CN110665954B - 一种重金属污染土壤的原位修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重金属污染土壤的原位修复方法,包括:当年的2‑3月,在待修复地块上喷播草籽;6月,除去草的茎叶部分,保留根部;7月上中旬,投施腐熟肥料I后浅耕;7月下旬,间种豆科植物和玉米;8月,投入腐熟肥料II;11月,除去豆科植物和玉米的茎叶部分,保留根部;12月‑次年1月,投施腐熟肥料III,深耕;3月,条播侧柏;第3年3月‑4月,带土移除相对粗壮的侧柏苗;在待修复地块就地取土后向其中均匀掺入重金属固化剂和同步粉碎的剩余侧柏苗后再均匀洒在被取土地块上;将带土移除的相对粗壮的侧柏苗移植回覆有新土的地块上并投入蚯蚓。本发明方法能够在吸附稳定重金属的同时修复土壤的内在生态环境,提高土壤肥力。
Description
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域,特别涉及一种重金属污染土壤的原位修复方法。
背景技术
重金属污染是当今土壤污染中污染面积最广、危害最大的环境问题之一。土壤重金属污染源主要包括化工、电镀、电子和制革等工业产生的″三废″的排放,矿山的开采和冶炼,化肥和农药的施用,城市生活垃圾的排放,污水灌溉和污泥农用等。重金属不能被微生物降解,是环境长期、潜在的污染物,容易对土壤生态结构和功能稳定性的影响,会对植物和人体健康产生一定的危害。目前对重金属污染的处理多采用化学修复剂或移除表层重金属污染土壤,见效快,但是均容易造成二次污染。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种环保型重金属污染土壤的原位修复方法,其旨在吸附稳定重金属的同时修复土壤的内在生态环境,改善土壤结构,提高土壤肥力。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种重金属污染土壤的原位修复方法,包括以下步骤:
当年的2-3月,在待修复地块的上层土壤上喷播草籽后喷淋水,水的喷淋量为深度10cm内的土壤层中的含水量为土壤最大含水量的38-45%;
当年的6月,除去草的茎叶部分,保留根部;
当年的7月上旬-中旬,向所述待修复地块的地表投施腐熟肥料I后浅耕至少10cm;
当年的7月下旬,在所述待修复地块间种豆类作物和玉米后喷淋水,水的喷淋量为深度10cm以内的土壤层中的含水量为土壤最大含水量的50-60%,相邻豆类作物和玉米之间的行距至少为30cm,相邻豆类作物的行宽与玉米的行宽的比例为1∶2-4;
当年的8月,向所述待修复地块内投入腐熟肥料II并喷淋水,水的喷淋量为深度至少为10cm的土壤中的含水量为土壤最大含水量的30-40%;
当年的11月,除去豆类作物和玉米的茎叶部分,保留根部;
当年的12月-次年1月,向所述待修复地块的地表投施腐熟肥料III,深耕土壤至少30cm;
次年3月,在所述待修复地块上条播侧柏,条间距至少为30cm,条宽至少为20em;
侧柏田间管理至第3年3月-4月,带土移除相对粗壮的40-50%侧柏苗;
采用粉碎混合装置在所述待修复地块内自其一侧依次逐块取土并同步覆土处理,取土并覆土处理的具体过程为:采用粉碎混合装置在所述待修复地块内通过车体匀速移动,在移动过程中,调整所述取土组件依次就地取土后,再通过加料桶向进入混合桶内的取得的土中均匀掺入重金属固化剂成为新土,其中,在取土过程中通过植被收取粉碎组件连同剩余侧柏苗进行同步粉碎处理,之后将粉碎处理的侧柏苗与所述新土在混合桶内混匀处理,之后再经覆土仓均匀洒在被取土的所述待修复地块上;
将带土移除的相对粗壮的40-50%侧柏苗重新移植回覆有新土的所述待修复地块上,并喷淋水,水的喷淋量为深度至少为10cm的土壤中的含水量为土壤最大含水量的40-45%:
向所述待修复地块内投入蚯蚓,投入量为8-12条/m3,
其中,所述粉碎混合装置包括:
车体,其上设置有一壳体,所述壳体内形成一容纳腔;
