一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法及修复装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法，包括调查筛选确定中重度污染区域各参数，后通过土壤的渗透系数计算土壤水溶液扩散半径，确定目标修复土壤的布点方式和数量；随后利用钻孔设备对目标修复土壤进行松土以及初步的NUR钝化剂释放；对目标修复土壤形成三层反应隔离层，向目标土壤中注水，并保持土壤的含水率；及修复装置，包括由若干个栏板装置环形连接成的隔离圈，栏板装置包括中空夹板，中空夹板的表面均匀设置有基势导槽，中空夹板设置有降解泡沫孔层，位于降解泡沫孔层顶部的中空夹板上设置有喷淋腔，且喷淋腔的两端贯穿中空夹板的侧壁，本发明专利技术实现了成本低廉、修复效果稳定、效率高、不引入二次污染。

An in-situ remediation method and device for shallow soil contaminated by hexavalent chromium

【技术实现步骤摘要】
一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法及修复装置
本专利技术实施例涉及重金属污染修复
，具体涉及一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法及修复装置。
技术介绍
近年来随着经济的快速发展，城市化和产业转移进程的加快，城镇重污染企业的搬迁或遗留导致工业废弃地的数量与日俱增。工业废弃地因原有生产活动的影响而遗留的有毒有害物质的污染，如果直接利用不但会给生态环境带来影响而且会对公众的身体健康造成严重威胁。根据环境保护部和国土资源部2014年4月17日联合发布的《全国土壤污染调查公报》中显示，在调查的81块工业场地的775个土壤点位中，超标点位在34.9％，其中铬是主要的污染物之一，工业废弃地土壤中的铬污染主要来源于铬工业，如铬盐生产、冶金、电镀、制革、印染、制药、纺织、颜料等。铬在土壤中主要以Cr(III)和Cr(VI)两种价态存在，其中Cr(III)是人体健康和动植物生长必须的微量元素之一，在人体内可协助胰岛素发挥其生物作用，相对毒性低、可迁移性弱。Cr(VI)是对人体危害最大的八种化学物质之一，是国际公认的三种致癌金属物之一，毒性大且迁移性强，可通过食物链数十倍的富集，再经由各种途径进入人体，会对人体健康造成严重的危害。铬污染土壤会给生态环境和人体健康带来严重的潜在威胁，因此六价铬污染治理和污染土壤修复是世界性难题。近年来，对于铬污染场地的修复治理技术可归纳为两种方式：(1)直接将存留在土壤中的铬去除，削减土壤中铬的总量；(2)改变土壤中铬的化学形态或赋存状态，降低生物可利用性和在环境中的迁移性。工程措施对土壤环境的扰动很大，破坏土体自然性状，工程量大，修复成本高，只适用小面积的污染修复；电动修复对土壤的特性要求很高，土壤的电导率、所含的杂质、含水率等都会影响修复的效果，操作复杂，因此在工程中未得到广泛的应用；淋洗技术是应用较为广泛的一种修复技术，但是淋洗剂易引入二次污染；植物修复周期长，效率低，比较适合轻度污染土壤的修复。基于削减土壤中铬总量的几种修复技术在实际应用过程中都受到了不同程度的限制，具有一定的技术局限性。原位钝化技术中加入的硅钙物质以石灰为代表，利用石灰提高土壤的pH，增加土壤表面的负电荷，增强吸附重金属或形成金属碳酸盐、硅酸盐、氢氧化物沉淀，降低了重金属铬的迁移性和生物的可利用性。但是过度的使用石灰，会导致土壤板结，有机质功能丧失从而会破坏当地的土壤生态环境。金属及金属氧化物，如磷酸亚铁，主要通过专性吸附、非专性吸附、共沉淀以及在内部形成配合物等途径实现对重金属离子的钝化固定。但是引起的土壤酸化问题不容忽视，酸化土壤会使已经被固定的金属离子被再度释放出来，造成修复效果反弹。有机物料的来源主要有生物固体、动物粪便等，一般含有较高的腐殖化有机物，主要通过增加土壤阳离子的交换量和对离子的吸附能力，以及形成难溶性的金属有机络合物等方式来降低土壤重金属的生物可利用性。有机物料修复过程中，低分子量有机酸(如柠檬酸)与高分子量有机酸(如胡敏酸)发生竞争作用，将大幅降低难溶金属有机络合反应比，同时还存在不可忽视的引入二次污染问题(如猪粪、鸡粪中含有难以降解的铜、铅、汞、砷等)，实际应用效果不佳；生物修复技术只适用于轻度污染土壤，当土壤中的Cr(VI)含量太高时，微生物不能很好的发挥作用，同时微生物的活性与温度、氧气、水分、pH等环境条件的变化密切相关，受各种环境因素的影响较大；植物修复耗时很长，并且植物根系所能延伸的范围相对较小，对于中高浓度六价铬污染的修复效率不高。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法及修复装置，针对中重度铬污染土壤提出来一种成本相对低廉、修复效果稳定、效率高、不引入二次污染的联合修复治理技术，并通过相对隔离钝化反应的保持以及创造微生物活动环境的装置，很好的解决了中高浓度六价铬污染的修复效率不高的问题。为了实现上述目的，本专利技术的实施方式提供如下技术方案：一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法，包括步骤：S100、调查绘制场地污染三维分布图，筛选中重度污染区域，确定污染修复边界以及污染深度，并通过土壤的渗透系数计算土壤水溶液扩散半径，确定目标修复土壤的布点方式和数量；S200、对土壤进行整体的平整，随后利用钻孔设备对目标修复土壤进行松土以及初步的NUR钝化剂释放；S300、对目标修复土壤的外圈由内至外依次形成铁粉、膨润土和钝化剂三层反应隔离层；S400、向目标土壤中注水，并保持修复期间内土壤的含水率在30％～45％。作为本专利技术的一种优选方案，根据土壤水溶液的扩散半径确定相邻中重度污染区域的连接和隔离，若相邻中重度污染区域之间的连接距离小于3～4m或相邻中重度污染区域的深度与土壤水溶液基质势相同，则形成线形修复区；若相邻的中重度污染区之间的距离大于5m，且其本身的面积偏向于块状，则形成圆环形修复区。作为本专利技术的一种优选方案，在利用钻孔设备对目标修复土壤进行处理时，螺旋钻机对目标修复土壤进行正压旋入松土，负压旋出同时将NUR钝化剂释放至土壤中。作为本专利技术的一种优选方案，S300中，采用粒径为200目，纯度为98％的铁粉，通过钠化改性膨润土以及95％高密度的NUR钝化剂。本专利技术实施方式还提供了一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复装置，包括由若干个栏板装置环形连接成的隔离圈，所述栏板装置包括弧形的中空夹板，所述中空夹板的表面均匀设置有基势导槽，所述中空夹板的内侧表面设置有降解泡沫孔层，位于降解泡沫孔层顶部的中空夹板上设置有喷淋腔，且所述喷淋腔的两端贯穿中空夹板的侧壁。作为本专利技术的一种优选方案，所述中空夹板的两侧设置半开的配合槽，且所述中空夹板两侧的配合槽设置方向相反；所述中空夹板两端内侧壁上设置有嵌装槽。作为本专利技术的一种优选方案，所述基势导槽内向延伸至降解泡沫孔层，且不完全贯穿，基势导槽延伸至降解泡沫孔层内的表面均匀设置有贯穿孔。作为本专利技术的一种优选方案，组成隔离圈的任意一个中空夹板的顶部中间设置有向喷淋腔注液的连接螺口。作为本专利技术的一种优选方案，所述基势导槽两端通过滑槽安装在中空夹板的侧壁上，中空夹板与基势导槽两端连接处的滑槽表面等间距排列有用于固定基势导槽的螺钉孔。本专利技术的实施方式具有如下优点：本专利技术提出一种成本相对低廉、修复效果稳定、效率高、不引入二次污染的联合修复治理技术，通过利用钝化剂本身含有的有机官能团对重金属铬的强鳌合性，与污染物铬直接形成稳定的有机络合态，不存在水溶态、交换态、碳酸盐结合态、锰铁氧化物结合态等中间过程，修复效果稳定。本专利技术形成三重修复反应隔离层，不但确保了修复区域范围内的土壤和水溶液中的污染物铬离子被完全修复固定，还可阻断污染物继续向外扩散。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法，其特征在于，包括步骤：S100、调查绘制场地污染三维分布图，筛选中重度污染区域，确定污染修复边界以及污染深度，并通过土壤的渗透系数计算土壤水溶液扩散半径，确定目标修复土壤的布点方式和数量；S200、对土壤进行整体的平整，随后利用钻孔设备对目标修复土壤进行松土以及初步的NUR钝化剂释放；S300、对目标修复土壤的外圈由内至外依次形成铁粉、膨润土和钝化剂三层反应隔离层；S400、向目标土壤中注水，并保持修复期间内土壤的含水率在30％～45％。

