一种利用太阳能的原位土壤修复装置及其构建方法

摘要

本发明公开了一种利用太阳能的原位土壤修复装置及其构建方法，该装置由多个独立安装单元拼接构成，整个装置靠近地面部分为黑色；所述的独立安装单元包括合围的充气腔体，充气腔体与地面锚定连接，充气腔体底部与铺设于地面并带有网格开口的黑色塑料布相连接，顶部与带有网格开口的透明塑料布相连接。本发明能够最大化的吸收太阳能，并对构造中的空气加热。基于构造中的“烟囱效应”以及构造顶端水平气流造成的“伯努利效应”，构造中形成向上的气流，并带动浅层土壤中向上的气流，从而造成土壤中有机污染物的相间非平衡态迁移，及有机污染物向土壤气中的扩散；充分利用太阳能和大气压差能，对土壤和浅层地下水中的污染物进行有效的去除。

权利要求

1.一种利用太阳能的原位土壤修复装置，其特征在于，由多个独立安装单元拼接构成，整个装置靠近地面部分为黑色；所述的独立安装单元包括合围的充气腔体，充气腔体与地面锚定连接，充气腔体底部与铺设于地面并带有网格开口的黑色塑料布相连接，顶部与带有网格开口的透明塑料布相连接；

相邻的两个独立安装单元共享充气腔体，最外缘的充气腔体的朝外侧还设有锚定塑料布，锚定塑料布一端与充气腔体的顶部相连接，另一端与地面锚定连接。

2.如权利要求1所述的利用太阳能的原位土壤修复装置，其特征在于，所述的充气腔体通过固定绳与地面锚定连接，固定绳一端与充气腔体中间部位连接，一端与地面固定连接；

充气腔体在靠近地面的部分设有充气/排气用的阀门。

3.如权利要求1所述的利用太阳能的原位土壤修复装置，其特征在于，所述的锚定塑料布与地面的连接为：锚定塑料布的一端埋入距离最外侧充气腔体1米以上的锚定壕沟内；

所述的锚定塑料布为不透气的塑料布，相邻的锚定塑料布通过拉链密封连接。

4.如权利要求1所述的利用太阳能的原位土壤修复装置，其特征在于，所述的充气腔体顶部两侧、底部两侧均设有拉链，分别与设于充气腔体两侧的顶部透明塑料布、底部黑色塑料布通过拉链相连。

5.如权利要求1所述的利用太阳能的原位土壤修复装置，其特征在于，所述的透明塑料布中间部分为网格开口，开口率为15～25％；底部的黑色塑料布的中间部分为网格开口，开口率为25～35％；

充气腔体宽为0.5～1米，在充气之后高度为2～6米。

6.如权利要求1或5所述的利用太阳能的原位土壤修复装置，其特征在于，所述的独立安装单元由四个充气腔体合围而成，由独立安装单元拼接成充气式构造，覆盖于含有机物污染的土壤/地下水的区域上；

增加充气腔体的高度能够有效的增加充气式构造内的空气对流。

7.如权利要求1所述的利用太阳能的原位土壤修复装置，其特征在于，所述的充气腔体的底部和每个独立安装单元的底部塑料布都是黑色，充气腔体的顶部为不透气的透明塑料膜，而独立安装单元顶部的透明塑料布为半透气的透明塑料膜；

由独立安装单元拼接构成的充气式构造能够利用温室效应达到对构造内部空气进行加热；整个构造高于地面，其内空气向上的流动。

8.一种利用太阳能的原位土壤修复装置的构建方法，其特征在于，包括以下操作：

1)根据污染的区域来划定安装的范围，安装范围应超出污染区域；

2)从安装范围的一个角落开始，安装合围构成一个独立安装单元的充气腔体，然后分别将带有网状开口的黑色塑料布与充气腔体的底部连接、带有网状开口的透明塑料布与充气腔体的顶部连接；并把相邻独立安装单元的透明塑料布、黑色塑料布分别与充气腔体相连接；