植被收取粉碎组件,其设置在靠近所述壳体的前端的第一侧壁处,且所述植被收取粉碎组件包括相互衔接设置的收取部和粉碎部,所述收取部的后端铰接设置在所述第一侧壁的外侧,所述收取部的前端包括上下排布的第一收取体和第二收取体,所述第二收取体的前端在水平方向上呈展开的叉状结构,所述收取部通过第一伸缩杆以铰接点为圆心在一定角度内可上下往复移动的设置,以使得所述第二收取体的前端部分插入所述车体行进方向的前方的土壤层内,所述第一收取体的最低点高于所述车体行进方向的前方的土壤层的上表面:第一收取体横向设置在所述第二收取体上,且第一收取体和第二收取体的前端近平齐设置,且第一收取体和第二收取体之间的垂直距离不超过20cm;所述第一收取体至少包括相互平行且同向旋转设置的一对收割机滚筒,该对收割机滚筒自所述第二收取体的尾端向所述第二收取体的前端的延伸方向同步旋转设置;粉碎部,其倾斜设置在所述壳体内,且所述粉碎部包括至少一个螺旋破碎机,所述粉碎部与所述收取部的衔接处贯通所述第一侧壁设置,以自收取部向粉碎部内形成一倾斜的物料输送通道;
取土组件,其倾斜设置在靠近所述壳体的底部处,且在所述车体的行进方向上,所述取土组件位于所述植被粉碎组件的后侧;所述取土组件包括首尾衔接设置的取土体和螺旋输送体,所述取土体为一底面呈三角形的开口向上的容纳槽,且与所述螺旋输送体衔接的所述取土体的相对较小端还通过第二伸缩杆铰接设置在所述壳体的底部的下表面上,所述取土体的相对较大端向车体的行进方向延伸设置,且所述取土体以铰接点为圆心在一定角度内可上下往复移动的设置,以使得所述容纳槽的前端部分插入所述车体行进方向的所述车体的底部的土壤层内;螺旋输送体,其倾斜设置在所述壳体内,且所述螺旋输送体的下端贯穿所述壳体的底部和所述车体的底部延伸至所述取土体的相对较小端处,以自取土体向螺旋输送体内形成一贯通的土壤输送通道;
混合桶,其为一开口向上的桶体,所述混合桶设置在所述壳体内,且所述粉碎部的上端的出料口I和螺旋输送体的上端的出土口II延伸至所述混合桶的开口内;搅拌器,其设置在所述混合桶内;
加料桶,其内容纳有重金属固化剂,且所述加料桶的出料口III延伸至所述混合桶的开口,定量向所述混合桶内加入重金属固化剂;
覆土仓,其为一扁平化的漏斗结构,且扁平化的漏斗结构的小口贯通所述壳体的后端的侧壁并连通至所述混合桶的底部,扁平化的漏斗结构的大口朝向所述车体的后方的土壤层,且扁平化的漏斗结构的大口的长径与地面平行;以及
驱动部,其用于分别驱动所述车体、植被收取粉碎组件、取土组件、搅拌器和加料桶。
优选的是,所述草籽为百喜草、早熟禾、高羊茅、黑麦草、紫羊茅中的一种或几种的混合草籽。
优选的是,所述腐熟肥料I和所述腐熟肥料II均为颗粒肥料,按重量份数计,所述腐熟肥料I包括以下组分:
生物有机肥30-40份、稻壳10-15份、干塘泥5-10份、壤土15-20份、20-40目沸石3-8份、粒径小于2mm的颗粒活性炭6-9份以及水10-14份;
按重量份数计,所述腐熟肥料II包括以下组分:
生物有机肥10-20份、厨余10-15份、甘蔗渣10-15份、干塘泥10-15份、贝壳粉1-5份、硅藻土2-5份、粘土3-8份、40-60目沸石5-10份、粒径小于4mm的颗粒活性炭4-6份以及水8-12份。
优选的是,所述腐熟肥料I的制备方法具体为:
按重量份数计,将30-40份生物有机肥、10-15份稻壳和5-10份干塘泥混合均匀的混合肥I,在混合过程中将10-14份水均匀喷洒入混合肥I中;
将所述混合肥I密闭堆肥发酵45-55天获得初发酵肥I,在堆肥期间,每隔7-9天翻肥一次;
向所述初发酵肥中混入15-20份壤土,再密闭发酵20-30天后获得二次发酵肥I;
将二次发酵肥I翻肥一次后,向二次发酵肥I中放入蚯蚓,露天发酵15-25天获得三次发酵肥I;以及
将三次发酵肥I中的蚯蚓去除,并向其中掺入3-8份20-40目沸石和6-9份颗粒活性炭堆肥发酵至少30天,之后造粒成粒径为13-18mm的腐熟肥料I,备用。
