本发明涉及有机污染土壤治理技术领域，具体是一种通过热强化辅助原位化学氧化修复有机污染土壤的方法。
背景技术：
近年来，因经济飞速发展，产业结构不断优化升级，促使重大污染的化工行业企业陆续从发达城市搬迁至偏远地区，遗留下的大量有机污染物影响政府对土地的利用，限制了城市的发展，同时也对土壤生态系统及人类的生存构成了安全隐患。
目前常用的有机污染土壤修复技术分为原位修复与异位修复两类。异位修复因涉及污染土壤的清挖、运输、异地修复/处置或原地异位处理，容易造成污染物的泄露和扩散，且处置过程需进行严格监督，对管理上要求较高。原位修复不涉及深基坑开挖与支护、基坑降水与止水等基础施工，有效避免二次污染的同时减少了安全事故发生的概率。有机污染土壤的原位修复技术近年来在国内收到青睐。
目前原位修复有机污染土壤的技术主要包括原位热脱附技术和原位化学氧化技术。原位热脱附技术灵活性强，操作方便，节省劳动力，但其需要将污染土壤加热至污染物沸点附近，能耗极高，导致修复成本居高不下。原位化学氧化技术通过向污染土壤中添加氧化剂，使场地中污染物转化为无毒或低毒的物质，修复成本较低，但该方法中修复药剂和污染物发生化学反应需要适宜的温度，在实际使用中常反应慢、不彻底，无法满足低温环境下的土壤修复工程。因此研究一种修复成本低、适用范围广的有机污染土壤原位修复技术具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种热强化辅助原位化学氧化修复有机污染土壤的方法，该修复方法成本低、适用范围广，可以解决现有有机污染土壤原位修复技术中修复成本高、受自然环境制约的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明一种热强化辅助原位化学氧化修复有机污染土壤的方法，包括以下步骤：
步骤(1)，清除污染土壤表面杂物，用旋耕机将修复药剂与表层300mm厚的污染土壤混合均匀后平整压实；
步骤(2)，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复药剂扩散半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(3)，采用高压旋喷注射装置在所布点位注入修复药剂；
步骤(4)，在注药孔内安装加热装置，并用沙粒填充注药孔与加热装置之间的空隙；
步骤(5)，开启加热装置，将污染土壤加热升温至30℃～40℃并保持此温度，直至目标污染物与修复药剂充分反应，使得目标污染物浓度降低至修复目标值以下。
本发明所述步骤(3)中，高压旋喷注射装置的注药压力为25mpa～30mpa，修复药剂扩散半径为1m～3m。
本发明所述步骤(1)和步骤(3)中，采用的修复药剂为氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液；修复药剂的施用量为目标修复污染土壤质量的4％～10％。
本发明所述氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液中，氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的2％～8％；氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液的质量浓度为20％。
本发明所述步骤(4)和步骤(5)中，加热装置为电驱动加热棒或热循环水驱动加热管的一种。
本发明方法与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)将热强化辅助系统与原位化学氧化技术合理结合，解决了原位化学氧化技术使用过程中受低温环境限制、反应速度慢和修复不彻底的问题，经过改进后的原位化学氧化技术修复效率高、修复彻底且不受季节变化和地域气候的限制。
(2)本发明修复药剂只需少许热量即可与目标污染物发生化学反应，将污染物分解为无毒/低毒小分子，达到修复目标，比单一采用原位热脱附技术节省大量的热能，使有机污染土壤修复成本大幅降低，使得更多的有机污染土壤有机会早日修复。
(3)本发明采用的高压旋喷注药技术注药压力可达30mpa，使得修复药剂在土壤中的扩散半径和扩散效果显著增加，适用于高、中、低渗透性地层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例用于修复有机氯农药六六六污染的土壤，具体操作如下：
步骤(1)，清除污染土壤表面钢筋、石砾、木头等杂物，用旋耕机将修复药剂与表层300mm厚的污染土壤混合均匀后平整压实，所述修复药剂的投加量为污染土壤质量的10％，所述修复药剂为氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液，其质量浓度为20％，所述氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的2％；
