登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
摘要∶可渗透反应墙(PRB)是一种高效的地下水污染原位修复技术。不同水文地质条件下,污染场地墙体位置布设合理性影响其修复效果,而利用地下水数值模拟可实现墙体位置优化。文章以某Cr'污染地下水场地为例,基于 Visual Modflow建立了研究区平面二维稳定流数值模型,并通过模型检验。根据墙体的设计尺寸(长20mx宽2mx深12m)及填充材料的渗透系数(80m/d),利用所建模型分别计算了4种布设方案(墙体尺寸大小和填充材料渗透系数相同,布设位置不同)下墙体的捕获区宽度、粒子滞留时间和通过墙体的Cr"通量。结果表明∶4种布设方案模拟的滞留时间和捕获区宽度取值差异性不大,变异系数小于2%;Cr"通量差别较大,变异系数高达76.32%,主要由地下水中Cr'浓度空间分布不均引起。对比分析4种方案的各评价指标,方案2求得的捕获区宽度为21.9m,粒子滞留时间为4.1d,Cr 去除量可达127.7mg/d,可作为最佳布设方案。本研究建立的地下水流数值模型符合场地实际情况,可有效评估PRB 截获污染羽的范围和去除目标污染物的能力,为铬渣类污染场地PRB原位修复工程设计与实施提供技术支撑和参考依据。
可渗透反应墙(permeable reactive barrier,PRB)是指在地下水流动路径上设置反应材料的墙体,当污染物流经反应墙体时,与墙体内材料发生吸附、氧化还原、降解等一系列物理、化学及生物作用,污染组分被转化为无毒组分,或者滞留在墙体中,达到地下水修复的目的。在PRB设计阶段,合理确定墙体尺寸、位置与填充材料是该项技术实施的关键问题之一。利用地下水数值模拟能够快速、灵活、准确地模拟墙体内外水流运动和溶质运移反应问题,为工程实施提供设计依据。国外地下水PRB修复技术已发展成为一种成熟技术,有大量结合数值模拟指导墙体设计的案例,并取得良好效果。Starr 等基于FLONET程序在某场地设计了堰坝式PRB尺寸并评价了反应材料渗透变化对墙体的影响。Shkaze等利FRAC3DVS程序模拟了不同情景下悬挂堰坝式PRB周边地下水流场的变化,用于指导PRB设计施工。Cavaskar等基于MODFLOW和FLOWPATH程序归纳了均质含水层中连续式 PRB和非均质各向同性含水层中堰坝式PRB捕获区的分布 特征。Xu 等利用改进的MODFLOW 和MT3DMS程序模拟反应材料渗透系数变化对墙体运行的影响。Zingelmann 等基于FEFLOW和PHREEQC程序合理设计了PRB的安装位置和尺寸,评估其有效性,以减小矿山开采的影响。但实际运用中,污染场地水文地质条件不同,目标污染物种类不同,PRB墙体选用的类型、尺寸、安装位置和填充材料均有所不同。其中,若墙体位置、填充材料渗透系数设计不合理,可导致PRB修复效果不佳,甚至引起墙体失效。因此,在不同水文地质条件的污染场地实施PRB修复技术,有必要开展墙体位置优化模拟。此外,以往研究中多以全尺度PRB墙体为研究对象,选取捕获区宽度和滞留时间作为确定墙体位置的参考指标,但是中式尺度下PRB墙体不能完全截获污染羽,如何选取有效指标衡量不同布设方案的差异性,进而使墙体达到最佳修复效果的研究较少。
本文以 Cr6+污染地下水场地为例,基于场地水文地质概念模型,以及室内试验确定的PRB墙体尺寸和填充材料配比,采用地下水流数值模拟手段,将PRB 设置在不同地下水水流和污染浓度环境中,对比分析4种情景设置下PRB在捕获区宽度、滞留时间和 Cr6+通量的处理能力,优选出 PRB墙体的放置位置,为中式尺度下 PRB 工程实施提供技术依据。
1 场地水文地质概念模型
场地位于河南省北部某市郊区,原为一乡办铬盐厂,20世纪80年代末期开始生产,90年代初期关停,停产时铬渣堆残量约2×104 t,铬渣堆位于生产车间北部约100m,占地约6000m²(图1)。由于铬渣堆长期露天堆放且无防渗处理,已经对周边土壤及地下水造成了严重污染。
