第1章 概述

1.1 背景和目标

1.2 结构

1.3 如何使用本书

第2章 场地特征描述及修复调查

2.1 污染程度的确定

2.1.1 质量和浓度关系

2.1.2 储罐移除或污染区域挖掘产生的土壤量

2.1.3 包气带中污染土壤的量

2.1.4 汽油中各组分的质量分数和摩尔分数

2.1.5 毛细区高度

2.1.6 计算自由漂浮相的质量和体积

2.1.7 确定污染范围——一个综合计算案例

2.2 土壤钻孔及地下水监测井

2.2.1 土壤钻孔的钻屑量

2.2.2 填料和膨润土密封材料

2.2.3 地下水采样的井体积

2.3 不同相态中污染物的质量

2.3.1 自由相与气相间的平衡

2.3.2 液-气平衡

2.3.3 固-液平衡

2.3.4 固-液-气平衡

2.3.5 污染物在不同相中的分配

参考文献

第3章 污染羽在地下水和土壤中的迁移

3.1 地下水运动

3.1.1 达西定律

3.1.2 达西流速和渗流速度

3.1.3 固有渗透率与水力传导系数/渗透系数的比较

3.1.4 导水系数、给水度和释水系数

3.1.5 确定地下水径流的水力梯度和方向

3.2 地下水抽水

3.2.1 承压含水层的稳态流

3.2.2 非承压含水层的稳态流

3.3 含水层测试

3.3.1 泰斯（Theis）方程

3.3.2 Cooper-Jacob直线法

3.3.3 距离-降深方法

3.4 溶解羽的迁移速度

3.4.1 对流-弥散方程

3.4.2 扩散系数和弥散系数

3.4.3 地下水迁移的阻滞因子

3.4.4 溶解羽的迁移

3.5 包气带污染物的迁移

3.5.1 包气带中的液体运动

3.5.2 包气带中气体扩散

3.5.3 包气带中气相迁移的阻滞因子

参考文献

第4章 物质平衡概念和反应器设计

4.1 物质平衡概念

4.2 化学动力学

4.2.1 速率方程

4.2.2半衰期

4.3 反应器类型

4.3.1 序批式反应器

4.3.2 连续流搅拌式反应器（CFSTRs）

4.3.3 活塞流反应器（PFR）

4.4 确定反应器尺寸

4.5 反应器组合

4.5.1 串联反应器

4.5.2 并联反应器

第5章 包气带土壤修复

5.1 土壤气相抽提

5.1.1 引言

5.1.2 抽提气体浓度

5.1.3 影响半径和压强分布

5.1.4 气体流量

5.1.5 污染物去除速率

5.1.6 清理时间

5.1.7 温度对SVE的影响

5.1.8 气体抽提井的数量

5.1.9 真空泵（风机）的规格

5.2 土壤生物修复

5.2.1 土壤生物修复技术的介绍

5.2.2 水分需求量

5.2.3 营养物需求量

5.2.4 氧气需求量

5.3 土壤清洗/溶剂浸提/土壤冲洗

5.3.1 土壤清洗技术的介绍

5.4 低温加热（解吸）

5.4.1 低温加热（解吸）技术的介绍

5.4.2 低温加热（解吸）技术的设计

参考文献

第6章 地下水修复

6.1 水力控制（抽取地下水）

6.1.1 降落漏斗

6.1.2 捕获区分析

6.2 位于地上的地下水处理系统

6.2.1 活性炭吸附

6.2.2 空气吹脱

6.2.3 高级氧化工艺

6.2.4 金属的沉淀处理

6.2.5 生物处理

6.3 地下水原位修复

6.3.1 生物修复

6.3.2 空气注入修复

参考文献

第7章 VOCs富集气体处置

7.1 活性炭吸附

7.1.1 吸附等温线与吸附量

7.1.2 活性炭吸附器的横截面积和高度

7.1.3 计算活性炭吸附器的污染物去除速率

7.1.4 更换（或再生）频率

7.1.5 GAC用量（现场再生）

7.2 热氧化

7.2.1 气体流量与温度的关系

7.2.2 气流的热值

7.2.3 稀释气体

7.2.4 提供氧气的助燃空气

7.2.5 补充燃料用量

7.2.6 燃烧室体积

7.3 催化焚烧

7.3.1 稀释空气

7.3.2 补热需求

7.3.3 催化反应床的体积

7.4 内燃机焚烧

7.4.1 目标去除率/使用率

7.5 土壤生物过滤器

7.5.1 设计标准

参考文献

案例索引

专业名词索引

英文版编著者：（美国）杰夫·郭（Jeff Kuo）

杰夫·郭（Jeff Kuo），于1995年受聘于加利福尼亚州立大学（位于美国加州富勒顿）土木与环境工程系，在此之前，他已在环境工程领域从业十余载。他在地下水科技股份有限公司（现在的Flour—GTI）、戴姆斯摩尔公司（Dames&Moore）、詹姆斯·蒙哥马利咨询工程公司（现在的Montgomeru—Watson）、南亚塑胶公司和洛杉矶郡卫生区的工作中积累了丰富的从业经验。杰夫·郭在环境工程领域的实践经验包括：空气吹脱装置、活性炭吸附器、火焰/催化焚烧炉以及土壤和地下水修复生物系统的设计与安装；场地评价和环境中有害物质的归趋分析；填埋场和超级基金场地的修复调查、可行性研究工作；应对日趋严格的无组织排放要求的特殊设计；污水处理系统的尾气排放；污水处理。此外，他还完成了多项研究：卤代芳烃的超声波脱氯、粉剂/菌剂在多孔介质内的迁移、沥青的生物可降解性、复合矿物氧化物的表面特征、活性炭吸附动力学、污水过滤、离子交换树脂的三氯甲烷生成势和紫外消毒。杰夫·郭（Jeff Kuo）在“国立”台湾大学取得化学工程学士学位，在美国怀俄明州立大学取得化学工程硕士学位，后在南加利福尼亚州立大学获得石油工程硕士学位以及环境工程的硕士及博士学位。杰夫·郭（Jeff Kuo）是加利福尼亚注册土木工程师、注册机械工程师、注册化学工程师。2100433B

本书内容丰富详实，涵盖了场地修复工程计算的多方面，包括场地调查、反应器设计、土壤和地下水修复等的计算，是一本具有指导意义的设计计算说明书籍。 场地修复工程涉及地质、水文、化学、土木、环境等学科，这使得具有单一学科背景的人员难以完成系统的场地修复设计计算。本书“烹饪书式”的写作手法解决了以上难题。本书从原理引出公式，再过渡到工程案例计算，循序渐进，使非相关学科背景的人员也能很快读懂，适合作为地下水和土壤修复领域的工程师们的工作手册使用，也可作为高年级大学生或环境修复方向的研究生们的补充教材或参考书使用。

本书内容丰富翔实，涵盖了场地修复工程计算的多个方面，包括场地调查、反应器设计、土壤和地下水修复等的计算，是一本具有指导意义的设计计算说明书。

场地修复工程涉及地质、水文、化学、土木、环境等学科，这使得具有单一学科背景的人员难以完成系统的场地修复设计计算。本书“烹饪书式”的写作手法解决了以上难题。

本书从原理引出公式，再过渡到工程案例计算，循序渐进，使非相关学科背景的人员也能很快读懂，适合作为地下水和土壤修复领域的工程师们的工作手册使用，也可作为高年级大学生或环境修复方向的研究生们的补充教材或参考书使用。

