CN105478465B - 一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法 - Google Patents

一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法。本发明所述的方法是通过在干旱区重金属污染场地种植吸收植物，同时设置雨水收集系统，浇灌污染区，提高吸收植物的生长能力，进而提高吸收植物对重金属的吸收能力，通过收割吸收植物，实现去除重金属污染区土壤中重金属的目的。本发明的雨水收集系统包括集水沟和集水池，集水池埋设于地表地下，集水沟内充填中粗砂。本发明的吸收植物采用对重金属吸收明显的植物，可处理污染场地的Cd、Pb、Zn、Cu和As等重金属。能够有效的修复干旱区重金属污染场地，所用材料来源广泛，成本低，技术简单有效，可操作性强。

Description

一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法
技术领域
本发明属于重金属污染场地的修复技术，具体涉及一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法。
背景技术
新修订的《中华人民共和国环境保护法》强化的环境污染防治，强调重金属污染场地的修复。当前重金属污染处理多采用化学方法，处理成本高，且容易带来二次污染。
采用生态修复方法，通过植物吸收，不但有效的降低成本，还不会带来二次污染。当前重金属处理的专利包括：一种含重金属废水的生态处理系统（201120158775.3）、一种重金属污染农田土壤的生态水利修复系统及方法（201410497202.1）、微曝气强化生态浮床处理污水中常见重金属的运行方法（201410553914.0）、一种原位固化移除土壤重金属的生态袋及施用方法（201410611997.4）、一种多孔生态混凝土系统在重金属和/或氮磷污染底泥修复中的应用（201510211548.5）、利用微生物对水体重金属污染进行生态处理的方法（201510221237.7）、一种非添加外援组分土壤重金属原位钝化的生态方法（201510548664.6）、污水灌溉土壤重金属污染大生物量非超富集生态修改方法（201110208667.7）、一种低重金属浸出生态水泥的制备方法（201310381918.0）、一种用于生态环境的重金属离子稳定剂及环境修复方法（201310536543.0）、一种生态修复重金属污染土壤的方法（201410018435.9）等等。这些专利虽然都能对重金属进行处理，但是尚无针对干旱区重金属污染场地的生态修复，另外以上这些方法因处理成本高、处理方法复杂，可操作性不强及处理后的产物处理困难等缺点应用受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法。该方法通过在重金属污染区种植吸收植物，同时设置雨水收集系统，浇灌污染场地，提高吸收植物的生长能力，进而提高吸收植物对重金属的吸收能力，通过收割吸收植物，实现去除重金属污染场地土壤中重金属的目的，最终实现污染场地土壤中重金属含量达到国家和地方有关部门要求的标准。
为实现上述目的，本发明提供的一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法，具体方法如下：
在干旱区重金属污染场地布置集水沟和集水池，用于收集雨水；集水沟间距为6~12m，集水池间距为10~50m；集水沟与集水池相连接，连接处设置进水口，进水口外侧设置透水板；在重金属污染场地上种植吸收植物，吸收植物根据污染场地的重金属特性选择，当表层土壤300mm深度范围平均含水量低于20%时，将集水池的雨水抽排灌溉污染场地吸收植物。
所述的集水池设置于地下，顶部设置盖板，盖板上设置土壤层，土壤层顶面与地面高度相同，土壤层厚度为200~500mm。
所述的集水池采用砖砌，池壁厚度为240~360mm；池壁配置竖向钢筋四~八根，同时配置水平向腰筋三~六根，钢筋直径均为12~20mm，竖向钢筋和水平向腰筋等间距均匀分布；池深为1.5~3.0m，池内水平空间面积为9~40m2。
所述的集水池的盖板上设置出水口，出水口上设置顶盖；盖板采用钢筋混凝土板或塑料板，出水口11采用塑料管；盖板上设置盖板内塞，其厚度为80~150mm，其直径或边长小于池内径5~10mm，出水口直径为50~150mm。