依据场地详细调查建立的污染水文地质概念模型见图2。图2表明,研究区埋深50m 以浅存在两个含水层,地下水水位埋深2~3m。铬渣堆在降水淋滤作用下, Cr6+垂向迁移至第一含水层,在地下水对流弥散作用下迁移扩散引起下游地下水污染。由于区内农灌井为混合开采, Cr6+迁移至混合井处发生串层迁移,造成第二含水层污染。此外,研究区主要接受侧向径流补给,自北向南径流,排泄于侧向径流和少量的农业开采,地下水流场基本处于天然状态。
考虑到沿地下水流向,含水层厚度逐渐增大,PRB 墙体施工难度大,拟在铬渣堆下游 200m处,即PRB 修复技术示范区第2排与第3排监测井之间安装PRB 墙体(平面位置见图1,剖面位置见图2)。
PRB修复技术示范区0~8m和12~15m岩性为粉质黏土至黏土,可概化为相对隔水层;8~12m为中细砂,为第一含水层。根据第一含水层顶板和底板岩性、厚度及地下水埋藏特征,可将本层概化为无降水入渗和蒸发,无越流补给,流场基本处于天然状态的弱承压含水层。
2 地下水流数值模型
2.1 水流方程
基于水文地质概念模型,可将第一含水层地下水概化为平面二维稳定流。利用地下水数值模拟软件VisualModflow 4.2建立第一含水层地下水流数值模型∶
式中∶H——第一含水层地下水的水头/m;
kx、Ky——x、y方向上的渗透系数/(m·d')。
2.2 模型确定
由于在孔隙介质污染场地地下水流数值模拟中,模型范围通常难以到达天然边界,可以人为划定边界并赋予其意义,常用的处理方法为绘制地下水流场,分别在垂直和平行等水位线的方向上确定模拟范围。基于PRB修复技术示范区22眼监测井绘制地下水流场,根据流场形状确定模型东西边界垂直地下水流向,南北边界平行地下水流向,模型范围见图3。
平行于地下水位等水位线方向,可以将该边界概化为给定水头边界、定流量边界及通用水头边界;垂直于地下水等水位线方向的边界,可以作为隔水边界或者极小流量边界。因此,模型中北部边界、南部边界处理为通用水头边界,东西边界定义为零流量边界。
一般网格剖分大小为1m×1m,但考虑墙体尺寸小,模拟精度要求高,墙体拟布设位置所在行列的网格剖分大小为0.2m×0.2m。2.3 水文地质参数基于slug-test 试验求得22眼监测井的渗透系数,利用Surfer13.0进行克里金插值。渗透系数分区与赋值情况见图 4。
2.4 模型识别
采用试估-校正法对模型进行识别与检验,流场拟合情况见图5,22眼监测井水位拟合情况见图6。图5、图6表明模拟流场与实测流场趋势吻合,监测井模拟值与观测值的绝对误差均小于5cm,所建模型基本符合实际情况,满足使用精度。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
摘要:地下水污染已成为我国严峻的环境问题,治理污染地下水工作迫在眉睫。可渗透反应墙(permeablereactivebarrier,PRB)技术是污染地下水修复的新兴技术,具有治理效果好、造价低廉、对生态环境影响小等特点,能够有效去除地下水中的有机氯化物、重金属和无机离子等。PRB技术在美国已广泛应用到工程领
摘要:根据中关村中环地下水污染防控与修复产业联盟标准委员会标准制定计划,由中国环境科学研究院主编,中国地质大学(北京),轻工业环境保护研究所,中持水务股份有限公司,南京万德斯环保科技股份有限公司,中铁科学研究院有限公司,北京涞澈科技发展有限公司参编的团体标准《地下水污染管控或修复
作者:李银光云南易清环境科技有限公司技术总监,土壤修复及固废处理资深工程师。主要从事土壤及地下水修复、固/危废处理处置和水环境修复领域技术研发、工程咨询、工程设计、工程施工等工作,完成了30多个项目技术方案编制,10多项环境修复实验研究,2项环保技术通过权威机构技术鉴定为国内领先水平,
可渗透反应墙(Permeablereactivebarrier,PRB)是一种将溶解的污染物从污染水体和土壤中去除的钝性处理技术,是近年来流行的地下水污染原位处理方法,具有持续原位处理多种污染物、处理效果好、安装施工方便、性价比较高等优点。目前,欧美一些发达国家已对其进行了大量的试验及工程技术研究,并投入商业
