CN108994062B - 一种干湿组合种植的重金属污染土壤原位淋洗修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于土壤重金属污染修复领域，具体说是一种干湿组合种植的重金属污染土壤原位淋洗修复方法。是将重金属污染的土壤挖掘淋溶沟和堆砌成种植平台，并在种植平台土壤中加入酸性淋溶混合物，安装滴灌设施和渗漏管，实现重金属侧位淋溶到淋溶沟，并通过种植湿生植物吸收提出移除重金属；而种植平台可安全种植作物，提高污染土壤治理过程中的土地利用价值。本发明方法采用酸性淋溶、植物提取和干湿植物结合种植等方式结合实现重金属污染土壤的修复。本发明采用生态模式，实用性强，安全可靠。特别适合湿润地区、以及水稻田和酸性污染土壤治理。

Description

一种干湿组合种植的重金属污染土壤原位淋洗修复方法
技术领域
本发明属于土壤重金属污染修复领域，特别涉及一种干湿组合种植的重金属污染土壤原位淋洗修复方法。
背景技术
污染土壤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、杀菌剂和除草剂。土壤重金属污染影响植物生长、生理功能紊乱、营养失调，而最严重的是通过食物和水分进入人体，严重危害人体健康。土壤是经济和社会可持续发展的物质基础，关乎居民健康，关系国家生态发展，为此我国实施土壤污染防治行动计划，投入大量资金开展重金属污染耕地修复，急需高效实用的土壤修复治理技术。目前，关于土壤重金属污染修复的方法和专利很多，包括物理、化学和生物等方面，如土壤重金属原位固定专利：一种重金属污染农田的安全种植方法(CN201610381559.2)，异位淋洗专利：重金属土壤污染的治理方法(CN201710387205.3)，生物降解专利：一种治理土壤污染的方法及其制备方法(CN201710406517.4)，植物吸收专利：一种植物微生物联修复重金属污染土壤的方法(CN201710793526.3)等等，都具有一定的治理效果，但还远没达到土壤污染治理的迫切需求。土壤重金属污染根本上是要减少土壤重金属含量，但土壤重金属污染物的迁移、固定和转化受到土壤水分状况、淋溶强度、氧化还原环境、酸碱度以及土壤质地等方面的影响，治理土壤重金属污染必须综合考虑这些因素。，而本发明就是基于这些方面进行研发和实施。
发明内容
本发明通过挖掘淋溶沟，堆砌种植台，并添加酸性淋溶混合物，活化重金属；安装滴灌设施和渗漏管，通过水分渗入，逐步实现重金属侧位淋溶到淋溶沟，然后在淋溶沟种植湿生植物吸收提出移除重金属；堆砌的种植平台可安全种植作物，提高污染土壤治理过程中的土地利用价值。本发明方法采用酸性淋溶、植物提取和干湿植物结合种植等方式结合实现重金属移除，实用性强并具有生态效应。
本发明采用如下技术方案：
(1)根据污染土壤的土层深度、地形条件、污染种类和污染程度，设计确定淋溶沟1和种植台2位置和尺寸；
(2)将种植台表面原有土壤通过压道机强力压实，形成压实层3；
(3)挖掘淋溶沟，将挖掘土壤堆砌在种植台上，经过碎土、添加淋溶物料、均匀混合、平整、轻压、起垄等工序，并在垄沟放置滴灌管4进行淋溶，在种植平台两侧插入渗漏管5；
(4)在淋溶沟种植湿生植物6，在种植台上种植作物7；
(5)种植台上的土壤污染物含量降低到正常值后，将土回填到淋溶沟，然后在原种植台位置挖掘淋溶沟，重复以上工序进行土壤修复；
(6)本发明所述的淋溶沟为倒梯形，挖掘深度为30cm-100cm，沟渠底部宽100cm-200cm，顶部宽200-400cm；
(7)本发明所述的种植平台为开挖淋溶沟的土壤堆积平铺形成，两个淋溶沟渠间的种植平台宽度为400cm-800cm；
(8)本发明所述的种植台两侧的渗漏管为PVC管，长度50cm直径为5cm，插入深度40cm，插入位置为压实层上部，渗漏管间隔距离为500cm；
(9)本发明所述的种植平台堆淋溶物料为细沙、泥炭和柠檬酸的混合物，混合物的体积比为细沙20-50份，泥炭49-79份，柠檬酸为1份；细沙和泥炭的颗粒直径为0.01mm-0.05mm；淋溶物料添加到土壤的比例为挖掘土壤体积的10％-20％；
(10)本发明所述的淋溶沟种植的湿生植物为紫云英、蕹菜、香蒲、千屈菜、灯芯草的一种或多种。
通过实施上述方法，本发明与现有技术相比的有益效果在于：
(1)本发明以土壤重金属移除减量为目的，通过调节土壤质地通透性和酸性，淋溶沟和种植平台的组合设计，实现重金属逐步侧位淋溶，从而减少土壤重金属含量，保证种植平台作物的安全种植，也能提高土壤污染修复过程中的土地利用效益；
(2)本发明采用干湿结合种植方式，在原位构建土壤还原环境，促进重金属呈低价态，有助于植物提取移除重金属；同时干湿结合种植方式也有助于污染土壤周围生态协调；
(3)本发明将土地改造与土壤质地、土壤酸性调节和植物修复有机结合，改变常规方法原位种植或原位添加等单一土壤修复方式，能有效提高污染土壤修复效率，并能降低土壤重金属淋溶成本，实用性强；
(4)本发明添加酸性泥炭基质，不仅促进重金属活化淋溶，也能提升污染土壤的有机质含量，提高土壤肥力；
