污染含水层自然衰减修复机理研究取得重大进展

“自然恢复为主”是我国生态环境治理的优先原则，遵循此原则的污染含水层自然衰减修复研究由来已久。该方向的重要科学问题为：基于污染含水层氧化还原特征的刻画，阐明生物-水文地球化学作用，确定衰减的主控因子。然而，受限于传统理论方法对氧化还原特征刻画不清，导致生物-水文地球化学作用和主控因子认识不充分，修复失败案例频现。中国地质调查局水文地质环境地质研究所相关科研团队，对上述科学问题持续多年攻关，并取得重大进展。

科研团队系统分析了传统终端电子受体机制（Terminal Electron Acceptor Processes, TEAP）理论方法（20世纪90年代，美国地质调查局、美国环保署等机构主导构建）的应用缺陷。以氧化还原界限刻画不清为技术突破点，在TEAP基础上，引入微生物生长代谢机制（Microbial Growth Mechanism），及氧化还原界限累积概率（Cumulative Probability Distribution, CPD）识别方法，创建了基于累积概率的微生物生长代谢-终端电子受体氧化还原带定量刻画方法，更新了污染含水层氧化还原特征概念模型。并在我国南北方不同水文地质类型的5个典型污染场地应用发现：北方砂砾石介质潜水接受硫酸盐电子受体补给较为充分，地下水埋深较深、溶质传质较快，一般处于厌氧硫酸盐还原生物-地球化学作用主控下；南方粘粉质介质含水层铁锰氧化物较多，地下水埋深较浅、溶质传质较慢，一般处于地层铁锰还原生物-地球化学作用主控下。但无论何种生物-地球化学作用主控，氧化还原带叠加过渡（Redox transition zone，RTZ）特征普遍存在，由此启示，自然衰减修复实施，特别是在RTZ中，需精确计算其他电子受体的生物-水文地球作用，以实现修复精准控制。

相关成果在国内外SCI、EI期刊发表论文3篇。围绕污染含水层氧化还原带划分和污染物降解评估方法，授权国家发明专利2项，登记软件著作权3项。

研究受国家重点研发计划课题（2018YFC1803302）和国家科技重大专项“水专项”项目（2018ZX07109）共同资助。