靠近安装范围外侧的充气腔体顶部连接锚定塑料布，另外两侧连接相邻独立安装单元的透明塑料布和黑色塑料布；

3)对独立安装单元的充气腔体进行充气，充气达到预设位置后，然后将其与地面通过固定绳锚定连接，固定在预定安装位置；

4)将相邻独立安装单元的充气腔体连接到已铺设好的透明塑料布、黑色塑料布，然后将朝向外侧的充气腔体与锚定塑料布相连，再对充气腔体进行充气，并将其与地面通过固定绳锚定连接；

5)重复上述步骤安装剩余的独立安装单元，直到所有充气腔体、透明塑料布、锚定塑料布安装完，相邻的锚定塑料布通过拉链密封，在安装范围四周挖掘锚定壕沟，并将锚定塑料布锚定在壕沟中并回填土及压实。

9.如权利要求8所述的利用太阳能的原位土壤修复装置的构建方法，其特征在于，所述的多个独立安装单元同时开始安装；

或者，在划定安装的范围时，在超出其范围1米之外挖掘锚定壕沟，从而在安装边缘单元的时候同时回填壕沟固定锚定塑料布。

10.如权利要求8所述的利用太阳能的原位土壤修复装置的构建方法，其特征在于，所述的充气腔体通过固定绳与地面锚定连接时，固定绳一端与充气腔体中间部位连接，另一端与地面固定连接；

所述的充气腔体顶部两侧、底部两侧均设有拉链，顶部透明塑料布、底部黑色塑料布分别通过拉链与充气腔体相连。

说明书

一种利用太阳能的原位土壤修复装置及其构建方法

技术领域

[0001] 本发明属于土壤修复技术领域，涉及一种利用太阳能的原位土壤修复装置及其构建方法。

背景技术

[0002] 近年来，随着社会、经济的快速发展，我国工农业技术的不断进步，环境问题愈发凸显。我国的土壤污染日益严重，其中有机物的污染尤其严重并且危害性相对较大。土壤中有机污染物可以造成众多的危害，包括对土壤生态系统中动植物和微生物的抑制作用，对人体健康的危害作用等等。当人体直接接触被污染的土壤后，可引起感官和生理机能的不良反应、降低机体抵抗力并伴有慢性疾病的发病率和死亡率的增多，一些有机物更是会破坏人类内分泌系统的平衡。因此，我国亟需通过提高土壤修复技术，特别是针对被有机物污染土壤的修复，来维持工农业可持续发展、改善人类赖以生存的生态系统，这就需要投入大量的资金和人力来治理。

[0003] 目前我国大多数土壤修复方式为异位修复，包括异位的固化稳定化、水泥窑焚烧等。但异位修复技术普遍工程复杂、能耗和施工成本较高，且部分技术对污染土壤要求高，例如热修复技术只适用于含水率较低的土壤。相比之下，原位修复的方式不需要开挖污染场地、不破坏土壤结构、设备操作简单并且能够节省成本和能耗。原位修复可以在现场条件下直接修复污染土壤，如土壤气相抽提(Soil Vapor Extraction,SVE)、生物通风法(Bioventing)等。在处理有机物污染物的过程中，SVE利用真空泵产生压力推动空气流经被污染的土壤孔隙，形成对流迁移而解吸并夹带挥发性有机组分，抽提出的气体经过除水汽和碳吸附最终处理，达到清洁土壤的目的。SVE可操作性强、修复污染物范围广、不破坏土壤内部平衡，修复包气带复、污染土壤比较有效，但是由于需要架设机械管道和处理设施，成本仍然较高。