第1章 概述·· 1

1.1 背景和目标·· 1

1.2 本书结构·· 2

1.3 如何使用本书·· 3

第2章 场地评价及修复调查·· 4

2.1 概述·· 4

2.2 污染程度的确定·· 6

2.2.1 质量和浓度关系·· 6

2.2.2 储罐移除或污染区域挖掘产生的土壤量·· 16

2.2.3 包气带中污染土壤的量·· 19

2.2.4 汽油中各组分的质量分数和摩尔分数·· 23

2.2.5 毛细带高度·· 25

2.2.6 计算自由漂浮相的质量和体积·· 27

2.2.7 确定污染范围——一个综合计算案例·· 29

2.3 土壤钻孔及地下水监测井·· 32

2.3.1 土壤钻孔的钻屑量·· 32

2.3.2 填料和膨润土密封材料·· 33

2.3.3 地下水采样的井体积·· 35

2.4 不同相态中污染物的质量·· 36

2.4.1 自由相与气相的平衡·· 36

2.4.2 液-气平衡·· 40

2.4.3 固-液平衡·· 44

2.4.4 固-液-气平衡·· 48

2.4.5 污染物在不同相中的分配·· 50

参考文献·· 59

第3章 污染羽在含水层和土壤中的迁移·· 60

3.1 概述·· 60

3.2 地下水运动·· 61

3.2.1 达西定律·· 61

3.2.2 达西流速和渗流速度·· 62

3.2.3 固有渗透率与渗透系数的比较·· 64

3.2.4 导水系数、给水度和释水系数·· 67

3.2.5 确定地下水径流的水力梯度和方向·· 69

3.3 地下水抽水·· 70

3.3.1 承压含水层的稳态流·· 70

3.3.2 非承压含水层的稳态流·· 73

3.4 含水层试验·· 76

3.4.1 泰斯（Theis）方程·· 76

3.4.2 Cooper-Jacob直线法·· 78

3.4.3 距离-降深方法·· 80

3.5 溶解羽的迁移速度·· 82

3.5.1 对流-弥散方程·· 82

3.5.2 扩散系数和弥散系数·· 83

3.5.3 地下水迁移的阻滞因子·· 88

3.5.4 溶解羽的迁移·· 90

3.6 包气带污染物的迁移·· 93

3.6.1 包气带中的液体运动·· 93

3.6.2 包气带中气体扩散·· 95

3.6.3 包气带中气相迁移的阻滞因子·· 97

参考文献·· 99

第4章 物质平衡概念和反应器设计·· 101

4.1 概述·· 101

4.2 物质平衡概念·· 102

4.3 化学动力学·· 104

4.3.1 速率方程·· 105

4.3.2 半衰期·· 107

4.4 反应器类型·· 109

4.4.1 序批式反应器·· 110

4.4.2 连续流搅拌式反应器（CFSTR）·· 114

4.4.3 活塞流反应器（PFR）·· 116

4.5 确定反应器尺寸·· 118

4.6 反应器组合·· 120

4.6.1 串联反应器·· 121

4.6.2 并联反应器·· 127

第5章 包气带土壤修复·· 133

5.1 概述·· 133

5.2 土壤气相抽提·· 133

5.2.1 土壤通风技术介绍·· 133

5.2.2 抽提气体浓度·· 134

5.2.3 影响半径和压强分布·· 143

5.2.4 气体流量·· 146

5.2.5 污染物去除速率·· 151

5.2.6 清理时间·· 154

5.2.7 温度对SVE的影响·· 158

5.2.8 气体抽提井的数量·· 159

5.2.9 真空泵（风机）的规格·· 160

5.3 土壤洗脱/溶剂浸提/土壤冲洗·· 162

5.3.1 土壤洗脱（Soil Washing）技术介绍·· 162

5.3.2 土壤洗脱系统设计·· 162

