地层宜为3.0 m～6.0 m。
5.2.4.2 污染羽修复
5.2.4.2.1 全覆盖布局应符合下列规定：
a) 面积小于1000 m2～5000 m2 的污染羽宜采用正六边形或正三角形点阵式全覆盖布局；
b) 面积大于5000 m2 的污染羽，且含水层渗透系数大于10-5 cm/s，宜采用地下水循环的全覆盖
布局（见附录D.1.2）。
5.2.4.2.2 屏障式布局应符合下列规定：
a) 针对拦截污染羽前端的风险管控应用场景，宜采用沟槽式生物反应墙或注入式生物反应带
的屏障式布局（见附录D.1.1）；
b) 面积大于5000 m2 的污染羽，宜采用多道屏障式布局。
5.3 施工、运行及监测
5.3.1 施工、运行操作要点
工程现场施工应根据菌剂和碳源类型、配制与储存条件、施工操作工艺等确定，操作要点包括
注射工艺、注射顺序、注射体积、注入系统的密封性、无氧溶液的配制、注射介质在地下的传输以
及生物地球化学条件调控等，并宜符合下列规定：
a) 宜采用低压低速注射，避免裂隙和优先通道的形成；
b) 修复材料的注射顺序宜先从目标修复区域的外围开始，逐渐向内部推进；
c) 注射介质单次注射体积以目标修复区域的1 倍有效孔隙体积为宜；
d) 修复材料注入过程，药剂储罐、注入系统等应保持密封，宜采取氮气封闭等措施避免空气
对厌氧菌剂产生不利影响；
e) 注射介质的现场配制宜添加亚硫酸钠等还原剂去除工艺水中的溶解氧；
f) 注射介质注入后，可采取向注入井通入氮气或无氧水等促进注射介质在地下有效传输和均
匀分布的措施；
g) pH 宜调控在6～8 之间，厌氧环境宜调控在硫酸盐还原环境与产甲烷环境之间。
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5.3.2 监测设计
5.3.2.1 基线监测
技术可行性研究阶段，应对施工前场地参数初始值监测，参数宜包括下列内容：
a) 污染物参数：氯代烃及其他共污染物、降解中间产物和最终产物；
b) 生物地球化学参数：常规指标（pH、电导率、溶解氧、氧化还原电位）；碳源指标（总有
机碳、挥发性脂肪酸）；电子受体及相关指标（硝酸盐、亚硝酸盐、Fe2+、Fe3+、硫酸盐、
硫化物、甲烷）；微生物指标（脱卤菌/脱卤酶数量、脱卤功能基因、细菌总数）。
5.3.2.2 过程监测
5.3.2.2.1 过程监测参数应涵盖5.3.2.1 规定的参数，并评估碳源和微生物的注射影响半径及其在含
水层中分布的均匀性，以及pH、氧化还原电位、总有机碳等关键地球化学参数对微生物生长的适宜
性。
5.3.2.2.2 目标修复区域内应设置地下水监测点，监测氯代烃、脱氯中间产物及最终产物浓度，应评
估氯代烃的脱氯路径、降解速率及污染范围的时空变化。
5.3.2.2.3 目标修复区域两侧及下游应设置地下水监测点，应监测氯代烃，并评估污染羽的扩散趋势。
5.3.2.3 效果监测
效果监测指标应包括氯代烃及其脱氯产物，并定期评估场地是否达到修复或风险管控目标。
5.3.2.4 监测井网设计
5.3.2.4.1 监测井网应包括沿地下水流向的纵向和横向分布的一系列监测井（见附录D.1.3），监测
井建设应符合HJ 25.1、HJ 25.2、HJ/T 164 和HJ 1019 的规定。
5.3.2.4.2 纵向分布的监测井宜位于目标修复区域上游、内部和下游，与地下水流动方向平行。
5.3.2.4.3 横向分布的监测井宜用于确定目标修复区域横向范围及变化，并辅助确定地下水流场和水
力梯度。
5.3.2.4.4 监测井的监测层位应与注入井处于相同含水层。
5.3.2.5 监测频率
5.3.2.5.1 对于水溶性碳源，修复运行期间监测频次宜每月一次。
5.3.2.5.2 对于粘性流体型和固体型碳源，监测频率宜为每季度一次。
5.3.2.5.3 碳源和菌剂注射前后，应加密监测频率。
5.3.2.6 监测采样方法
氯代烃污染地下水监测采样应符合HJ/T 164、HJ 1019 的规定。
5.3.3 动态优化
5.3.3.1 修复设计刻画阶段：以4.2.6.2 为指导，补充调查下列信息：
a) 宜应用高精度场地调查技术评估场地内的重质非水相液体的赋存与分布情况，确定是否采
用强化原位淋洗等污染源消减技术与强化生物修复技术联用的修复策略；
b) 地下水中土著脱卤菌和脱卤酶的赋存情况，应根据5.1.2 评估场地应用强化生物修复技术的
适宜性。
5.3.3.2 修复方案设计阶段：以4.2.6.3 为指导，中小试应监测厌氧脱卤菌或脱卤酶的存在与扩增、
