CN109392345A - 一种提高土壤增渗去污性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高土壤增渗去污性能的方法，针对重金属污染，以有机废弃物作为去污剂，针对TP污染，以无机材料作为去污剂，针对COD污染，以土壤结构改良剂作为去污剂，其中，有机废弃物占待处理土壤的10%~30%体积含量，无机材料占待处理土壤的10%~50%体积含量，土壤结构改良剂以0.05g/kg~0.4g/kg的施用浓度混在待处理土壤中；钻取路面10~15cm深度的待处理土壤，并进行自然风干处理；将所述去污剂与风干后的待处理土壤投入容器中，搅拌15min以上，随后将该土壤回填至地面10~15cm深度，并对地表进行压实处理。本发明增强了土壤渗透能力，降低了地表径流、缓解了城市洪涝灾害，缓解了水环境恶化，增强了土壤的去污能力，提高了土壤的质量。

Description

一种提高土壤增渗去污性能的方法
技术领域
本发明属于土壤性能改良技术领域，具体涉及一种提高土壤增渗去污性能的方法。
背景技术
土壤渗透性能是评价土壤水文功能的重要指标，是表征土壤入渗快慢的物理参数，同时也是影响土壤侵蚀的重要因素。而工厂废气和汽车尾气的排放、农药化肥的过度使用、城市垃圾的堆积，造成了土壤的质量下降、水环境恶化。因此增强土壤增渗去污性能，有利于降低地表径流、缓解水环境恶化、提高土壤质量等。
目前改良土壤性能的改良剂不多，主要有沸石、膨润土、丛枝菌根等单一的土壤改良剂及复合改良剂。但是这些改良剂成本高、操作不方便，难以推广。而秸秆、谷壳、砂、陶砂、聚丙烯酰胺（PAM）这些材料均较为经济实用、使用方便；提高了土壤的通透性，增强土壤的渗透和去污性能。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的不足，提出一种提高土壤增渗去污性能的方法。
本发明的目的是这样实现的，一种提高土壤增渗去污性能的方法，针对重金属污染，以有机废弃物作为去污剂，针对TP污染，以无机材料作为去污剂，针对COD污染，以土壤结构改良剂作为去污剂，包括以下步骤：
步骤（1），称取有机废弃物或无机材料或土壤结构改良剂，其中，有机废弃物占待处理土壤的10%~30%体积含量，无机材料占待处理土壤的10%~50%体积含量，土壤结构改良剂以0.05g/kg~0.4g/kg的施用浓度混在待处理土壤中；
步骤（2），钻取路面10~15cm深度的待处理土壤，并进行自然风干处理；
步骤（3），将步骤（1）的有机废弃物或无机材料或土壤结构改良剂与风干后的待处理土壤投入搅拌桶中，使用自动搅拌机搅拌15min，以保证增渗去污材料与待处理土壤混合度达到稳定状态，随后将掺杂了增渗去污材料的土壤回填至地面10~15cm深度处，并对地表进行压实处理。
进一步的，步骤（1）中，所述有机废弃物采用秸秆或谷壳，其中秸秆容重为100~150kg/m3，谷壳容重为100~140kg/m3；所述无机材料采用砂或陶砂，其中砂容重为1500~2000kg/m3，陶砂容重为480~600kg/m3；所述土壤结构改良剂采用阴离子型聚丙烯酰胺。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）回收利用了废弃物，一定程度上减轻了环境污染。
（2）增强土壤渗透能力，降低了地表径流、缓解了城市洪涝灾害。
（3）缓解了水环境恶化，增强了土壤的去污能力，提高了土壤的质量。
附图说明
图1为100%砂质壤土、90%砂质壤土+10%秸秆、80%砂质壤土+20%秸秆、75%砂质壤土+25%秸秆的渗透系数测定结果。
图2为100%砂质壤土、90%砂质壤土+10%谷壳、80%砂质壤土+20%谷壳、75%砂质壤土+25%谷壳的渗透系数测定结果。
图3为100%砂质壤土、90%砂质壤土+10%砂、80%砂质壤土+20%砂、60%砂质壤土+40%砂的渗透系数测定结果。
图4为100%砂质壤土、90%砂质壤土+10%陶砂、80%砂质壤土+20%陶砂、60%砂质壤土+40%陶砂的渗透系数测定结果。
