CN103736720A - 一种重金属污染土壤的原位阻隔治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，包括以下步骤：（1）钻孔处理，（2）底部阻隔层的构筑，（3）防渗阻隔墙的构建，（4）地下水的抽出，（5）重金属稳定剂的注入，（6）顶部综合阻隔层的建设。通过上述方式，本发明重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，采用原位稳定化阻隔技术，能够经济有效的对重金属污染土壤进行原位治理，治理效果长效，且经济成本低，适用范围广，对污染土壤区域是否含有地下水，都可以进行治理，无需大面积开挖，避免了挖掘过程中和运输过程中风险的发生，极大地减少了施工过程中二次污染和风险扩散的问题，操作过程容易控制。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤治理和修复技术领域，特别是涉及一种重金属污染土壤的原位阻隔治理方法。
背景技术
土壤重金属污染是指土壤中重金属明显高于原生含量，重金属土壤必须进行治理和修复，否则会造成生态环境质量的恶化和对人体健康的极大危害。现阶段土壤重金属治理费用高，治理周期长，治理过程中对环境会产生风险，如挖掘过程中的风险，运输过程中的风险等。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种治理效果长效、经济成本低、适用范围广、操作过程容易控制的重金属污染土壤的原位阻隔治理方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，包括以下步骤：
（1）钻孔处理，在重金属污染区域上由地面向下进行钻孔，钻孔深度超过污染土壤的最大深度，
（2）底部阻隔层的构筑，通过钻孔，将底部阻隔层的构筑材料注入，形成底部阻隔层，所述底部阻隔层的厚度保持在100mm-500mm，
（3）防渗阻隔墙的构建，在污染区域边界上，建设地下连续防渗阻隔墙，所述防渗阻隔墙与底部阻隔层相垂直，所述防渗阻隔墙的底部位于底部阻隔层的下表面的下方，所述防渗阻隔墙的顶部高于地下水位，
（4）地下水的抽出，通过地下水降水管，将防渗阻隔墙和底部阻隔层所包围的土壤区域的地下水抽出，
（5）重金属稳定剂的注入，通过底部阻隔层建设时留下的钻孔，将重金属稳定剂注入钻孔中，
（6）顶部综合阻隔层的建设，所述顶部综合阻隔层从下至上分别为：平衡层、土工布、防渗层、土工布、排水层和复垦层，所述顶部综合阻隔层的下底面与步骤（3）中防渗阻隔墙的上表面相连。
在本发明一个较佳实施例中，所述底部阻隔层的构筑材料为矿物粘土材料、水泥、岩粉、粘合剂组成的混合材料。
在本发明一个较佳实施例中，所述防渗阻隔墙的构筑材料为膨润土、粘土、混凝土和砂，防渗阻隔墙的厚度保持在50mm-400mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述污染土壤重金属稳定剂是由硫基化合物、钙基化合物、磷基化合物、铁基化合物以及矿物吸附材料组成的混合药剂。
在本发明一个较佳实施例中，所述平衡层的材料为砂砾或排水席垫，所述平衡层的厚度为150mm-500mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述土工布为复合土工布或长丝纺粘针刺非织造土工布。
在本发明一个较佳实施例中，所述防渗层的材料为粘土矿物材料，其厚度为300mm-700mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述排水层的材料为大粒径的粘土矿物材料或有长期稳定性的排水席垫，其厚度为150mm-450mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述复垦层的材料为砂壤土或砂质粘土，其厚度为600mm-1600mm。
本发明的有益效果是：本发明重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，采用原位稳定化阻隔技术，能够经济有效的对重金属污染土壤进行原位治理，治理效果长效，且经济成本低，适用范围广，对污染土壤区域是否含有地下水，都可以进行治理，无需大面积开挖，避免了挖掘过程中和运输过程中风险的发生，极大地减少了施工过程中二次污染和风险扩散的问题，操作过程容易控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的重金属污染土壤的原位阻隔治理方法一较佳实施例的示意图；
图2是顶部综合阻隔层的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1、钻孔；2、污染土壤；3、底部阻隔层；4、防渗阻隔墙；5、地下水位；6、地下水降水管；7、顶部综合阻隔层；71、平衡层；72、土工布；73、防渗层；74、排水层；75、复垦层。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图2，本发明实施例包括：
一种重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，包括以下步骤：
（1）钻孔1处理，在重金属污染区域上由地面向下进行钻孔1，钻孔1的深度超过污染土壤2的最大深度。首先通过对污染场地的调查，了解受重金属污染土壤2的区域，包括其污染面积，污染深度，在此基础上，再对其进行钻孔1处理，采用原位稳定化阻隔技术，进行原位稳定化阻隔，
（2）底部阻隔层3的注入，通过钻孔1，将底部阻隔层3的构筑材料注入，形成底部阻隔层3，所述底部阻隔层3的厚度保持在100mm-500mm，设置底部阻隔层3的目的是为了防止重金属污染土壤2的渗滤液下渗进入其他未受污染的土壤区域和地下水，
（3）防渗阻隔墙4的构建，在污染区域边界上，建设地下连续防渗阻隔墙4，所述防渗阻隔墙4与底部阻隔层3相垂直，所述防渗阻隔墙4的底部位于底部阻隔层3的下表面的下方，所述防渗阻隔墙4的顶部高于地下水位5，地下连续垂直防渗阻隔墙4的目的是为了防止地下水流经污染土壤2，将污染土壤2中的重金属洗脱，溶解在地下水中，并随地下水迁移扩散至其他区域，造成更大区域的环境污染，