氯代烃的完全脱氯证据，并更新场地概念模型，辅助生物刺激和/或生物强化的技术方案的制定。
5.3.3.3 规模实施、运行阶段：以4.2.6.4 为指导，应持续监测pH、氧化还原电位、总有机碳、脱
卤菌/酶等关键生物地球化学参数，以及氯代烃污染地下水羽时空变化趋势。应利用新获取的数据优
化技术方案设计及修复材料补充注射等施工，乃至联用其他修复技术，如监控自然衰减技术对下游
低浓度污染羽的修复。
5.3.3.4 强化原位厌氧生物修复阶段常见问题及对策见附录G。
5.3.4 二次污染防治
强化原位厌氧生物修复施工运行过程中可能涉及的二次污染问题及对策见表2。
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表2 二次污染及防治对策
二次污染情景描述防治对策
污染羽扩散
当生物刺激注射介质的注入体积不当或过大
（如远超目标修复区域有效孔隙体积的1 倍）
时，可能导致地下水污染羽向外扩散。
• 对目标修复区域采取由外向内的注射顺序；
• 利用目标修复区域下游及两侧的地下水监测点
监测氯代烃浓度变化，若呈现升高趋势，应采
用水力控制手段，或将目标修复区域范围拓展
至此区域，防止其继续扩散。
气相副产物
强化原位厌氧生物修复过程中可能产生硫化
氢、甲烷和二氧化碳等气体，当目标修复区域
靠近敏感基础设施，有害气体可能形成蒸气入
侵。当甲烷浓度高于爆炸下限时，可能会发生
爆炸。
• 对强还原环境区域加强土壤气监测，对可能产
生的潜在爆炸和人体健康等风险采取安全预防
措施；
• 对存在蒸气入侵风险的建筑设施安装主动或被
动的蒸气入侵缓解系统。
重金属溶解
强厌氧还原条件可能导致砷等重金属的增溶作
用，且存在扩散风险。
• 在强化生物修复工程结束后，向目标修复区域
补充氧气，改变其氧化还原条件，将砷转化为
五价砷，实现稳定化；
• 通过注入强还原性铁矿物（如ZVI），实现活
性形态砷向砷黄铁矿的稳定转化。
6 原位生物地球化学转化
6.1 技术可行性研究
6.1.1 决策路线
原位生物地球化学转化技术（技术概述见附录B.2）的决策过程应包括回顾/更新场地概念模型、
技术适宜性评估、小试和中试，决策路线如图3 所示。
图3 原位生物地球化学转化决策路线图
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6.1.2 技术适宜性评估
6.1.2.1 氯代烃类型
6.1.2.1.1 氯代烯烃：以高反应活性硫化亚铁（FeS）为活性物质的原位生物地球化学转化技术对四
氯乙烯和三氯乙烯的降解高度有效，对二氯乙烯和氯乙烯的有效性尚不明确；
6.1.2.1.2 氯代甲烷：对四氯化碳的降解有效，对氯仿及低氯代甲烷的有效性尚不明确；
6.1.2.1.3 氯代乙烷：对六氯乙烷、三氯乙烷、1,2-二氯乙烷的降解有效，对其他低氯代乙烷的有效
性尚不明确。
6.1.2.1.4 氯代芳香烃：对三氯苯、邻/间/对二氯苯、氯苯的降解有效，对其他高氯代苯的有效性尚
不明确。
6.1.2.2 适宜的场地条件
6.1.2.2.1 平衡的硫酸盐、铁氧化物、碳源含量：目标修复区域的地下水中的硫酸盐浓度宜大于500
mg/L；含水层介质中的生物可利用的Fe(III)宜大于1%；地下水中的溶解有机碳浓度宜大于200 mg/L；
6.1.2.2.2 高反应活性的无定型FeS 在介质中的存量浓度宜大于100 mg/kg，达到g/kg 量级更佳；
6.1.2.2.3 氧化还原电位：宜处于-100 mV～-250 mV 范围内；
6.1.2.2.4 水力停留时间：15～30 天；
6.1.2.2.5 pH：8～9 为宜，不宜小于7。
6.1.2.3 决策优先级
6.1.2.3.1 根据具体场地的目标修复区域的氯代烃污染特征和地球化学条件，按6.1.2.1、6.1.2.2 及
10.1 判断原位生物地球化学转化技术的适宜性，优先级划分为以下3 档：
a) 第一优先：含水层富含Fe(III)及硫酸盐；
b) 第二优先：含水层硫酸盐背景浓度低，但含充沛Fe(III)， 原位生物地球化学转化比强化生
物修复技术更适宜，硫酸盐可外源添加；
c) 第三优先：Fe(III)及硫酸盐背景浓度低，强化生物修复比原位生物地球化学转化更适宜。
6.1.2.3.2 通过实验室柱试验小试、现场中试验证技术可行性，并确定最佳施工工艺及参数。
6.1.3 小试
实验室小试宜采用柱试验形式，按下列流程执行：
a) 试验柱的尺寸无硬性要求，可参考直径10 cm，长度50 cm，试验柱的搭建包括进水、出水
