该研发平台围绕原位空气扰动技术、土壤气相抽提技术、循环井技术、可渗透反应屏障技术、原位反应带技术、含水层增溶增流技术、固化/稳定化技术、原位化学氧化/还原技术、生物修复技术、地下水污染原位阻断技术等各类控制修复技术展开深入研究，结合实际场地特点及污染特性，重点解决非均质及低渗透介质污染物释放缓慢、修复试剂绕流、传质效率低、拖尾和反弹等问题。研发高效修复技术和配套装备，大力提升具有自主知识产权的污染场地原位修复技术集成创新、工艺开发和装备研发能力。
基于气动力的污染场地原位修复技术
（一）AS修复气流在含水层中的迁移和流量分布规律研究
1. 研究概述
原位空气扰动技术（AS）被认为去除地下水中挥发性有机污染物最有效的方法之一。但以往的研究缺乏相应的理论解释AS修复气流在含水层中的迁移和流量分布规律；对非均质含水层中地层界面对气流的迁移和流量分布规律的作用机制不清；使AS修复设计大多依据经验或现场试验进行，缺少理论方面的支撑。因此，寻找合理的理论解释AS过程中气流的迁移和流量分布规律，以及探究非均质地层界面对气流的迁移和流量分布规律的作用机制，对AS修复研究和工程实践都具有重要意义。这些问题的解决可以全面提升AS修复工程参数设计的合理性，进而提高其修复效率、节约修复成本。
2. 成果简介
（1）首次将紊动射流理论应用于AS过程中的气流分布和预测模型
应用一种改进的光透射可视化技术，对AS过程中影响区域内不同高度的气流分布进行了定量描述。结果发现距离曝气头较近高度上的气流呈现梯形分布，而距离曝气头较远高度上的气流呈现高斯分布，且实验观察到的影响区域形状为锥形分布。紊动射流理论是描述一种流体注入到周围另一种流体的混合运动，在流体力学中具有较为广泛的应用。AS修复过程中的动力包含了出流的动量和气流的浮力，类似于浮射流。因此，通过实验研究和理论分析，证明了AS修复过程中气流的迁移和流量分布规律符合紊动射流理论，该理论可以应用于AS修复工程参数设计和气流分布的预测。
AS修复气流在均质含水层中的迁移和流量分布的实验研究和理论分析
（2）发现了AS修复过程中透镜体与背景介质的双界面现象和气流的迁移与流量分布规律
通过改进的光透射技术探究了AS修复气流在夹有不同渗透性透镜体的含水层中的累积、迁移和流量分布规律。研究发现，透镜体与背景介质之间存在双界面现象，在AS过程中气流的迁移和分布规律受双界面的影响和控制。发现了四种类型的双界面和它们对应的气流分布规律。实验结果表明，双界面的类型和曝气流量影响着气流累积行为。建立了AS修复气流在夹有透镜体含水层中流量分布的数学模型，为更好地评估和预测AS修复工程的修复效果奠定了基础。
AS修复气流在夹有透镜体含水层中的累积、迁移和流量分布规律
（3）揭示了污染地层的非均质是影响AS修复效果的重要原因，为进一步强化AS修复非均质含水层提供理论基础。
通过探究AS修复苯污染非均质含水层中气流的累积、迁移和流量分布规律，发现含水层中苯的去除主要受气流流量分布的影响，可以作为评估苯的去除率的主要因素。此外，层状非均质地层界面导致了气流的累积，影响了气流的迁移和分布规律。研究表明：AS修复气流在非均质含水层中会出现指状分布，使界面上方苯的去除极不均匀，并降低了总体苯的去除率。
AS修复苯污染含水层中气流的迁移和流量分布及苯浓度的分布
3.今后重点研究内容
继续研究层状非均质和夹有透镜体含水层AS修复过程中的气流分布与修复效果的关系，以及其尺度效应。为指导AS修复工程设计提供支撑。
4. 代表性成果
[1] Qin Chuan-yu, Zhao Yong-sheng*, Zhen Wei, Li Yu-song, Study on influencing factors on removal of chlorobenzene from unsaturated zone by soil vapor extraction, Journal of Hazardous Materials, Volume 176, issues 1-3, 15 April 2010, 294-299.
[2] 秦传玉, 赵勇胜*, 郑苇, 李雨松, 孙猛. 空气扰动技术对地下水中氯苯污染晕的控制及去除效果. 吉林大学学报(地学版), 2010, 40, 60-64.
[3] 王贺飞，宋兴龙，赵勇胜*等，地下水曝气技术气流模拟实验研究，中国环境科学，2014,34(11)：2813~2816
[4] Xinglong Song, Yongsheng Zhao*, Hefei Wang, Chuanyu Qin，Predictive models and airflow distribution associated with the zone of influence (ZOI) during air sparging remediation， Science of the Total Environment，2015.7, 537（1-8）
[5] Meng Yao, Xuehe Kang, Yongsheng Zhao*, Chuanyu Qin, Yuanyuan Yang, Bowen Li, A mechanism study of airflow rate distribution within the zone of influence during air sparging remediation, Science of the Total Environment，2017.7, 609（2017）377-384
[6] 康学赫，姚猛，秦传玉，赵勇胜*，原位空气扰动技术影响因素研究—基于苯污染非均质含水层，中国环境科学 2018.7,38(7)：2580~2584
[7] Meng Yao, Jing Bai, Yuehua Chang, Xinru Yang, Fengyu Li, and Yongsheng Zhao*. Mechanism study of the air migration and flowrate distribution in an aquifer with lenses of different permeabilities during air sparging remediation. Science of the total environment, 2020, 722, 137844.
[8] Meng Yao, Jing Bai, Yuehua Chang, Chuanyu Qin, Fengyu Li, Xinru Yang, and Yongsheng Zhao*. Effects of air flowrate distribution and benzene removal in heterogeneous porous media during air sparging remediation. Journal of Hazardous Materials, 2020.4.25
发明专利：
[1] 赵勇胜，姚猛，常月华. 地下水原位空气扰动修复中气流分布实验模拟系统及方法. 申请号: 201810018342.4
（二）原位空气扰动修复强化技术
1. 研究概述
原位地下水曝气技术被认为是去除地下水中挥发性有机物的最有效方法之一。但在渗透系数较低的含水层中，气流的迁移通道有限、影响范围狭小，特别是在非均质地层中，易产生水平流和局部优先流，可使污染物的去除效率大幅降低。因此，选择有效手段强化曝气气流在地下环境的传输性能、扩大其影响区域，是提升该项技术修复效能的关键所在。
2. 成果简介
利用具有两亲特性的表面活性材料强化曝气技术对污染地下水的修复效果。相关研究建立了适用于地下环境的表面活性剂筛选方法，掌握了表面活性剂强化地下水曝气技术的增效修复机理，明确了污染物性质、地下环境条件等因素对强化修复效果的影响规律，同时构建出一套完整的针对易挥发有机污染物的高效场地修复治理技术，为应用原位地下水曝气技术进行场地工程修复工作提供了理论依据。研究成果在场地进行了中试示范，发现该修复方法可将苯、硝基苯、氯苯等挥发和半挥发性有机污染物的平均浓度降低50%以上，且部分污染物在修复后已经不再检出。
气流在中砂（上）及非均质含水层（下）中的分布
3. 今后重点研究内容
进一步明确曝气气流在不同介质条件下的迁移分布规律和影响区域变化情况；对修复后期的微生物作用进行深入研究，掌握曝气强度、表面活性剂种类和浓度等因素对污染物生物降解效果的影响；选取具有不同水文地质条件和污染特点的场地，大量开展表面活性剂强化曝气修复地下水污染的场地试验，依据试验结果对技术参数进行修正，不断完善技术体系，为场地修复提供经验和理论支持。
4. 代表性成果
[1] Wei, Zheng; Yong-sheng, Zhao*; Chuan-yu, Qin; Bing, Wang; Zhi-hui, Qu，Study on Mechanisms and Effect of Surfactant-Enhanced Air Sparging，Water Environment Research, 2010, 82, 2258-64.
[2] 郑苇、赵勇胜、秦传玉、王冰等，表面活性剂强化空气扰动修复污染地下水影响区域研究，环境科学学报，Vol.31, No.1, 2011.1，P102-106.
[3] Chuanyu Qin, Yongsheng Zhao, and Wei Zheng. Study on Pollution Plume Control and Removal Efficiency of Chlorobenzene in Groundwater by Air Sparging. ISWREP2011-Proceedings of International Symposium on Water Resource and Environmental Protection, 2011, 5.
[4] 秦传玉，赵勇胜*，郑苇，表面活性剂强化空气扰动修复氯苯污染含水层，地球科学，Vol.36, No.4, 2011.7, P761-764。
[5] Qin Chuan-yu, Zhao Yong-sheng, Su Yan, et al.，Remediation of Nonaqueous Phase Liquid Polluted Sites Using Surfactant-Enhanced Air Sparging and Soil Vapor Extraction， Water Environment Research, 2013, 85(2): 133-140.
[6] Qin Chuan-yu, Zhao Yong-sheng, Li Lu-lu, et al.，Mechanisms of surfactant-enhanced air sparging in different media. Journal of environmental science and health, part A, 2013, 48: 1047-1055.
[7] Qin Chuan-yu, Zhao Yong-sheng, Zheng Wei. The influence zone of surfactant-enhanced air sparging in different media. Environmental Technology, 2014, 35(10): 1190-1198.