优选的是,所述腐熟肥料II的制备方法具体为:
按重量份数计,将10-20份生物有机肥、10-15份厨余、10-15份甘蔗渣和10-15份干塘泥混合均匀的混合肥,在混合过程中将6-8份水均匀喷洒入混合肥II中;
将所述混合肥II密闭堆肥发酵30-40天后获得初发酵肥II,堆肥期间,每隔8-10天翻肥一次;
向所述初发酵肥II中混入1-5份贝壳粉、2-5份硅藻土和3-8份粘土,再密闭发酵20-30天后获得二次发酵肥II;
将二次发酵肥II翻肥一次后,向二次发酵肥中放入蚯蚓,露天发酵15-25天获得三次发酵肥II,在翻肥过程中均匀喷洒入2-4份的水;以及
将三次发酵肥中的蚯蚓去除,并向其中掺入5-10份40-60目沸石、粒径小于4mm的颗粒活性炭4-6份堆肥发酵至少30天,之后造粒成25-35mm的腐熟肥料II,备用。
优选的是,所述腐熟肥料III为粉状肥料,按重量份数计,所述腐熟肥料III包括以下组分:
生物有机肥20-35份、粉碎的作物秸秆8-12份、粉碎的玉米芯4-6份、啤酒渣4-8份、干塘泥3-5份、壤土10-15份、贝壳粉1-5份、硅藻土2-5份、40-60目沸石5-10份、粒径小于5mm的颗粒活性炭10-15份以及水5-8份;
将以上组分混合堆肥发酵4-6个月获得所述腐熟肥料III,堆肥期间,每隔10-15天翻肥一次后。
优选的是,所述腐熟肥料I的投施量为30-50Kg/亩,所述腐熟肥料II的投施量为50-70Kg/亩,所述腐熟肥料III的投施量为70-100Kg/亩。
优选的是,所述腐熟肥料I的投施量为50Kg/亩,所述腐熟肥料II的投施量为60Kg/亩,所述腐熟肥料III的投施量为80Kg/亩。
优选的是,所述第二收取体的前端部分插入所述车体行进方向的前方的土壤层内的深度为5-10cm;
所述容纳槽的前端部分插入所述车体行进方向的所述车体的底部的土壤层内的深度为10-15cm。
优选的是,所述混合桶土壤混合吞吐量为100-200Kg/min;所述重金属固化剂的添加量为2-4Kg/min;
按重量份数计,所述重金属固化剂包括以下组分:
硅酸盐水泥3-5份、壳聚糖5-7份、沸石4-6份、活性炭3-5份、磷酸二氢钠1~2份以及生石灰1-2份。
本发明至少包括以下有益效果:
首先喷播草籽,用于对土壤的表层进行初步的植被覆盖,改善土壤地表的保水率;
草的茎叶部分中富集有重金属,被移除的同时会带走土壤中部分重金属,达到初步除去土壤重金属的目的,保留的根部进一步改善土壤表层的保水保肥力,去除重金属的同时改善土壤结构;
首次投施腐熟肥料I后进行浅耕,将腐熟肥料I与表层土壤及草根进行简单混合,在初步提升表层土壤肥力的同时,保持草的根部仍具有一定的生命力,维持表层土壤的透气和保水保肥效果;
在初步提升土壤肥力的基础上,在重金属污染土壤上种植豆类作物和玉米,可完全满足豆类作物和玉米生长需要,豆类作物和玉米均能够进一步富集重金属,降低重金属污染土壤中的重金属含量,并进一步改善土壤结构;豆类作物的根部可富集氮元素,为周围土壤及玉米生长提供氮肥,进一步提高土壤肥力;在重金属污染土壤中,重金属含量多少、水含量多少等均会影响植物的生长状况;
腐熟肥料II和水的补施,可促进豆类作物和玉米的快速生长;
向重金属污染土壤少量多次施用腐熟肥料,在保证豆科作物、玉米及草的正常生长需要外,也有效避免了腐熟肥料对土壤的二次污染,有效改善土壤结构;
条播侧柏,进一步通过木本植物富集重金属,进一步改善深层土壤结构,提高土壤保水保肥效果,最终使得重金属污染土壤得到完全改善;
粉碎混合装置可以实现原位快速的翻土、取土、粉碎、混合的一体式作业,降低劳动强度,节省人力物力;
均匀掺入重金属固化剂以稳定土壤中剩余重金属,长时期的保证土壤的修复效果;将剩余的侧柏苗粉碎后混入新土中可提高土壤的疏松度和透气度,也为土壤储备更多生物质,与移栽的侧柏苗共同涵养土壤水分,提高碳含量;
蚯蚓可辅助快速分解粉碎的侧柏等生物质,提高土壤肥力;