端的玻璃珠层，并覆盖尼龙丝网，两端之间为均质化的填料层，填料的组成需与工程方案
趋于一致。需从污染场地的目标修复区域采集地下水用于小试。如果地下水中关注污染物
浓度低于代表性浓度，需人为添加补足。
b) 将污染地下水从试验柱下端缓慢泵入，待柱内空隙被全部填满后，按柱内水力停留时间15～
30 天的目标调节进水速度，反应启动，进入观测期，每天从外部观测孔隙水气味和颜色变
化。
c) 每间隔3～5 天，取代表性柱内水样，监测pH、溶解氧和氧化还原电位、关注污染物及其
脱氯产物、Fe2+、硫酸盐、溶解有机碳浓度，确认支撑原位生物地球化学转化的环境的建立
及持续。每次取样后随即泵入新的地下水使柱体始终处于饱和状态。柱试验的全程操作需
避免空气引入。补加碱以维持pH 在适宜范围。
d) 每批次柱试验至多运行30 天，评估原位生物地球化学转化技术的效能及最佳水力停留时间。
小试结束后，取柱内的固相样品，检测FeS 矿物含量及形态、总铁及生物可利用铁等参数。
6.1.4 中试
现场中试建议采用地下生物反应池形式，设计示意图见图4。目标修复区域的污染深度不宜超
过11 m，地下水水位较浅。中试宜按下列流程执行：
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图4 地下生物反应池设计示意图
a) 生物反应池的面积不宜小于25 m2, 填料层的深度区间（厚度～4 m）需贯穿中试区域的地
下水水位。生物反应池的建设步骤主要包括将中试区域内的污染土壤（涉及饱和层）开挖，
活性填料回填，以粗砂为主要介质，混以粉末或颗粒状的铁源（磁铁矿或赤铁矿）、长效
碳源、硫酸盐，及pH 缓冲剂。活性填料装填完毕后，在其顶板铺设砾石层，其中铺埋回淋
筛管，于其顶部覆土工布，再覆土至与地面齐平。
b) 在生物反应池沿地下水流向的下游方向1 m～2 m 处建1 口抽水井，抽出的地下水循环回淋
至生物反应池的顶部，以增加污染地下水在生物反应池中的水力停留时间。生物反应池上
游方向1 m～2 m 处建1 口观测井，此两口井的井筛位置宜覆盖反应池的偏下端至目标修复
含水层底板。在生物反应池的中心位置建一口观测井，井筛贯穿活性反应填料层。上述各
井建成后需联调、试运行，确认下游抽水－回淋至反应池－下游抽水的水力循环建立。
c) 生物反应池正式运行的第0 天，及之后的3～6 个月每月从上、中、下游的抽水/观测井采
水样，现场检测参数包括pH、碱度、溶解氧、氧化还原电位，送检分析参数包括关注污染
物及其降解产物（如乙烯、乙烷等），溶解有机碳、Fe2+、硫酸盐等相关地球化学参数，及
微生物分析等。中试结束时从地下反应器内取固相样品检测FeS 矿物含量及形态、总铁及
生物可利用铁等参数。
6.2 技术方案设计
6.2.1 修复材料
原位生物地球化学转化技术需要平衡的铁、硫酸盐、碳源，对于缺乏项，需在修复工程项目中
加以补充。应用生物反应墙或生物反应池时宜采用固体添加剂，应用注射工艺时宜采用水溶液或浆
液形态的添加剂见表3。
表3 用于原位地球化学生物转化技术的典型添加剂
成分生物反应池或沟槽式生物反应墙注入式反应带
铁天然高铁砂；氧化铁（赤铁矿、磁铁矿） 硫酸铁、氯化铁、乳酸亚铁
硫酸盐硫酸钙（石膏） 硫酸铁、硫酸镁、硫酸钠、硫酸钙
碳源树皮覆盖物、轧棉机废料堆肥、植物油乳酸钠、乳化植物油、卵磷脂、大豆油
附加添加剂用于渗透性调节的砂/砾石；pH 缓冲剂（石灰石） pH 缓冲剂（碳酸钠、碳酸氢钠）
6.2.2 投加量
修复材料的投加量的确定应以维持设计运行周期内（如半年、1 年等）目标修复区域的地下水
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中的硫酸盐浓度大于500 mg/L，含水层介质中的生物可利用的Fe(III)大于1%，地下水中的溶解有机
碳浓度大于200 mg/L 为标准。
6.2.3 施工工艺
6.2.3.1 不同实施工艺的适宜场景
6.2.3.1.1 原位生物地球化学转化技术用于氯代烃污染地下水修复的设计方案需基于准确的场地概
念模型（包括水文地质、地球化学条件、污染程度及分布等），通常污染深度在11 m 以内宜采用沟
槽式生物反应墙或生物反应池，污染深度显著超过11 m 的宜采用注射工艺。
6.2.3.1.2 沟槽式生物反应墙宜用于阻止污染羽向下游（尤其是下游有敏感受体，或临近场界/红线
的情形）继续扩散，或者置于污染源区与污染羽之间，起到源头管控作用。
6.2.3.1.3 生物反应池宜用于局部重污染区的修复。