5.4 土壤生物修复·· 166

5.4.1 土壤生物修复技术介绍·· 166

5.4.2 水分需求量·· 167

5.4.3 营养物需求量·· 168

5.4.4 氧气需求量·· 170

5.5 生物通风·· 172

5.5.1 生物通风技术介绍·· 172

5.5.2 生物通风技术设计·· 173

5.6 原位化学氧化·· 175

5.6.1 原位化学氧化技术介绍·· 175

5.6.2 常用氧化剂·· 175

5.6.3 氧化剂需求量·· 176

5.7 热裂解·· 179

5.7.1 热裂解技术介绍·· 179

5.7.2 焚烧单元设计·· 180

5.7.3 危险废物焚烧的法规要求·· 181

5.8 低温加热解吸·· 183

5.8.1 低温加热解吸技术介绍·· 183

5.8.2 低温加热解吸技术设计·· 184

参考文献·· 186

第6章 地下水修复·· 187

6.1 概述·· 187

6.2 地下水抽出·· 188

6.2.1 降落漏斗·· 188

6.2.2 捕获区分析·· 192

6.3 活性炭吸附·· 199

6.3.1 活性炭吸附技术介绍·· 199

6.3.2 吸附等温线和吸附容量·· 200

6.3.3 活性炭吸附系统设计·· 202

6.4 空气吹脱·· 206

6.4.1 空气吹脱技术介绍·· 206

6.4.2 空气吹脱系统设计·· 207

6.5 异位生物修复·· 212

6.5.1 异位生物修复技术介绍·· 212

6.5.2 地上生物修复系统设计·· 212

6.6 原位地下水修复·· 214

6.6.1 原位生物修复技术介绍·· 214

6.6.2 基于增加溶解氧的强化生物降解·· 214

6.6.3 基于添加营养物质的强化生物降解·· 218

6.7 空气注入·· 219

6.7.1 空气注入技术介绍·· 219

6.7.2 空气注入的增氧效果·· 219

6.7.3 空气注入压力·· 221

6.7.4 空气注入供电要求·· 223

6.8 生物曝气·· 224

6.9 化学沉淀法去除重金属·· 225

6.10 原位化学氧化·· 226

6.11 高级氧化工艺·· 228

参考文献·· 230

第7章 VOCs富集气体处置·· 231

7.1 概述·· 231

7.2 活性炭吸附·· 231

7.2.1 活性炭吸附技术介绍·· 231

7.2.2 颗粒状活性炭吸附系统规模设计·· 232

7.2.3 吸附等温线与吸附量·· 232

7.2.4 活性炭吸附器的常用横截面积和高度·· 235

7.2.5 计算活性炭吸附器的污染物去除速率·· 237

7.2.6 更换（或再生）频率·· 238

7.2.7 活性炭需求量（现场再生）·· 239

7.3 热氧化·· 239

7.3.1 气体流量与温度的关系·· 240

7.3.2 气体的热值·· 241

7.3.3 稀释空气·· 243

7.3.4 助燃空气·· 245

7.3.5 补充燃料用量·· 247

7.3.6 燃烧室体积·· 248

7.4 催化焚烧·· 250

7.4.1 稀释空气·· 250

7.4.2 补热需求·· 251

7.4.3 催化反应床的体积·· 252

7.5 内燃机·· 253

7.6 土壤生物滤床·· 254

参考文献·· 255

案例索引·· 256

专业名词中英文对照·· 262

本书主要介绍了土壤与地下水环境，污染来源、分类及中国污染治理状况和存在的问题；场地评估和修复调查；土壤和地下水中污染物的迁移过程；非饱和区和地下水的修复技术；土壤和地下水修复系统的地上处理技术；污染土壤和地下水修复效果检验与评价等内容。