[8] 姚 猛,王贺飞,韩慧慧,秦传玉,赵勇胜*,表面活性剂强化空气扰动修复中不同介质曝气流量作用及变化规律,中国环境科学 2017,37(9)：3332~3338
[9] 常月华，姚猛，赵勇胜*，表面活性剂强化原位空气扰动修复实验研究—影响区域及气流分布变化规律，中国环境科学 2018.7,38(7)：2585~2592
[10] Yuehua Chang, Meng Yao, Jing Bai, Yongsheng Zhao*, Study on the effects of alcohol-enhanced air sparging remediation in a benzene-contaminated aquifer: a new insight, Environmental Science and Pollution Research, （2019）26:35140-35150，2019.12
发明专利：
[1] 赵勇胜，秦传玉，郑苇，张兰英，邹东雷，原位强化曝气修复受污染地下水的方法，ZL 200910218127.X，2011.7.20
5. 承担和完成的主要项目
[1] 重大环境污染事件污染场地净化与修复技术，国家863计划重大项目课题， 2008-2012，负责人：赵勇胜。
[2] 浅层地下水有毒有机污染物的原位修复技术与示范，国家水体污染控制与治理科技重大专项专题， 2008-2011，负责人：赵勇胜。
[3] 污染含水层原位空气扰动修复增强机理研究，国家自然科学基金， 2013-2016，负责人：赵勇胜。
（三）地下水污染循环井修复技术
1. 研究概述
循环井被认为是针对挥发性和半挥发性有机污染地下水极具前景的修复技术，但其对污染场地地层结构和水文地质条件的要求较高，在实际应用中受诸多因素的影响。开展了系统的循环井修复技术研究，包括循环井的结构、气体驱动的工艺参数、影响半径和修复效果、以及循环井与生物修复耦合技术。
2. 成果简介
（1）研发了基于气流，密度驱动的循环井技术，构建了可以形成地下水水力循环的特殊循环井结构；明确了地下水循环修复的影响因素和修复效果；确定了气体注入的参数。该项技术可以提升传质效率和对非均质含水层的修复效果，应用于吉化公司某有机污染场地的修复，取得了很好的效果。
循环井修复的实验室模拟研究和现场示范
（2）研发了循环井—生物反应器组合修复技术，强化了挥发—生物降解的联合修复，拓宽了循环井修复技术的使用范围，提升了循环井修复技术的修复效果。研究了组合技术的运行参数、制备了生物反应器模型组件，分析了循环井—井内生物反应器修复苯胺污染地下水的效果。
循环井技术修复苯胺污染含水层模拟系统及修复效果
3. 今后重点研究内容
不断对循环井技术进行改进，提升对地下水污染场地的适应性，拓宽循环井修复技术的应用范围；探索循环井修复技术与其它技术的联合应用，特别是利用循环井作为强化修复剂流体在含水层中的传质方面，具有非常重要的实际意义。
4. 代表性成果
[1] 赵勇胜，地下水污染场地的控制与修复，科学出版社，2015.3
[2] 白静,赵勇胜*，孙超,秦传玉,于凌,地下水循环井技术修复硝基苯污染含水层效果模拟,环境科学，2014.10，35（10）：3775-3781
[3] Yongsheng Zhao，Dan Qu，Rui Zhou，Shuai Yang，Hejun Ren，Efficacy of forming biofilms by Pseudomonas migulae AN-1 toward in situ bioremediation of aniline-contaminated aquifer by groundwater circulation wells，Environmental Science and Pollution Research, (2016.6) 23(12):11568–11573
发明专利：
赵勇胜,屈智慧,周睿,焦立娜,王冰，原位修复受污染地下水的改进曝气井及修复方法，ZL 201110062196.3，2012.11.28
5. 承担和完成的主要项目
[1] 重大环境污染事件污染场地净化与修复技术，国家863计划重大项目课题， 2008-2012，负责人：赵勇胜。
[2] 污染含水层原位空气扰动修复增强机理研究，国家自然科学基金， 2013-2016，负责人：赵勇胜。
[3] 石油化工污染场地控制与修复关键技术与装备研发，吉林省省校共建计划专项（战略性新兴产业培育类），2017.9-2020.8，负责人：赵勇胜。
科研获奖
地下水原位强化修复技术及应用示范，教育部科技进步二等奖，赵勇胜、董军、洪梅、刘娜、秦传玉、周睿、 邹东雷、任何军、白静、张兰英、张伟红、迟子芳、高松、安永磊、张婷娣，2017年。
污染含水层的强化增溶增流技术
（一）表面活性剂微乳体系强化增溶增流技术
1. 研究概述
表面活性剂强化含水层修复技术是应对初期含水层NAPL污染使用最为广泛的修复手段之一。但传统单一表面活性剂溶液对污染物的增溶增流能力有限，且在修复后期往往会出现污染浓度拖尾的现象，使表面活性剂的利用率降低，修复时间延长、修复成本增加。向单一表面活性剂溶液中添加特定类型的化合物，与之构建多组分复配体系，可实现表面活性剂增溶增流性能的增效，从而全面提升冲洗处理的修复效率、拓宽其适用范围、提高经济效益。
2. 成果简介
该技术针对传统表面活性剂强化含水层修复技术增溶增流能力的不足，依据微乳液的形成机理，构建了基于微乳的SDS-正丁醇复配体系，该体系可与NAPL污染物自发形成微乳液，最高可将它们的水相溶解浓度较其饱和水溶液提升两个数量级。与单一表面活性剂的冲洗模式相比，该体系对含水层NAPL污染具有更好的冲洗效果，可将体系污染物的去除率提升至95%以上，并使拖尾浓度显著降低。此外，该体系不需提供较大的冲洗流速与冲洗压力，能够降低修复过程中的能源消耗，体系还具有密度调控功能，可在冲洗过程中对DNAPL污染羽进行较好的控制。
模拟一维细砂含水层中硝基苯出流浓度（a）与去除率（b）的变化
3. 今后重点研究内容
针对地下环境温度低、盐度高、吸附性强等特点，以表面活性剂的分子结构与其溶解性、吸附性和增溶增流水平等性能的构效关系为基础，对表面活性剂的亲水基类型、疏水链长度和支链数量等进行针对性优化设计，并结合化学合成手段，创制出水溶性好、吸附损耗低、增溶增流能力强的新型绿色表面活性材料。同时通过开展系统研究，不断优化合成工艺与冲洗参数，以期降低材料合成成本、提升污染修复效果。
4. 代表性成果
[1] Lulu Li, Yongsheng Zhao, Weiqi Jiao, Yan Su, and Chuanyu Qin*. Application of Counter-current Solvent Extraction to the Separation of Naphthalene and Nonionic Surfactants. Separation Science and Technology, 2015, 50, 2476-2484.
[2] Yongsheng Zhao, Lulu Li, Yan Su, and Chuanyu Qin*. Laboratory Evaluation of the Use of Solvent Extraction for Separation of Hydrophobic Organic Contaminants from Surfactant Solutions During Surfactant-Enhanced Aquifer Remediation. Separation and Purification Technology, 2014, 127, 53-60.
[3] 秦传玉，李璐璐，赵勇胜，苏燕，王贺飞. 萃取分离地下水中有机污染物和表面活性剂的装置及方法. 发明专利, 申请号: 201510084980.2
5. 承担和完成的主要项目
[1] 地下低渗透性介质中有机污染物去除机理研究，国家自然科学基金重点项目，2016-2020，负责人：赵勇胜。
[2] 地下水污染阻断及污染物增溶增流技术研究与示范，水体污染控制与治理科技重大专项子课题，2018-2020，负责人：赵勇胜。
[3] 卤代溶剂原位高效增溶材料研制，国家重点研发计划子课题，2018-2022，负责人：秦传玉。
（二）胶态微泡沫增溶增流技术
1. 研究概述
传统表面活性剂冲洗技术虽然能够通过胶束增溶和降低界面张力提高污染物的流动性，在一定程度上实现了强化去除的效果，但介质固有的空间异质性造成的冲洗液迁移过程中的“孔道流”、“优先流”等现象仍无法避免，导致修复周期长、效果差、反弹等问题。胶态微泡沫（Colloidal gas aphrons，CGAs）是气体和液体混合而成的多相分散体系，易变形、具有流动性，且具有非牛顿流体的性质，可通过高速搅拌表面活性剂溶液制得。CGAs强化污染物增溶增流技术可以提高污染物在地下环境中的溶解性和流动性，提高污染物迁移通量，强化去除效果，具有良好的应用前景。
2. 成果简介
相对传统的液相冲洗流体，CGAs可以进入大小不同的介质孔隙，在介质中分布更为均匀，有效地避免了孔道效应和绕流等问题；且CGAs受重力影响小，解决了传统冲洗流体受重力影响大量向下迁移的问题。CGAs独特的迁移特性使得其对PCE等NAPL污染物的增溶增流效果明显，同时还具有气体挥发去除机制，对土壤及地下水污染的修复效果显著，特别是可以高效去除非均质含水层中渗透性较低的透镜体内的污染物，且未发现增流作用导致的DNAPL下沉、污染羽扩大的情况。
不同冲洗流体在土壤中的迁移情况图
3. 今后重点研究内容
胶态微泡沫不仅可以作为冲洗药剂对污染区域进行冲洗修复，还可以作为输送载体，结合化学氧化、还原或微生物修复技术，提高修复效果。今后将利用胶态微泡沫作为输送载体来输送纳米颗粒等修复药剂，对污染场地进行修复。
4. 代表性成果
[1] 何宇, 郭超, 付玉丰, 张婧懿, 秦传玉*. 胶态泡沫在饱和介质迁移特性及对PCE冲洗效果. 中国环境科学, 2019, 39, 4673-4680.
[2] 秦传玉*, 郭超, 何宇. 胶态微泡沫在非饱和多孔介质中的迁移规律及影响因素[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49, 1732-1740.
[3] Yongsheng Zhao, Yan Su, Jingru Lian, Hefei Wang, Lulu Li, and Chuanyu Qin*. Insights on Flow Behavior of Foam in Unsaturated Porous Media during Soil Flushing. Water Environment Research, 2016, 88, 2132-2141.
[4] Yan Su, Yongsheng Zhao, Lulu Li, and Chuanyu Qin*. Enhanced Delivery of Nanoscale Zero-valent Iron in Porous Media by Sodium Dodecyl Sulfate Solution and Foam. Environmental Engineering Science, 2015, 32, 684-693.
[5] 苏燕, 张文静, 梁秀春, 秦传玉, 李璐璐, 赵勇胜*. 泡沫强化多孔介质中纳米零价铁迁移试验. 中国环境科学, 2015, 6, 1700-1708.