6.2.3.1.4 地下水循环工艺适用于污染羽深度大于11 m 或地上、地下结构导致无法开挖的情形。
6.2.3.2 沟槽式生物反应墙
6.2.3.2.1 沟槽的建设宜使用反铲挖掘机或链式挖沟机等连续式一次成型挖沟机，深度一般局限于地
面下11 m 以内。沟槽宜向下嵌入隔水层或弱透水层顶板，或向下延伸至超过污染羽的最深处。
6.2.3.2.2 典型宽度（沿地下水流方向）在0.5 m～2 m 之间，取决于地下水流速与设计的水力停留
时间。长度（垂直地下水流方向）由所要拦截的污染源区或污染羽的宽度而定，也受制于场地条件。
6.2.3.2.3 地下水观测井可安装在沟槽生物反应墙的内部，及上、下游处，井筛的深度区间宜覆盖整
个目标修复污染水羽的厚度，底端应位于生物反应墙的底板之下。
6.2.3.2.4 生物反应墙填料的主要惰性介质宜为粗砂或砾石，确保墙内的渗透性优于墙外的含水层。
6.2.3.2.5 生物反应墙内可增设井、多孔管等，用于向系统中补加液体修复材料。
6.2.3.3 生物反应池
6.2.3.3.1 将目标修复区域的最重污染的局部开挖移除之后，回填由惰性介质、均衡的铁、硫酸盐、
碳源、pH 缓冲剂组成的活性填料，形成地下反应池。
6.2.3.3.2 将目标修复区域内的污染地下水抽出－回灌反应池，用于扩大反应池的修复影响范围，并
利于保障污染地下水流经反应池的水力停留时间。
6.2.3.3.3 生物反应池的深度宜限于11 m 之内。
6.2.3.3.4 生物反应池的建设方法参见6.1.4。
6.2.3.4 地下水循环
6.2.3.4.1 宜应用于渗透性较好的地层环境（水平渗透系数宜在10-5 cm/s 以上）。对于高渗透性场
地，地下水循环可用于调控适宜的水力停留时间，对于低渗透性场地，地下水循环可用于推动地下
水流经反应带。
6.2.3.4.2 地下水循环工艺：从抽水井抽出地下水—在地上装置内与药剂混合（宜使用水溶性的修复
材料）—从注射井注入的一个封闭系统，避免污染物挥发造成二次环境污染、地下水的空气暴露，
干扰其还原环境。
6.2.3.4.3 反应带+地下水循环工艺：水溶性或非水溶性的修复材料经原位注射形成反应带，在反应
带下游抽出地下水回注至反应带上游，形成地下水循环，推动地下水流经反应带。
6.2.4 修复布局
6.2.4.1 局部重污染区修复
6.2.4.1.1 污染深度在11 m 以内的局部重污染区建议采用生物反应池形式，生物反应池的整体影响
范围（包含其自身占地面积及与之配套的抽水井的影响范围）应实现对目标修复区域的全覆盖。
6.2.4.1.2 污染深度超过11 m 的局部重污染区建议采用原位注射或地下水循环工艺（见6.2.3.4）实
现对目标修复区域的全覆盖。
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6.2.4.2 污染羽修复
宜采用屏障式布局，具体规定同5.2.4.2.2。
6.3 运行及监测
6.3.1 运行操作要点
6.3.1.1 定期监测目标修复区域内的地下水pH，当pH 降低至小于7 时需及时补充碳酸钠等，调节
pH 至8～9。
6.3.1.2 定期监测目标修复区域内的地下水溶解氧、氧化还原电位、颜色、气味等水质参数，系统
运行正常应该在1 个月内形成硫酸盐还原环境，并在地下水中观测到黑色悬浮颗粒物。
6.3.1.3 沟槽式生物反应墙和生物反应池的活性填料在接近耗尽时（按6.1.2.2.1 评判）需补充或更
换新鲜填料。
6.3.2 过程及效果监测
6.3.2.1 监测计划
应涵盖过程监测和效果监测。过程监测重在监测技术运行是否正常，效果监测重在评估修复效
率以及是否达到修复目标。
6.3.2.2 过程监测
过程监测包含基线监测，应涵盖以下内容：
a) 关注污染物及其特征降解产物的浓度变化；
b) 地下水地球化学参数，参数分类及监测目的见表4；
c) 土芯矿物分析，监测活性矿物相的形成；
d) 微生物分析，监测微生物群落结构的变化。
表4 原位生物地球化学转化过程监测水质及地球化学参数
参数监测目的
溶解氧、硝酸盐、氨氮、亚铁、总铁、
硫酸盐、硫化物、甲烷
• 确定主导的电子受体赋存情况；
• 地下水化学环境应有利于铁和硫酸盐还原条件；
• 硫酸的加载率判定是否有充沛硫酸盐以促进快速和持续的新鲜FeS 的
形成。
电子供体：挥发性脂肪酸、
总有机碳、溶解有机碳
• 确定是否有充沛的有机碳以催生厌氧条件并维持硫酸盐还原环境。
pH、氧化还原电位、温度、
浊度、颜色
• 氧化还原环境的确认；