所述的集水沟深度为300~500mm，集水沟内铺设排水花管，排水花管内径为50~100mm，采用PVC管，排水花管上的排水孔孔径为5~20mm，排水孔布置于排水花管的上侧表面240度范围区，排水花管外包孔径0.2~2mm的塑料过滤网；集水沟内充填粗砂或砾砂，集水沟底宽度为300~500mm，集水沟内设置防渗层，防渗层10采用0.1~0.25mm厚的PE塑料薄膜；集水沟顶端两翼对称布置，其宽度大于底宽200~400mm，且防渗层之上覆盖的粗砂或砾砂厚度为50~100mm。
所述集水池内设置防水层，防水层采用防水砂浆，砂浆厚度5~10mm。
所述的吸收植物采用能够吸收污染场地重金属的植物，可采用一种或多种植物。
本发明适用旱区各种重金属污染场地的修复，处理效果较好。
与现代技术相比，本发明的积极有益效果是：本技术采取植物吸收重金属污染场的重金属，不产生二次污染，处理费用低，实现无害化处理。该方法设置雨水收集系统，浇灌污染区，提高吸收植物的生长能力，进而提高吸收植物对重金属的吸收能力。该方法能够有效的处理干旱区重金属污染场地，处理后不产生新的污染物。本项目所用材料来源广泛，成本低。本发明施工方便，运营维护简单，可操作性强。
附图说明
图1是本发明的平面图；
图2是本发明集水池的剖面图；
图3是本发明集水沟的剖面图。
图1、图2和图3中，1-集水沟，2-集水池，3-吸收植物，4-土壤层，5-透水板，6-防水层，7-盖板，8-池壁，9-进水口，10-防渗层，11-出水口，12-竖向钢筋，13-水平向腰筋，14-盖板内塞，15-顶盖，16-排水花管，17-上侧表面240度范围区。
具体实施方式
针对目前生态处理重金属污染场地费用高，干旱区重金属污染场地处理效果差而开展研究。本发明针对干旱区重金属污染场地，采用植物吸收，设置雨水收集系统，浇灌污染区，提高吸收植物的生长能力，提高处理效率，能有效修复干旱区重金属污染场地问题。
以下结合附图并通过实施例对本发明进一步说明，具体实施例如下：
实施实例1
在某干旱区重金属镉（Cd）污染场地的生态修复，通过跟踪监测，效果良好。
如图1所示，在重金属污染区种植吸收植物3稗草，同时设置雨水收集系统，浇灌污染区，当表层土壤300mm深度范围平均含水量低于20%时，将集水池2的雨水抽排灌溉污染场地吸收植物3稗草；提高吸收植物3稗草的生长能力，进而提高吸收植物3稗草对重金属的吸收能力。
如图1和图2所示，在重金属污染场地布置集水沟1和集水池2，用于收集雨水；集水沟1间距为6m，集水池2间距为10m；集水沟1与集水池2相连接，连接处设置进水口9，进水口9外侧设置透水板5。
集水池2设置于地下，顶部设置盖板7，盖板7上设置土壤层4，土壤层4顶面与地面高度相同，土壤层4厚度为300mm。
集水池2采用砖砌，池壁8厚度为240mm，配置竖向钢筋12四根，同时配置水平向腰筋13三根，钢筋直径均为12mm，池深为1.5m，池采用方形，池内水平空间面积为9m2。
集水池2的盖板7上设置出水口11，出水口上设置顶盖15；盖板7采用钢筋混凝土板，出水口11采用塑料管；盖板内塞14厚度为80，边长小于池内径5mm，出水口直径为50mm。
如图3所示，集水沟1深度为300mm，集水沟1内铺设PVC排水花管16，其内径为50mm，排水花管16上的排水孔孔径为8mm，排水孔布置于排水花管16的上侧表面240度范围区17，排水花管16外包孔径0.5mm的塑料过滤网；集水沟1内充填粗砂，集水沟1底宽度为300mm，集水沟1内设置防渗层10，防渗层10采用0.1~0.25mm的PE塑料薄膜；集水沟顶端两翼对称布置，宽度大于底宽200mm，且防渗层10之上覆盖的粗砂厚度为50mm。
所述集水池2内设置防水层6，防水层6采用防水砂浆，砂浆厚度5mm。
污染场地净化效果。通过测定处理污染场地10个点的重金属镉的浓度值为0.32~1.05mg/kg，均已超过《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中二级环境质量标准设定的限值0.30mg/kg的要求，也即超过为保障农业生产及维护人体健康的土壤限制值；最大值还超过了《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中三级环境质量标准设定的限值1.0mg/kg的要求，也即超过为保障农业生产，维护人体健康的土壤临界值。经过采用该方法处理三年后，土壤中重金属镉的浓度值为0.17~0.26mg/kg，土壤中的镉浓度能够满足《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）二级环境质量标准设定的限值0.30mg/kg的要求。