[0004] 太阳能是一种具有代表性的新型可再生能源，具有清洁无污染、资源成本低、普遍存在且取之无尽，用之不竭的优势。目前，太阳能的应用领域非常广阔，如太阳能热发电技术、太阳能制冷技术、太阳能热水器等。在土壤修复中，利用太阳能作为能源来进行土壤修复的技术比较少。但是，通过开发太阳能来对污染土壤进行有效的修复，不仅可以降低成本，而且可以降低能耗和碳排放，实现绿色与可持续的修复。

[0005] 中国专利CN 102000693A公开了一种太阳能异位修复挥发性有机物污染土的装置，该装置包括太阳能供汽系统、土壤修复仓、水循环系统和连接管道。该装置利用太阳能辐射、通过聚光获取热量，加热吸热管中的水分以提供土壤修复用热蒸汽，水循环系统提供所需水分。该系统能够用于处理污染土壤重的有机污染物，并且达到节能的目的。但是，该专利只能用于异位处理，因而必须把污染土壤挖掘出来后处理，相应的施工成本较高。此外，该系统使用水作为导热介质，由于水的比热容很大，在有限面积的阳光照射下，升温效果有限，因此对有机污染物的加热和挥发效果也不会太好，导致处理效果较差。

[0006] 中国专利CN 105478468A公开了一种太阳能热风系统强化原位生物通风土壤修复系统，该系统包括太阳能空气集热系统、通风系统、污染物真空抽提系统和气体净化装置。该系统以太阳能为热源，加热空气注入土壤预埋散热管中，调节土壤温度，促进土壤微生物菌群的生长和对有机污染物的降解，达到节能减排的效果。但是，该系统需要预埋通风管道，因而建设成本较高。此外，该系统需要加注营养液，因而运行成本较高。

[0007] 中国专利CN 204107979U公开了一种利用太阳能的深层土壤加热修复设备，该系统包括基板电热丝、立柱、金属网、基板、太阳能电池板、气泵、蓄电池、隔热垫、挡块和空心管。该专利使用太阳能电池进行电阻加热。由于太阳能电池的电转换效率较低，在电热转换的过程中又有进一步的能耗，该系统的能量效率很低。要达成大面积的土壤修复工作，需要大量的太阳能电池板，建设成本过高。

[0008] 中国专利CN 204294616U公开了一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统，该系统包括污染物真空抽吸系统、太阳能集热系统和气体加注系统，具体包括加热扩散井、抽气井、混凝土硬化地面、气体加注管道、空气压缩机、抽取井、混凝土硬化地面、气体加注管道、空气压缩机、输气管道、槽式太阳能集热器列阵、鼓风机、活性炭吸附装置、真空泵、空气过滤器。该系统采用槽式太阳能集热装置收集太阳能作为热源对污染土壤进行加热，适用于修复治理收到苯系物、卤代烃类和石油类的挥发性和半挥发性有机物污染的土壤。该系统可以有效的利用太阳能转化的热能，但是该系统需要建造大量的加热扩散井，成本高昂。此外，该系统需要利用空气压缩机持续通气，因而运行成本也较高。

[0009] 综上所述我国土壤污染严重，其中有机污染物尤其严重。传统的修复方式以及上述引用的几种基于太阳能的修复技术有如下缺点：

[0010] 1.使用最普遍的异位修复方式，需要将污染土壤挖掘出来之后再进行处理，这种方式一般施工成本高昂。

[0011] 2.对于异位的修复方式，挖掘出来的污染土壤进行管理有难度，容易造成二次污染。

[0012] 3.异位的修复方式一般涉及到化学和生物的处理，试剂费用高昂。有一些处理方式采用加热的方式，相应的能耗成本高昂。在上述引用中有用太阳能来异位加热进行修复的，但是热脱附所需能耗很高，如果使用太阳能来达到这一目的，需要非常大面积的太阳能板，成本将非常高昂。