[6] 苏燕, 赵勇胜, 李璐璐, 秦传玉*, 王冬梅, 杨帅. 多孔介质中泡沫的迁移特性和影响因素研究. 中国环境科学, 2015, 3, 817-824.
[7] Yan Su, Yongsheng Zhao, Lulu Li, Chuanyu Qin*, Fan Wu, Nannan Geng, and Jiansen Lei. Transport Characteristics of Nanoscale Zero-valent Iron Carried by Three Different “Vehicles” in Porous Media. Journal of Environmental Science and Health-Part A: Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering, 2014, 49, 1639-1652.
[8] 苏燕，赵勇胜，梁秀春，李璐璐，秦传玉，不同载体携带纳米零价铁在多孔介质中的迁移特性，中国环境科学，2015.1, 35（1）：129-138
[9] 苏燕，赵勇胜等，多孔介质中泡沫的迁移特性和影响因素研究，中国环境科学，2015.3, 35（3）：817-824
[10] Su, Y; Zhao, YS; Li, LL; Qin, CY，Enhanced Delivery of Nanoscale Zero-Valent Iron in Porous Media by Sodium Dodecyl Sulfate Solution and Foam， Environmental engineering science, Volume: 32 Issue: 8 Pages: 684-693，2015.08
[11] Yong S. Zhao, Yan su, Jing R. Lian, He F. Wang, Lu L. Li, Chuan Y. Qin, Insights on flow behavior of foam in unsaturated porous media during soil flushing, Water Environment Research, Volume 88, Number 11: 2132-2141, November 2016.
发明专利：
[1] 秦传玉、李璐璐、赵勇胜、苏燕、王贺飞，萃取分离地下水中有机污染物和表面活性剂的装置及方法，专利号：ZL201510084980.2，2016.3.30
[2] 秦传玉, 郭超, 何宇, 付玉丰. 一种稳定胶态微泡沫连续发生装置. 申请号: 201811539626.4
[3] 秦传玉,郭超,何宇,廉静茹，基于胶态微泡沫的土壤修复系统及修复方法，申请号: 201810504410.8
5. 承担和完成的主要项目
[1] NAPLs污染土壤的表面活性剂泡沫淋洗增强机理研究，国家自然科学基金，2014-2016，负责人：秦传玉。
[2] 表面活性剂泡沫淋洗技术原位修复硝基苯污染土壤效能研究，国家教育部博士点基金，2014-2016，负责人：秦传玉。
[3] 地下水污染阻断及污染物增溶增流技术研究与示范，水体污染控制与治理科技重大专项，2018-2020，负责人：赵勇胜。
[4] 卤代溶剂原位高效增溶材料研制，国家重点研发计划，2018-2022，负责人：秦传玉。
[5] 胶态微泡沫携带纳米铁原位修复硝基苯污染土壤研究，吉林省科技厅青年基金，2016-2018，负责人：秦传玉。
（三）粘度调控增流技术
1. 研究概述
通过向含水层注入修复药剂，利用污染物和药剂间的物理化学反应使污染物转化为无毒、低毒的物质或降低其迁移性是地下水修复常用的方法。但受介质非均质性的限制，药剂迁移主要集中在渗透性相对较高的区域，致使低渗透区的污染物无法有效去除；药剂与水体密度的差异还可引起水流分层，导致药剂在含水层分布不均，影响修复效果。因此，如何提高药剂在低渗透地层中的迁移能力，并改善修复药剂的均匀分布是含水层污染修复的关键问题。
2. 成果简介
研究发现，剪切稀化流体可以作为修复试剂的载体，提高其在非均质地层向低渗透区域的传输效率。研究团队通过向修复试剂中添加黄原胶等具有粘度调控功能、与药剂兼容性良好的物质，构建均相的复合修复流体，利用其特有的剪切稀化特性，增大流体的粘度和原位孔隙压力，平衡修复药剂在高、低渗透介质中的同步迁移速度，并通过层间交叉流机制促进驱替液向相对低渗透介质迁移，强化修复药剂在非均质地层的传输效率，该方式还可有效克服密度效应导致的修复药剂上浮或下沉现象，多角度增大药剂的波及范围、提升污染的修复效率。
粘度调控下修复药剂的层间交叉流机制
3. 今后重点研究内容
根据修复药剂的理化特性和修复机理，开发多种与药剂兼容性良好、稳定高效的粘度调控药剂，以便针对不同的污染情形和水文地质条件，将修复药剂更好地输送到介质之中，并进行场地规模验证。将实验室研究与计算机模拟相结合，建立相应的模型进行模拟研究，为该技术在场地污染修复与模型预测方面的应用提供支持。
4. 代表性成果
[1] 刘登峰, 秦传玉, 任黎明, 李博文, 董军*. 黄原胶对多硫化钙还原地下水中Cr(Ⅵ)的影响. 水污染防治, 2016, 1, 11-15.
[2] 廉静茹, 郭超, 张成武, 李天一, 秦传玉*. 黄原胶在含水层的迁移特性及对KMnO4迁移的影响. 水文地质工程地质, 2018, 45, 38-44.
[3] 付玉丰, 廉静茹, 郭超, 何宇, 秦传玉*. 密度效应对修复药剂在含水层迁移的影响—以KMnO4溶液为例的室内实验研究. 中国环境科学, 2018, 38, 993-1000.
[4] Dengfeng Liu, Liming Ren, Chunyu Wen, Jun Dong *. Investigation on the compatibility of xanthan
gum and calcium polysulfide and the rheological properties of XG solutions. Environmental Technology, 2018, 39(5):607-615.
[5] Jingru Lian, Yufeng Fu, Chao Guo, Yu He, and Chuanyu Qin*. Performance of Polymer-enhanced KMnO4 Delivery for Remediation of TCE Contaminated Heterogeneous Aquifer: A Bench-scale Visualization. Journal of Contaminant Hydrology, 2019, 225, 103507.
[6] Mengyue Zhang, Yang Dong, Song Gao, Peiyao Cai, Jun Dong*. Effective stabilization and distribution
of emulsified nanoscale zerovalent iron by xanthan for enhanced nitrobenzene removal. Chemosphere, 2019, 223:375-382.
[7] Liming Ren, Jun Dong, Zifang Chi, Yan Li, Yongsheng Zhao, Jianan E. Rheology modification of
reduced graphene oxide based nanoscale zero valent iron (nZVI/rGO) using xanthan gum (XG): Stability and transport in saturated porous media. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2019, 562: 34-41.
5. 承担和完成的主要项目
[1] 粘度改性与相转移催化协同强化原位氧化/还原修复DNAPL污染非均质含水层机理，国家自然科学基金项目，2016.01-2019.12，负责人：董军
[2] 地下低渗透性介质中有机污染物去除机理研究，国家自然科学基金重点项目，2016-2020，负责人：赵勇胜。
[3] 乳化纳米铁反应带修复NAPLs污染地下水研究，吉林省自然科学基金面上项目，2013.01-015.12，负责人：董军
[4] 地下水污染阻断及污染物增溶增流技术研究与示范，水体污染控制与治理科技重大专项，2018-2020，负责人：赵勇胜。
[5] 中国博士后科学基金面上资助——泡沫稳定性对NAPLs污染土壤原位淋洗修复效能影响研究，2013-2014，负责人：秦传玉。
（四）DNAPL原位密度调控修复技术
1.研究概述
采用表面活性剂降低DNAPL-水界面张力，并进行增流驱替被认为是DNAPL污染地下水的有效修复方法之一，但在增流驱替过程中会造成 DNAPL 垂直向下迁移、污染范围扩大等问题，限制了其在实际工程修复中的应用。因此，控制增流驱替过程中DNAPL的垂直向下迁移，避免污染范围进一步扩大是提高修复效率的关键。针对上述问题，创制了原位密度调控技术，利用胶质双液泡沫（CBLA）作为密度调控剂，将DNAPL直接转化为LNAPL再进行增流驱替。
2．成果简介
CBLA由微米大小的溶剂液滴组成，这些液滴将油相包裹在水薄膜中； CBLA外层的水溶性表面活性剂是阴离子型表面活性剂，通过与阳离子破乳剂的电性中和作用，使CBLA内部的油相释放出来，而包裹的油相是非水溶相的轻质有机溶剂，不与水混溶，而与DNAPLs达到相似相溶的效果，使得NAPLs相的密度减小至小于水的密度，并且不可逆转，概念模型如图1。聚合氯化铝（PACl）能够有效破乳，0.5 g/L的PACl在有介质存在的情况下破乳效率可达99%。破乳后可使三氯乙烯密度从1.464 g/cm3降低到0.980 g/cm3，硝基苯密度从1.197 g/cm3降低到0.921 g/cm3，有效地防止了DNAPL垂向迁移。
3.今后重点研究内容
获取控制密度调控和增流驱替效果的主要工艺控制参数，及其它工程问题进行研究。综合评估胶质双液泡沫对DNAPL污染非均质含水层的修复效能，为该技术的实际工程应用提供理论依据，为工程运行、控制和管理提供参考。
4.代表性成果
[1] Chaoge Yang, Jun Dong *, Liming Ren, Ye Fan, Bowen Li, Wenhua Hu, Influencing factors on the stabilization of colloid biliquid aphrons and its effectiveness used for density modification of DNAPLs in subsurface environment,Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2018.553:439-445
[2] Chaoge Yang, Nnanake-Abasi Offiong, Xiaochen Chen, Chunpeng Zhang, Xue Liang, Kyongsu Sonu, Jun Dong*, The role of surfactants in colloidal biliquid aphrons and their transport in saturated porous medium, Environmental Pollution. In Press, Journal Pre-proof
[3] 董军，杨朝格，梁雪，鹿豪杰，一种对地下水中重质非水相液体污染物密度调控的方法，发明专利，公开 号，CN109516513A
5.承担和完成的主要项目
[1] 胶质双液泡沫原位密度调控强化修复DNAPL污染非均质含水层机理，国家自然科学基金面上项目，2018.01-2021.12，负责人：董军
[2] 典型污染场地地下水污染防治关键技术研究与工程示范，国家水体污染控制与治理科技重大专项，2018.1- 2020.12，负责人：董军
土壤原位淋洗、原位稳定化修复技术
（一）微乳液淋洗修复PAHs污染土壤技术
1．研究概述
微乳液因其良好的润湿能力、超低的界面张力以及对疏水化合物高溶解度等优点，在土壤淋洗修复效果方面具有明显的优势。通过探究微乳液的配方组成及其含量对微乳液相行为的影响，选择并制备出适宜的微乳液对增强修复PAHs污染的土壤具有重要意义。
2．成果简介
表面活性剂、助表面活性剂和油相是微乳液中重要的组成部分，对微乳液的相行为及其增溶能力具有直接影响。用Tween80、正戊醇以及对PAHs溶解性较高的3种植物油（葵花油、棕仁油和大豆油）成功构建了3种绿色微乳液体系。3种复配表面活性剂微乳液中，Tween80-SDBS复配降低了非离子表面活性剂在土壤中的吸附损失以及菲在土壤中的分配作用，增大了有效表面活性剂浓度，因此Tween80-SDBS微乳液对土壤中菲的解吸效果最好。在淋洗过程中，Tween80-SDBS微乳液在低注入速率下对土壤中菲的去除效果更好；土壤中有机碳含量越高，Tween80-SDBS微乳液的淋洗效率越差。
制备的3种植物油基系列微乳液
（a）葵花油（b）棕仁油（c）大豆油；（Ⅰ）3种植物油基微乳液在不同O/S值下对菲的增溶效果；（Ⅱ）3种复配表面活性剂微乳液在不同S/O值下对土壤中菲的解吸效果
3.今后重点研究内容
针对pH、温度等环境因素对微乳液的成相能力、稳定性、稀释性等方面的影响，微乳液在模拟包气带中对污染物的去除能力以及在非均质污染土壤中的吸附特性和修复效果等问题进行研究，为该技术的实际工程修复应用提供理论基础。
4.代表性成果
张瀚元, 鹿豪杰, 任黎明, 范野, 杨朝格, 董军.不同油相微乳液性质及其增溶菲的性能研究.中国环境 科学, 2019, 39(10):4296-4302.