实施实例2
干旱区重金属铅（Pb）污染场地的生态修复，采用栽培植物女贞吸收。
该污染场地布置了集水沟1和集水池2，集水沟1内铺设排水花管16，污染场地栽培植物女贞，用收集到集水池2中的雨水浇灌，女贞生长良好。
通过2年的修复，污染场地土壤中铅（Pb）的含量显著降低，处理效果较好。
实施实例3
干旱区种植蒌蒿吸收重金属Cd、Pb、Zn和Cu。
该污染场地布置了集水沟1和集水池2，集水沟1内铺设排水花管16和砾砂，污染场地栽培植物蒌蒿，用收集的雨水浇灌，蒌蒿生长旺盛。
通过3年的修复，污染场地土壤中重金属Cd、Pb、Zn和Cu的含量均有不同程度的降低，处理效果较好。
实施实例4
干旱区种植蜈蚣草吸收重金属砷（As）。
该污染场地布置了集水沟1和集水池2，集水沟1内铺设排水花管16和砾砂，污染场地栽培植物蜈蚣草，用收集的雨水浇灌，蜈蚣草生长旺盛。
通过3年的修复，污染场地土壤中重金属砷（As）的含量降低明显，处理效果较好。
实施实例5
该污染场地重金属砷（As）和镉（Cd）含量超标，通过种植苎麻吸收处理。
该污染场地布置了集水沟1和集水池2，集水沟1内铺设排水花管16和粗砂，污染场地栽培植物蜈蚣草，用收集的雨水浇灌，蜈蚣草生长旺盛。
通过5年的修复，污染场地土壤中重金属砷（As）和镉（Cd）的含量降低明显，处理效果较好。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在不脱离本发明实质的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法，其特征是：通过在干旱区重金属污染场地布置集水沟（1）和集水池（2）收集雨水；集水沟（1）间距为6~12m，集水池（2）间距为10~50m；集水沟（1）与集水池（2）相连接，连接处设置进水口（9），进水口（9）外侧设置透水板（5）；在重金属污染场地上种植一种或多种吸收污染场地重金属的吸收植物（3），当表层土壤300mm深度范围平均含水量低于20%时，将集水池（2）的雨水抽排灌溉污染场地吸收植物（3），集水池（2）设置于地下，顶部设置盖板（7），盖板（7）之上设置土壤层（4），土壤层（4）顶面与地面高度相同，土壤层（4）厚度为200~500mm，盖板（7）上设置出水口（11），出水口（11）上设置顶盖（15），盖板（7）上设置盖板内塞（14）。
2.如权利要求1所述一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法，其特征是：集水沟（1）深度为300~500mm，集水沟（1）内铺设排水花管（16），排水花管（16）内径为50~100mm，采用PVC管，排水花管（16）上的排水孔孔径为5~20mm，排水孔布置于排水花管（16）的上侧表面240度范围区（17），排水花管（16）外包孔径0.2~2mm的塑料过滤网；集水沟（1）内充填粗砂或砾砂，集水沟（1）底宽度为300~500mm，集水沟（1）内设置防渗层（10），防渗层（10）采用0.1~0.25mm厚的PE塑料薄膜；集水沟顶端两翼对称布置，其宽度大于底宽200~400mm，且防渗层（10）之上覆盖的粗砂或砾砂厚度为50~100mm，集水池（2）水平面为方形或圆形，采用砖砌，池壁（8）厚度为240~360mm；池壁（8）配置竖向钢筋（12）四~八根，同时配置水平向腰筋（13）三~六根，竖向钢筋（12）和水平向腰筋（13）等间距均匀分布；池深为1.5~3.0m，集水池（2）内水平空间面积为9~40m2，集水池（2）的盖板（7）采用钢筋混凝土板或塑料板，出水口（11）采用塑料管；盖板（7）上设置盖板内塞（14），其厚度为80~150mm，其直径或边长小于池内径5~10mm，出水口（11）直径为50~150mm，集水池（2）内设置防水层（6），防水层（6）采用防水砂浆，砂浆厚度5~10mm。
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