CN104174641B - 一种重金属污染土壤修复装置及隔离修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重金属污染土壤修复装置，它包括污染土壤层（1），污染土壤层（1）上覆盖有一隔离吸附层（2），所述的隔离吸附层（2）上表面上设置有客土层（4），所述的客土层（4）上栽种有富集植物（5），所述的客土层（4）内设置有渗透层（3），所述的渗透层（3）内设置有多个集水管（6），集水管（6）上开设有多个进水孔（8）。还公开了采用该装置的隔离修复方法，通过隔离吸附层（2）吸附污染土壤中的重金属，然后通过富集植物（5）对重金属进行富集，然后移走富集植物（5），去处土壤中的重金属。本发明的有益效果是：它具有成本低、占用空间小和污染土壤修复效率高的优点。

Description

一种重金属污染土壤修复装置及隔离修复方法

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤修复，特别是一种重金属污染土壤修复装置及隔离修复方法。

背景技术

土污染大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“土壤→植物→人体”，或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度。

重金属污染土壤中的重金属主要包括汞（Hg）、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防止重金属对土壤污染。一些矿山在开采中尚未建立石排场和尾矿库，废石和尾矿随意堆放，致使尾矿中富含难解的重金属进入土壤，加之矿石加工后余下的金属废渣随雨水进入地下水系统，造成严重的土壤重金属污染

然而污染土壤中的重金属很难降解，因此重金属污染土壤的修复仍是一大难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种成本低、占用空间小和修复效率高的重金属污染土壤修复装置及隔离修复方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种重金属污染土壤修复装置，它包括污染土壤层，污染土壤层上覆盖有一隔离吸附层，所述的隔离吸附层上表面上设置有客土层，所述的客土层上栽种有富集植物，所述的客土层内设置有渗透层，所述的渗透层内设置有多个集水管，集水管上开设有多个进水孔。

所述的渗透层为分三层，从上往下依次为渗透第一层、渗透第二层和渗透第三层，且渗透层从上往下每一层的填料粒径逐渐增大，所述的集水管位于渗透第三层内。

所述的集水管的一端设有堵盖，堵盖与集水管密封连接。

一种重金属污染土壤修复装置的隔离修复方法，该方法基于所述的重金属污染土壤修复装置，包括如下步骤：

S1：堆积污染土壤并形成污染土壤层，整平污染土壤层，并在污染土壤层上铺设隔离吸附层，隔离吸附层吸附污染土壤中的重金属；

S2：隔离吸附层上铺设客土层，客土层提供一个未受污染的土壤环境，以便植物的生长；

S3：在客土层上种植富集植物，对土壤中相应的重金属离子进行富集；

S4：摘除富集植物，从而去除土壤中相应的重金属离子。

所述的客土层完成后通过添加土壤改良剂进行土壤改良，土壤改良剂为复合菌剂，复合菌剂由芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、光合细菌、放线菌、固氨菌、解磷细菌组成，且每种菌剂的有效活菌数每克大于十亿个。

所述的隔离吸附层是由粘土、细沙和沸石通过压路机碾压而成。

所述的渗透层由卵石和砾石堆砌而成。

本发明具有以下优点：本发明的土壤修复装置及隔离修复方法，设置隔离修复层，将污染土壤与客土隔离，并且隔离修复层吸附污染土壤中的重金属，加快了富集植物对重金属的富集，提高了污染土壤修复的效率；客土层内设置有渗透层，避免了客土层积水，保证了富集植物的正常生长，进一步的提高了污染土壤的修复效率；采用隔离修复方法修复污染土壤，通过富集植物富集重金属，使污染土壤修复所需成本低、占用的空间小。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为客土层剖面图

图3为集水管示意图

图中，1-污染土壤层，2-隔离吸附层，3-渗透层，4-客土层，5-富集植物，6-集水管，7-堵盖，8-进水孔，303-渗透第一层，302-渗透第二层，301-渗透第三层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，一种重金属污染土壤修复装置及隔离修复方法，它包括污染土壤层1，污染土壤层1上覆盖有一隔离吸附层2，所述的隔离吸附层2上表面上设置有客土层4，所述的客土层4上栽种有富集植物5，所述的客土层4内设置有渗透层3，所述的渗透层3内设置有多个集水管6，集水管6上开设有多个进水孔8。

如图2所示，所述的渗透层3为分三层，从上往下依次为渗透第一层303、渗透第二层302和渗透第三层301，且渗透层3从上往下每一层的填料粒径逐渐增大，所述的集水管6位于渗透第三层301内，在本实施例中，渗透层3主要是拦截悬浮物质，根据渗透层3所用的填料粒径不同，实现不同的滤速，其中：d1、d2、d3为各层填料的粒径（mm），由上至下分别为渗透第一层303、渗透第二层302、渗透第三层301的填料粒径；di—客土层4的颗粒计算粒径（mm），各层之间的颗粒大小为：d1=7-8di，d2/d1=d3/d2=2-4，渗透层3滤速一般在0.2~0.6m/h