5.承担和完成的主要项目
卤代溶剂原位增溶材料研制，国家重点研发计划，2018.12-2022.11，负责人：董军
（二）重金属污染土壤原位稳定化技术
1. 研究概述
在中性或碱性条件下，土壤中的许多放射性核素和重金属被吸附在铁氧化物和铝硅酸盐上，而在酸性环境下极易迁移，导致重金属污染。为了能够有效控制这些污染物，通常通过提高土壤或含水层介质的pH、增大其缓冲容量。常用的pH调节剂主要有碳酸盐（如Na2CO3、NaHCO3等）和氢氧化物（如NaOH、KOH等），这些物质溶解度高，注入到地下环境引起pH激增，无法满足修复要求。 Mg(OH)2的水溶性相对较低，具有长期的pH缓冲能力因此，基于Mg(OH)2，研究制备系列重金属修试剂对多金属污染土壤修复效能进行研究。
2.成果简介
制备了胶态Mg(OH)2和Mg(OH)2改性膨润土两种重金属稳定剂，并对两种稳定剂修复多金属污染土壤性能进行研究，结果表明Mg(OH)2和改性膨润土修复土壤经雨水（pH=7）、酸雨（pH=5）和矿山废水（pH=3）淋滤后，土壤中的Pb、Cd、Cu和Zn未见显著释放，且重金属在土壤中形态分布也未见明显变化，表明两种稳定剂均有效增加了重金属的稳定性。对比胶态Mg(OH)2和改性膨润土修复土壤后多种重金属的形态分布，胶态Mg(OH)2修复土壤后Pb和Cu的残渣态含量更多，稳定效果更好，改性膨润土修复土壤后Cd交换态含量少，残渣态含量更多，改性膨润土对Cd的稳定效果更好，两种稳定剂对土壤中Zn的修复效果相近，Zn残渣态含量均接近100%。
3.今后重点研究内容
后续继续开展基于Mg(OH)2缓释性重金属稳定剂研究，并对其稳定性能进行评估，重点开展场地中试及工程化应用研究。
4.代表性成果
[1] Bowen Li; Chunyu Wen; Jun Dong（通讯作者）, Study on the stability, transport behavior and OH- release properties of colloidal Mg(OH)2, 2018年7月, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 549:105-111.
[2] 赵文晋, 高淼, 鹿豪杰, 董军（通讯作者）等. 改性Mg(OH)2对多种重金属污染土壤的修复效果研 究. 吉林大学学报（地球科学版）, 2020, 50(3):1-11.
5.承担和完成的主要项目
乳化植物油生物反应带原位修复硝基苯污染地下水效能研究，国家自然科学基金项目，2013.01- 2016.12，负责人：董军
原位化学氧化/还原修复技术
（一）重金属污染地下水的磁修复技术
1. 研究概述
针对地下水重金属污染问题，开发了氧化石墨烯基纳米零价铁(nZVI/rGO)、氧化石墨烯负载铁锰氧化物(MRGO-FMBO)、磁性氧化石墨烯印迹材料(MIIP)等系列修复试剂，有效实现了低渗透介质中重金属的高效去除。
2. 成果简介
（1）成功制备了具有“微电解”性能的nZVI/rGO修复材料，系统阐明了nZVI/rGO的微电解除铬Cr(VI)机制、迁移特性及磁修复潜力，提出了低渗透介质中铬污染去除的磁修复策略。
nZVI/rGO除铬作用示意图
（2）通过异相成核法成功制备了不同铁锰负载比例的MRGO-FMBO修复材料，揭示了其除砷 As(III)的内在机制及影响因素，提出了低渗透含水层砷污染的磁修复技术。
MRGO-FMBO除砷过程示意图
（3）采用原位沉淀/交联聚合法成功制备了磁性MIIP修复试剂，明确了其对重金属的选择吸附机制和迁移性能，提出了基于印迹材料的地下水磁修复技术。
磁性MIIP去除重金属过程示意图
3. 今后重点研究内容
针对地下水中卤代烃（如：氯代烃）等有机污染问题，开发生物/光催化耦合系统、负载型nZVI修复材料等的化学-生物协同修复技术，以期实现地下水中氯代有机物的高效脱氯矿化。
4. 代表性成果
[1] Sha Tao; Hu Wenhua; Dong Jun; Chi Zifang*; Zhao Yongsheng; Huang Huazheng; Influence of the structure and composition of Fe–Mn binary oxides on rGO on As(III) removal from aquifers, Journal of Environmental Sciences, 2020, 88: 133-144.
[2] Ren Liming; Dong Jun; Chi Zifang*; Li Yan; Zhao Yongsheng; Jianan E; Rheology modification of reduced graphene oxide based nanoscale zero valent iron (nZVI/rGO) using xanthan gum (XG): Stability and transport in saturated porous media, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2019, 562: 34-41.
[3] Chi Zifang*; Huang Huazheng; Yin Ying; Ren Liming; Selective recycle of Cd(0) based on pH/T switchable controlled Cd(II) adsorption on ion-imprinted polymer. Fresenius Environmental Bulletin, 2019, 28: 7449-7460.
[4] Ren Liming; Dong Jun; Chi Zifang*; Huang Huazheng; Reduced graphene oxide-nano zero value iron (rGO-nZVI) micro-electrolysis accelerating Cr(VI) removal in aquifer, Journal of Environmental Sciences, 2018, 73: 96-106.
[5] Chi Zifang; Lei Jiansen; Ding Linjie; Dong Jun*; Mechanism on emulsified vegetable oil stimulating nitrobenzene degradation coupled with dissimilatory iron reduction in aquifer media, Bioresource Technology, 2018, 260: 38-43.
[6] Dong Jun, Ding Linjie, Chi Zifang*, Lei Jiansen, Su Yan. Kinetics of nitrobenzene degradation coupled to indigenous microorganism dissimilatory iron reduction stimulated by emulsified vegetable oil. Journal of Environmental Sciences, 2017, 54:206-216.
[7] Dong Jun, Wang Xu, Li Bowen, Chi Zifang*. Kinetics of BTEX biodegradation coupled with Fe(III) reduction by indigenous microorganisms in simulated underground environment. Desalination and Water Treatment, 2015, 54(8):2334-2341.
[8] 赵勇胜; 韩慧慧; 迟子芳*; 李琴; 康学赫; 刘茹雪. 渗透系数级差对污染物在低渗透透镜体中的迁移影响研究. 中国环境科学. 2018, 38(12): 4559-4565.
[9] 胡文华; 董军; 迟子芳*; 任黎明. 磁性Pb(II)表面印迹聚合物(Fe3O4/GO-IIP)的制备及谱学表征. 光谱学与光谱分析. 2017, 37(11): 3499-3503.
[10] 董军; 任黎明; 迟子芳*; 胡文华; 氧化石墨烯负载纳米零价铁(rGO-nZⅥ)去除地下水中Cr(Ⅵ)的XPS谱学表征. 光谱学与光谱分析. 2017, 37(1): 250-255.
[11] 迟子芳; 任黎明; 董军; 一种地下介质中磁分离特性的氧化石墨烯负载纳米铁材料及其制备方法, 2018-6-26, 中国, 授权号: ZL201610301011.2.