• 弱碱性pH 对原位生物地球化学转化速率有利；
• 生物活性随温度而变，随地下水温度的降低而变慢；
• 浊度升高/地下水颜色变黑指示硫化亚铁颗粒存在，及原位生物地球化
学转化环境建立。
碱度• 判断场地是否有足够的缓冲能力，以中和反应进程中产生的酸性，并
维持pH 在适宜范围。
6.3.2.3 固体介质取样检测
原位生成的高反应活性硫化亚铁矿物通常沉淀或附着在目标修复区域内的土壤或填料介质的表
面，应对固体介质取芯样进行分析监测，主要参数及监测目的见表5，反应活性矿物的表征方法详
见附录H.2。当系统未按预期运行时，需从目标修复区域取芯样分析作为故障诊断/排除手段。
表5 土芯矿物分析
参数监测目的
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硫化物矿物• 硫化亚铁矿物的量化分析，酸挥发性硫化物与铬还原硫化物分别对应FeS
和FeS2。
生物可利用铁和总铁• 应在基线取样时进行，以评估赋存的生物可利用铁是否足以支撑铁还原菌生
成Fe(Ⅱ)并进一步反应生成活性铁矿物，生物可利用铁不足则需补加铁源。
矿物表面积
粒度
矿物成分
• 硫化亚铁的形态分析，球丛状（而非颗粒状）最佳；
• 表面积的半定量分析有助于计算原位生物地球化学转化的转化率。
矿物成分
形态分析
• 元素化学丰度分析；
• 可视的矿物表面形态分析。
6.3.2.4 生物分析
微生物的构成及其丰度分析为原位生物地球化学转化是否成功运行提供了重要信息。应用定量
聚合酶链反应定量分析硫酸盐还原菌和铁还原菌，微生物量宜保持大于105 cells/mL。宜同步监测脱
卤菌丰度。
6.3.2.5 同位素分析
同位素分馏可用以跟踪氯代烃的降解及确定其转化机理。原位生物地球化学转化所主导的非生
物脱氯机制的重质同位素（即13C/12C）富集效应（由富集因子度量）比生物降解机制更显著（参见
附录H.3）。
6.3.3 动态优化
6.3.3.1 修复设计刻画阶段：以4.2.6.2 为指导，应重点监测污染及质量通量分布特征，pH、氧化还
原电位、硫酸盐、生物可利用的Fe(III)、碳源（以地下水中的溶解有机碳为指示参数）等关键地球
化学参数，根据6.1.2 评估场地应用生物地球化学转化技术的适宜性。
6.3.3.2 技术方案设计阶段：以4.2.6.3 为指导，在柱试验小试、现场中试阶段重点监测下列内容：
a) 建立铁还原环境和硫酸盐还原环境，地下水中开始出现黑色悬浮物质（FeS）的所需时长；
b) 维持pH 在8 左右，必要时需补加碱；
c) 生物地球化学转化对氯代烃的降解能力、降解路径（参见附录B.2）、降解形式（参见附录
H.1）及效率；
d) 定量监测高反应活性矿物FeS 的赋存（参见附录H.2）。
6.3.3.3 规模实施/运行/监测阶段：以4.2.6.4 为指导，应用生物地球化学参数、氯代烃的降解效果、
效率、路径、形式、完全脱氯最终产物（如乙烯、乙烷）、FeS 含量、分子生物学分析、同位素分
析等新获取的过程监测数据调整、优化技术方案设计、后续的施工安排或施工工艺，乃至耦合技术
衔接，例如衔接监测自然衰减技术执行对临近下游低浓度污染羽的修复。
7 表面活性剂强化原位淋洗
7.1 技术可行性研究
7.1.1 决策路线
表面活性剂强化原位淋洗技术（技术概述见附录B.3）应用的决策过程应包括回顾/更新场地概
念模型、技术适宜性评估、小试和中试，决策路线如图5 所示。
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图5 表面活性剂强化原位淋洗技术决策路线
7.1.2 技术适宜性评估
7.1.2.1 宜用于含自由相或残留相氯代烃重质非水相液体的重污染区域的修复，不建议用于中、轻
度溶解相氯代烃污染羽的修复。
7.1.2.2 不宜用于渗透系数小于10-5 cm/s 的地层，其目标场地适宜性说明见表6。
表6 表面活性剂强化原位淋洗技术的场地适应性
水文地质条件
污染物形态
自由相重质非水相液体残留相重质非水相液体
渗透性
高渗透性（砂和砾石，>10-3 cm/s） +++ +++
中渗透性（粉土、粉砂和黏砂，10-3～10-5 cm/s） +++ ++
低渗透性（粉黏和黏土，<10-5 cm/s） + +
非均质性
差异中等+++ +++
差异较大++ +
裂隙基岩+ +
注：+表示技术的适用度，+++表示适用度的最高级。
7.1.2.3 应充分调查场地毛细屏障完整性，毛细屏障不完整的情况下不宜使用。