[0013] 4.使用原位的修复方式能够节省挖掘施工的成本，但是大多数的原位修复方式需要持续的通电或者其他能源输入，因此运行成本较高。

[0014] 5.大多数的原位修复方式都需要建造一些永久的设施，譬如作业的水泥地面，安装的泵机和管道等，相应的成本较高。

[0015] 6.大多数的原位土壤修复方式都需要钻孔和建造抽气井，成本很高。

发明内容

[0016] 本发明解决的问题在于提供一种利用太阳能的原位土壤修复装置及其构建方法，本装置是基于土壤现场原位修复，结合有机污染物的对流和弥散迁移，并充分利用太阳能和大气压差能，对土壤和浅层地下水中的污染物进行有效的去除。

[0017] 本发明是通过以下技术方案来实现：

[0018] 一种利用太阳能的原位土壤修复装置，由多个独立安装单元拼接构成，整个装置靠近地面部分为黑色；所述的独立安装单元包括合围的充气腔体，充气腔体与地面锚定连接，充气腔体底部与铺设于地面并带有网格开口的黑色塑料布相连接，顶部与带有网格开口的透明塑料布相连接；

[0019] 相邻的两个安装单元共享充气式腔体，最外缘的充气腔体的朝外侧还设有锚定塑料布，锚定塑料布一端与充气腔体的顶部相连接，另一端与地面锚定连接。

[0020] 所述的充气腔体通过固定绳与地面锚定连接，固定绳一端与充气腔体中间部位连接，一端与地面固定连接；充气腔体在靠近地面的部分设有充气/排气用的阀门。

[0021] 所述的锚定塑料布与地面的连接为：锚定塑料布的一端埋入距离最外侧充气腔体1米以上的壕沟内；

[0022] 所述的锚定塑料布为不透气的塑料布，相邻的锚定塑料布通过拉链密封连接。

[0023] 所述的充气腔体顶部两侧、底部两侧均设有拉链，分别与设于充气腔体两侧的顶部透明塑料布、底部黑色塑料布通过拉链相连；相邻的锚定塑料布通过拉链密封连接。

[0024] 所述的透明塑料布中间部分为网格开口，开口率为15～25％；底部的黑色塑料布的中间部分为网格开口，开口率为25～35％；

[0025] 充气腔体宽为0.5～1米，在充气之后高度为2～6米。

[0026] 所述的独立安装单元由四个充气腔体合围而成，由独立安装单元拼接成充气式构造，覆盖于含有机物污染的土壤/地下水的区域上；

[0027] 增加充气腔体的高度能够有效的增加充气式构造内的空气对流。

[0028] 所述的充气腔体的底部和每个独立安装单元的底部塑料布都是黑色，充气腔体的顶部为不透气的透明塑料膜，而独立安装单元顶部的透明塑料布为半透气的透明塑料膜；

[0029] 由独立安装单元拼接构成的充气式构造能够利用温室效应达到对构造内部空气进行加热；整个构造高于地面，其内空气向上的流动。

[0030] 一种利用太阳能的原位土壤修复装置的构建方法，包括以下操作：

[0031] 1)根据污染的区域来划定安装的范围，安装范围应超出污染区域；

[0032] 2)从安装范围的一个角落开始，安装合围构成一个独立安装单元的充气腔体，然后分别将带有网状开口的黑色塑料布与充气腔体的底部连接、带有网状开口的透明塑料布与充气腔体的顶部连接；并把相邻独立安装单元的透明塑料布、黑色塑料布分别与充气腔体相连接；

[0033] 靠近安装范围外侧的充气腔体顶部连接锚定塑料布，另外两侧连接相邻安装单元的透气塑料膜和黑色塑料布；

[0034] 3)对独立安装单元的充气腔体进行充气，充气达到预设位置后，然后将其与地面通过固定绳锚定连接，固定在预定安装位置；

[0035] 4)将相邻独立安装单元的充气腔体连接到已铺设好的透明塑料布、黑色塑料布，然后将朝向外侧的充气腔体与锚定塑料布相连，再对充气腔体进行充气，并用将其与地面通过固定绳锚定连接；