(5)本发明特别适合湿润地区、以及水稻田和酸性污染土壤改良，也适合场地污染土壤治理。
附图说明：
图1为本发明的一种干湿组合种植的重金属污染土壤原位淋洗修复方法示意图：
附图标记说明：1淋溶沟；2种植平台；3压实层；4滴灌管；5淋溶管；6湿生植物；7作物。
具体实施方式
实施例1
污染土壤为镉污染，污染深度为30cm，土壤质地为粘壤性，土地平整，设计确定淋溶沟挖掘深度30cm，淋溶沟底宽100cm，顶部宽200cm；种植平台宽度为400cm。然后将种植台部位的原有土壤通过压道机强力压实，形成压实层后，将淋溶沟挖掘土壤堆砌在种植台上。土壤经过碎土、添加淋溶混合物料细沙、泥炭和柠檬酸，三者体积比例为直径为0.05cm细沙50份，直径为0.05cm泥炭49份，柠檬酸味1份，混合均匀后按挖掘土壤体积的20％加入土壤中，然后充分混合、平整、轻压、起垄，并在垄沟放置滴灌管进行淋溶，在种植平台两侧插入渗漏管；渗漏管为PVC管，长度50cm直径为5cm，插入深度40cm，插入位置为压实层上部，淋溶管间距500cm。然后在淋溶沟种植香蒲，在种植平台上可种植玉米。
实施例2
污染土壤为铅污染，污染深度为50cm，土壤质地为砂壤性，土地平整，设计确定淋溶沟挖掘深度50cm，淋溶沟底宽150cm，顶部宽300cm；种植平台宽度为600cm。然后将种植台部位的原有土壤通过压道机强力压实，形成压实层后，将淋溶沟挖掘土壤堆砌在种植台上。土壤经过碎土、添加淋溶混合物料细沙、泥炭和柠檬酸，三者体积比例为直径为0.02cm细沙30份，直径为0.02cm泥炭69份，柠檬酸味1份，混合均匀后按挖掘土壤体积的15％加入土壤中，然后充分混合、平整、轻压、起垄，并在垄沟放置滴灌管进行淋溶，在种植平台两侧插入渗漏管；渗漏管为PVC管，长度50cm直径为5cm，插入深度40cm，插入位置为压实层上部，淋溶管间距500cm。然后在淋溶沟种植紫云英，在种植平台上种植油菜。
实施例3
污染土壤为铬污染，污染深度为100cm，土壤质地为砂性，土地平整，设计确定淋溶沟挖掘深度100cm，淋溶沟底宽200cm，顶部宽400cm；种植平台宽度为800cm。然后将种植台部位的原有土壤通过压道机强力压实，形成压实层后，将淋溶沟挖掘土壤堆砌在种植台上。土壤经过碎土、添加淋溶混合物料细沙、泥炭和柠檬酸，三者体积比例为直径为0.01cm细沙20份，直径为0.01cm泥炭79份，柠檬酸味1份，混合均匀后按挖掘土壤体积的10％加入土壤中，然后充分混合、平整、轻压、起垄，并在垄沟放置滴灌管进行淋溶，在种植平台两侧插入渗漏管；渗漏管为PVC管，长度50cm直径为5cm，插入深度40cm，插入位置为压实层上部，淋溶管间距500cm。然后在淋溶沟种植蕹菜、千屈菜，在种植平台上种植花生。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种干湿组合种植的重金属污染土壤原位淋洗修复方法，其特征在于：在污染土壤开挖淋溶沟，挖出土壤堆积到淋溶沟两侧平铺形成种植台；淋溶沟种植湿地植物，用于吸收淋溶下来的土壤污染物；种植台起垄种植旱地作物，进行作物安全种植；具体的方法步骤为：
(1)根据污染土壤的土层深度、地形条件、污染种类和污染程度，设计确定淋溶沟和种植台位置和尺寸；
(2)将种植台表面原有土壤通过压道机强力压实，形成压实层；
(3)挖掘淋溶沟，将挖掘土壤堆砌在种植台上，经过碎土、添加淋溶物料、均匀混合、平整、轻压、起垄工序，并在垄沟放置滴灌管进行淋溶，在种植台两侧插入渗漏管；
所述的种植台淋溶混合物料为细沙、泥炭和柠檬酸的混合物，混合物的体积比为细沙20-50份，泥炭49-79份，柠檬酸为1份；细沙和泥炭的颗粒直径为0.01cm-0.05cm；淋溶物料添加到土壤的比例为挖掘土壤体积的10%-20%；
(4)在淋溶沟种植湿生植物，在种植台种植作物；
(5)种植台上的土壤污染物去除后，将土回填到淋溶沟，然后在原种植台位置挖掘淋溶沟，重复以上工序进行土壤修复。
2.根据权利要求1的一种干湿组合种植的重金属污染土壤原位淋洗修复方法，其特征在于：所述的淋溶沟渠为倒梯形，挖掘深度为30cm-100cm，沟渠底部宽100cm-200cm，顶部宽200-400cm。
3.根据权利要求1的一种干湿组合种植的重金属污染土壤原位淋洗修复方法，其特征在于：所述的种植台为开挖淋溶沟的土壤堆积平铺形成，两个淋溶沟渠间的种植台宽度为400cm-800cm。
4.根据权利要求1的一种干湿组合种植的重金属污染土壤原位淋洗修复方法，其特征在于：所述的种植台两侧的渗漏管为PVC管，长度50cm直径为5cm，插入深度40cm，插入位置为压实层上部，渗漏管间隔距离为500cm。
5.根据权利要求1的一种干湿组合种植的重金属污染土壤原位淋洗修复方法，其特征在于：所述的淋溶沟种植的湿生植物为紫云英、苜蓿、蕹菜、香蒲、千屈菜、灯芯草的一种或多种。
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