科创中国

行业领域

节能环保产业

需求背景

有机氯化物是一类具有高毒性、难降解性、生物蓄积性和致癌性的有机污染物，常作为溶剂、增塑剂、除草剂、杀虫剂、清洁剂、化学合成中间体等用于化工、医药、农林、电子等领域，有15000余种，主要包括氯代炕娃、氯代烯短、氯代芳短以及复杂有机氯农药等。有机氯化物在使用过程中大量渗入环境，对生态造成潜在威胁。原位化学修复技术是卤代经污染地下水修复和风险管控的有效手段，特别是以零价铁为代表的修复材料是目前研究的热点。在这一领域，国外如德国的斯图加特大学，加拿大的滑铁卢大学分别在材料的制备和可渗透反应屏障(PRB）应用方面开展了深入研究。美国的Geo-Cleanse公司也有专门的零价铁生产线。

需解决的主要技术难题

以零价铁为基础材料，生物炭为载体，制备负载型铁基还原修复材料。通过对材料进行表面改性或者功能化设计，提高材料反应活性与脱氯效率，实现具有高效原位还原脱氯的可注入型复合材料，可望填补我国在这一领域的技术空白。化学还原修复材料通过填充或注入，在污染羽下游形成原位反应带，对污染羽实施拦截和修复，国内尚无应用先例。

期望实现的主要技术目标

(1）基于零价铁和生物炭，采用不同方法制备高效化学还原脱氯材料2～3种：(2）在不同条件下对材料性能进行评价，考察环境条件对材料性能的影响规律：(3）开发高效化学还原脱氯材料的工程化制备技术：(4）研究石化场地挥发性氯代经污染源→c关系，精确刻画污染羽分布，建立场地污染概念模型：(5）现场实施原位反应带污染管控技术，监测污染消减效果。

需求解析

解析单位：“科创中国”南开大学专业科技服务团（南开大学） 解析时间：2022-11-28

周达

南开大学

项目主管

综合评价

该需求详细清晰，目的明确。 目前，许多降解含氯有机污染物的方法被开发应用，主要分为物理法、化学法和生物法三大类。电化学技术面临金属腐蚀、催化剂失活、外部氢源成本高、金属氢氧化物沉淀等挑战：微生物法又过于繁琐且不易控制，通常需要较长时间〈几天或几个月〉降解有机氯 化物：植物修复也受到去除速度慢、代谢不完全以及污染物生物有效性增加等多种限制：高温燃烧需要消耗大量的能量：利用零价金属还原脱氯降解有机氯化物是一种有效并得到广泛研究的方法，近年来发展迅速，在降解有机氯化物方面有着很大的优势，具有简单、快速、有效、成本低的特点，还原脱氯产物通常具有较低的毒性，不易进行生物富集，更容易发生进步降解，可以将含氯有机污染物转变成无毒或低毒性物质。 零价金属还原脱氯降解有机氯化物相关技术在国内属于热门研究内容，但尚未有产业化技术和工艺得以应用。我们认为，相关技术研发仍具有一定的风险性。

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处理进度