[0036] 5)重复上述步骤安装剩余的独立安装单元，直到所有充气膜、透气塑料膜、锚定塑料布安装完，相邻的锚定塑料布通过拉链密封，在安装范围四周挖掘锚定壕沟，并将锚定塑料布锚定在壕沟中并回填土及压实。

[0037] 所述的多个独立安装单元同时开始安装；

[0038] 或者，在划定安装的范围时，在超出其范围1米之外挖掘锚定壕沟，从而在安装边缘单元的时候同时回填壕沟固定锚定塑料布。

[0039] 所述的充气腔体通过固定绳与地面锚定连接时，固定绳一端与充气腔体中间部位连接，另一端与地面固定连接；

[0040] 所述的充气腔体顶部两侧、底部两侧均设有拉链，顶部透明塑料布、底部黑色塑料布分别通过拉链与其相连。

[0041] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

[0042] 1)本发明不需要挖掘污染土壤，只需要在污染区域外搭建整个装置并充气形成充气式构造，即可实现对污染土壤的原位修复，从而大大降低成本。

[0043] 2)本发明利用搭建形成的充气式构造，该构造的顶部为透明而底部为黑色，因此能够最大化的吸收太阳能，并对构造中的空气加热。基于构造中的“烟囱效应”以及构造顶端水平气流造成的“伯努利效应”，构造中形成向上的气流，并带动浅层土壤中向上的气流，从而造成土壤中有机污染物的相间非平衡态迁移，以及浅层地下水中有机污染物向土壤气中的扩散。该系统结合有机污染物的对流和弥散迁移，并充分利用太阳能和大气压差能，对土壤和浅层地下水中的污染物进行有效的去除，不用安装抽气井，大量节省装井费用。

[0044] 3)本发明安装时间短，施工方式简单，现场用工量小，人力和物力成本低。

[0045] 4)本发明的部件可以规模化的大量生产，制造成本低。

[0046] 5)本发明的独立安装单元的空间分布可以灵活布置，从而可以针对不同形状的污染区域进行有效的配置。

[0047] 6)由于使用了多个独立的充气腔体构建每一个独立安装单元，即使有一个充气腔体漏气，也不影响整个安装单元的效应。此外，即使某一个独立安装单元失效，也不会影响其他独立安装单元的有效性。

[0048] 7)本系统对近地表的加热和保存水蒸气的作用，能够有效加强该区域微生物的生长，以及有机物的生物降解；还可以对有机污染物在升温和强化光照的环境下更有效降解。

[0049] 8)本发明无需通电，可以大量节省电能和架设电路设施的费用。

[0050] 9)本发明能够在修复污染土壤的同时对浅层地下水的污染也进行适度修复附图说明

[0051] 图1为本发明的结构示意图；

[0052] 图2为本发明的平面结构示意图；

[0053] 图3为本发明的独立安装单元的结构示意图；

[0054] 图4为本发明的周边锚定密封示意图；

[0055] 图5为温室效应、烟囱效应以及伯努利效应导致的气体流动(对流)示意图；

[0056] 图6为烟囱效应示意图；

[0057] 图7为烟囱效应和伯努利效应比较；

[0058] 图8-1为无对流情况下弥散造成的污染物去除示意图；

[0059] 图8-2为对流+弥散造成的污染物去除示意图。

[0060] 其中，1为充气腔体；2为带有网格开口的黑色塑料布；3为带有网格开口的透明塑料布；4为锚定塑料布，5为锚定壕沟；6为含有机物污染物的土壤/地下水；7为独立安装单元；8为阀门，9为固定绳；10第一拉链；11为第二拉链；12为回填土；ΔP1为烟囱效应，ΔP2为伯努利效应。

具体实施方式

[0061] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

[0062] 一种利用太阳能的原位土壤修复装置，由多个独立安装单元7拼接构成，整个装置靠近地面部分为黑色；所述的独立安装单元7包括合围的充气腔体1，充气腔体1与地面锚定连接，充气腔体1底部与铺设于地面并带有网格开口的黑色塑料布2相连接，顶部与带有网格开口的透明塑料布3相连接；