5. 承担和完成的主要项目
[1] As(III)印迹材料定向修复砷污染地下水机理与效能研究，国家自然科学基金面上项目，2018.01-2021.12，负责人：迟子芳
[2] rGO-nZVI磁修复耦合氢自养生物修复Cr(VI)和硝酸盐复合污染地下水的机制与效能，国家自然科学基金面上项目，2020.01-2023.12，负责人：迟子芳
（二）相转移催化强化原位高锰酸钾氧化技术
1.研究概述
针对DNAPL在水中较低的溶解度、修复试剂与DNAPL之间的极性差异等造成传质效率低、反应速率受到限制的问题，通过添加相转移催化剂与氧化剂（如高锰酸钾）结合，形成氧化集团，传输到NAPLs相中，加快反应传质效率，促进非均相反应速率，提高NAPLs的去除效率。
2.成果简介
相转移催化剂（PTC）能够显著提高TCE氧化反应速率，加速TCE降解。主要有三种强化传质方式，分别是加速TCE向水相的溶解过程、相转移作用及缓解MnO2生成。另外，PTC有利于溶解态Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅲ)的生成，有效减少反应过程中MnO2的生成。氧化剂阴离子MnO4-的相转移效率随着NAPL的辛醇-水分配系数对数值的增大而减小，即NAPL的亲脂性越弱、溶解度越大，相转移过程越快、相转移程度越高。
3.今后重点研究内容
针对含水层介质对相转移催化剂的吸附阻滞作用，地下水水化学成分、介质有机质含量、渗透系数差异等水文地质条件对相转移催化效果的影响，相转移催化剂对修复试剂传输性能、修复效率的影响，强化修复剂注入后的水文地质效应等工程应用问题进行研究，为该技术的实际工程应用提供支撑。
4.代表性成果
[1] Mengyue Zhang, Jun Dong*. Phase-transfer catalysis enhanced remediation of trichloroethylene polluted groundwater by potassium permanganate. Environmental Technology, May 2019, published online.
[2] Mengyue Zhang, Jun Dong*, Peiyao Cai. Mechanisms of mass transfer enhancement by phase-transfer catalysis for permanganate oxidizing dense non-aqueous phase liquid (DNAPL) TCE. Chemosphere, 2020, 240: 124867.
5.承担和完成的主要项目
[1] 粘度改性与相转移催化协同强化原位氧化/还原修复DNAPL污染非均质含水层机理，国家自然科学基金项目，2016.01-2019.12，负责人：董军
（三）高级氧化/还原技术
1. 研究概述
高级氧化/还原技术具有将有机污染物直接矿化或提高可生化性的优势，具有广阔的应用前景。然而，该技术存在氧化剂利用率低和反应条件要求酸性的问题。解决此问题将突破该技术在场地污染修复原位应用的限制。
2. 成果简介
面向场地污染应用的原位高级氧化/还原技术需求，利用功能性分子修饰或构筑了铁锰基、铜基、钴基等系列纳米催化材料，将高级氧化体系（persulfate，Fenton）的pH适用值拓展至了中性，有效降低了催化材料纳米尺寸效应引起的聚集性，大幅提升了催化效率和污染物降解效能；建立了热活化persulfate产生二氧化碳自由基的高级还原技术体系，用于水中六价铬等的还原去除。
功能性分子修饰纳米催化材料活化persulfate降解有机污染物
热活化persulfate耦合甲酸盐生成CO2•-还原Cr(VI)
3. 今后重点研究内容
基于已有材料和技术基础，结合循环井反应器和原位加热技术，针对含水层有机和无机复合污染问题，开展修复方法、机理和效能等研究。突破地下水中难降解、难挥发污染物同步去除效率低下的技术瓶颈。
4. 代表性成果
[1] Zhou R，Lu S, Su Y, Li TT, Ma TG, Ren HJ*. Hierarchically fusiform CuO microstructures decorated with Fe3O4 nanoparticles as novel persulfate activators for 4-aminobenzenesulfonic acid degradation in aqueous solutions. Journal of Alloys And Compounds，815：152394，2020
[2] Rui Zhou, Ningfei Shen, Jian Zhao, Yu Su and Hejun Ren*. Glutathione-coated Fe3O4 nanoparticles with enhanced Fenton-like activity at neutral pH for degrading 2,4-dichlorophenol. Journal of Materials Chemistry A, 6 (3): 1275-1288, 2018.
[3] Rui Zhou, Jian Zhao, Ningfei Shen, Taigang Ma, Yu Su, Hejun Ren*. Efficient degradation of 2,4-dichlorophenol in aqueous solution by peroxymonosulfate activated with magnetic spinel FeCo2O4 nanoparticles [J].Chemosphere,2018 ,197:670-679,2018.
[4] Hejun Ren, Zhimin Hou, Xiao Han, Rui Zhou*. Highly reductive radical CO2
− deriving from a system with SO4− and formate anion: Implication for reduction of Cr(VI) from wastewater[J]. Chemical Engineering Journal.309(1):638-645,2017.
[5]Yongsheng Zhao, Chao Sun, Jiaqiang Sun , Rui Zhou*. Kinetic modeling and efficiency of sulfate radical-based oxidation to remove p-nitroaniline from wastewater by persulfate/Fe3O4 nanoparticles process [J]. Separation and Purification Technology, 142(4):182-188, 2015.
[6] Yan Zhao, Yongsheng Zhao, Rui Zhou, Yan Mao, Wen Tang and Hejun Ren,Insights into the degradation of 2,4-dichlorophenol in aqueous solution by a-MnO2 nanowire activated persulfate: catalytic performance and kinetic modeling, RSC Advances, 2016.6, 35441–35448
[7] Wang Hefei，Zhao Yongsheng，Su Yan，Li Tianyi，Yao Meng，Qin Chuanyu, Fenton-like degradation of 2,4-dichlorophenol using calcium peroxide particles: performance and mechanisms, RSC Advances，2017，7(8)：4563-4571
5. 承担和完成的主要项目
[1] 生物磁小体活化过硫酸盐原位修复PAHs污染地下水研究，国家自然科学基金，2014.1-2016.12，负责人：周睿。
[2] 铬渣污染场地地下水污染控制与修复技术研究，中国地质调查局项目，2013.01-2015.12，负责人：周睿。
（四）生物质炭催化硫化物修复氯代烃污染地下水
1 研究概述
化学还原脱氯被认为是氯代溶剂尤其是高卤代溶剂污染地下水的有效修复技术之一，非金属硫化物（包括H2S, HS-, S2-,Sx2-等）是在环境中广泛存在的还原剂，同铁基还原材料相比，具有更好的水溶性、迁移性、还原性及碱性条件下的亲核性。然而，有研究表明单纯使用硫化物却不能有效还原有机污染物，其处理含有硝基或卤素的氧化性有机污染物存在热力学可行，但动力学及其缓慢的特点。因此利用氮掺杂炭材料和生物质炭催化硫化物降解氯代烃类污染物污染地下水的修复研究，为氯代烃污染地下水的修复提供新的思路。
2. 成果简介
合成制备了一种新型氮掺杂碳材料和廉价的生物质材料，可有效催化硫化物还原硝基化合物，同时也可催化氯代烷烃和烯烃的还原，同时发现N的掺杂可提高电子转移速度，进而提高催化效率，该材料适用于宽泛的pH、温度、溶解氧等条件，在污染沉积物、地下水治理中具有广泛的应用前景。
氮掺杂炭材料催化硫化钠降解三氯乙烯
艾草生物质炭催化硫化物降解PCE及不同pH值对降解效果的影响
3. 今后重点研究内容
污染地下水修复新材料及非金属还原脱氯新技术研发，包括研发具有吸附阻截及催化作用的生物质材料，非金属硫化物还原氯代烃机制、污染物快速阻截与原位催化还原组合修复技术、化学还原与生物修复组合修复新技术研发等。
4. 代表性成果
[1] Na Liu, Longzhen Ding, Haijun Li, Mingjun Jia, Wenxiang Zhang, Nihong An. N-doped nanoporous carbon as efficient catalyst for nitrobenzene reduction in sulfide-containing aqueous solutions, Journal of Colloid and Interface Science.2017, 490: 677–684.
[2] Ding Longzhen, Zhang Pengpeng, Luo Hong, Hu Yongfeng, Norouzi Banis Mohammad, Yuan Xiaoling, Liu Na，Nitrogen-Doped Carbon Materials as Metal-Free Catalyst for the Dechlorination of Trichloroethylene by Sulfide, Environmental Science & Technology, 2018,52(24),14286-14293.
