【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于環境保護，涉及一種土壤有機污染物風險管控用多功能井及其運行方法。
技術介紹
1、根據“污染源－暴露途徑－受體”的不同，可以將土壤和地下水污染防治技術分為對污染源進行處理的修復技術、對暴露途徑進行阻斷的風險管控技術以及降低受體風險的制度控制措施。其中，阻隔是一種常用的污染土壤風險管控技術，利用添加覆蓋物、修建垂直或水平屏障的方式切斷污染物暴露途徑，達到風險管控的目的。
2、針對不同目標污染物種類、水文地質條件和現場環境條件，可構建不同類型的阻隔管控系統。zl201922479365.8公開了一種有機污染土壤的原位阻隔管控系統，包括地下相對不透水層、有機污染土壤、垂直隔離墻和水平阻隔層，可將污染物阻隔在原位阻隔管控系統內。202111429743.7公開了一種揮發性有機污染場地的風險管控方法，分別利用黃黏土的低滲阻隔特性、兩布一膜的隔水封閉特征以及負壓導氣層的抽氣功能，實現污染區域內揮發性有機污染物的多重阻隔保障。zl202110269165.9公開了一種覆土阻隔措施的覆土臨界厚度的計算方法，可為水平阻隔覆土設計提供指導。
3、阻隔管控措施通過垂直和水平屏障將污染物封存在內部，污染物可能在地下水中遷移擴散，或者在土壤氣中富集積聚，需要定期對阻隔結構內部的地下水和土壤氣中污染物濃度進行監測，為阻隔措施運行維護和有效性預警提供數據支撐；此外，當阻隔結構內地下水和土壤氣出現出異常，或者阻隔措施有效性降低時，需要采取應急措施防范污染泄漏風險。然而，目前關于阻隔管控的專利技術主要側重于阻隔形式、材料的改進
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種土壤有機污染物風險管控用多功能井及其運行方法，以滿足阻隔管控項目地下水和土壤氣監測、預警和管理需要。
2、一種土壤有機污染物風險管控用多功能井，包括分段開篩井管、濾料層、止水層、土壤氣導管、地下水導管、揮發性有機物吸附裝置、在線監測裝置、隱蔽式井臺等，其特征在于：所述分段開篩井管外側根據功能需要分段環繞填充有濾料層和止水層，所述分段開篩井管內部設置有土壤氣導管、地下水導管、在線監測裝置等，所述分段開篩井管上部設置有揮發性有機物吸附裝置，所述分段開篩井管頂部為地面下隱蔽式井臺。
3、進一步地，所述分段開篩井管在地下水位以上設置包氣帶開篩段收集土壤氣，在地下水位以下設置飽和帶開篩段采集地下水，最底層設置沉淀管，長度不小于0.5m，沉淀管底部用管堵密封。
4、進一步地，所述分段開篩井管開篩段外側環繞填充濾料層，濾料層上部至井口環繞填充止水層。
5、優選地，所述分段開篩井管直徑不宜小于110mm，直徑應滿足內部土壤氣導管、地下水導管、在線監測裝置等安裝和維護需要。
6、優選地，所述分段開篩井管應根據污染物種類選擇合適的井管材質，對于高濃度氯代有機物污染場地應使用不銹鋼管材，井管之間的連接應用螺紋連接、熱熔焊接或不銹鋼螺絲固定，不宜使用膠水進行粘接。
7、優選地，所述分段開篩井管開篩段可采用割縫或開孔形式，空隙面積占井管表面積比例不宜小于30％，并確保不因開篩而影響井管機械強度。
8、進一步地，所述濾料層填充高度應高于開篩段頂部以上0.5m，填充厚度不宜小于0.1m，濾料層宜選擇球度與圓度好、無污染、結構穩定的濾料，濾料的粒徑根據目標層土壤的粒度確定，且應大于90％的過濾孔的孔徑或縫的寬度，一般以1-2mmm粒徑為宜。
9、進一步地，所述止水層滲透系數不應大于10-7cm/s，可采用紅粘土泥漿、水泥砂漿、膨潤土、水泥-膨潤土泥漿等材料。
10、進一步地，所述揮發性有機物吸附裝置設置于包氣帶開篩段與井管頂部之間，體積具備一定可壓縮性，裝置直徑略大于井管直徑，通過擠壓的方式下壓至承托圈，保證土壤氣經過吸附裝置后方可進入井口區域，頂部安裝可提升垂線，通過提起垂線更換吸附裝置。
