低渗透地层中高压旋喷和直压注射工艺修复三氯乙烯污染土壤对比分析——以上海某污染地块为例

高压旋喷和直压注射原位修复工艺在低渗透地层中的适用性尚缺乏较为系统的理论分析和实践对比。以上海某三氯乙烯（TCE）污染地块为例，从药剂选择、工艺影响半径分析、修复效果等方面论述原位修复工艺的适用性。对比分析零价铁（ZVI）还原技术和活化过硫酸钠（PS）氧化技术，表明活化PS氧化技术成熟度高，修复效果更有保障。引入圆形断面自由紊动射流理论和宾汉姆流体柱形渗流理论分别对高压旋喷工艺和直压注射工艺影响半径进行理论计算，结果表明两种工艺作用半径均受土层性质和工艺参数的影响。当二重管高压旋喷钻喷杆直径为50 mm，喷头直径为2 mm，注射压力为30 MPa，空气压力为0.8 MPa，旋转速度为10 r/min，提升速度为25 cm/min时，在粉质黏土、淤泥质粉质黏土、砂质粉土、淤泥质黏土层中的作用直径均能达到0.9 m以上。直压注射工艺在不同土层中的作用半径差异较大，当注射压力为5 MPa时，在砂性土层中作用半径达到1 m所需时间为0.23 h，而在粉质黏土中所需时间高达120.6 h；将注射压力提高至30 MPa，在粉质黏土中作用半径达到1 m所需时间仍需20.1 h。根据影响半径的理论分析确定修复工艺和参数，结合硫酸亚铁活化PS氧化技术开展TCE污染土壤的修复中试，结果显示土壤中TCE得到显著降解，且修复后残留质量分数低于风险控制值。该研究结果可为高压旋喷和直压注射工艺在低渗透地层污染修复项目中的应用提供理论依据和经验参考。