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7.1.3 小试
7.1.3.1 应包括相行为试验和柱试验，其操作要点见附录C.2。
7.1.3.2 小试后宜进行表面活性剂溶液和氯代烃重质非水相液体的界面张力试验，可使用旋滴式张
力仪将表面活性剂配方的界面张力优化至最低值。
7.1.4 中试
7.1.4.1 中试应在重度氯代烃污染物区域内有代表性的位置执行，面积应不小于50 m2。
7.1.4.2 中试区域平面布置见附图D.4，宜采用注入井居中、抽出井环绕四周的形式，井间距可根
据场地水文地质特征及影响半径经验值优化确定。
7.1.4.3 抽出井和注入井开筛深度应与地下水污染深度对应，筛管长度和开筛位置可根据含水层结
构优化调整。
7.1.4.4 抽出井井管内径宜大于100 mm；采用重力流注入时，注入井井管内径宜大于100 mm；采
用低压注射时，注入井井管内径可选择较小的尺寸。
7.1.4.5 累计注入中试目标修复区域的淋洗液不宜超过3 个有效空隙体积。
7.1.4.6 中试前及结束后应分别检测各抽出井和注入井中地下水氯代烃浓度及目标修复区域内含水
层介质的氯代烃含量。
7.1.4.7 中试过程中宜每1～2 天检测各抽出井和注入井中氯代烃浓度和淋洗液的主要组分或指标
（表面活性剂、助剂、电解质等），现场检测地下水的电导率、温度和pH 值。
7.1.4.8 抽出液处理宜选用7.2.3.2 的方法，处理合格后可根据情况纳管排放或回用。
7.2 技术方案设计
7.2.1 修复材料
7.2.1.1 表面活性剂淋洗液宜由表面活性剂、电解质溶液和共溶剂组成，也称为微乳液前驱液。
7.2.1.2 表面活性剂应为阴离子型或非离子型；阴离子表面活性剂可为脂肪酸盐、硫酸盐、磺酸盐、
磷酸盐、磺酸基琥珀酸酯或鼠李糖脂；非离子表面活性剂可为乙氧基醇、乙氧基山梨醇脂肪酸酯、
亚砜或槐糖脂。
7.2.1.3 电解质宜为氯化钠、氯化钾或氯化钙。
7.2.1.4 共溶剂为醇类，宜为乙醇、异丙醇或丁醇。
7.2.1.5 表面活性剂淋洗液与氯代烃重质非水相液体形成微乳液的聚集时间应小于24 h。
7.2.1.6 经初步筛选的表面活性剂淋洗液应通过实验室相行为试验、柱试验和现场中试后，方可用
于原位淋洗现场实施。
7.2.2 投加量
7.2.2.1 淋洗液中各组分的浓度应通过小试和数值模拟确定。
7.2.2.2 表面活性剂浓度不宜大于5%。
7.2.2.3 电解质浓度不宜大于2%。
7.2.2.4 共溶剂浓度不宜大于5%。
7.2.3 施工工艺
7.2.3.1 注入井和抽出井建设应符合7.1.4.3 和7.1.4.4 的规定。
7.2.3.2 淋洗抽出液处理应符合下列规定：
a) 淋洗抽出液应优先进行破乳处理，可采用混凝、改变离子强度、改变温度等方法，推荐采
用混凝；混凝工艺的设计应参照HJ 2006 执行；混凝后的凝聚物可通过沉淀或气浮分离，
采用气浮分离时应充分考虑表面活性剂起泡对系统运行的影响。
b) 混凝后续可采用过滤、常规生化处理或高级氧化处理；淋洗液中含有醇类共溶剂时不宜采
用高级氧化处理；必要时后续可加入活性炭吸附单元。
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c) 抽出液处理全过程应在密闭条件下进行，各处理设施应设置抽气装置；抽出的气体应通过
活性炭吸附达标后方可排放；分离出的凝聚物和吸附后的活性炭应按危险废物委托有资质
的第三方进行处理。
7.2.4 修复布局
7.2.4.1 井网模式：选择井间距配置时，应确保注入的淋洗液和重质非水相液体可在一口或多口抽
出井中被捕获，常用井网模式见图6，其应用场景如下：
a) 阵列式（图6(a)）井网模式宜用于线性、长距离或大范围污染羽的修复，不宜用于非均匀
污染区域的修复。
b) 错列式（图6(b)）井网模式宜用于规模较大的污染源区域、局部高浓度污染区域或复杂地
质条件区域的修复。
c) 采用上游水力控制的井网模式（图6(c)）宜用于规模较小的污染源区域的修复。
图6 表面活性剂强化原位淋洗常用井网模式
7.2.4.2 波及效率：应大于85%，可通过多相流数值模拟进行评价和优化。
7.2.4.3 水力控制：水力控制井的最小数量、最优位置和每口井的目标流量应通过数值模拟确定；
对于需要垂向水力控制的场地，宜在水力控制井不同深度开筛；对于小型场地，宜采用物理屏障（如：
泥浆墙或钢板桩）替代水力控制井。
7.2.4.4 监测井网：目标修复区域内及其下游监测井的数量和位置应由项目要求和场地条件确定；
