【摘 要】
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十九大报告指出了当下我们要着力解决的突出环境问题,其中包括加快水污染防治、强化土壤污染管控和修复等。随着一系列相关政策的出台,近年来,地下水污染的综合治理问题受到了广泛关注,大量的污染治理新技术被提出并应用。其中,可渗透反应墙（Permeable Reactive Barrier,PRB）是一种原位地下水污染修复技术,具有寿命长、原位修复和对水文地质环境影响小等优点。其治理效果优良,是目前绿色可持
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十九大报告指出了当下我们要着力解决的突出环境问题,其中包括加快水污染防治、强化土壤污染管控和修复等。随着一系列相关政策的出台,近年来,地下水污染的综合治理问题受到了广泛关注,大量的污染治理新技术被提出并应用。其中,可渗透反应墙（Permeable Reactive Barrier,PRB）是一种原位地下水污染修复技术,具有寿命长、原位修复和对水文地质环境影响小等优点。其治理效果优良,是目前绿色可持续地解决地下水污染问题的最佳方案。本文采用数值模拟的方法,重点研究了PRB技术在东武水源地地下水污染问题中的治理效果,针对取水污染和含水层块体污染的综合问题,进行了污染途径控制和深层污染块体修复研究,逐步设计了由三部分PRB组成的处理系列,为PRB治理复杂场地污染问题的推广与应用提供了技术参考,取得的主要成果如下:（1）根据研究区水文地质及地下水动态资料与数据,建立了地下水水流系统和溶质运移系统数值模型。地下水流系统显示,研究区地下水补给来源为大气降水和东部大汶河上游补给,排泄途径主要为西部低水头边界,地下水流场整体呈东南至西北流向。根据水源地现状调查,将100mg/L点源污染物代入地下水流系统进行溶质运移模拟。持续7600d的模拟结果表明,污染物扩散后形成上中下3部分污染羽;其中上层污染羽范围大、浓度高,导致了取水井处污染物浓度最大值达到了0.85mg/L;中下层污染羽扩散范围有限,但也导致了不可忽视的含水层块体污染。以≥0.05mg/L为限,得到上层污染面积约18400m~2,污染块体体积约552000m~3;中下层污染块体体积约32080m~3。经分析,此地下水系统具有较好的典型性,故在其基础上进行PRB治理水污染问题的研究。（2）为了解决模拟中的取水污染问题,根据污染羽流几何特征,以及对水源地的危害程度,针对上层污染物设计了单独的连续墙式PRB以控制污染途径。模拟结果表明,PRB在7600d内吸附污染物的效果良好,上层污染物在3100d左右有微量突破墙体的情况,大量污染羽被控制在墙体后方,PRB墙体基本达到了完全利用。通过分析观测值发现取水井处未再有污染物出现,计算PRB前后观测点数据得到最终污染物去除率为98.8%。污染途径控制PRB解决了取水污染问题,但并不能阻滞污染源点近处的污染物扩散,由其形成的辐射状污染羽在对流弥散及重力作用下发生了垂向扩散,进而导致了中下层的污染物堆积,造成了大量的地下水块体污染。（3）为了修复污染块体,根据污染途径控制PRB的治理结果,分析了模拟残余的中下层污染物情况。以≥0.05mg/L为限计算中部受污染块体体积约为29840m~3,下部受污染块体体积2240m~3。首先针对垂向扩散的问题设计了相应的PRB,几何结构为注射井形成的圆柱区域,将其结合污染途径控制PRB组成处理系列。经过模拟分析,发现污染羽的垂向扩散得到了一定程度上的控制,下部污染羽不再出现,但中部污染羽仍存在。然后针对中部污染羽横向扩散导致的块体污染问题再次增加相应的PRB,几何结构为注射井形成的薄层连续墙。模拟后发现污染羽横向扩散的控制效果良好。经过PRB系列的处理,中部受污染块体体积从29840m~3下降到2493m~3,相较于污染途径控制PRB模拟的残余污染,受污染块体体积下降了91.6%。
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