场地污染地下水微纳铁基材料原位修复技术应用指南征求意见稿-编制说明

I 1本文件来源于国家重点研发计划大气与土壤、地下水污染综合治理重大专项“微纳高效还原功能材料规模化制备关键技术及装备”项目中“微纳铁基材料的污染场地修复技术及其应用示范”课题（课题编号零价铁（ZVI）材料凭借优异的还原性能，在氯代烃、重金属等污染地下水修复中展现出广阔的应用前景。依据粒径差异，其可细分为颗粒零价铁、微米零价铁、微纳米零价铁及纳米零价铁等。其中，微纳米零价铁粒径介于微米级与纳米级之间，既能克服微米零价铁比表面积小、还原活性不足的短板，又能缓解纳米零价铁易团聚失效、材料利用率低的难题，兼顾高活性与良好稳定性，在污染场地修复领域目前，国内虽已实现微纳铁基材料的商品化生产，但在地下水原位修复管控工程中，仍然缺少适用的微纳铁基材料原位修复工艺设计与实施标准，相关工程应用案例较少，存在工艺设计针对性不足、规范性较差、控制要求缺失等问题，导致材料性能难以充分发挥，修复效果波动较大，严重制约了该类材料在污染地下水修复管控领域的规在此背景下，编制本技术指南具有迫切的现实需求和重要的实践意义。通过明确微纳铁基材料原位修复工艺设计、施工流程及效果评估等关键技术环节的标准要求，为修复单位提供科学、规范、可操作的全流程技术指导。该指南的编制为从业单位开展相关工作，提升工艺设计的合理性与施工质量的可靠性，保障修复效果的稳定性提供重要支撑，更能推动微纳铁基材料修复技术的标准化发展，加速该类绿2色高效修复材料的规模化应用推广，为我国污染场地地下水的安全治理提供有力的技术支撑，对践行生态环境保护战略，保障人居环境安二、工作简况本标准由中节能大地（杭州）环境修复有限公司，浙江大学和安123（2）2025年3月-6月，召开指南编制启动会，明确了指南名称、适用范围、指南提纲、编制要求及任务分工。开展相关标准规范、技术（4）2025年10月-11月，召开指南修改讨论会，进一步讨论与完善（5）2025年11月，与浙江省环境科学学会进行指南内容沟通交流（6）2025年12月，召开立项评审会，对指南团标进行立项，并对（7）2026年1-3月，根据立项会专家意见对标准进行完善，并编写3（9）2026年7-8月，召开技术审查会，根据审查会专家意见修改完三、标准编制原则和确定标准主要内容的依据本指南需提供微纳铁基材料在污染地下水原位修复应用中的“信息铁基材料特性、地层适配性等基础研究成果，又衔接药剂选型、注射工艺、效果评估等关键环节，同时统筹安全管理与二次污染控制等关联要素。通过明确各环节技术要求与衔接逻辑，确保修复管控工作从（2）规范性原则聚焦工程应用的规范化，填补微纳铁基材料原位修复技术应用指南文件的空白。严格遵循相关的法律法规，衔接现行的标准规范，明确工艺设计、操作流程、监测评估等核心内容的统一要求，明确技术实施的操作边界，确保修复工程全过程有章可循、有据可依，推动行以工程实际需求为导向，兼顾技术可行性与场景适配性。充分考虑不同污染地层的渗透系数、污染范围等差异，提供井管注射、直推注射、高压旋喷注射等多样化工艺选择及适配方案。技术要求具体详4实，明确药剂筛选、小试中试参数、施工质量控制等实操要点，便于指导从业单位进行工艺设计和现场实施。同时，结合现有工程案例与研究成果，平衡工艺先进性与成本可控性，既推荐成熟可靠的应用工艺，又提供针对性调整建议，满足不同规模、不同场景的修复需求，保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《地下水管理条例》等核心法律，落实《水污染防治行动计划》、《地下水污染防治实施方案》、《全国地下水污染防治规划（2011-2020）》等政策要求，确《地下水环境监测技术规范》（HJ/T164）、《污染场地地下水修复和风险管控技术导则》（HJ25.6）、《水文地质调查规范》（DZ/T0282）等标准规范为基础，明确污染物排放限值、监测方法及调查要求；参考《微纳铁基还原材料产品标准——地下水修复（征求意见稿性。（3）行业现状与实践经验：基于国内污染场地地下水治理现状，充分吸纳零价铁材料在卤代烃等污染物修复中的工程实践数据，梳理不同地层条件的修复技术瓶颈，整合井管注射、直推注射等工艺的应（4）技术研发与科学研究成果：参考科研项目结论，依托微纳铁基材料改性、迁移特性及强化传质等相关科研成果，引入成熟可靠的材料筛选、药剂配比及使用方法，保障指南的科学性与四、国内外相关标准研究5在国内，随着铁基材料研究与应用的持续深化，标准化建设稳步推进。