[發明專利]地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 201310226247.0
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103336100A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 席北斗;姜永海;馬志飛;楊昱;李鳴曉;張進保;廉新穎;安達
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;C02F3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明屬于環境模擬技術研究領域，更具體地涉及一種用于模擬地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置。

本發明還涉及上述裝置的使用方法。

背景技術

地下水作為重要的城鄉供水水源，在維護經濟社會健康發展等方面發揮著不可替代的作用。但由于人類活動的影響，使得大量的污染物進入地下水環境，致使地下水污染問題日益嚴重。因此，多年來，眾多的科研工作者從事著地下水污染防治的科學研究工作，研究此類科學問題的重要手段是可通過構建模擬地下水環境實驗裝置，開展污染物遷移過程和修復技術的研究與開發，因此搭建設計科學的、易操作的、經濟成本較低的地下水污染過程模擬與修復裝置成為從事地下水污染防治研究的實驗室關注的熱點問題。

研究發現，當今的地下水物理模擬裝置存在一些缺點：首先，實驗室內使用的小型模擬裝置，如土柱或小的模擬槽，這些裝置操作簡單，更換介質材料容易且成本較低，然而地下水環境的復雜性，使得這些裝置很難模擬真實地下水環境。其次，一些較大的中試規模的裝置雖能克服小型模擬裝置的不足，但在實際試驗過程中往往在介質裝填量較大，所需成本高。再者，中試模擬裝置雖能較真實的反映實際地下水環境系統。但目前在進行污染修復過程后，特別是采用PRB修復技術，如PRB設置常用的方法是將設置位置處介質開挖后填充修復材料，此種方法修復試驗完成后修復材料空隙中重新填充的含水層介質材料滲透性與原有的不同，不利于重新進行其他相關的模擬實驗也不能根據修復材料的不同設置PRB墻體厚度。

目前，地下水污染過程與修復模擬試驗是地下水系統理論研究的基礎，因此對于構建實驗室內準確反應野外真實的水文地質環境至關重要。準確的并能較真實的反映地下水環境、易操作以及低成本的物理模擬裝置將會更加受到科研人員的關注。

發明內容

本發明的目的是提供一種地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置。

本發明的又一目的是提供上述裝置的使用方法。

為實現上述目的，本發明提供的地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置，包括：

一模擬槽，分為前部分箱體和后部分箱體，前部分箱體和后部分箱體的一側均為敞開端，滲透反應墻安裝在兩個箱體的敞開端之間，滲透反應墻對應兩個箱體的敞開端的兩側面設置有垂直排列的取樣孔；

所述兩個箱體的敞開端為凹型卡槽，以抽插鋼制阻擋板；

模擬槽兩邊的側壁分別設有取樣孔和與監測孔；

兩個箱體的另一側分別設有上游水箱和下游水箱，上游水箱和下游水箱與箱體之間分別安裝有多孔板；

上游水箱的外側壁底部設有進水孔，下游水箱的外側壁設有垂直排列且高度不同的溢水孔，在下游水箱的外側壁底部設有止水閥門。

所述的地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置，其中，上游水箱和下游水箱與箱體之間安裝的多孔板為致密性紗網多孔板。

所述的地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置，其中，兩個箱體中的一個底部設置滾動滑輪，可以水平移動。

所述的地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置，其中，下游水箱外側壁設置的溢水孔與儲水箱相連。

所述的地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置，其中，滲透反應墻與兩個箱體的敞開端之間均采用內有防漏襯層的材料液封。

所述的地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置，其中，模擬槽兩邊側壁的取樣孔和與監測孔均呈矩陣分布。

所述的地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置，其中，模擬槽兩邊側壁的取樣孔均設有取樣器用于隨時取樣，未取樣的取樣孔均用硅膠墊圈的堵頭堵住。

本發明提供的上述地下水污染過程及污染修復一體化模擬裝置的使用方法：

1)將待測試的土壤樣品分層裝入模擬槽的前部分和后部分的箱體內，在模擬槽上游水箱和下游水箱側壁底部注水，使上游水頭和下游水頭升高達到研究水頭的80％，然后通過止水閥門調節水頭變化直至達到研究水頭要求，并將模擬槽內的介質分為包氣帶和含水層；

2)在污染過程模擬實驗過程中，用蠕動泵將示蹤劑或污染物通過上游水箱土體中注入模擬槽內，示蹤劑或污染物在注射進模擬槽體內通過包氣帶進入含水層，從取樣孔取樣分析并記錄，分析污染過程變化；

3)在污染過程模擬實驗結束后，在前部分箱體和后部分箱體之間模擬槽前后部分之間安裝滲透反應墻，并在滲透反應墻內填充修復介質材料，通過取樣孔設置取樣設備取樣監測污染物通過墻體時降解變化。