[发明专利]一种异质性污染场地地下水修复后反弹潜势预测评估方法

权利要求书

1.一种异质性污染场地地下水修复后反弹潜势预测评估方法，其特征是，包括以下步骤：

S1，构建场地污染概念模型：收集场地污染物浓度与空间分布数据、地层结构及其渗透性数据和地下水数据，利用三维可视化技术将上述数据进行叠加，构建场地污染概念模型，根据场地污染概念模型推断修复工程实施后残余污染物在场地中潜在的空间分布及其赋存介质；

S2，识别潜在污染反弹区域：根据场地污染概念模型，结合污染物的空间分布数据，识别出地下水含水层中低渗透土层，将其划定为会导致地下水污染物潜在反弹区域；

S3，潜在污染反弹区域污染调查：在潜在污染反弹区域进行土壤采样；

S4，筛选反弹区域：针对S3中在潜在污染反弹区域中采集的土壤样品进行污染物浓度检测及分析，

采用公式(1)计算目标污染物在土壤样品孔隙水中的浓度，并将其与潜在反弹区域地下水中对应目标污染物实测浓度进行比较：

式中，C_lw为低渗透层土壤样品孔隙水中目标污染物浓度，mg/L；C_ls为低渗透层土壤样品中目标污染物中浓度，mg/kg；ρ_ls为低渗透土壤干密度，kg/L；θ_lw为土壤样品中水分体积含量，无量纲；θ_la为土壤样品中空气体积含量，无量纲；H为亨利常数，无量纲；k_ld为目标污染物平衡状态下土壤-水分配系数，L/kg；根据浓度对比结果，确定污染反弹区域；

S5，反弹区低渗透土层污染物残留质量计算：针对S4中确定的污染反弹区域，采用泰森多边形插值划定每个采样点代表的反弹区域面积A_lj；采用公式(2)计算每个反弹区域低渗透土层中目标污染物的残留质量：

式中，M_lk代表第k个反弹区域低渗透土层中目标污染物残留质量，mg；C_lji为第k个反弹区域内水平方向第j个土壤采样点低渗透土层垂向上第i个采样位置土样中目标污染物浓度，mg/kg；C_lj(i+1)为第k个反弹区域内水平方向第j个土壤采样点低渗透土层垂向上第i+1个采样位置土样中目标污染物浓度，mg/kg；A_lj为第k个反弹区域内水平方向第j个土壤采样点代表的反弹区域低渗透土层面积，m²；L_lji为第k个反弹区域内水平方向第j个采样点低渗透土层垂向上第i个和第i+1个土壤采样位置之间的距离，m；ρ_lji为第k个反弹区域内水平方向第j个采样点低渗透土层垂向上第i个和第i+1个土壤采样位置之间的土壤干密度，kg/L；n为第k个反弹区域内水平方向第j个采样点垂向上土壤采样位置数，无量纲；m为第k个反弹区域内低渗透土层水平方向上土壤采样点数量，无量纲；

S6，计算反弹区域地下水含水层目标污染物残留质量：针对S4中确定的污染反弹区域，采用公式(3)计算每个反弹区地下水含水层中目标污染物残留质量：

M_hk＝(C_hw×A_hw×L_hw×θ_hw+k_hd×C_hw×ρ_hs×A_hw×L_hw)×1000 (3)

式中，M_hk为修复设施停止运行后第k个反弹区地下水中目标污染物残留质量，mg；C_hw为修复设施停止运行后第k个反弹区地下水中目标污染物平均浓度，mg/L；A_hw为每个反弹区域面积，m²；L_hw为每个反弹区域地下水含水层厚度，m；θ_hw为地下水含水层中土壤样品水分体积含量，无量纲；ρ_hs为地下水含水层土壤干密度，kg/L；k_hd为地下水含水层中目标污染物平衡状态下土壤-水分配系数，L/kg；其余符号标记同公式(1)(2)；

S7，预测区域反弹潜势：根据质量守恒原理，采用公式(4)预测平衡状况下各反弹区含水层地下中目标污染物的浓度：

式中，C_kwa为平衡状态下第k个反弹区域含水层地下水中目标污染物浓度，mg/L；θ_lji为第k个反弹区域内水平方向第j个采样点低渗透土层垂向上第i个和第i+1个土壤采样位置之间土壤样品水分体积含量，无量纲；L_hwm为反弹区域含水层地下水混合带高度，m，通常取值不大于2m；θ_hwm为反弹区域含水层地下水混合带土壤样品水分体积含量，无量纲；ρ_hsm为反弹区域含水层地下水混合带土壤干密度，kg/L；k_hdm为反弹区域含水层地下水混合带目标污染物平衡状态下土壤-水分配系数，L/kg；其余符号标记同公式(1)(2)(3)；

S8，评估区域反弹潜势：根据S7的计算结果将C_kwa与修复后场地地下水中目标污染物浓度C_w及其修复目标值进行比较，如C_kwa大于C_w且大于修复目标值，则表明未来该区域地下水中目标污染物浓度会反弹升高，且造成反弹后目标污染物浓度超标的风险较高；如C_kwa仅大于C_w，则表明未来该区域地下水中目标污染物浓度会反弹升高，但反弹后造成目标污染物浓度超标的风险较低；如C_kwa小于C_w，则表明未来该区域地下水中目标污染物浓度会反弹升高的风险较低。