目标修复区域内监测井宜为丛式井或设置多级采样器。
7.2.4.5 修复布局设计应通过示踪剂试验数据对数学模型进行标定；示踪剂试验宜包括保守井间示
踪剂试验和分配井间示踪剂试验，数学模型应为多相流模型。
7.3 施工、运行和监测
7.3.1 施工、运行操作要点
7.3.1.1 表面活性剂强化原位淋洗操作应符合下列规定：
a) 预淋洗：宜使用7.2.1.1 中的电解质溶液淋洗目标修复区域至抽出液中无重质非水相液体。
b) 表面活性剂强化淋洗：表面活性剂淋洗液注入的达西流速应小于4.0 m/d，并高于地下水流
速；宜采用间歇注入方式（每天实施10 h～12 h）；注入与抽出应同时进行，注入量与抽
出量的比例应不大于1，注入量可根据现场淋洗效果调整，至抽出液中的氯代烃浓度降至
目标值。
c) 地下水及含水层介质监测：淋洗前、后应检测各抽出井和注入井中的氯代烃浓度及不同深
度含水层介质的氯代烃含量；淋洗过程中，应记录淋洗液注入量、地下水水位，现场检测
抽出液的电导率和pH，定期检测抽出液的氯代烃浓度。
d) 清水冲洗：表面活性剂强化淋洗结束后，应使用清水对地层中残存的药剂进行冲洗，直至
地下水中药剂浓度降至目标值。
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e) 淋洗效果较差区域的补强处理：根据淋洗过程监测结果，应对淋洗效果较差的区域采用调
整井场布置的方法进行补强处理。
7.3.1.2 不宜使用场地原有的地下水监测井进行淋洗操作。
7.3.1.3 废水处理操作应符合下列规定：
a) 破乳：宜采用混凝分离氯代烃和表面活性剂，氯代烃和表面活性剂去除率均应大于80%；
b) 剩余表面活性剂的去除：应采用常规生化处理或高级氧化处理，表面活性剂去除率应大于
90%，如未达标，可增加活性炭吸附单元；
c) 溶解氯代烃的去除：应采用常规生化处理或高级氧化处理，氯代烃去除率应大于90%，如
未达标，可增加活性炭吸附单元；
d) 处理水监测：监测处理水的氯代烃浓度、表面活性剂浓度、COD、pH、电导率等。
7.3.2 运行和效果监测
7.3.2.1 淋洗前应进行基线监测，检测地下水氯代烃浓度、常见离子浓度、电导率、pH 等，检测不
同深度含水层介质的氯代烃含量；基线监测宜在工程实施前的一个季度内开展。
7.3.2.2 淋洗过程中应记录淋洗液注入量、地下水水位，现场检测抽出液的电导率和pH，定期检测
抽出液的关注氯代烃及表面活性剂淋洗液组分的浓度。
7.3.2.3 淋洗后应进行效果监测，检测指标同7.3.2.1。
7.3.2.4 当地下水氯代烃浓度降至修复目标值以下，可停止淋洗运行，保持定期取样监测。
7.3.2.5 若短期内发现地下水氯代烃浓度发生反弹，应重新启动淋洗，补充注入表面活性剂淋洗液，
直至地下水氯代烃浓度重新降至修复目标以下。
7.3.2.6 对淋洗修复后的场地，宜建立长期监测计划，监测频率宜为每1～3 月1 次，直至场地地下
水氯代烃浓度不发生反弹。
7.3.3 动态优化
7.3.3.1 修复设计刻画阶段：以4.2.6.2 为指导，应通过地球物理方法、触探测试、土壤钻孔采样、
毛细屏障测试和分配井间示踪剂试验等确定氯代烃重质非水相液体在场地中的分布及污染程度，根
据7.1.2 评估技术适宜性。
7.3.3.2 技术方案设计阶段：以4.2.6.3 为指导，应通过微水试验、抽水试验、保守井间示踪剂试验
和分配井间示踪剂试验来检测含水层特性参数（地层渗透系数、抽水影响半径等），可采用水力剖
面探测仪结合直推钻探快速测定地层垂直向渗透系数分布，利用中试优化调整针对特定目标修复区
域的技术方案的关键参数，验证技术可行性。
7.3.3.3 规模实施/运行/监测阶段：以4.2.6.4 为指导，应根据修复过程中场地污染（如氯代烃浓度、
组成）和地下水水质（如pH、电导率）变化情况，开展相行为试验，优化调整表面活性剂淋洗液组
成及配比、淋洗剂用量；结合规模实施的阶段性进展、成果持续优化调整原位淋洗的后续实施操作
参数、步骤，决策终止淋洗的节点；根据抽出液浓度的变化优化调整混凝剂配方及废水处理方案。
8 基于过硫酸盐的原位化学氧化
8.1 技术可行性评估
8.1.1 决策路线
基于过硫酸盐的原位化学氧化技术（也称为活化过硫酸盐高级氧化技术）的决策过程应包括回
顾/更新场地概念模型、技术适宜性评估、小试和中试，决策路线如图7 所示。
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图7 原位化学氧化技术决策路线