步骤(2)，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复药剂扩散半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(3)，采用高压旋喷注射装置在所布点位以25mpa～30mpa的压力注入修复药剂，所述修复药剂的注入量为污染土壤质量的10％，修复药剂的配制与步骤(1)的修复药剂相同；
步骤(4)，在注药孔内安装加热装置，并用沙粒填充注药孔与加热装置之间的空隙，所述加热装置采用电驱动加热棒；
步骤(5)，开启加热装置，将土壤加热升温至30℃，维持此温度养护40天后对土壤中目标污染物进行检测分析，并根据下式计算目标污染物的降解率：
目标污染物降解率＝(修复前土壤中污染物浓度-修复后土壤中污染物浓度)/修复前土壤中污染物浓度×100％
经检测分析，污染土壤中六六六的降解率为92.12％。
实施例2
本实施例用于修复有机氯农药六六六污染的土壤，具体操作如下：
步骤(1)，清除污染土壤表面钢筋、石砾、木头等杂物，用旋耕机将修复药剂与表层300mm厚的污染土壤混合均匀后平整压实，所述修复药剂的投加量为污染土壤质量的4％，所述修复药剂为氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液，其质量浓度为20％，所述氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的4％；
步骤(2)，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复药剂扩散半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(3)，采用高压旋喷注射装置在所布点位以25mpa～30mpa的压力注入修复药剂，所述修复药剂的注入量为污染土壤质量的4％，修复药剂的配制与步骤(1)的修复药剂相同；
步骤(4)，在注药孔内安装加热装置，并用沙粒填充注药孔与加热装置之间的空隙，所述加热装置采用电驱动加热棒；
步骤(5)，开启加热装置，将土壤加热升温至40℃，维持此温度养护40天后对土壤中目标污染物进行检测分析，并根据下式计算目标污染物的降解率：
目标污染物降解率＝(修复前土壤中污染物浓度-修复后土壤中污染物浓度)/修复前土壤中污染物浓度×100％
经检测分析，污染土壤中六六六的降解率为95.47％。
实施例3
本实施例用于修复有机氯农药六六六污染的土壤，具体操作如下：
步骤(1)，清除污染土壤表面钢筋、石砾、木头等杂物，用旋耕机将修复药剂与表层300mm厚的污染土壤混合均匀后平整压实，所述修复药剂的投加量为污染土壤质量的6％，所述修复药剂为氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液，其质量浓度为20％，所述氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的8％；
步骤(2)，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复药剂扩散半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(3)，采用高压旋喷注射装置在所布点位以25mpa～30mpa的压力注入修复药剂，所述修复药剂的注入量为污染土壤质量的6％，修复药剂的配制与步骤(1)的修复药剂相同；
步骤(4)，在注药孔内安装加热装置，并用沙粒填充注药孔与加热装置之间的空隙，所述加热装置为热循环水驱动加热管；
步骤(5)，开启加热装置，将土壤加热升温至35℃，维持此温度养护40天后对土壤中目标污染物进行检测分析，并根据下式计算目标污染物的降解率：
目标污染物降解率＝(修复前土壤中污染物浓度-修复后土壤中污染物浓度)/修复前土壤中污染物浓度×100％
经检测分析，污染土壤中六六六的降解率为97.01％。
实施例4
本实施例用于修复1,1-二氯乙烷和氯乙烯污染的土壤，具体操作如下：
步骤(1)，清除污染土壤表面钢筋、石砾、木头等杂物，用旋耕机将修复药剂与表层300mm厚的污染土壤混合均匀后平整压实，所述修复药剂的投加量为污染土壤质量的10％，所述修复药剂为氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液，其质量浓度为20％，所述氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的2％；
