[发明专利]突发污染事件下污染物迁移的实验模拟操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是突发污染事件下污染物迁移的实验模拟操作方法。属于水利工程和环境工程领域。

背景技术

由于在国内外突发性污染事件频发，造成的环境危害也特别严重，特别是对河湖底质的影响巨大，然而很多研究多集中在突发性污染事件发生后，对河湖造成的持续污染还认识不足，特别是对河湖底质的影响巨大，上覆水污染物浓度迁移转化情况，忽略在河湖底质多孔介质中的迁移转化。由于实验操作技术的滞后，目前关于突发性污染事件下的研究操作困难，缺乏相应的实验设计以及操作技术，无法进一步揭示突发性污染事件发生后，污染云团的在上覆水和地下水中迁移机制。

突发性污染物事件发生后，对于污染物在上覆水和孔隙水之间的转换存在两个主要的过程，即进入和释放过程，进入与释放联合实验存在两大技术难点：不连续问题和一致性问题。进入状态与释放状态在自然情况下是连续发生的，自然界河床与上覆水是一个有机整体，符合物质守恒定律，保持动态平衡，但联合实验不能做到连续性，不连续体现在两方面即时间上不连续和空间上不连续。模型实验是实际情况的抽象，为保证释放实验的研究可行，必须先满足释放条件下浓度的一致性即必须将进入状态下表征污染物的浓度降低，使上覆水变成不含(或含量很低)污染物的“清水”。

发明内容

发明目的：为了弥补现有技术的缺陷，把突发性污染事件发生后，污染物在河流系统中输运过程模拟出来，揭示突发性事件下污染物河湖多孔介质中迁移释放特征及其机理，为突发性污染事件发生后，河湖健康管理提供必要方法和技术支持。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：突发性污染事件下污染物迁移的实验模拟操作方法，包括如下步骤：

(一)设置环境泥沙循环水槽及沙波，在一个循环周期内加入污染物示踪剂，使其充分循环；

(二)达到一定时间(脉冲污染时间)后，关闭多功能水质仪和恒温棒，采用堵流法阻水，调整水槽坡度到水平，同时关阀停泵；

(三)缓慢降低水槽溢流槽的高度，放掉水槽中“受污染”的水，当露出进水口阻水木块时，开阀放掉进水口和回水管道里面“受污染”的水，在水槽中的水面与沙波波峰相距2～5mm时，停止降低溢流槽高度；

(四)采用由预配制技术配制的去离子水(为非反应性污染物实验)，或一定pH的缓冲溶液(为反应性污染物实验)冲洗进水段、出水段和回水管道，在含沙水槽段上游缓慢加入与水槽中预留水相同体积的去离子水，排出水库中的水并清洗水库；

(五)向水库中加入配好的水，开阀开泵，缓慢开启阀门并控制加水速度，同时缓慢升高溢流槽高度到预定高度，当水槽到一定高度时关阀停泵，去掉进水口阻水装置，开启多功能水质仪和恒温棒，开泵、快速开阀到预定流量，同时调整坡度到预定值；

(六)按预定的时间表抽取上覆水和孔隙水浓度，保持水槽系统中的水体总量不变和pH值恒定，当上覆水的浓度达到基本平衡时停止实验。

作为优选，所述步骤(一)中污染物示踪剂，包括非反应性污染物和反应性污染物。

作为优选，所述步骤(二)采用堵流法：用阻水木块和橡皮泥在进口段堵水，以防止水从进水口排出破坏沙波。

作为优选，所述步骤(三)中水槽中的水面与沙波波峰相距3mm时，停止降低溢流槽高度。

作为优选，所述步骤(四)中用去离子水或一定pH的缓冲溶液冲洗进水段、出水段和回水管道3次，清洗水库3遍。

作为优选，所述步骤(四)中预配制技术：对释放实验所需要的去离子水或一定pH的缓冲溶液进行预先配置，控制其温度和pH值。

作为优选，所述步骤(五)中配好的水是指在实验开始时，根据实验设计，加热并控制在预定温度的去离子水或一定pH的缓冲溶液，对于反应性污染物实验，通过在去离子水中加入pH缓冲溶液，使pH值达到预定值。

作为优选，所述步骤(五)中加水速度控制为0.28-0.41L／s。

作为优选，所述多功能水质仪自动监测上覆水的温度、电导、pH和盐度，测量时间间隔为3～5分钟。

作为优选，在实验过程中控制坡度、水温、pH值、水位在污染物进入状态和释放状态时相同。

针对进入状态与释放状态时间不连续的问题，本发明采取了三点技术对策进行解决：

1)预配制技术。在进行进入实验的同时，根据实验设计，对释放实验所需要的去离子水进行预先配制，控制其温度和pH值；在系统清洗完毕后，水库所需用水进行预先配制，从而有效缩短换水时间。