11、優選地，所述揮發性有機物吸附裝置的吸附材料比表面積應大于900m2/g，碘吸附值應大于1000mg/g，可采用活性炭、沸石、硅膠等材料。
12、優選地，所述承托圈材質為堅硬塑料材質，在含有污染土壤氣的環境中不被腐蝕松動。
13、進一步地，所述土壤氣導管下端設置在包氣帶開篩段，上端通過外接口和閥門連接至井管外，導管分為2路支管，采樣口分別位于揮發性有機物吸附裝置上部和下部，每路支管上安裝1個電動調節閥，匯合成總管后可連接抽氣泵，土壤氣可由抽氣泵送至在線監測裝置，非采樣時間閥門關閉。
14、優選地，所述土壤氣導管應由耐腐蝕惰性材料制成，不應采用低密度聚氯乙烯管、硅膠管、聚乙烯管，管內徑不宜大于4mm。
15、進一步地，所述地下水導管下端位于飽和帶開篩段，上端通過外接口和閥門連接至井管外，應根據地下水污染物種類選擇耐腐蝕惰性材質。
16、進一步地，所述在線監測裝置可實現井管內部水位、氣壓、污染物濃度的在線監測和數據記錄、傳輸、預警。
17、進一步地，所述隱蔽式井臺高度不應超過地面0.1m，井套筒內與井管之間的環形空隙不填充任何物質，井套筒下部應埋入地下固定，井套筒外再用水泥固定并筑成土坡狀，頂部采用井蓋式保護裝置，并安裝異型安全鎖。
18、優選地，所述井套筒內徑宜為250-350mm、高為不宜大于500mm。
19、本專利技術的另一目的在于提供一種利用上述土壤有機污染物風險管控用多功能井進行監測、預警和運行管理的方法，包括：(1)地下水和土壤氣監測；(2)監測異常預警；(3)應急處置措施。
20、進一步地，所述地下水和土壤氣監測包括以下內容：
21、1)地下水采樣檢測：將地下水外接導管與所述地下水導管相連接，利用抽水泵采集地下水樣品，檢測地下水中污染物濃度；
22、2)土壤氣采樣檢測：將土壤氣外接導管與所述土壤氣導管相連接，利用抽氣泵采集土壤氣樣品，檢測土壤氣中污染物濃度；
23、3)在線實時監測：利用多功能井中內置的所述在線監測裝置，監測井內水位和氣壓等參數。
24、進一步地，所述監測異常預警包括以下情形：
25、1)地下水水質異常預警：地下水中污染物濃度超過管控目標值，或者污染物濃度在連續2個季度監測過程中呈現持續上升趨勢，則觸發預警；
26、2)土壤氣質量異常預警：土壤氣中污染物濃度超過管控目標值，或者污染物濃度在連續2個季度監測過程中呈現持續上升趨勢，則觸發預警；
27、3)地下水水位異常預警：功能井內部地下水水位高于管控范圍外部水位，或者地下水水位上升趨勢顯著，則觸發預警；
28、4)土壤氣壓力異常預警：功能井內部土壤氣壓強超過101kpa，則觸發預警。
29、進一步地，所述應急處置措施包括以下內容：
30、1)地下水水質異常應急處置：將地下水外接導管與所述地下水導管相連接，利用抽水泵將地下水抽出至本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種土壤有機污染物風險管控用多功能井，包括分段開篩井管(1)、濾料層(5)、止水層(6)、土壤氣導管(7)、地下水導管(8)、揮發性有機物吸附裝置(9)、在線監測裝置(14)、隱蔽式井臺(11)，其特征在于，所述分段開篩井管(1)外側根據功能需要分段環繞填充有濾料層(5)和止水層(6)，所述分段開篩井管(1)內部設置有土壤氣導管(7)、地下水導管(8)、在線監測裝置(14)，所述分段開篩井管(1)上部設置有揮發性有機物吸附裝置(9)，所述分段開篩井管(1)頂部為地面下隱蔽式井臺(11)。
2.根據權利要求1所述的土壤有機污染物風險管控多功能井，其特征在于，所述分段開篩井管(1)在地下水位以上設置包氣帶開篩段(2)收集土壤氣，在地下水位以下設置飽和帶開篩段(3)采集地下水，最底層設置沉淀管(4)，沉淀管底部用管堵密封；
3.根據權利要求1所述的土壤有機污染物風險管控多功能井，其特征在于，所述揮發性有機物吸附裝置(9)設置于包氣帶開篩段(2)與井管頂部之間，體積具備一定可壓縮性，裝置直徑大于井管直徑，通過擠壓的方式下壓至承托圈(10)，保證土壤氣經過吸附裝