可渗透反应墙技术是一种将溶解的污染物从污染水体中去除的钝性处理技术,是近年来比较流行的地下水污染原位处理方法。主要技术指标如下:主要的实施过程:(1)对于深度不超过10m的浅层PRB,在污染羽流向的垂向位置,使用连续挖沟机进行挖掘,并回填活性材料,同时设置监测井、排水管、水位控制孔等,最
随着我国产业转移政策的实施和城市三旧改造的加快,因工业企业关停并转而遗留的棕地超50多万块,这些场地的土壤污染对区域生态环境、食品安全和人居环境健康乃至社会稳定构成严重威胁。当前,我国场地污染表现出多源、复合、持久、面广、量大等特征,其中,无机污染(以重金属为主)、有机污染以及二者均
1技术名称技术名称:地下水修复可渗透反应墙,英文名称:PermeableReactiveBarrier(PRB)2技术适用性1)适用的介质:污染地下水2)可处理的污染物类型:碳氢化合物(如BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、石油烃)、氯代脂肪烃、氯代芳香烃、金属、非金属、硝酸盐、硫酸盐、放射性物质等。3)应用限制条件:不适
2023年4月19日至21日,亚洲最具影响力的环境技术交流盛会——第24届中国环博会于上海新国际博览中心盛大开幕。泰州海陵城市发展集团有限公司下属公司江苏艾斯蔻环境工程科技有限公司(以下简称“江苏艾斯蔻”)作为环博会密切合作伙伴受邀参加。本次展会,江苏艾斯蔻以“清洁我们的地球”为主题,展示
北极星环境修复网获悉,8月16日,历史污染土壤原位修复公开招标,根据业务发展需要,拟通过公开招标方武选择含油污染土壤原位修复技术服务商,承担长庆油田分公司所属油田生产区域污染土壤原位修复技术服务工作,本次选择10家服务商,对长庆油田分公司所属油田生产区域的含油污染土壤进行清挖、清掏,
1背景石油类污染场地常见于石油开采、炼化、贮存、运输、使用过程中的原油及各类油品的泄露,典型的石油类污染场地包括:(1)油田:钻井/采油/洗井废水的超标排放与干化池、泥浆池、废液池、贮油池的渗漏、输油管线破裂、采油废弃物的堆放等。(2)石油炼化企业:储油罐区与装卸区、原油粗/精加工区、
摘要:我国地下水污染已呈现从点状污染向带状和面状污染发展的态势,原位钻进注入方法无需开挖、扰动小、成本低,已成为地下水修复的发展热点和方向。本文对国内外功能修复材料原位钻进注入工艺方法和设备进行了调研,重点介绍了直推式钻进注入、喷射注入、压裂注入等工艺方法,总结了各种工艺方法的特
摘要以某退役化学试剂厂土壤及地下水中氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯、苯、氯苯为目标污染物,基于电热脱附技术开展了中试规模的修复研究。结果表明:经电热脱附处理后,土壤中氯乙烯、氯苯的平均去除率分别达到100%、99%,均低于北京市《场地土壤环境风险评价筛选值》中污染场地(住宅用地)中土壤筛选值;地
我国地下水相关工作近年来发展迅速,政策体系持续完善。特别是2019年相继发布的《土壤污染防治法》、《地下水污染防治实施方案》、《污染地块地下水修复与风险管控技术导则》等多个政策,将对地下水污染防治及相关行业有极大的推动作用。和传统治理领域相比,地下水污染防治从管控治理的复杂性、长期性
随着工业化、城镇化的快速发展,历史遗留污染场地量大且跨介质复合污染严重、异位土壤修复二次污染风险高,缺乏具有科学依据的风险管控模式已成为我国城市污染地块安全开发的瓶颈。为了推动我国污染地块环境风险管控与原位修复技术的工程化应用进程,中国科学院南京土壤研究所通过高精度环境调查、精准
一、研究背景1、战略需求农田土壤重金属污染总体情况不容乐观环境保护部和国土资源部2014年已发布《全国土壤污染状况调查公报》,明确全国耕地土壤点位超标率为19.4%,主要污染物为镉、镍、铜、砷等;国土资源部最新统计数据表明,全国18.26亿亩耕地面积有12%以上受到重金属污染。2、技术发展趋势原位
铅污染是目前土壤无机污染中较为严重而且广泛存在的问题。长期暴露于低浓度铅污染环境可以严重的影响儿童的成长和神经功能,包括智力发育。铅中毒可以导致智力迟钝,学习成绩不佳以及青少年犯罪。过去(不幸的是现在许多发展中国家仍然使用含铅汽油),铅释放主要来自于化石燃料的燃烧。一般来说,靠近主