（4）地下水的抽出，通过地下水降水管6，将防渗阻隔墙4和底部阻隔层3所包围的污染土壤2区域的地下水抽出，地下水的抽出保证整个区域设施的安全稳定，抽出的地下水经过处理后，达标排放，
（5）重金属稳定剂的注入，通过底部阻隔层3建设时留下的钻孔1，将重金属稳定剂注入钻孔1中，起到稳定处理土壤中重金属的作用，
（6）顶部综合阻隔层7的建设，所述顶部综合阻隔层7从下至上分别为：平衡层71、土工布72、防渗层73、土工布72、排水层74和复垦层75，所述顶部综合阻隔层7位于步骤（3）中防渗阻隔墙4的上表面上。
另外，所述底部阻隔层3的构筑材料为矿物粘土材料、水泥、岩粉、粘合剂组成的混合材料。
另外，所述防渗阻隔墙4的构筑材料为膨润土、粘土、混凝土和砂，防渗阻隔墙4的厚度保持在50mm-400mm。
另外，所述污染土壤重金属稳定剂是由硫基化合物、钙基化合物、磷基化合物、铁基化合物以及矿物吸附材料组成的混合药剂，其可以和重金属发生钝化反应，转变其存在形态，大大降低其毒性和在环境中的迁移能力。
另外，所述平衡层71的材料为砂砾或排水席垫，所述平衡层71的厚度为150mm-500mm，在重金属污染土壤2之上铺设平衡层71，使得污染土壤2中的气体压力和浓度均匀的分配。
另外，所述土工布72为复合土工布或长丝纺粘针刺非织造土工布。
另外，所述防渗层73的材料为粘土矿物材料，其厚度为300mm-700mm。防渗层73的作用是防止雨水渗入污染土壤2，减少或杜绝在阻隔过程中土壤渗滤液的产生。
另外，所述排水层74的材料为大粒径的粘土矿物材料或有长期稳定性的排水席垫，其厚度为150mm-450mm。排水层74的作用是及时排走由上部复垦层75渗入的降水、防止严重冰冻等灾害天气对下部各阻隔层造成的不利影响、防止植物生长的根系对底部阻隔层3造成的破坏。
另外，所述复垦层75的材料为砂壤土或砂质粘土，其厚度为600mm-1600mm。复垦层75的作用是为植物的生长或道路等建设提供空间、防止不良天气对下部各阻隔层造成的不利影响、平衡和减少进入排水层74的降水量、减少来自交通的机械作用。
本发明重金属污染土壤的原位阻隔治理方法是针对处在地下水位较高的污染土壤，或部分污染土壤位于地下水位以下的地区，进行原位稳定化阻隔，通过阻隔技术，避免了土壤中的重金属向土壤中其他区域和地下水中的迁移，在阻隔的同时加入了重金属稳定剂，能够有效的将土壤中的重金属稳定，转变其存在形态，大大降低其毒性和在环境中的迁移能力，使得阻隔更为安全可靠。
区别于现有技术，本发明重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，采用原位稳定化阻隔技术，能够经济有效的对重金属污染土壤进行原位治理，治理效果长效，且经济成本低，适用范围广，对污染土壤区域是否含有地下水，都可以进行治理，无需大面积开挖，避免了挖掘过程中和运输过程中风险的发生，极大地减少了施工过程中二次污染和风险扩散的问题，操作过程容易控制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）钻孔处理，在重金属污染区域上由地面向下进行钻孔，钻孔深度超过污染土壤的最大深度，
（2）底部阻隔层的构筑，通过钻孔，将底部阻隔层的构筑材料注入，形成底部阻隔层，所述底部阻隔层的厚度保持在100mm-500mm，
（3）防渗阻隔墙的构建，在污染区域边界上，建设地下连续防渗阻隔墙，所述防渗阻隔墙与底部阻隔层相垂直，所述防渗阻隔墙的底部位于底部阻隔层的下表面的下方，所述防渗阻隔墙的顶部高于地下水位，
（4）地下水的抽出，通过地下水降水管，将防渗阻隔墙和底部阻隔层所包围的土壤区域的地下水抽出，
（5）重金属稳定剂的注入，通过底部阻隔层建设时留下的钻孔，将重金属稳定剂注入钻孔中，
（6）顶部综合阻隔层的建设，所述顶部综合阻隔层从下至上分别为：平衡层、土工布、防渗层、土工布、排水层和复垦层，所述顶部综合阻隔层的下底面与步骤（3）中防渗阻隔墙的上表面相连。
2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，其特征在于，所述底部阻隔层的构筑材料为矿物粘土材料、水泥、岩粉、粘合剂组成的混合材料。
3.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，其特征在于，所述防渗阻隔墙的构筑材料为膨润土、粘土、混凝土和砂，防渗阻隔墙的厚度保持在50mm-400mm。
4.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，其特征在于，所述污染土壤重金属稳定剂是由硫基化合物、钙基化合物、磷基化合物、铁基化合物以及矿物吸附材料组成的混合药剂。
5.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，其特征在于，所述平衡层的材料为砂砾或排水席垫，所述平衡层的厚度为150mm-500mm。
6.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，其特征在于，所述土工布为复合土工布或长丝纺粘针刺非织造土工布。
7.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，其特征在于，所述防渗层的材料为粘土矿物材料，其厚度为300mm-700mm。
8.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，其特征在于，所述排水层的材料为大粒径的粘土矿物材料或有长期稳定性的排水席垫，其厚度为150mm-450mm。
9.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位阻隔治理方法，其特征在于，所述复垦层的材料为砂壤土或砂质粘土，其厚度为600mm-1600mm。
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