图5为100%砂质壤土、100%砂质壤土+0.05g/kgPAM、100%砂质壤土+0.1g/kgPAM、100%砂质壤土+0.2g/kgPAM、100%砂质壤土+0.3g/kgPAM的渗透系数测定结果。
图6为75%砂质壤土+25%秸秆、75%砂质壤土+25%谷壳、60%砂质壤土+40%砂、60%砂质壤土+40%陶砂、100%砂质壤土+0.1g/kg PAM对COD的去除结果。
图7为75%砂质壤土+25%秸秆、75%砂质壤土+25%谷壳、60%砂质壤土+40%砂、60%砂质壤土+40%陶砂、100%砂质壤土+0.1g/kg PAM对TN的去除结果。
图8为75%砂质壤土+25%秸秆、75%砂质壤土+25%谷壳、60%砂质壤土+40%砂、60%砂质壤土+40%陶砂、100%砂质壤土+0.1g/kg PAM对TP的去除结果。
图9为75%砂质壤土+25%秸秆、75%砂质壤土+25%谷壳、60%砂质壤土+40%砂、60%砂质壤土+40%陶砂、100%砂质壤土+0.1g/kg PAM对Zn的去除结果。
图10为75%砂质壤土+25%秸秆、75%砂质壤土+25%谷壳、60%砂质壤土+40%砂、60%砂质壤土+40%陶砂、100%砂质壤土+0.1g/kg PAM对Pb的去除结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，具体阐述本发明。
一种提高土壤增渗去污性能的方法，包括以下步骤：
步骤（1），称取有机废弃物或无机材料或土壤结构改良剂，其中有机废弃物在土壤中所占体积比为10%~30%，无机材料在土壤中所占体积比为10%~50%，土壤结构改良剂以0.05g/kg~0.4g/kg的施用浓度混在土中，本发明，提高土壤增渗去污性能的改良剂种类多样、方便使用，分为有机废弃物、无机材料、土壤结构改良剂三种。
步骤（2），钻取路面10~15cm深度的土壤，并进行自然风干处理。
步骤（3），将步骤（1）、（2）准备好的有机废弃物或无机材料或土壤结构改良剂与风干后的土壤投入搅拌桶中，使用自动搅拌机搅拌10min，以保证增渗去污材料与土壤混合度达到稳定状态，随后将掺加了增渗去污材料的土壤回填至地面10~15cm深度处，并对地表进行压实处理。
实施例1
本例选用秸秆、谷壳、砂、陶砂、PAM作为改良剂，具体包括以下步骤：
取适量的16份砂质壤土，分别投入占总体积10%、20%、25%的秸秆；占总体积10%、20%、25%的谷壳；占总体积10%、20%、40%的砂；占总体积10%、20%、40%的陶砂；施用浓度为0.05g/kg、0.1g/kg、0.2g/kg、0.3g/kg的PAM（阴离子为1000万分子量）。
使用自动搅拌机搅拌10min，使增渗去污材料与土壤均匀混在一起，将拌匀的土样倒入待测容器中，并压实至10cm，随后利用渗透系数测试仪进行测试，设计水头为30cm，并记录下1、5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180min的出水量，利用渗透系数公式进行计算，式中：为渗透系数，为出水量，为试件厚度，为试件表面积，为水头差，为时间。
试验结果如下所示：
图1为100%砂质壤土、90%砂质壤土+10%秸秆、80%砂质壤土+20%秸秆、75%砂质壤土+25%秸秆的渗透系数测定结果。
图2为100%砂质壤土、90%砂质壤土+10%谷壳、80%砂质壤土+20%谷壳、75%砂质壤土+25%谷壳的渗透系数测定结果。
图3为100%砂质壤土、90%砂质壤土+10%砂、80%砂质壤土+20%砂、60%砂质壤土+40%砂的渗透系数测定结果。
图4为100%砂质壤土、90%砂质壤土+10%陶砂、80%砂质壤土+20%陶砂、60%砂质壤土+40%陶砂的渗透系数测定结果。
图5为100%砂质壤土、100%砂质壤土+0.05g/kgPAM、100%砂质壤土+0.1g/kgPAM、100%砂质壤土+0.2g/kgPAM、100%砂质壤土+0.3g/kgPAM的渗透系数测定结果。
试验结果表明：掺加秸秆、谷壳、砂、陶砂、PAM均能提高土壤的渗透能力，其中掺加总体积25%秸秆、25%谷壳、40%砂、40%陶砂或施用0.1g/kgPAM为各自范围内最佳。
