[發明專利]地下水中揮發性有機污染物遷移轉化模擬裝置及應用

有效

• 申請號: 201410014409.9
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103837449A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 李輝;林匡飛;劉勇弟;楊潔;王曉麗;朱瑞利
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N33/18
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 談順法

技術領域

本發明涉及一種地下水中揮發性有機物（VOCs）的遷移轉化規律模擬裝置。?

背景技術

由于工農業生產活動，地下水環境正遭受著越來越嚴重的污染。其中，揮發性有機物（VOCs）的是地下水中最為常見的污染之一。揮發性有機物作為優良的有機溶劑和中間體，廣泛用于各工業領域，但因儲存及處置不當等原因致使其通過揮發、泄露和廢水排放等途徑進入土壤及地下水環境中，對人類的健康和生態環境造成威脅。美國等發達國家對于揮發性有機物的使用歷史長久且應用廣泛，在土壤和地下水中普遍發現存在此類污染且污染檢出濃度較大。我國地下水調查同樣發現了嚴重的VOCs污染。?

此外，近幾十年來，隨著工農業的快速發展和城市化進程的加快，國家“退二進三”舊城改造政策的逐步實施，我國大中城市中大批的重度污染行將會關閉和搬遷，搬遷后遺留下來的場地存在著不同程度的土壤和地下水污染，對周邊的河流和居民飲用水也造成了威脅。場地土壤和地下水污染中，有機物污染污染十分普遍，其中，對于揮發性有機物（VOCs）的污染規律和修復十分困難。地下水中揮發性有機物（VOCs）污染已經引起了各國普遍關注，其環境行為和修復技術已經成為地球科學、環境科學和水文地質等多學科領域的研究熱點。?

鑒于污染場地中地下水有機污染的復雜性，很多學者為了研究地下水污染規律，設計出了與污染物遷移與轉化相關的模擬裝置，如野外試驗場地、室內污染模擬槽和基于多孔介質的土柱模擬試驗等。室內污染模擬裝置與野外試驗裝置相比，具有花費少，污染小，造作簡單和效果顯著等特點，特別適合于地下水污染的相關研究。但現有的室內模擬裝置均有不同的側重點，功能比較單一，更重要的是沒有針對揮發性有機污染的特點進行設計，對于裝置的密閉性和防揮發防吸附性有較高的要求，現有裝置并不能滿足地下水中揮發性有機物（VOCs）污染研究模擬的需要。此外，室內模擬裝置一般填充砂礫等粗粒的含水層介質，對污染物的研究都基于一個模擬裝置內而忽略了功能區域的劃分。另一方面，針對有機污染消除的反應格柵模擬，裝置中設計的反應格柵大多為一次性的，即一次模擬實驗運行結束后需重新填充整個裝置，使用十分不便，也無法實現多種格柵的組合實驗。?

發明內容

本發明的目的是提供一種地下水中揮發性有機污染物遷移轉化模擬裝置及應用，以克服現有技術存在的上述缺陷。?

所述的地下水中揮發性有機污染物遷移轉化模擬裝置，包括依次串聯連接的水箱、輸送泵、污染補給柱、緩沖柱、包括含水層介質柱和反應格柵柱構成的污染模擬柱以及廢液取樣柱，所述反應格柵柱設置在含水層介質柱之間，含水層介質柱中裝填有含水介質；?

所述含水介質為污染場地地下含水層土壤，保證近似模擬含水層環境；?

所述的反應格柵柱包括中空的兩端開放的格柵柱柱體、反應填料和多孔擋板；?

所述多孔擋板通過卡件設置在所述的格柵柱柱體的兩個端口，所述反應填料設置于多孔擋板之間，所述的反應填料為能夠去除污染物的反應材料；?

所述緩沖柱包括粒徑5～6mm的玻璃珠層和設置在其兩邊的1～2層紗布；?

本裝置中功能格柵區為組合式反應格柵，考慮了設計實驗方案過程中，格柵可以靈活組合或替換的情況，可進行多種模式的連接組合。格柵內可裝有不同厚度的活動式多孔擋板，可對反應填料進行組合和量化。整體裝置將為研究污染場地地下水揮發性有機污染物擴散規律和修復方法優化提供條件。?

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。?

圖2為反應格柵柱示意圖。?

圖3為零價鐵格柵去除三氯乙烷的出水濃度變化圖。?

圖4為零價鋅格柵格柵去除三氯乙烷的出水濃度變化圖。?

圖5為零價鐵和鋅粉組合去除三氯乙烷的出水濃度變化圖。?

具體實施方式

參見圖1和圖2，所述的地下水中揮發性有機污染物遷移轉化模擬裝置，包括依次串聯連接的水箱1、輸送泵4、污染補給柱6、緩沖柱8、包括含水層介質柱901和反應格柵柱12構成的污染模擬柱9以及廢液取樣柱16，所述反應格柵柱12設置在含水層介質柱901之間，含水層介質柱901中裝填有含水介質11；?

所述含水介質11為污染場地地下含水層土壤，如，4～6m的砂質粉土，經過自然風干3～5天后，粉碎，過200目的篩子，所得到的介質土壤和水的混合物，其中，水的重量含量為30～45%，保證近似模擬含水層環境；?