8.1.2 技术适宜性评估
应用活化过硫酸盐的原位化学氧化技术概述见附录B.4。应用此技术前，应对氯代烃类型和污
染程度、水文地质和地球化学条件等因素进行评估。
8.1.2.1 氯代烃类型
8.1.2.1.1 氯代烯烃：热、碱、双氧水及螯合亚铁活化过硫酸盐对四氯乙烯、三氯乙烯、顺式-1,2-
二氯乙烯、1,1-二氯乙烯、氯乙烯、顺式-1,3-二氯丙烯及六氯丁二烯等氯代烯烃的降解高度有效。
8.1.2.1.2 氯代乙烷：热、碱、双氧水活化过硫酸盐对1,1,1-三氯乙烷的降解有效，对其他氯代乙烷
的有效性尚不明确。
8.1.2.1.3 氯代甲烷：热、碱、双氧水活化过硫酸盐对四氯化碳和氯仿等氯代甲烷的降解有效。
8.1.2.1.4 氯代芳香烃：热、碱、双氧水及螯合亚铁活化过硫酸盐对氯苯类及氯代苯酚类的降解有效，
热活化过硫酸盐对多氯联苯（PCBs）的降解高度有效。
8.1.2.2 污染程度
过硫酸盐氧化可适用于中、高污染程度的氯代烃污染地下水羽，有自由相重质非水相液体的重
污染区或大面积的轻污染地下水羽不宜采用本技术。应用过硫酸盐的原位化学氧化对污染程度的适
用性参见附录B.4.3。
8.1.2.3 水文地质、地球化学限制条件
当地层渗透系数小于10-5 cm/s 或者为非均质地层时，氧化剂的分散效果会受到影响，应采用压
裂、原位搅拌等强化扩散措施并验证效果。
下列地球化学条件不宜采用过硫酸盐原位化学氧化：
a) 地层碳酸氢盐或碳酸盐过高，碳酸氢盐浓度大于550 mg/L；
b) 地下水氯离子浓度大于700 mg/L；
c) 地下环境中有机质含量过高。
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8.1.2.4 土壤氧化剂需求量（SOD）
8.1.2.4.1 过硫酸盐的土壤氧化剂需求量相对比双氧水（即芬顿氧化技术）和高锰酸盐低。取决于土
壤类别及还原态金属的浓度，土壤氧化剂需求量的典型范围为0.5 g/kg～5 g/kg 。
8.1.2.4.2 设计原位化学氧化的氧化剂投加量应根据污染物含量和土壤氧化剂需求量确定。土壤氧化
剂需求量测定方法详见附录I。
8.1.3 小试
8.1.3.1 实验室小试应采用批试验或柱试验，确定氧化剂和活化方式、优化药剂用量，评估关注污
染物降解性、修复效果持久性、次生环境影响。
8.1.3.2 小试应按下列流程执行：
a) 取适量过硫酸盐用蒸馏水配制成约20%质量投加比的氧化剂溶液，碱活化剂可用25%或
32%浓度的氢氧化钠溶液；
b) 称取500 g～1000 g 代表性的饱和层污染土壤样品；
c) 氧化剂投加量宜在0.5～2 倍理论计算值之间设置多个试验，碱活化剂（纯物质）按与氧化
剂（纯物质）的质量比的30%～40%投加，全过程宜维持pH 在10～12，混拌均匀，尽可
能减少挥发损失；完成药剂添加后样品的含水率为略超饱和状态；应有空白对照；
d) 反应容器密闭、轻盖不拧紧、静置，反应3～4 周后检测土壤、液相中的氯代烃和剩余氧化
剂含量。
8.1.4 中试
8.1.4.1 中试应在目标修复区域内选择约50 m2 的代表性区域开展，药剂注射点位采用错列方式全
覆盖，点位间距宜为设计影响半径的1.5～1.8 倍，确保各注射点影响半径充分交叠，中试区域内至
少设置1 口地下水监测井。
8.1.4.2 根据小试结果确定最优投加比和活化方式，按中试区域土壤重量与有效空隙体积计算药剂
注射量。
8.1.4.3 氧化剂与活化剂注射介质应在现场分别配制，注射时首选按设计比例利用静态混合器快速
混合并随即注入地下，次选先后注入活化剂与氧化剂。药剂应间隔注射，避免返涌。
8.1.4.4 中试启动前及药剂注入结束后3～6 个月，应持续监测地下水中的氯代烃、过硫酸盐、pH、
氧化还原电位、氯离子等参数。分析评估目标修复区域的水文地质情况和注射影响半径，验证化学
氧化对氯代烃的降解性、修复效果的持久性和反弹情况，确定工艺参数。
8.2 技术方案设计
8.2.1 修复材料
8.2.1.1 活化过硫酸盐高级氧化技术所用氧化剂为过硫酸钠、过硫酸钾；常用的活化剂包括氢氧化
钠、生石灰、熟石灰、柠檬酸亚铁、乙二胺四乙酸亚铁、零价铁、双氧水等。
8.2.1.2 成熟应用的活化方式：
a) 碱活化：建议采用32%或25%氢氧化钠溶液活化，每次实施的氢氧化钠投加量（纯物质）
=土壤的碱缓冲容量+过硫酸盐质量×1/3，其中，土壤的碱缓冲容量按照调节土壤pH 至
10.5～11.5，并保持7 天所需的碱量执行。
b) 螯合亚铁活化：采