全国钢标准化技术委员会等机构牵头制定了《微米级羰基铁粉》（GB/T24532-2009）、《纳米铁粉》（GB/T30448-2013）等国家标准，从生产工艺、微观结构、粒度分布、化学成分等维度对材料核心指标进行规范，有效保障了产品质量；在环境修复领域，中环土壤地下水污染防控与修复产业联盟组织编写《微纳铁基还原材料产品标准——地下水修复（征求意见稿）》（T/GIA***－2026）等团体标准，进一步细化了不同应用场景下的材料要求，为微纳铁基材料的推广应用奠定了基础。不过，国内现有标准多聚焦材料本身的质量与性能，针对材料在土壤与地下水污染修复管控领域的应用技术指南仍存在空白。在国际上，美国和欧盟是铁基还原材料研究与工程应用的主要推动者，目前已完成80余项纳米零价铁修复示范工程。铁基材料在地下水修复中的应用体系较多，微米或纳米零价铁可以单独或者按比例同时注入地下，或乳化后注入地下或与食用油同时注入地下，颗粒零价铁可作为可渗透反应墙材料等。美国巴特尔纪念研究所（BattelleMemorialInstitute）曾为美国海军设施工程服务中心（NavalFacilitiesEngineeringServiceCenter）开展过多个利用纳米零价铁进行污染源修复的示范工程，并公开发布了示范报告《纳米级零价铁源修复技术的成本与性能报告》（CR-05-007-ENV），详细介绍了多个示范工程的实施过程、运行成本、使用效果、后期管理等内容，为行业提供了实践参考；美国Geosyntec咨询公司对微米零价铁和纳米零价铁也开展了大量的示范应用研究，考察了多种注入方式的效果，为铁基材料的选择与应用提供了借鉴；在欧盟第七框架计划（FP7）资助下由德国斯图加特大学的VEGAS团队组织开展的Nanorem项目，一直致力于纳米零价铁材料的应用研究，并开展了多个工程示范，同样为零价铁材料的6推广应用提供了大量经验和参考。然而，目前国际层面同样缺乏系统的零价铁工程应用标准或技术指南，因而无法科学指导微纳铁基材料五、标准的主要内容及说明标准条文提出了本标准规定的内容和适用范围，即适用于微纳铁基材料在污染地下水原位修复工程中的应用。本标准为修复单位提供科学、规范、可操作的全流程技术指导，提升工艺设计的合理性与施工质量的可靠性，推动微纳铁基材料修复技术的标准化发展，加速该标准条文阐述了本标准中引用的有关文件，表明本标准部分内容本部分对标准中所涉及的术语进行了定义，包括微纳铁基材料、联用材料、井管注射材料、直推注射材料、高压旋喷注射工艺和机械强力搅拌工艺。定义方法主要参考现行技术规范和行业共识等，确保本部分对场地污染地下水微纳铁基材料原位修复技术应用工作流程进行了介绍，内容涵盖了指南的重点章节，并采用工作流程图进行场地污染地下水微纳铁基材料原位修复技术应用工作的第一步是信息收集，主要包括场地污染信息、地质及水文地质信息、地球化学7场地污染信息的收集包括了解污染的来源信息，分析其属于历史存量污染或持续产生的新污染，若污染源持续存在，需明确其位置及风险，为有效断源提供基础数据；收集场地内土壤、地下水、地表水等介质的污染信息，包括污染物种类、污染分布、污染浓度、是否有NAPL相赋存，风险评估值、修复/管控目标值等；了解污染物的物理化学特征，包括颜色、气味、密度、沸点、毒性参数等；了解各类污染介质的边界及存在的问题。对于不足的信息，可参考HJ25.1进行场地质及水文地质信息包括地层特征信息和水文地质信息。收集地层特征信息，包含地层岩性、结构构造、时空分布特征、地层层序、化学组成，岩土地质构造分布特点及组合规律等。对于缺失的信息，依照DZ/T0475进行补充调查。调查过程中应依照DZ/T0374标准将绿色勘察和生态环境保护贯穿调查全过程。收集水文地质信息，除地下水类型、埋藏、分布、形成条件、地下水水位水量变化特征、地下水开发利用与保护、区域环境地质问题等水文地质信息。地下水水位水量变化特征包括补给、径流、排泄条件的动态变化，特别是地块地下水流向、水位随季节的变化特征。