[3]刘娜，丁隆真，张朋朋，Composite material for catalytic treatment of contaminated soil and water and catalytic treatment method thereof. 20190528专利号 US 10,435,317 B2
5. 承担和完成的主要项目
[1] 多硫化钙修复 Cr(VI)污染地下水及其同位素分流效应，国家自然科学基面上项目， 2016-2019，负责人：刘娜
[2] 氯代烃污染地下水修复新技术，吉林省发改委， 2019-2020，负责人：刘娜
[3] 农业废弃物制备具有固氮活性生物质碳及其在土壤改良中的应用，吉林省科技厅应用基础研究项目，2013-2015，负责人：刘娜
原位生物修复技术
（一）苯胺降解菌在含水层中的迁移及作用机制
1. 研究概述
原位生物降解被认为是最有前景的地下水污染修复技术，包括利用土著微生物和注入外来降解菌两种方法。其中降解菌在污染含水层中的存在形态、迁移作用机制对于生物降解效果及影响范围等至关重要。本项研究采用了无扰动、直观观察的方法，探究苯胺降解菌在含水层中的迁移和作用。
2. 成果简介
构建了一种新的GFP（Green Fluorescent Protein）标记结合光透射技术研究降解菌的迁移，研制了含水层中苯胺降解菌迁移的无扰动实时模拟系统。可无扰动、直观并实时监测降解菌在模拟含水层中的迁移，实现了同时捕捉游离菌和附着菌的动态和分布。研究发现：（1）降解菌剂注入后，在随水流迁移的同时，会在含水层介质中附着，附着菌的生物量要大于游离菌的量；（2）游离菌的迁移速度大于地下水的流速。研究成果对明确修复范围及强化调控生物修复具有重要的指导意义。
3. 今后重点研究内容
继续深入开展降解菌在污染含水层中的迁移及作用机制研究，探索菌剂注入的传质规律，以及与污染物降解效果的关系；研究环境条件和营养物质对降解菌迁移的影响；开展非均质、低渗透含水层中降解菌的迁移规律和作用机理研究。为原位生物降解效果评估和预测提供理论依据。
4. 代表性成果
[1] Dan Qu, Yongsheng Zhao, Jiaqiang Sun, Hejun Ren, and Rui Zhou, BTEX biodegradation and its nitrogen removal potential by a newly isolated Pseudomonas thivervalensis MAH1, Canadian Journal of Microbiology, 61:691-699, 2015.7.7
[2] Yongsheng Zhao，Dan Qu，Rui Zhou，Yunge Ma，Hao Wang and Hejun Ren，Bioaugmentation with GFP-Tagged Pseudomonas migulae AN-1 in Aniline- Contaminated Aquifer Microcosms: Cellular Responses, Survival and Effect on Indigenous Bacterial Community，Journal of microbiology and biotechnology, (2016.5), 26(5), 891–899
[3] Dan Qu, Hejun Ren, Rui Zhou, Yongsheng Zhao*, Visualisation study on Pseudomonas migulae AN-1 transport in saturated porous media, Water Research, 122(2017)329-336，2017.6.7
[4] Enhancing bacterial transport with saponins in saturated porous media for the bioaugmentation of groundwater: visual investigation and surface interactions, Yongsheng Zhao, Dan Qu, Rui Zhou, Xinru Yang, Wenbo Kong, Hejun Ren, Environmental Science and Pollution Research,2018.6
5. 承担和完成的主要项目
[1] 重大环境污染事件污染场地净化与修复技术，国家863计划重大项目课题，2008-2012，负责人：赵勇胜。
[2] 地下低渗透性介质中有机污染物去除机理研究，国家自然科学基金重点项目，2016-2020，负责人：赵勇胜。
（二）原位生物降解菌剂选育及强化
1. 研究概述
原位生物修复已成为环境工程领域技术发展的重要方向，受到了广泛关注。然而，原位生物修复一直面临着专性功能菌剂选育及强化功能菌环境适应性以保持修复效率的挑战。解决此问题将改善大规模原位生物修复实施过程中低处理率和周期长的弊端。
2. 成果简介
选育分离了不同种属的多氯联苯、苯胺、对硝基酚等持久性有机污染物的高效专性降解菌株；明确了降解菌对污染物的去除效能；阐明了和降解菌在多孔介质中的迁移、分布规律。
低温苯胺降解菌Pseudomonas migulae AN-1的鉴定
3. 今后重点研究内容
针对地下水土环境微生物量低，活性弱的特点，从环境宏基因组中克隆、改造微生物复苏生长因子、群体信号分子等，开展原位强化生物刺激修复的方法、机理和效能研究。
4. 代表性成果
[1] Qu D, Wang C, Wang Y, Zhou R, Ren H*. Heterotrophic nitrification and aerobic denitrification by a novel groundwater origin cold-adapted bacterium at low temperatures[J].RSC Advances, 2015,5(7), 5149-5157.
[2] Liu Y B, Qu D, Wen Y J, Ren H J*. Low-temperature biodegradation of aniline by freely suspended and magnetic modified Pseudomonas migulae AN-1[J]. Applied microbiology and biotechnology, 2015,99(12), 5317-5326.
[3] 张兰英，赵勇胜，刘鹏，刘娜，高松，任何军，硝基苯、苯胺快速复合降解菌剂及制备方法与应用，发明专利：ZL 200910252892.3，2012.2.28
5. 承担和完成的主要项目
[1] 产乳化蛋白工程菌修复PCBs污染土壤的效能及微生态效应，国家自然科学基金青年基金项目，
2012.01-2014.12，负责人：：任何军。
[2] 多功能PCBs降解菌的构建及其修复污染土壤的效能与微生态效应，教育部博士点基金，2012.01-2014.12，负责人：任何军。
[3] 多氯联苯（PCBs）污染修复工程菌剂的构建及效能研究，吉林大学科学前沿与交叉优先资助项目，2013.01-2014.12，负责人：任何军。
（三）硝基苯、苯胺污染地下水的原位生物修复
1 研究概述
在污染地下水生物修复过程中，低温、高浓度污染物会显著降低微生物的活性，从而影响污染地下水的生物修复效果，针对该问题，进行的低温条件下硝基苯、苯胺低解菌的筛选、降解特性、机理及高浓度硝基苯、苯胺降解效果的研究，该研究可为低温条件下以及高浓度污染源区污染地下水的生物修复提供参考和依据。
2 成果简介
（1）成功筛选了一组低温条件下硝基苯、苯胺降解菌群，该降解菌群可在低温的条件下（10℃）有效降解硝基苯、苯胺，在硝基苯苯胺初始浓度为100mg/L时，该菌群24h降解率可达到98%以上，且该菌群具有较好的稳定性，传代80次，依然保持良好的降解效果。
（2）首次发现在生物降解高浓度硝基苯、苯胺过程中产生的亚硝基苯、氮羟基苯胺等中间产物，中间产物之间或和母体化合物反应形成偶氮染料，成功揭示了硝基苯、苯胺污染地下水会变成红色或绿色的原因。
（3）针对高浓度硝基苯、苯胺污染的地下水，将上述微生物进行了固定化，固定化后的微生物可对有效降解900mg/L的硝基苯、苯胺。
（4）构建了生物可渗透反应墙、循环供氧组合系统进行低温条件下硝基苯、苯胺污染地下水修复研究。结果表明，氧气在Bio-PRB中得到有效传输，给微生物提供充足的电子受体，初始浓度为40mg/L的硝基苯、10mg/L的苯胺被迅速矿化降解，在停止供氧的情况下，浓度会反弹。
低温降解菌群落结构
Phylogenetic group |
Relative percentage |
Phylogenetic group |
Relative percentage |
pseudomonas antarctica |
＜0.1 |
acidovorax delafieldii |
＜0.1 |
pseudomonas corrugata |
＜0.1 |
acidovorax facilis |
＜0.1 |
pseudomonas fluorescens |
4.6 |
afipia broomeae |
＜0.1 |
pseudomonas graminis |
＜0.1 |
afipia bosea |
＜0.1 |
pseudomonas mandelii |
37.7 |
brevundimonas diminuta |
0.2 |
pseudomonas mendocina |
＜0.1 |
brevundimonas lenta |
＜0.1 |
pseudomonas migulae |
0.3 |
chryseobacterium gleum |
1.0 |
pseudomonas nitroreducens |
＜0.1 |
delftia spp. |
＜0.1 |
pseudomonas putida |
13.4 |
methylobacterium lusitanum |
＜0.1 |
pseudomonas stutzeri |
0.6 |
rhizobium giardinii |
＜0.1 |
pseudomonas synxantha |
＜0.1 |
rhodanobacter thiooxidans |
＜0.1 |
pseudomonas syringae |
23.0 |
sphingobacterium ultivorum |
0.3 |
pseudomonas taiwanensis |
0.2 |
Sphingobacterium sphingomonas agrestis |
＜0.1 |
pseudomonas tolaasii |
10.5 |
sphingomonas caulobacter leidyia |
＜0.1 |
pseudomonas umsongensis |
＜0.1 |
stenotrophomonas maltophilia |
＜0.1 |
pseudomonas veronii |
7.0 |
stenotrophomonas rhizophila |
0.4 |
achromobacter xylosoxidans |
＜0.1 |
3. 今后重点研究内容
（1）在污染地下水生物修复方面，主要进行强化生物修复技术研究，生物菌剂、酶制剂及生物激活药剂研发（新型缓释电子供体、受体），复杂含水层介质（非均质、低渗透）污染物生物地球化学作用及机制研究。
（2）利用稳定同位素检测技术进行污染源识别、污染物衰减预测研究及NAPL相污染物快速检测装置研发等。
4 代表性成果
[1] Na Liu, Yue Wang, Yonglei An, Feng Ding, Xiaolong Yu, Kang Ye. Feasibility study of in-situ bioremediation for nitrobenzene-contaminated groundwater. Water Science and Technology: Water Supply.2017,17(4),1160-1167.
[2] Na Liu, Feng Ding, Liu Wang, Peng Liu. Coupling of bio-PRB and enclosed in-well aeration system for remediation of nitrobenzene and aniline in groundwater, Environmental Science and Pollution Research. 2016,23:9972-9983.
[3] Yonglei An, Jialu Li, Na Liu. Biological characteristics of thenitrobenzene-degrading strain NB1 during bioaugmentation of nitrobenzene-contaminated groundwater, Environmental Earth Sciences. 2016,75:360 .
[4] Na Liu; Hai-jun Li; Feng Ding. Analysis of biodegradation by-products of nitrobenzene and aniline mixture by a cold-tolerant microbial sonsortium, Journal of Hazardous Materials. 2013,260:323-329.
[5] Na Liu, Hai-jun Li, Yue-e Shi, Bo-lin Zhu, Song Gao. Biodegradation of high concentration of nitrobenzene by Pseudomonas corrugata embedded in peat-phosphate esterified polyvinyl alcohol, World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2013, 29(10):1859-67.
[6] Yonglei An, Zongming Xi, Yongkai An, Na Liu. Application of air aparging and bioaugmentation for nitrobenzene and aniline remediation in shallow groundwater: A laboratory-scale study, Fresenius Environmental Bulletin. 2012,21(7): 1802-1809.
[7] AN Yong-lei, ZHANG Lan-ying, LIU Na. Field scale analysis on structural changes of microbial community and its relationships with environmental factors in nitrobenzene-contaminated groundwater during air sparging remediation, Environmental Engineering and Management Journal. 2012.11(9): 1687-1696.
[8] 高松,刘园园,刘娜, 吕春欣，王琳，张兰英，庞英明.闭路循环动态针捕集-气相色谱法分析地下水中的硝基苯和苯胺, 分析化学. 2012,40 (9): 1353-1359.
[9] 刘鹏; 张兰英; 焦雁林; 刘娜，刘莹莹，高松，高效液相色谱法测定水中硝基苯和苯胺含量,分析化学. 2009,37(5): 741-744.
[10] 张兰英，赵勇胜，刘鹏，刘娜，高松，任何军，硝基苯、苯胺快速复合降解菌剂及制备方法与应用，20120229，发明专利： ZL200910252892.3.
[11] 张兰英，刘娜，任何军，王显胜，高松，化学生物组合反应带原位修复被污染地下水的方法，20130619，发明专利： ZL201110105536.6.