步骤(2)，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复药剂扩散半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(3)，采用高压旋喷注射装置在所布点位以25mpa～30mpa的压力注入修复药剂，所述修复药剂的注入量为污染土壤质量的10％，修复药剂的配制与步骤(1)的修复药剂相同；
步骤(4)，在注药孔内安装加热装置，并用沙粒填充注药孔与加热装置之间的空隙，所述加热装置为热循环水驱动加热管；
步骤(5)，开启加热装置，将土壤加热升温至35℃，维持此温度养护40天后对土壤中目标污染物进行检测分析，并根据下式计算目标污染物的降解率：
目标污染物降解率＝(修复前土壤中污染物浓度-修复后土壤中污染物浓度)/修复前土壤中污染物浓度×100％
经检测分析，污染土壤中1,1-二氯乙烷的降解率为95.38％，氯乙烯的降解率为96.37％。
实施例5
本实施例用于修复1,1-二氯乙烷和氯乙烯污染的土壤，具体操作如下：
步骤(1)，清除污染土壤表面钢筋、石砾、木头等杂物，用旋耕机将修复药剂与表层300mm厚的污染土壤混合均匀后平整压实，所述修复药剂的投加量为污染土壤质量的4％，所述修复药剂为氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液，其质量浓度为20％，所述氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的4％；
步骤(2)，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复药剂扩散半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(3)，采用高压旋喷注射装置在所布点位以25mpa～30mpa的压力注入修复药剂，所述修复药剂的注入量为污染土壤质量的4％，修复药剂的配制与步骤(1)的修复药剂相同；
步骤(4)，在注药孔内安装加热装置，并用沙粒填充注药孔与加热装置之间的空隙，所述加热装置为热循环水驱动加热管；
步骤(5)，开启加热装置，将土壤加热升温至40℃，维持此温度养护40天后对土壤中目标污染物进行检测分析，并根据下式计算目标污染物的降解率：
目标污染物降解率＝(修复前土壤中污染物浓度-修复后土壤中污染物浓度)/修复前土壤中污染物浓度×100％
经检测分析，污染土壤中1,1-二氯乙烷的降解率为98.26％，氯乙烯的降解率为97.98％。
实施例6
本实施例用于修复1,1-二氯乙烷和氯乙烯污染的土壤，具体操作如下：
步骤(1)，清除污染土壤表面钢筋、石砾、木头等杂物，用旋耕机将修复药剂与表层300mm厚的污染土壤混合均匀后平整压实，所述修复药剂的投加量为污染土壤质量的6％，所述修复药剂为氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液，其质量浓度为20％，所述氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的8％；
步骤(2)，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复药剂扩散半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(3)，采用高压旋喷注射装置在所布点位以25mpa～30mpa压力注入修复药剂，所述修复药剂的注入量为污染土壤质量的6％，修复药剂的配制与步骤(1)的修复药剂相同；
步骤(4)，在注药孔内安装加热装置，并用沙粒填充注药孔与加热装置之间的空隙，所述加热装置采用电驱动加热棒；
步骤(5)，开启加热装置，将土壤加热升温至35℃，维持此温度养护40天后对土壤中目标污染物进行检测分析，并根据下式计算目标污染物的降解率：
目标污染物降解率＝(修复前土壤中污染物浓度-修复后土壤中污染物浓度)/修复前土壤中污染物浓度×100％
经检测分析，污染土壤中1,1-二氯乙烷的降解率为97.74％，氯乙烯的降解率为99.91％。
对比例1
本对比例不加热、仅投加药剂，用于修复有机氯农药六六六污染的土壤，具体操作如下：
步骤(1)，清除污染土壤表面钢筋、石砾、木头等杂物，用旋耕机将修复药剂与表层300mm厚的污染土壤混合均匀后平整压实，所述修复药剂的投加量为污染土壤质量的6％，所述修复药剂为氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液，其质量浓度为20％，所述氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的8％；
步骤(2)，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复药剂扩散半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(3)，采用高压旋喷注射装置在所布点位以25mpa～30mpa的压力注入修复药剂，所述修复药剂的注入量为污染土壤质量的6％，修复药剂的配制与步骤(1)的修复药剂相同；