随后进行土壤去污试验，利用掺加总体积25%秸秆、25%谷壳、40%砂、40%陶砂或施用0.1g/kgPAM的砂质壤土进行试验，将配置好的雨水试样搅拌均匀后倒入径流水样输入桶中，开启供水阀门，进行去污试验，试验结束后，打开取样阀门，采集适量经过净化介质的径流水样，供污染物含量测试。
试验结果如下所示：
图6为75%砂质壤土+25%秸秆、75%砂质壤土+25%谷壳、60%砂质壤土+40%砂、60%砂质壤土+40%陶砂、100%砂质壤土+0.1g/kg PAM对COD的去除结果。
图7为75%砂质壤土+25%秸秆、75%砂质壤土+25%谷壳、60%砂质壤土+40%砂、60%砂质壤土+40%陶砂、100%砂质壤土+0.1g/kg PAM对TN的去除结果。
图8为75%砂质壤土+25%秸秆、75%砂质壤土+25%谷壳、60%砂质壤土+40%砂、60%砂质壤土+40%陶砂、100%砂质壤土+0.1g/kg PAM对TP的去除结果。
图9为75%砂质壤土+25%秸秆、75%砂质壤土+25%谷壳、60%砂质壤土+40%砂、60%砂质壤土+40%陶砂、100%砂质壤土+0.1g/kg PAM对Zn的去除结果。
图10为75%砂质壤土+25%秸秆、75%砂质壤土+25%谷壳、60%砂质壤土+40%砂、60%砂质壤土+40%陶砂、100%砂质壤土+0.1g/kg PAM对Pb的去除结果。
试验结果表明：掺加总体积25%秸秆、25%谷壳对Zn、Pb的去除效果好，掺加总体积40%砂或施用0.1g/kg PAM对TP（总磷）的去除效果好，掺加总体积40%陶砂对COD的去除效果好。因此建议在重金属污染较严重的路面，采用秸秆、谷壳进行改良，在TP含量较高的路面，采用砂、PAM进行改良，在COD污染较严重的路面，采用陶砂进行改良。
综上，不同改良剂秸秆、谷壳、砂、陶粒、聚丙烯酰胺（PAM），可以回收利用废弃物，一定程度上减轻了环境污染；增强土壤渗透能力，降低了地表径流、缓解了城市洪涝灾害；缓解了水环境恶化，增强了土壤的去污能力，提高了土壤的质量。

Claims (8)

1.一种提高土壤增渗去污性能的方法，其特征在于，针对重金属污染，以有机废弃物作为去污剂，针对TP污染，以无机材料作为去污剂，针对COD污染，以土壤结构改良剂作为去污剂，包括以下步骤：
步骤（1），称取有机废弃物或无机材料或土壤结构改良剂，其中，有机废弃物占待处理土壤的10%~30%体积含量，无机材料占待处理土壤的10%~50%体积含量，土壤结构改良剂以0.05g/kg~0.4g/kg的施用浓度混在待处理土壤中；
步骤（2），钻取路面10~15cm深度的待处理土壤，并进行自然风干处理；
步骤（3），将所述去污剂与风干后的待处理土壤投入容器中，搅拌15min以上，随后将该土壤回填至地面10~15cm深度，并对地表进行压实处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，有机废弃物采用秸秆或谷壳。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，秸秆容重为100~150kg/m3。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，谷壳容重为100~140kg/m3。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，无机材料采用砂或陶砂。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，砂容重为1500~2000kg/m3。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，陶砂容重为480~600kg/m3。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，土壤结构改良剂采用阴离子型聚丙烯酰胺。
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