[0063] 相邻的两个独立安装单元7共享充气式腔体1，最外缘的充气腔体的朝外侧还设有锚定塑料布4，锚定塑料布4一端与充气腔体1的顶部相连接，另一端与地面锚定连接。

[0064] 所述的充气腔体1通过固定绳9与地面锚定连接，固定绳9一端与充气腔体中间部位连接，一端与地面固定连接；充气腔体1在靠近地面的部分设有充气/排气用的阀门8。

[0065] 所述的锚定塑料布与地面的连接为：锚定塑料布4的一端埋入距离最外侧充气腔体1米以上的锚定壕沟5内。

[0066] 具体的，该系统由多个独立安装单位组成。每个安装单位包括：充气腔体、黑色透气塑料膜、透明透气塑料膜、以及固定绳。位于整个系统边缘的安装单位也包括锚定塑料膜和用于锚定的壕沟。整个系统安装完成之后，在污染土壤或污染浅层地下水的上方构成一个大型的充气式构造。

[0067] 所述的透明塑料布中间部分为网格开口，开口率为15～25％；底部的黑色塑料布的中间部分为网格开口，开口率为25～35％；

[0068] 充气腔体宽为0.5～1米，在充气之后高度为2～6米。

[0069] 如图1所示，利用太阳能的原位土壤修复装置，直接安装在含有有机污染物的土壤/地下水上方。在地面上铺设带有网格开口的黑色塑料布，主要用于吸收太阳光热。黑色塑料布由充气式的腔体隔离成多个独立安装单元，充气式腔体上方使用透明塑料布相连。这些透明塑料布上也有网格开口可以透气。在污染区域的四周，挖掘一条壕沟，使用不透气的塑料布连接充气腔体的顶部和壕沟的底部，从而可以有效的避免优先流对系统的影响。

[0070] 如图2所示的平面示意图，本原位土壤修复装置由多个独立小四方形结构组成，每个四方形结构可以被看作是一个独立安装单元。每个独立安装单元包括4个充气式腔体，但是相邻的两个安装单元共享一个充气式腔体，因此平均每个安装单元的充气式腔体数量在2～3之间。

[0071] 图3展示了一个独立安装单元的细节，顶部的透明塑料布中间部分为网格状开口，其开口率在20％左右，该塑料布的周边部分布置有四条拉链，每边一条，通过拉链和充气腔体顶部相连。充气腔体宽约为0.5～1米，在充气之后，高度为2～6米。

[0072] 每个充气腔体顶部有两条拉链，其中第一拉链10和本安装单元的顶部透明塑料布相连，第二拉链11用于和周边的独立安装单元的顶部透明塑料布或者锚定塑料布相连。每个充气腔体有多条固定绳9，可以锚定到地面，充气腔体靠近地面的位置有充排气的两用阀门8。

[0073] 和顶部的透明塑料布类似，底部的黑色塑料布也是中间部分为网格状开口，其开口率为30％左右，该塑料布的周边部分布置有四条拉链，每边一条，和充气腔体底部相连。每个充气腔体底部有两条拉链，其中一条拉链和本安装单元的底部黑色塑料布相连，另外一条拉链用于和周边的独立安装单元相连。

[0074] 如图4所示，和污染区域最外缘相对应的独立安装单元的外侧的充气腔体和一个不透气的锚定塑料布相连。该锚定塑料布有双重的功能，一方面是将整个构造固定在原地，另一方面是对构造的侧面进行密封，从而驱使进入构造的气体只能是土壤气，而不是周边大气的优先流。锚定壕沟和充气腔体的距离应当在1米以上，壕沟的宽度约为0.3米，深度约为0.5米。