（四）氯代烃污染地下水的生物修复
1. 研究概述
氯代烃类污染物污染地下水厌氧生物修复过程中，能够将氯代烃分子彻底转化为无氯产物的降解菌并不多见，在厌氧环境中，微生物将多氯代烃转化为低氯代烃后并不能进一步还原脱氯，而低氯代烃往往比高氯代烃具有更高的毒性（如氯代烯烃类污染物）；另外，地下水中的溶解氧对脱氯菌具有一定毒害作用，抑制氯代烃的还原脱氯，溶解氧对脱氯菌的影响及抑制作用并不明确。近年来，稳定同位素技术作为一种新型环境分子诊断技术，被应用于污染源的识别，污染物降解机理及污染场地修复效果预测及诊断等，但该技术在我国并未被广泛使用及应用。因此，进行了氯代烯烃类污染物脱氯菌的筛选、降解特性，溶解氧对降解效果的影响，以及氯代烯烃类污染物降解过程中同位素分馏效应的相关研究，研究可为氯代烃污染地下水的生物修复、场地修复效果诊断等提供参考和支撑。
2. 成果简介
（1）成功筛选并获得了能将六种氯代烯烃（四氯乙烯、三氯乙烯、顺1,2-二氯乙烯、反1,2-二氯乙烯、1,1-二氯乙烯以及氯乙烯）彻底还原脱氯为乙烯的厌氧液体菌剂。
（2）该菌剂与已发表文献报道菌剂相比较，具有较强的氧耐受能力，研究发现组成该菌剂的微生物群落中有快速消耗氧气的菌种，与产乙烯脱氯球菌协同作用进行氯代烯烃类污染物的还原脱氯反应，该菌剂具有较强的抗氧气冲击能力。
（3）获得了该菌剂降解TCE、DCE的特异性同位素富集因子，通过测定未降解之前13C同位素含量以及降解之后任意时刻时剩余的含氯乙烯中的13C同位素含量，即可推算出这一段时间内由该微生物作用导致的浓度变化。在不同条件下得到的最大的和最小的碳同位素分别对TCE、DCE降解率进行预测时获得得最大不确定性分别为7.49和4.6，不超过10%，可信度高，能够将该参数及技术运用于实际预测。
（4）利用该菌剂进行TCE污染地下水的强化生物修复研究，结果表明该菌剂可有效将TCE转化为无氯产物乙烯。
脱氯菌及降解六种不同类型的氯代烯烃
3.代表性成果
[1] Na Liu, Longzhen Ding, Haijun Li, Pengpeng Zhang, Jixing Zheng, Chih-Huang Weng, Stable carbon
isotope fractionation of chlorinated ethenes by a microbial consortium containing multiple dechlorinating genes, Bioresource Technology, 2018,261,133-141.
[2] Na Liu, Haijun Li, Mengyan Li, Longzhen Ding, Chih-Huang Weng, Cheng-Di Dong. Oxygen exposure
effects on the dechlorinating activities of a trichloroethene-dechlorination microbial consortium，Bioresource Technology. 2017, 240:98-105.
4. 承担和完成的主要项目
[1] 典型污染场地地下水污染防治关键技术研究与工程示范-地下水污染阻断剂污染物增溶增流技术研究与示范子课题，水体污染控制与治理科技重大专项， 2018-2020，负责人：刘娜
[2] 基于CSIA和PCR两种新型环境分子诊断技术评价TCE污染地下水的生物降解效能，国家自然科学基面上项目，2014-2017，负责人：刘娜
[3] 硝基苯污染地下水生物修复微生物群落结构及修复效能，国家自然科学基金面上项目，2011-2013，负责人：刘娜
[4] 地下水污染原位修复的生物可渗透反应墙新型装填介质研究，国家自然科学基金青年基金项目，2008-2010，负责人：刘娜
[5] CPS修复六价铬污染地下水研究，吉林省科技厅自然科学基金项目，2017-2019，责人：刘娜
[6] 助溶剂强化冲洗技术与生物还原脱氯修复技术进行 TCE 污染地下水的修复，吉林大学国家杰出青年基金后备人选培育计划，2014-2016，负责人：刘娜
（五）乳化油生物地球化学反应带
1.研究概述
铁生物异化还原对有机污染地下水的自然修复起重要作用，对于该反应来说，作为最终电子受体的铁在地下环境中通常以固态Fe(Ⅲ)氧化物或氢氧化物形式存在，微生物与其接触程度直接影响反应速率。针对传质效率对铁生物异化还原反应速度的限制，通过向NAPL污染地下环境添加能够长期缓慢释放电子供体、利于NAPLs溶解、利于形成生物反应带的乳化植物油（ESO）强化铁生物氧化还原作用。
2.成果简介
乳化油在地下环境具有良好的稳定性和迁移性，能够有效强化土著微生物异化铁还原反应的进行，将介质中难微生物利用形态的铁转化为可生物利用形态。注入地下环境后形成了明显的生物反应带，并缓慢水解，产生的CH3COO –呈带状均匀分布；反应带内形成并长期保持厌氧还原环境，在微生物的作用下地层中的Fe（III）被还原为Fe（II），逐渐形成铁还原反应带。硝基苯进入反应带后被Fe（II）还原为苯胺，Fe（II）又被氧化为Fe（III），机理如图1。生物反应带的形成先后经历了驯化期（0~50）、稳定期等。（微生物种群随时间的变化如图）。
3.今后拟开展的研究
后续进行乳化油反应带修复NAPLs污染地下水中试实验，进一步明确技术的工程运行参数及其修复效能，为应用于实际污染场地修复奠定一定的基础。
4.代表性成果
[1] Zifang Chi, Jiansen Lei, Linjie Ding, Jun Dong*. Mechanism on emulsified vegetable oil stimulating nitrobenzene degradation coupled with dissimilatory iron reduction in aquifer media. Bioresource Technology, 2018, 260:38-43.
[2] Wen Chunyu, Sheng He, Ren Liming, Dong Yang, Dong Jun*. Study on The Removal of Hexavalent Chromium from Contaminated Groundwater using Emulsified Vegetable Oil. Process Safety and Environmental Protection, 2017, 109:599-608.
[3] Jun Dong, Linjie Ding, Zifang Chi, Jiansen Lei, Yan Su. Kinetics of nitrobenzene degradation coupled to indigenous microorganism dissimilatory iron reduction stimulated by emulsified vegetable oil. Journal of Environmental Sciences, 2017, 54:206-216.
[4] Jun Dong, Jinqiu Yu, Qiburi Bao. Simulated reactive zone with emulsified vegetable oil for the long-term remediation of Cr(Ⅵ)-contaminated aquifer: dynamic evolution of geological parameters and groundwater microbial community. Environmental Science and Pollution Research, 2018, 25:34392-34402.
[5] Dong Jun, Dong Yang, Wen Chunyu, Gao Song, Ren Liming, Bao Qiburi*. A 2D tank test on remediation of nitrobenzene-contaminated aquifer using in-situ reactive zone with emulsified nanoscale zero-valent iron. Chemosphere. 2018,206:766-776.
[6] Jun Dong, Dongxue Yu, Yan Li, Bowen Li, Qiburi Bao. Transport and release of electron donors and alkalinity during reductive dechlorination by combined emulsified vegetable oil and colloidal Mg(OH)2: Laboratory sand column and microcosm tests. Journal of Contaminant Hydrology, 2019, 225:103501.
[7] 于东雪, 董军, 刘艳超, 其布日*. EVO(乳化油)-Mg(OH)2双功能缓释剂强化修复三氯乙烯污染地下水. 环境工程学报. 2019,13(04):885-893.
5.承担和完成的主要项目
[1] 乳化植物油生物反应带原位修复硝基苯污染地下水效能研究，国家自然科学基金项目，
2013.01-2016.12，负责人：董军
[2] 电子供体-氢氧根双功能缓释剂强化修复氯代烃污染地下水机理研究，国家自然基金青年基金，2017.01-2019.12，负责人：其布日
植物修复技术
1. 研究概述
植物修复技术具有费用低、无二次污染、可保持土壤结构不变等优点，被认为是潜力巨大的原位绿色修复技术。然而，如何大幅提高修复效率和适用性是植物修复面临的技术瓶颈。克服此瓶颈将促进植物修复的广泛应用。
2. 成果简介
克隆、表达了新颖的双加氧酶（BphC），羟化酶（TfdB），蛋白类乳化剂（AlnA）,微生物生长复苏因子（Rpf）等功能基因；构建了系列转基因苜蓿和拟南芥株系，建立了转基因植物修复污染土壤的技术体系。
3. 今后重点研究内容
基于已有材料和技术基础，扩大选育具有植物促生特性的菌种并构建多基因共表达转基因植物株系；针对疏水性污染物和重金属研发乳化蛋白类绿色增溶生物制剂，用于强化植物根际修复与植物提取过程；深入研究污染土壤的转基因植物-微生物联合修复的方法，机理和效能。
4. 代表性成果
[1] Wang Y, Wang C, Ren H*, Jia B, Zhang L. Effectiveness of recombinant protein AlnA in enhancing the extractability of polychlorinated biphenyls from contaminated soils[J]. Journal of hazardous materials,2014, 279:67-74.
[2] Wang Y, Ren H*, Pan H, Liu J,Zhang, L. Enhanced tolerance and remediation to mixed contaminates of PCBs and 2, 4-DCP by transgenic alfalfa plants expressing the 2, 3-dihydroxybiphenyl-1, 2-dioxygenase[J]. Journal of hazardous materials, 2015,286, 269-275.
[3] Wang Y, Zhang J X, Ren H J*, Wang Y, Pan H Y, Zhang L Y. Phytoremediation potentiality of garlic roots for 2, 4-dichlorophenol removal from aqueous solutions[J]. Applied microbiology and biotechnology, 2015,99(8),3629-3637.
[4] Ren H, Li Q, Zhan Y, et al. 2, 4-Dichlorophenol hydroxylase for chlorophenol removal: Substrate specificity and catalytic activity[J]. Enzyme and microbial technology, 2016, 82: 74-81.