【技术特征摘要】
1.一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法，其特征在于，包括步骤：S100、调查绘制场地污染三维分布图，筛选中重度污染区域，确定污染修复边界以及污染深度，并通过土壤的渗透系数计算土壤水溶液扩散半径，确定目标修复土壤的布点方式和数量；S200、对土壤进行整体的平整，随后利用钻孔设备对目标修复土壤进行松土以及初步的NUR钝化剂释放；S300、对目标修复土壤的外圈由内至外依次形成铁粉、膨润土和钝化剂三层反应隔离层；S400、向目标土壤中注水，并保持修复期间内土壤的含水率在30％～45％。2.根据权利要求1所述的一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法，其特征在于，根据土壤水溶液的扩散半径确定相邻中重度污染区域的连接和隔离，若相邻中重度污染区域之间的连接距离小于3～4m或相邻中重度污染区域的深度与土壤水溶液基质势相同，则形成线形修复区；若相邻的中重度污染区之间的距离大于5m，且其本身的面积偏向于块状，则形成圆环形修复区。3.根据权利要求1所述的一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法，其特征在于，在利用钻孔设备对目标修复土壤进行处理时，螺旋钻机对目标修复土壤进行正压旋入松土，负压旋出同时将NUR钝化剂释放至土壤中。4.根据权利要求1所述的一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复方法，其特征在于，S300中，采用粒径为200目，纯度为98％的铁粉，通过钠化改性膨润土以及95％高密度的NUR钝化剂。5.一种浅层土壤六价铬污染场地的原位修复装置，其特征在于，包括由若干个栏...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜丽阳，宋贵民，曹磊，仲崇军，孙琴，阿荣其其格，
申请(专利权)人：北京淖尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11