[0075] 本系统的安装应当按照所示的构造流程进行。第一步为准备施工材料与器械；根据污染的区域来划定安装的范围，安装范围应超出污染区域范围(＞1米)，以确保有效性；第二步是从安装范围的一个角落开始，安装一个独立安装单元的各个部件(包括四个充气腔体)，并把相邻单元的透明塑料布、黑色塑料布、和锚定塑料布连接上；靠近安装范围外侧的两面连接锚定塑料布，另外两侧连接相邻安装单元的透气塑料膜和黑色塑料布；第三步是对该独立安装单元的充气腔体进行充气以及固定；对第一个安装单元的四个充气腔进行充气，充气达到预设位置后，使用固定绳将充气腔固定在预定安装位置；第四步安装相邻的安装单元(每个单元包括三个充气腔体)；将相邻安装单元的三个充气腔体连接到已放置好的透气塑料膜，之后将这些充气腔体相连的锚定塑料布和透气塑料膜安装好，之后对三个充气腔体进行充气，并用固定绳固定；第五步是重复上述步骤安装其他的所有独立安装单元，直到所有充气膜、透气塑料膜、锚定塑料布安装完，相邻的锚定塑料布拉链密封，在安装范围四周挖掘锚定沟，并在最后将锚定塑料布锚定在壕沟中并回填土及压实。

[0076] 或者，所述的多个独立安装单元同时开始安装；

[0077] 或者，在划定安装的范围时，在超出其范围1米之外挖掘锚定壕沟，从而在安装边缘单元的时候同时回填壕沟固定锚定塑料布。

[0078] 如图5所示，本发明利用了温室效应、烟囱效应，以及伯努利效应的综合效果所造成的空气对流来达到修复的目的。其中充气腔体的底部和每个独立安装单元的底部塑料布都是黑色，从而可以有效的吸收太阳能转换为热能。充气腔体的顶部为不透气的透明塑料膜，而安装单元中间顶部为半透气的透明塑料膜，因此整个系统可以利用温室效应达到对构造内部的空气进行加热的目的。由于构造内部的空气温度高于外部大气的温度，造成烟囱效应(ΔP1)，使得空气上浮。此外，整个构造高于地面，因此顶部的风速较快，由于伯努利的效应，会造成一个负压效果(ΔP2)，可以进一步推动构造内空气向上的流动。

[0079] 图6对烟囱效应进行了进一步的阐释。在本发明的构造外部，由于气温较低，空气的密度更大，因此气压的梯度也更大；在构造的内部，由于气温较高，空气的密度更小，因此气压的梯度也更小。相应的，在构造内的高处，内部压力大于外部压力，因此空气气流从内向外；在构造内的低处，内部压力小于外部压力，因此气流从地面下(土壤气)进入系统内。

[0080] 如图7所示，伯努利效应造成的空气流量与构造的高度成对数关系，而烟囱效应造成的空气流量与构造的高度成根号关系，因此增加充气腔体的高度能够有效的增加空气对流。

[0081] 图8-1、图8-2对本发明的工作原理做了进一步的阐释。在自然状态下，有机污染物在土壤气中的浓度分布与深度成线性关系，由弥散作用造成污染物的去除，其去除速率和C0/Z0成正比。在本发明的修复装置的影响下，有机污染物在土壤多孔介质中进行相间非平衡态下的迁移，有机污染物在土壤气中的浓度与深度成非线性关系，弥散和对流作用同时造成污染物的去除，污染物的去除速率和C0/(Z0-Z1)成正比，远远大于自然状态下的污染物去除效率。

[0082] 除了通过对流和弥散对有机污染物进行去除，本发明还具备以下功能：1)在近地面的区域，可以增加土壤中的含水率和土壤温度，从而能够加强微生物的活性，促进微生物对有机污染物的原位降解；2)在系统构造内部，气温升高，由于充气腔体的折射作用，太阳光强度也被加强，从而可以强化有机污染物的光热降解。

[0083] 以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。