进一步的为了客土层4内积水的排放，如图3所示，集水管6的一端设有堵盖7，堵盖7与集水管6密封连接，集水管6采用直径大小为50mm的PVC管，进水孔8的孔眼为内大外小的锲形，且进水孔8沿集水管6两侧向下倾斜45度平行开设。

一种重金属污染土壤修复装置的隔离修复方法，该方法基于所述的重金属污染土壤修复装置，包括如下步骤：

S1：堆积污染土壤并形成污染土壤层1，整平污染土壤层1，并在污染土壤层1上铺设隔离吸附层2，隔离吸附层2吸附污染土壤中的重金属；

S2：隔离吸附层2上铺设客土层4，客土层4提供一个未受污染的土壤环境，以便植物的生长；

S3：在客土层4上种植富集植物5，对土壤中相应的重金属离子进行富集；

S4：摘除富集植物5，从而去除土壤中相应的重金属离子。

在本实施例中，客土层厚度为80cm，客土土壤重金属指标满足《土壤环境质量标准》（GB15618－1995）二级标准中各项指标的限值，客土修复后的土地可以作为农业用地使用，所述的客土层4完成后需通过添加土壤改良剂进行土壤改良，土壤改良剂为复合菌剂，复合菌剂由芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、光合细菌、放线菌、固氨菌、解磷细菌组成，且每种菌剂的有效活菌数每克大于十亿个，修复一次重金属污染土壤，分两次添加微生物土壤改良剂进行土壤改良。

在本实施例中，隔离吸附层2是由粘土、细沙和沸石组成，粘土、细沙和沸石采用5T的压路机碾压，压实系数达到90%以上，隔离修复层2的厚度为20cm，粘土材料应满足：a.土料中应包括有20%以上的细粒料；b．土料的塑性指数在10－25之间；c.砾粒含量不超过50%－60%；d.除去直径大于2.5－5cm的石块。

所述的渗透层3由卵石和砾石堆砌而成，渗透层3厚度20cm，填料材料应除去直径大于2.5－5cm的石块，填料中不应夹有粘土、杂草、风化岩石。

在本实施例中，种植的富集植物优选鸭跖草、李氏禾、蜈蚣草，也可根据当地植物生长情况，有选择性的选取项目所在地其他代表性富集植物进行种植。

Claims (7)

1.一种重金属污染土壤修复装置，其特征在于：它包括污染土壤层（1），污染土壤层（1）上覆盖有一隔离吸附层（2），所述的隔离吸附层（2）上表面上设置有客土层（4），所述的客土层（4）上栽种有富集植物（5），所述的客土层（4）内设置有渗透层（3），所述的渗透层（3）内设置有多个集水管（6），集水管（6）上开设有多个进水孔（8）。

2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复装置，其特征在于：所述的渗透层（3）为分三层，从上往下依次为渗透第一层（303）、渗透第二层（302）和渗透第三层（301），且渗透层（3）从上往下每一层的填料粒径逐渐增大，所述的集水管（6）位于渗透第三层（301）内。

3.根据权利要求2所述的一种重金属污染土壤修复装置，其特征在于：所述的集水管（6）的一端设有堵盖（7），堵盖（7）与集水管（6）密封连接。

4.采用如权利要求1～3中任意一项所述的一种重金属污染土壤修复装置的隔离修复方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：堆积污染土壤并形成污染土壤层（1），整平污染土壤层（1），并在污染土壤层（1）上铺设隔离吸附层（2），隔离吸附层（2）吸附污染土壤中的重金属；

S2：隔离吸附层（2）上铺设客土层（4），客土层（4）提供一个未受污染的土壤环境，以便植物的生长；

S3：在客土层（4）上种植富集植物（5），对土壤中相应的重金属离子进行富集；

S4：摘除富集植物（5），从而去除土壤中相应的重金属离子。

5.根据权利要求4所述的一种重金属污染土壤修复装置的隔离修复方法，其特征在于：所述的客土层（4）完成后通过添加土壤改良剂进行土壤改良，土壤改良剂为复合菌剂，复合菌剂由芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、光合细菌、放线菌、固氨菌、解磷细菌组成，且每种菌剂的有效活菌数每克大于十亿个。

6.根据权利要求4所述的一种重金属污染土壤修复装置的隔离修复方法，其特征在于：所述的隔离吸附层（2）是由粘土、细沙和沸石通过压路机碾压而成。

7.根据权利要求4所述的一种重金属污染土壤修复装置的隔离修复方法，其特征在于：所述的渗透层（3）由卵石和砾石堆砌而成。