步骤(4)，加药后，在10℃的条件下养护40天后对土壤中目标污染物进行检测分析，并根据下式计算目标污染物的降解率：
目标污染物降解率＝(修复前土壤中污染物浓度-修复后土壤中污染物浓度)/修复前土壤中污染物浓度×100％
上述步骤(1)和步骤(3)所用的修复药剂均为质量浓度20％的氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液，其中氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的8％。
经检测分析，污染土壤中六六六的降解率为18.39％。
对比例2
本对比例仅加热，不投加药剂，用于修复有机氯农药六六六污染的土壤，具体操作如下：
步骤(1)，清除污染土壤表面钢筋、石砾、木头等杂物，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复加热半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(2)，采用引孔机在布点位置打孔安装加热装置,并用沙粒填充孔与加热装置之间的空隙，所述加热装置采用电驱动加热棒；
步骤(3)，开启加热装置将土壤加热升温至40℃，维持此温度养护40天后对土壤中目标污染物进行检测分析，并根据下式计算目标污染物的降解率：
目标污染物降解率＝(修复前土壤中污染物浓度-修复后土壤中污染物浓度)/修复前土壤中污染物浓度×100％
经检测分析，污染土壤中六六六的降解率为7.13％。
对比例3
本对比例不加热、仅投加药剂，用于修复1,1-二氯乙烷和氯乙烯污染的土壤，具体操作如下：
步骤(1)，清除污染土壤表面钢筋、石砾、木头等杂物，用旋耕机将修复药剂与表层300mm厚的污染土壤混合均匀后平整压实，所述修复药剂的投加量为污染土壤质量的6％，所述修复药剂为氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液，其质量浓度为20％，所述氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的8％；
步骤(2)，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复药剂扩散半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(3)，采用高压旋喷注射装置在所布点位以25mpa～30mpa的压力注入修复药剂，所述修复药剂的注入量为污染土壤质量的6％，修复药剂的配制与步骤(1)的修复药剂相同；
步骤(4)，加药后，在10℃的条件下养护40天后对土壤中目标污染物进行检测分析，并根据下式计算目标污染物的降解率：
目标污染物降解率＝(修复前土壤中污染物浓度-修复后土壤中污染物浓度)/修复前土壤中污染物浓度×100％
上述步骤(1)和步骤(3)所用的修复药剂均为质量浓度20％的氢氧化钠和过硫酸钠组合物水溶液，其中氢氧化钠的投加量为过硫酸钠质量的8％。
经检测分析，污染土壤中1,1-二氯乙烷的降解率为25.18％，氯乙烯的降解率为32.36％。
对比例4
本对比例仅加热，不投加药剂，用于修复1,1-二氯乙烷和氯乙烯污染的土壤，具体操作如下：
步骤(1)，清除污染土壤表面钢筋、石砾、木头等杂物，采用gps定位仪按照三角形法布点，布点参数保证修复加热半径范围内全部覆盖修复区域；
步骤(2)，采用引孔机在布点位置打孔安装加热装置,并用沙粒填充孔与加热装置之间的空隙，所述加热装置为热循环水驱动加热管；
步骤(3)，开启加热装置将土壤加热升温至40℃，维持此温度养护40天后对土壤中目标污染物进行检测分析，并根据下式计算目标污染物的降解率：
目标污染物降解率＝(修复前土壤中污染物浓度-修复后土壤中污染物浓度)/修复前土壤中污染物浓度×100％
经检测分析，污染土壤中1,1-二氯乙烷的降解率为17.75％，氯乙烯的降解率为21.62％。
上述实施例和对比例的主要实施参数及目标污染物的降解率列于表1。
表1实施例和对比例的主要实施参数及目标污染物的降解率
由表1可知，仅低温加热或加药但无热强化辅助的对比例实施效果均不理想，对目标污染物降解率仅为7％～33％，而经热强化辅助原位化学氧化修复有机污染土壤的实施例中目标污染物降解率较高，普遍在90％～99％之间。此外，本发明将原位化学氧化技术和原位热脱附技术合理结合，拓宽了原有技术的使用场景，提高了修复效率和质量，同时大幅降低了土壤的修复成本，具有较强的工程应用价值。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。