对于缺失的信息，依照DZ/T0282进行补充调查。调查布点以保障全面覆盖污染区域和充分体现区域内差异为原则，并充分利用遥感、地球物理勘探、水文地球化学、水文地收集场地地球化学信息，包括地下水中氧化还原电位、溶解氧、电导率等信息，当地下水与地表水水力联系较强时，还应收集地表水相关信息；了解对可能与微纳铁基还原材料发生反应的地球化学组分信息，如铁、NO3-等。对于不足的信息，宜进行补充监原位修复前应全面调查周边环境资料，包括自然环境资料（地形、地貌、植被、土壤类型、水文地质、气候类型等）、图件资料（行8政区划图、土地利用类型图、土壤类型图等）、社会生产资料（工农业生产及排污情况等）、周边土地利用现状、历史资料等，需特别关注邻近场地的土地利用类型、地表水与地下水分布区域、与水源保护地和自然保护区核心区域及缓冲区域的距离、区域噪声要求、交通管场地污染地下水微纳铁基材料原位修复技术工艺设计主要包括药剂类型选择、药剂添加量设计、注射工艺设药剂类型选择包括微纳铁基材料和联用材料。微纳铁基材料种类较多、性能差异较大，需结合场地污染特征、项目需求等选择适宜的微纳铁基材料种类。微纳铁基材料的商业产品较少，可选择信誉良好的厂家进行代加工，在使用前需要对微纳铁基材料的质量和性能进行测试。每50吨检测一批，每批次采样数量不少于3个，用量不足50吨的按一批考虑，主要检测铁元素含量、零价铁含量、粒径分布、比表面积、表观密度、真密度、还原能力、含水率、重金属含量等指标。用于修复污染地下水的微纳铁基材料的性能要求宜参考《微纳铁基还原材料产品标准——地下水修复（征求意见稿）》（T/GIA***－2026）。指南中药剂添加量数据为经验值。下面举例对标准中提到的三种3，9（2）计算步骤：），），3)理论Fe质量（摩尔比mFe理论=m污染物/M×30×MFe=68.04（k），4)考虑反应效率+安全系数：mFe,实际=68.04/0.6×5=567kg。（2）计算步骤：工程实施前应通过小试和中试试验确定参数值。实施过程还需要根据材料迁移扩散及污染物降解去除情况进行工艺参微纳铁基材料在污染场地原位修复中的应用工艺类型较多，常用的主要分为井管注射、直推注射、高压旋喷注射、机械强力搅拌等，需要根据土层渗透系数、水文地质、现场条件、施工周期等多种因素井管注射处理工艺是通过预埋的注射井将药剂注入污染区地下含水层中，可通过调节注射压力、分层注射或与抽水井联用强化材料传质，提升注射影响半径，单井可反复多次注入，保证修复效果。井管注射处理工艺一般适用于渗透性较好、污染深度较浅的污染场地的修复。实施过程中需要注意井管的布设，确保注入的药剂能实现污染区全覆盖。井管注射工艺系统主要由井群系统、管道系统、注射设备等图1井管注射示意井管注射处理工艺使用的注射设备包括固定式注射设备和移动式注射设备两类。固定式注射设备一般为撬装式设计，由配制单元、注射单元、控制单元、撬装单元组成。配制单元用于微纳铁基材料的配制，宜配备强力搅拌机构、氮气保护机构；注射单元为微纳铁基材料的注射提供动力，一般可选择隔膜泵、离心泵、自吸泵作为主体，注射能力参考范围可选2m3/h~8m3/h，注射压力可选0.1MPa~2MPa；控制单元用于控制配制单元、注射单元的运行；撬装单元用于各单元的移动式注射设备一般为移动式设计，由配制单元、注射单元、控制单元、移动单元组成。配制单元主要用于微纳铁基材料的配制，宜配备强力搅拌机构、氮气保护机构；注射单元为微纳铁基材料的注射提供动力，一般可选择离心泵、自吸泵作为主体，注射能力可选1m3/h~2m3/h，注射压力可选0.1MPa~1MPa；控制单元可用于控制配制单元、注射单元的运行；移动单元用于各单元集成安装，具备机动灵活的特直推注射处理工艺利用Geoprobe等专业设备钻进目标区域，根据需求将反应材料直接注入地层。反应材料在压力作用下向注射点周边区域渗透、迁移扩散，覆盖整个目标区域。直推注射工艺的注射压力大，一般适用于污染范围较小、作业空间受限、地层渗透系数较差的污染场地及薄弱区的补充注射。直推注射工艺系统主要由材料配制系统、直推注射系统组成。通过直推注射系统直接向各注射点注射微纳图2Geoprope注射示意高压旋喷注射处理工艺利用旋喷钻机将配制成的注射液以高压的形式注入地层，以反复冲切等方式实现注射材料与地层中土壤地下水的搅拌混合，由于注射压力大，利于材料在地层中迁移扩散。