随着人类工农业活动的加剧,具有高毒性、高累积、难降解、可远距离迁移的持久性有机污染物(persistentorganicpollutants,POPs)在农田土壤系统中不断累积,一旦进入食物链将会对人体健康构成极大威胁。综合防治POPs农田土壤亟待开展。农田土壤的生产特征和我国人多地少的基本国情,决定了污染治理应以
生态环境部8月6日发布国家重点研发计划“大气与土壤、地下水污染综合治理”等3个重点专项2024年度项目申报指南,申报内容包含“大气与土壤、地下水污染综合治理”、“典型脆弱生态系统保护与修复”、“循环经济关键技术与装备”。详情如下:生态环境部关于发布国家重点研发计划“大气与土壤、地下水污
安徽省生态环境厅发布2024年土壤、地下水污染防治和农村生态环境保护工作要点,目标2024年,重点建设用地安全利用得到有效保障,优先监管地块基本实现污染管控;地下水国控点位Ⅴ类水比例控制在27.5%左右,“双源”点位水质保持稳定;农村生活污水治理率达到37%以上,新增完成1600个以上农村黑臭水体治
北极星环境修复网获悉,六安市生态环境局发布《2024年六安市土壤、地下水污染防治和农村生态环境保护工作要点》,主要目标是到2024年,全市重点建设用地安全利用得到有效保障,优先监管地块基本实现污染管控;地下水国控点位水质达到考核要求;“双源”点位水质保持稳定;农村生活污水治理率达到35%以
近日,为加强北京市市政基础设施工程质量管理,促进市政基础设施工程质量的提高,推进技术创新、管理创新,推广应用新技术、新材料、新工艺、新设备,促进企业科技进步,提升企业管理水平,鼓励企业科技进步,北京市政工程行业协会对2023年度北京市政科技创新成果进行了表彰。高能环境两项技术成果“多
为贯彻落实《地下水管理条例》《“十四五”土壤、地下水和农村生态环境保护规划》,全面统筹全区地下水污染防治工作,切实改善全区地下水生态环境质量,宁夏回族自治区生态环境厅联合自治区自然资源厅、水利厅制定印发《宁夏回族自治区地下水污染防治重点区划定方案(试行)》,以推动地下水生态环境质
2月8日,山东冠远能源科技开发有限公司(原青岛钢铁集团兖州市焦化厂)地块修复和管控项目招标,本项目招标范围为对现有地块污染土壤及地下水进行修复治理。该地块污染土壤面积为52927.28m2,污染土方量为219313.67m3。污染地下水面积约为29004.97m2,地下水污染量约为38722.26m3。根据项目未来开发需
近日,浙江省生态环境厅发布浙江省建设用地土壤污染风险管控和修复名录(含地下水污染场地)与浙江省建设用地土壤污染风险管控和修复名录移出清单(2024年1月10日更新)。
近日,生态环境部发布公告,根据《环境保护科学技术奖励办法》的规定,经有关专家、单位提名和专家评审,并通过广泛公示,环境保护科学技术奖励委员会批准59个项目获2023年度环境保护科学技术奖。高能环境参与申报的“危险废物重点风险源渗漏精准阻控与地下水污染协同修复技术及应用”荣获二等奖。高能
江西省生态环境厅发布《江西省中央和省级财政资金支持的土壤、地下水污染防治项目管理细则(试行)》,以加强中央土壤和地下水污染防治项目实施、验收和监督管理,提高项目建设质量和资金使用效益,支撑污染防治攻坚战。江西省中央和省级财政资金支持的土壤、地下水污染防治项目管理细则(试行)第一章
北极星环境修复网获悉,《云南省地下水管理办法》已经2023年11月20日第十四届省人民政府第22次常务会议审议通过,现予公布,自2024年2月1日起施行。省长王予波2023年11月28日云南省地下水管理办法第一章总则第一条为了加强地下水管理,防治地下水超采和污染,保障地下水质量和可持续利用,推进生态文明
近日,生态环境部、水利部、自然资源部联合印发《地下水污染防治重点区划定技术指南(试行)》(以下简称《指南》)。生态环境部土壤生态环境司有关负责人就《指南》相关问题回答了记者提问。问:《指南》出台有何背景?答:党中央、国务院高度重视地下水管理工作。地下水具有重要的资源属性和生态功能
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!