[发明专利]污染场地地下水污染防治与包气带土壤修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下水污染防治技术，特别涉及一种用于污染场地防治地下水污染和修复包气带土壤的方法。

背景技术

随着城市化进程的加快和工业的不断发展，人为因素造成的各种污染也不断加剧。工厂排出的重金属、放射性物质以及垃圾填埋场的渗出液时刻威胁着包气带土壤和地下水。包气带是指地面以下潜水面以上的地带。包气带土壤和地下水污染被称作“看不见的污染”。当前,我国土壤和地下水污染日趋严重,包气带土壤和地下水均受到不同程度的污染,对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成了严重威胁。土壤污染造成有害物质在农作物中积累,并通过食物链进入人体,引发各种疾病,最终危害人体健康。

经过近十多年来全球范围的研究与应用,包括生物修复、物理修复、化学修复及其联合修复技术在内的污染土壤修复技术体系已经形成，但是仍然存在很多问题，例如成本较大，工程应用困难，二次污染严重等等。

地下水和包气带土壤污染具有不可逆性，因此，污染应该以防为主，防治结合。研究出针对工厂、废弃物处理场的地下水污染防治与包气带土壤修复的方法对地下水保护和土壤修复都具有重大的意义。

发明内容  

本发明的目的是为了提供一种针对工厂、废弃物处理场等污染场地的地下水污染防治与包气带土壤修复的方法。

本发明是这样实现的：

一种污染场地地下水污染防治与包气带土壤修复方法，其特征在于：

步骤一、在污染场地下部地下水含水层上方，自下而上铺上亚粘性土层、粘性土层，形成具有隔水层效果的毛细屏障；

步骤二、在污染场地的上方和下方各挖一条沟壕，分别为上游沟壕、下游沟壕，沟壕深度直达毛细屏障上方，沟壕呈弧形设置，且沟壕长度大于污染场地的宽度，呈环抱形分布在污染场地两端；

步骤三、上游沟壕和下游沟壕底部和非靠近污染场地的三面用混凝土进行防漏处理，仅有靠近污染场地的一面不做任何处理；

步骤四、在污染场地的土壤表层自下而上铺上亚粘性土层、粘性土层，形成毛细屏障顶盖，在土壤表层安置排水管道，排水管道位于毛细屏障顶盖上方；排水管道连接到雨水净化处理设备，净化过的雨水一部分通过雨水利用管道进行利用，一部分排入污染场地上方的上游沟壕；

步骤五、污染场地上方的上游沟壕上开设一条排水管道，用于将多余的水排出；

步骤六、污染场地下方的下游沟壕通过废水抽水管道与污水处理设备相连，用于处理下游沟壕排出的废水和污染场地直接排出的废水。

更进一步的方案是：步骤二中，所述污染场地的上方是地势较高的一方，所述污染场地的下方是地势较低、地表水汇集的一方。

更进一步的方案是：由于步骤一的工作量非常大，而且要提前进行铺设。因此比较优化的一个方案是：如果污染场地的地下有5米以上厚度的粘性土隔水层，就可以省略步骤一。

本发明的原理是根据试验得到的两点结论：（1）在没有降雨入渗情况下，污染物在包气带土壤的运移速度很慢；（2）潜水面上部分布有一层支持毛细水带，其高度可以达到2—3m，支持毛细水带会产生横向渗流作用，在没有降雨入渗条件下，污染物到达支持毛细水带后会发生横向渗流，在垂向上只能发生横向弥散，其作用很微弱和克努森扩散的强度相近，在一定水力梯度下很难进入潜水面，从而污染地下水。

本发明利用以上两点结论，通过设置地面排水管道和毛细屏障顶盖，阻止降雨入渗。在此基础上，在污染场地下部设置隔水层，阻止污染物入渗从而污染地下水。最后，在污染场地两端开设沟壕，由于两个沟壕水面存在高度差，位于上方的沟壕水面高于位于下方的沟壕水面，雨水进入沟壕在两端形成一定的水力梯度，产生一个横向的流动，当底部积水后，便会形成稳定的支持毛细水带，土壤中的污染物在支持毛细水带和饱水带的横向运移作用下向另一端沟壕运动，进而可以防止污染物的垂向扩散污染地下水，以便可以进行集中污水处理。

本发明既可以防止污染物污染地下水，同时也可以对包气带污染土壤进行淋洗修复，并且可以达到雨水利用的效果。为了降低成本，在工厂选址时可以选择下部有天然隔水层的地质环境。本发明具有防治时间长、污染防治效果好、相对成本低的优点。

本发明至少具有如下的有益效果：1．本发明可以应用到污染场地较小的工厂、污染物处理场，可以长期的防治土壤和地下水污染，防治效果好、相对成本低。2．本发明能够淋洗修复土壤，避免因淋洗剂残留而导致的土壤二次污染问题。3．本发明可以达到雨水利用的效果。

附图说明