[5] Ren H, Su Y, Zhang J, et al. Recombinant protein, AlnA, combined with transgenic alfalfa remediates polychlorinated biphenyl-contaminated soils: efficiency and rhizosphere microbial community response[J]. Biotechnology letters, 2016, 38(11): 1893-1901.
5. 承担和完成的主要项目
[1] 共表达AlnA和BphC转基因苜蓿联合降解菌修复PCBs污染土壤的效能及根际微生态响应机制，国家自然科学基金面上项目，2015.01-2018.12，负责人：任何军。
[2] 根分泌Rpf转基因苜蓿修复PCBs污染土壤的效能和根际微生态响应机制，吉林省自然科学基金，2018.12-2020.12，负责人：任何军
污染场地的自然衰减技术
1. 研究概述
污染场地的自然衰减可以是物理、化学和生物作用过程，对于污染物的防治具有重要的意义。实际上，污染场地无论是否采用自然衰减的管理策略，自然界对污染物的衰减总是存在着的，关键问题是污染物的自然衰减是否能够满足场地风险管理的目标。因此，需要深入了解和掌握污染场地的水文地质、水文地球化学条件；污染物迁移转化的速率；污染物的反应动力学过程等等。以实际污染场地为例，通过多年的监测资料，研究污染场地的自然衰减能力，评判监测自然衰减（MNA）在该场地应用的可能性。
2. 成果简介
对某石油化工污染场地地下水污染历时12年进行了三次系统的调查取样分析，分别是2006年、2009年和2017年。下图为污染源带地下水中硝基苯和苯浓度的变化趋势，硝基苯和苯随时间的衰减具有相似的特征，其在地下水中的浓度变化，基本符合指数衰减规律。经过十多年的作用，特征污染物在地下水中的浓度变化越来越小，达到“拖尾”的阶段。2006至2009三年时间内，污染物的降低幅较大，在高浓度情况下，挥发、扩散等作用更易使污染物显著降低，同时也有人为干扰的因素。2009至2017八年时间内，污染物的衰减速率变缓。对比前3年和后8年的测试数据，硝基苯的衰减率由每年近30%降低到每年5%；苯的衰减率由每年29%降低到每年约9%。
污染源带地下水中硝基苯和苯浓度变化趋势
下图为沿地下水流向不同距离监测井中硝基苯浓度变化曲线，由图可知，地下水中硝基苯浓度随迁移距离变化符合指数衰减规律。硝基苯在地下水中的迁移主要在100m内为主，地下水中的浓度急剧降低。100m-200m内硝基苯的浓度在几-几十mg/L；然后随着距离的增加，硝基苯浓度小于1mg/L，直至到地下水中无检出。
地下水中硝基苯浓度随迁移距离的变化趋势
图中a、b和c分别为2006年、2009年和2017年地下水中硝基苯浓度等值线图，考虑到分析测试精度和做图误差等因素，硝基苯以10mg/L浓度等值线计算其污染面积。从2006年至2009年，在污染物泄漏后的3年时间内，污染羽扩展速率最为快速，污染面积以每年105%的速率增加；而从2009年至2017年，这8年时间内，污染物的污染面积有所减小。地下水中硝基苯污染面积以每年7.3%速率衰减。
地下水中硝基苯污染范围随时间变化
研究表明，该污染场地地下水污染源带污染严重，虽然经历了十多年的衰减，污染物浓度仍然很高，必须采取主动修复的方法；而在污染羽前缘，由于污染物的自然衰减，污染物没有进一步的扩展迁移。
3. 今后重点研究内容
研究各种自然衰减作用的动力学过程，构建监测自然衰减方法的评估体系、评估方法和模型。
4. 代表性成果
[1] 赵勇胜，地下水污染场地的控制与修复，科学出版社，2015.3
[2] 董军，赵勇胜*等，北天堂垃圾污染场地氧化还原分带及污染物自然衰减研究，环境科学，Vol.29, No.11, 2008.11, P3265-3269。
[3] 周睿，赵勇胜*，任何军等，BTEX在地下环境中的自然衰减，环境科学，Vol.30, No.9, 2009.9, P2804-2808。
[4] 董军，赵勇胜，洪梅等，垃圾渗滤液污染含水层不同氧化还原带沉积物的pH缓冲能力,环境科学，Vol.30, No.9, 2009.9, P2615-2618。
[5] 董军，赵勇胜，周睿等，渗滤液性质对含水层中污染物衰减的影响研究，环境科学，Vol.30, No.10, 2009.10, P3110-3114。
[6] 赵勇胜、王冰、屈智慧、郑苇等，柴油污染包气带砂层中的自然衰减作用，吉林大学学报(地球科学版), Vol.40, No.2, 2010.3, P389-393.
[7] 屈智慧、赵勇胜、王冰等，柴油污染包气带环境的自然衰减作用，哈尔滨工业大学学报，Vol.43, No.4, 2011.4, P136-141。
[8] Zhi-hui Qu ,Yong-sheng Zhao, Rui Zhou*, et al. Laboratory-scale analysis of transportation and natural attenuation of diesel fuel in aquifer[J].Environmental Earth Sciences，2013,68（6）：1555-1561.
[9] 王霄，曲丹，赵勇胜，苏燕等, BTEX污染模拟含水层的生物地球化学作用, 中南大学学报（自然科学版）44（6）（2013）2617-2622.
[10] Yongsheng Zhao, Dan Qu, Zhimin Hou and Rui Zhou，Enhanced natural attenuation of BTEX in the nitrate-reducing environment by different electron acceptors， Environmental Technology，Vol. 36, No. 5, 615–621，2015. 3
[11] Yongsheng Zhao, Dan Qu , Zhimin Hou , Rui Zhou*. Enhanced Natural Attenuation of BTEX in the Nitrate Reducing Environment by Diffirent Electron Acceptors[J]. Environmental Technology,36(5): 615-621,2015
[12] Rui ZHOU，Ying CHANG，Yan ZHAO. Mechanisms of Natural Toluene Attenuation in Btex-Contaminated Groundwater[J]. Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 53（3）：382–391，2017
5. 承担和完成的主要项目
[1] 垃圾填埋场地下水污染的强化自然衰减研究，教育部博士点基金，2007-2008，负责人：赵勇胜。
[2] 吉林石化公司染料厂污染场地调查与风险评估，中石油项目，2016-2017，负责人：赵勇胜。
地下水污染原位阻断技术
1. 研究概述
许多大型污染场地，尤其是高污染负荷的污染源带、或存在高敏感受体、场地岩性（非均质、低渗透）和污染物复杂的场地，采用原位阻断技术是最为经济、有效的选择。然而，阻截墙的效果如何，特别是长期阻断效果，目前尚没有成熟的方法；此外，阻截墙材料能否在极端酸、碱、高盐和非水相液体污染环境下保持稳定的低渗透性，能够与高负荷污染物“兼容”，这些问题是地下水污染原位阻断技术必须要解决的关键问题。针对上述存在问题，研究了膨润土系/水泥系/粘土系地下水污染阻截墙材料的防渗性能以及在不同污染环境下的兼容性能，研究成果对于地下水污染原位阻断技术的应用具有理论和实际应用意义。
2. 成果简介
（1）明确了膨润土/水泥/粘土系阻截材料与不同污染物的作用机理、兼容性能和影响因素；通过模拟实验研究确定了在重污染负荷环境中，如：极端酸性、碱性、高盐、NAPL 环境下不同阻截材料的阻截效果及适用范围（见表1）。为地下水污染阻截技术应用中，污染物与阻截墙材料的兼容性评估奠定了理论基础。
（2）传统多孔介质渗流理论认为：地层介质的渗透率只与多孔介质自身特性有关，而与渗透流体无关。本项目研究表明：地下水污染源带污染地下水与介质发生各种作用，导致介质结构发生变化，多孔介质的渗透率与渗透流体也有关。这一研究结论对于地下水污染垂直阻截墙的设计、应用具有实际意义。
（3）提出了一种地下水污染垂直阻截墙兼容性能的判定方法；构建了阻截材料与地下水污染环境适用性评价方法；可以更为科学地评估地下水污染阻截墙的长期有效性。
表1 地下水污染阻截材料适用性能一览表
阻截材料 地下环境条件 |
膨润土系 |
水泥系 |
粘土系 |
|
不同pH值 |
1.0 |
N |
视情况定 |
N |
2.0 |
Y |
U |
Y |
|
3.0 |
Y |
Y |
||
13.0 |
Y |
视情况定 |
Y |
|
Ca2+（mM） |
10 |
N |
U |
Y |
100 |
N |
Y |
||
1000 |
N |
U |
||
SO42- |
5% |
U |
Y |
U |
有机物 |
溶解相 |
Y |
Y |
Y |
纯相 |
N |
Y |
N |
|
(注：视情况定指需要根据阻截材料使用位置与污染源直接的距离而定；Y：适用；N：不适用；U：不确定)
3. 今后重点研究内容
针对不同的地下水污染垂直阻截屏障技术，继续系统地研究不同类型阻截材料的适用性和长期兼容性；继续探索实际阻截工程效果评价和阻截系统寿命评估方法和技术。
4. 代表性成果
[1] Shu-Qing Lv, Yong-Sheng Zhao, The effect of metal ions with different valences on the retardation of soil—bentonite barrier materials and its mechanism, Chinese Chemical Letters, 24（12），2013.12，1075-1079
[2] 赵勇胜，李琴，地下水污染快速高效的阻断材料及其应用方法，国家发明专利，申请号：201910998584.9，已受理。
[3] 赵勇胜等，地下水污染阻断技术指南（征求意见稿），2020年。
5. 承担和完成的主要项目
[1] 地下水污染阻断及污染物增溶增流技术研究与示范，国家水体污染控制与治理科技重大专项子课题，2018.1.1-2020.6.30，负责人：赵勇胜。
[2] 油页岩资源环境污染控制与修复，国家潜在油气资源（油页岩勘探开发利用）产学研用合作创新项目课题，2010-2014，负责人：赵勇胜