塑料排水板淋洗修復粉土地基重金屬污染的研究項目摘要

開展塑料排水板淋洗修復粉土地基重金屬污染的研究，將原只適合砂土及粗顆粒土的淋洗技術推廣到滲透性相對較低的粉土。揭示重金屬離子在淋洗液-污染物-濾餅-土網帶-排水板濾膜體系中的運移規(guī)律，解明超細粒土內重金屬離子歸宿及其在整個溶質運移過程的作用。提出適合近間距豎井淋洗的Neumann外邊界軸對稱溶質運移理論，給出能考慮排水板淋洗土體污染過程中主要特征和影響因素的計算模型、相應解答和計算程序，提出涂抹區(qū)等效參數的計算模式和等效標準，確定相關計算參數的可靠獲取方式。提出經濟有效的塑料排水板淋洗法修復粉土地基重金屬污染的工藝。

豎井淋洗系統將塑料排水板引進到傳統的井點泵洗法中，使得淋洗技術可以拓展到低滲透性土體。該系統具有通過縮短排水路徑來實現加速土體修復的特征，現有理論將抽液邊界條件設定為無窮遠處污染物濃度為零，顯然不符合近間距排水板淋洗的工況。 本項目提出Neumann抽液邊界條件，對前人理論模型做出改進。針對豎井淋洗系統中塑料排水板呈網點式布置的情況，提出了簡化的豎井淋洗修復二維平面模型；針對豎井淋洗系統中塑料排水板呈軸對稱布置的情況，提出了簡化的豎井淋洗系統的軸對稱模型；針對排水板周邊區(qū)域復雜工況，提出了考慮涂抹效應的簡化排水砂墻模型，和考慮土工織物淤堵及形成濾餅的情況的一維淋洗修復模型。揭示重金屬離子在“淋洗液-污染物-濾餅-土網帶-排水板濾膜”體系中的運移規(guī)律，揭示超細粒土內重金屬離子歸宿及其在整個溶質運移過程的作用，并基于以上研究提出了非平衡解吸理論，探討了污染物非平衡解吸的機理及特性。借助于這些理論模型，分析了豎井淋洗系統的影響因素。取得了如下的研究成果： (1)針對豎井淋洗系統中塑料排水板呈網點式布置的情況，提出了簡化的豎井淋洗修復二維平面模型。模型中的Neumann抽液邊界條件能夠反映豎井淋洗系統通過縮短排水路徑來實現加速修復的特征；基于通量邊界條件的模型會得到偏向保守的解。該解析解能考慮污染土體初始濃度隨深度變化的情況，同時該簡化二維模型能夠有效模擬采用豎井淋洗系統修復土體時污染物的運移情況。 (2)提高淋洗液注入速率可以有效提高淋洗效率，達到一定修復程度所需要的淋洗時間隨淋洗液的注入速率的增加線性減少；減小注液排水板和抽液排水板的間距也可以有效提高淋洗效率。在豎井淋洗系統現場設計中應綜合考慮污染場地規(guī)模和技術能力，以節(jié)約成本為導向，最優(yōu)化設計注液速率和排水板間距這兩個關鍵參數。 (3)針對豎井淋洗系統中塑料排水板呈軸對稱布置的情況，提出了簡化的豎井淋洗系統的軸對稱模型，并采用半解析法獲得此模型的理論解。該理論解考慮了污染土體初始濃度隨深度變化的情況；即使抽液排水板只有三根，基于簡化軸對稱模型得到的解也能夠有效的模擬采用豎井淋洗系統修復土體時污染物的運移的情況。 (4)建立了考慮涂抹效應的排水砂墻模型，及考慮土工織物淤堵及形成濾餅的情況的一維淋洗修復模型，并求得了相應的的解析解。該模型簡單，求解方便，能夠較好的反應排水板周邊區(qū)域復雜狀況時對淋洗修復的影響。 2100433B

本書在對成都平原土壤重金屬污染現狀及生態(tài)效應調查研究的基礎上，重點對成都平原以Cd污染為主的農田土壤，開展以原位鈍化修復為主，植物修復、化學淋洗修復為輔的重金屬污染土地修復研究。通過預試驗、盆栽試驗、大田試驗，研發(fā)出以黏土礦物、生物質炭、石灰為主的復合鈍化劑配方，顯著降低了水稻等大宗農作物中重金屬的含量；篩選出適合研究區(qū)重金屬污染土壤的植物修復品種；采用化學淋洗的方法，對磷化工高重金屬污染土地的修復進行了探索試驗。

全書共分為七章，內容主要包括土壤重金屬污染現狀、土壤重金屬污染的修復技術、土壤重金屬污染的生物強化修復技術、高效誘變菌對土壤重金屬污染修復的應用、生物炭質材料的環(huán)境影響、生物炭質材料輔助誘變菌的生物強化修復作用等。

本書可作為環(huán)境保護領域的技術人員的參考書，也可供農業(yè)及相關專業(yè)的人員閱讀。