【技术实现步骤摘要】
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
[0001]本专利技术涉及属于场地污染调查与风险评估
，具体涉及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。
技术介绍
[0002]根据土壤法的要求，经污染状况调查与风险评估确定的污染风险超过可接受水平的场地，需开展风险管控或治理修复。同时，土壤法也明确要求，土壤污染责任人或土地使用权人应聘请第三方机构对场地风险管控或治理修复的效果开展评估，以确保达到了风险评估报告中确定的管控或修复目标。为此，生态环境部已制定并实施了《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则》(HJ25.5
‑
2018)《污染地块地下水修复和风险管控技术导则》(HJ25.6
‑
2019)，对场地修复效果评估工作的开展提出了相应的技术要求。其中，场地地下水修复效果评估需在修复设施停止运行且场地地下水流场基本稳定的前提下，连续开展2年的监测评估，只有在此期限内地下水中目标污染物浓度未出现明显的反弹升高且未超过相应的修复目标值，方可判断场地地下水修复达标。此技术要求的制定背景主要是考虑到场地水文地质条件的异质性，当场地地下水含水层区域存在非连续的粘土等低渗透透镜体时，如果这些透镜体中存在残留污染物，随着时间的推移，残留污染物可解吸扩散进入含水层造成地下水中目标污染物浓度反弹升高，甚至超过前期风险评估报告中确定的修复目标值。这一技术要求的实施，将场地修复效果评估的时限显著延长，在很大程度上阻碍了场地再开发建设的时序，对地方经济发展带来了不利影响。>[0003]目前一致认为，造成场地地下水修复设施停止运行后目标污染物浓度反弹升高的主要驱动机制是含水层低渗透土层中残留污染物缓慢解吸，在浓度梯度的驱动下扩散传输至含水层，导致地下水中目标污染物浓度逐渐升高反弹。这一过程受场地水文地质条件、残余污染物浓度与质量、目标污染物在低渗透地层以及含水层中的迁移转化规律等多重因素的影响，即使按HJ25.6中的技术要求在修复设施停止运行且场地地下水流场恢复稳定的情境下连续监测2年，依然可能捕捉不到反弹升高后地下水中目标污染物最高浓度，导致对反弹后是否超标做出假阴性的判断，造成场地再开发过程中可能暴露环境风险。
[0004]现在没有手段能够解决仅依靠两年地下水连续监测判断是否存在目标污染物升高反弹导致结论存在假阴性的技术问题，本专利技术提供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解决上述问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供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，解决场地水文地质条件、残余污染物浓度与质量、目标污染物在低渗透地层以及含水层中的迁移转化规律等多重因素耦合影响下仅依靠两年地下水连续监测判断是否存在目标污染物升高反弹导致结论存在假阴性的技术问题。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：
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，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，采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
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
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×
C
hw
×
ρ
hs
×
A
hw
×
L
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)
×
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；...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟茂生，韩丹，姜林，赵莹，
申请(专利权)人：北京市生态环境保护科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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