高压旋喷注射处理工艺可适用低渗透性地层的修复，实施前需要确保污染场地无埋地设施和管线，地上无架空管线。高压旋喷注射工艺系统主要由气动源系统、材料配制系统、引孔系统、注入系统组成。通过各系统的组合使用实现污染区微纳铁基材料的全方位覆图3高压旋喷注射示意机械强力搅拌处理工艺利用机械设备将污染土壤、反应材料和适量的水进行原位搅拌混匀。机械强力搅拌处理工艺一般适用于浅层污染土壤与地下水的原位修复，实施前需要确保污染场地无埋地设施和管线。机械强力搅拌工艺系统主要由材料配制系统、移动动力系统、原位搅拌系统，通过各系统的组合使用实现微纳铁基材料与表层污染图4机械强力搅拌示意施工过程监测方案总体参照HJ25.6，在监测指标方面，除了采用实验室方法检测目标污染物外，还需要结合在线监测探头和快速检测设备对地下水中总铁、ORP、DO、耗氧量等理化性能指标和中间副产使用微纳铁基材料对污染地下水进行原位修复时，工作流程主要包括施工准备、药剂配制、药剂使用、过程监测及自检评施工准备方面，除了地下水修复工程常规准备工作外，重点是微纳铁基材料的暂存设施和注射装备的准备。微纳铁基材料活性高、危险性较大，特别是粉末状材料，存放或使用的过程中如果缺乏规范管理，极易产生火灾或爆炸等安全事故。另外，微纳铁基材料容易被氧化失效，因而对注射装备的结构设计与配置具有较高要求，施工准备药剂配制优先选用高效搅拌设备，设备宜配置强力搅拌机构、氮气保护等装置。通过强力搅拌机构实现微纳铁基材料、水、联用材料（如需）的充分混合，联用材料可缓解微纳铁基材料的团聚失活，提高其在地层中的迁移扩散能力；通过氮气保护装置减少微纳铁基材料与氧气的接触，实现药剂在惰性环境中进行配制。根据当日施工需求量配制相应的药剂，做到按需配制、随配随用。配置好的药剂存放时间不宜超过24h。工程施工结束后剩余的药剂宜尽快使用，失效的药剂可进行综合利用，不可随意丢弃或填埋。每批次微纳铁基材料存放时间不超过1个月，联用材料存放时间不得超过3个月。使用配制好的药剂时，应根据所选择的处理工艺和配套的装备将药剂注入地下或实现与地下水的混合。现场宜使用可视化平台对药剂使用操作与数据进行记录，便于后期施工管理。完成药剂使用后，应在工程实施过程中，参照HJ25.6对修复区的地下水质量开展监测效果评估阶段包括修复后地下水及二次污染采样、检测与分析评估，具体可参照HJ25.6执行。实施地下水风险管控的地块，原则上应本部分主要规定了微纳铁基材料在原位修复工程应用时的安全管理与二次污染控制措施，保障施工安全与环境安全。安全管理措施主要针对微纳铁基材料的储存与运输、作业过程，以及废弃材料与包装处置等施工内容。二次污染控制方面，主要针对地下水污染物及中间副产物的迁移扩散提出了一些监测与控制措施，并明确了施工过程废附录A为资料性附录，提供了井管注射、直推注射、高压旋喷注射和机械强力搅拌四种药剂使用工艺的优缺点及适用场景，为微纳铁基材料原位使用提供参考。其中，含水层渗透系数对工艺选择影响较大。表中，规定中高渗透性地层的渗透系数>10-5cm/s主要参考了生态环保部于2022年发布的《污染地下水抽出-处理技术指南（试行）》文六、与现行有关法律法规、强制性标准和其他有关标准的关本标准遵循相关的法律、法规和强制性国家标准的要求，与我国七、重大意见分歧的处理经过和依据八、标准实施的环境效益及经济技术分析微纳铁基材料以零价铁为核心活性成分，能通过电子转移精准驱动氯代烃等卤代烃类污染物发生还原反应，针对性强、降解效率高，可快速降低地下水中目标污染物浓度，消除地下水污染隐患。通过物理混合或表面改性可提升材料的分散性与抗团聚能力，确保材料在地下水中均匀分布、充分接触污染物，配合井管注射、直推注射、高压旋喷等适配不同地层的工艺，实现对不同污染场景下氯代烃的高效去原位修复无需大规模抽取地下水，减少了地下水中卤代烃等挥发性污染物因暴露于大气而扩散的机会，保障周边空气质量。微纳铁基材料储存运输采用密封包装，配制过程依托氮气保护系统，避免形成高浓度粉尘区，减少施工阶段粉尘对周边大气环境的影响。原位修复无需大型开挖设备，施工噪音显著低于传统异地修复工程；且井管注射、直推注射等工艺对场地扰动小，避免了大规模施工引发的扬尘、