4.根據權利要求1所述的土壤有機污染物風險管控多功能井，其特征在于，所述土壤氣導管(7)下端設置在包氣帶開篩段(2)，上端通過外接口和閥門連接至井管外，導管分為若干支管，采樣口分別位于揮發性有機物吸附裝置(9)上部和下部，每路支管上安裝有電動調節閥，匯合成總管后可連接抽氣泵(19)，土壤氣可由抽氣泵(19)送至在線監測裝置(14)，非采樣時間閥門關閉；所述土壤氣導管(7)由耐腐蝕惰性材料制成。
5.根據權利要求1所述的土壤有機污染物風險管控多功能井，其特征在于，所述地下水導管(8)下端位于飽和帶開篩段(3)，上端通過外接口和閥門連接至井管外，根據地下水污染物種類選擇耐腐蝕惰性材質。
6.根據權利要求1所述的土壤有機污染物風險管控多功能井，其特征在于，所述在線監測裝置(14)用于實現井管內部水位、氣壓、污染物濃度的在線監測和數據記錄、傳輸、預警。
7.根據權利要求1所述的土壤有機污染物風險管控多功能井，其特征在于，所述隱蔽式井臺(11)高度不超過地面一定高度，井套筒內與井管之間的環形空隙不填充任何物質，井套筒下部埋入地下固定，井套筒外用水泥固定并筑成土坡狀，頂部采用井蓋式保護裝置，并安裝異型安全鎖。
8.一種土壤有機污染物風險管控用多功能井的運行方法，其特征在于，利用多功能井進行監測、預警和運行管理，包括：(1)地下水和土壤氣監測；(2)監測異常預警；(3)應急處置措施。
9.根據權利要求8所述的土壤有機污染物風險管控用多功能井的運行方法，其特征在于，所述地下水和土壤氣監測包括以下內容：
10.根據權利要求8所述的土壤有機污染物風險管控用多功能井的運行方法，其特征在于，所述監測異常預警包括以下情形：
11.根據權利要求8所述的土壤有機污染物風險管控用多功能井的運行方法，其特征在于，所述應急處置措施包括以下內容：
...【技術特征摘要】
1.一種土壤有機污染物風險管控用多功能井，包括分段開篩井管(1)、濾料層(5)、止水層(6)、土壤氣導管(7)、地下水導管(8)、揮發性有機物吸附裝置(9)、在線監測裝置(14)、隱蔽式井臺(11)，其特征在于，所述分段開篩井管(1)外側根據功能需要分段環繞填充有濾料層(5)和止水層(6)，所述分段開篩井管(1)內部設置有土壤氣導管(7)、地下水導管(8)、在線監測裝置(14)，所述分段開篩井管(1)上部設置有揮發性有機物吸附裝置(9)，所述分段開篩井管(1)頂部為地面下隱蔽式井臺(11)。
2.根據權利要求1所述的土壤有機污染物風險管控多功能井，其特征在于，所述分段開篩井管(1)在地下水位以上設置包氣帶開篩段(2)收集土壤氣，在地下水位以下設置飽和帶開篩段(3)采集地下水，最底層設置沉淀管(4)，沉淀管底部用管堵密封；
3.根據權利要求1所述的土壤有機污染物風險管控多功能井，其特征在于，所述揮發性有機物吸附裝置(9)設置于包氣帶開篩段(2)與井管頂部之間，體積具備一定可壓縮性，裝置直徑大于井管直徑，通過擠壓的方式下壓至承托圈(10)，保證土壤氣經過吸附裝置(9)后方可進入井口區域，頂部安裝可提升垂線，通過提起垂線更換吸附裝置(9)。
4.根據權利要求1所述的土壤有機污染物風險管控多功能井，其特征在于，所述土壤氣導管(7)下端設置在包氣帶開篩段(2)，上端通過外接口和閥門連接至井管外，導管分為若干支管，采樣口分別位于揮發性有機物吸附裝置(9)上部和下部，每路支管上安裝有電動調節閥，匯合成總管后可連...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王磊，古祺鵬，譚學軍，向甲甲，
申請(專利權)人：上海市政工程設計研究總院集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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