综上,本发明提供的所述环保型重金属污染土壤的原位修复方法,其旨在吸附稳定重金属的同时修复土壤的内在生态环境,改善土壤结构,提高土壤肥力。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中所述的重金属污染土壤的原位修复方法的流程示意图;
图2为本发明的一个实施例中所述粉碎混合装置的剖面结构示意图;
图3为本发明的一个实施例中所述第一收取部的俯视结构示意图;
图4为本发明的一个实施例中所述粉碎部的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
如图1所示,一种重金属污染土壤的原位修复方法,包括以下步骤:
当年的2月,在待修复地块的上层土壤上喷播草籽后喷淋水,水的喷淋量为深度10cm内的土壤层中的含水量为土壤最大含水量的38%;首先喷播草籽,用于对土壤的表层进行初步的植被覆盖,改善土壤地表的保水率;本方案中草籽为百喜草或早熟禾;
所述草籽为百喜草、早熟禾、高羊茅、黑麦草、紫羊茅中的一种或几种的混合草籽;
当年的6月,除去草的茎叶部分,保留根部;草的茎叶部分中富集有重金属,被移除的同时会带走土壤中部分重金属,达到初步除去土壤重金属的目的,保留的根部进一步改善土壤表层的保水保肥力,去除重金属的同时改善土壤结构;
当年的7月上旬,向所述待修复地块的地表投施腐熟肥料I后浅耕至少10cm;首次投施腐熟肥料I后进行浅耕,将腐熟肥料I与表层土壤及草根进行简单混合,在初步提升表层土壤肥力的同时,保持草的根部仍具有一定的生命力,维持表层土壤的透气和保水保肥效果;
当年的7月下旬,在所述待修复地块间种豆类作物和玉米后喷淋水,水的喷淋量为深度10cm以内的土壤层中的含水量为土壤最大含水量的50%,相邻豆类作物和玉米之间的行距至少为30cm,相邻豆类作物的行宽与玉米的行宽的比例为1∶2;在初步提升土壤肥力的基础上,在重金属污染土壤上种植豆类作物和玉米,可完全满足豆类作物和玉米生长需要,豆类作物和玉米均能够进一步富集重金属,降低重金属污染土壤中的重金属含量,并进一步改善土壤结构;豆类作物的根部可富集氮元素,为周围土壤及玉米生长提供氮肥,进一步提高土壤肥力;在重金属污染土壤中,重金属含量多少、水含量多少等均会影响植物的生长状况,在本方案中,选择采用豆类作物和玉米间种的方式进行重金属污染土壤的改良,可有效保证改良效果,避免因单一植物不能如期生长而影响土壤修复效果的情况发生。其中,豆类作物可以是大豆、花生、蚕豆、豌豆、赤豆、绿豆、豇豆、四季豆和扁豆中的一种或几种,在实际应用中,可根据地域进行选择。
当年的8月,向所述待修复地块内投入腐熟肥料II并喷淋水,水的喷淋量为深度至少为10cm的土壤中的含水量为土壤最大含水量的30%;腐熟肥料II和水的补施,可促进豆类作物和玉米的快速生长;
当年的11月,除去豆类作物和玉米的茎叶部分,保留根部;
当年的12月,向所述待修复地块的地表投施腐熟肥料III,深耕土壤至少30cm;上述各步骤中,向重金属污染土壤少量多次施用腐熟肥料,在保证豆科作物、玉米及草的正常生长需要外,也有效避免了腐熟肥料对土壤的二次污染,有效改善土壤结构。
次年3月,在所述待修复地块上条播侧柏,条间距为30cm,条宽为20cm;在上述对重金属污染土壤改善的基础上,条播侧柏,进一步通过木本植物富集重金属,进一步改善深层土壤结构,提高土壤保水保肥效果。最终使得重金属污染土壤得到完全改善。
侧柏田间管理至第3年3月,带土移除相对粗壮的40%侧柏苗;相对粗壮的40%侧柏苗长势良好,适应能力强,移栽后可有效保证成活率;
采用粉碎混合装置在所述待修复地块内自其一侧依次逐块取土并同步覆土处理,取土并覆土处理的具体过程为:采用粉碎混合装置在所述待修复地块内通过车体匀速移动,在移动过程中,调整所述取土组件依次就地取土后,再通过加料桶向进入混合桶内的取得的土中均匀掺入重金属固化剂成为新土,其中,在取土过程中通过植被收取粉碎组件连同剩余侧柏苗进行同步粉碎处理,之后将粉碎处理的侧柏苗与所述新土在混合桶内混匀处理,之后再经覆土仓均匀洒在被取土的所述待修复地块上;粉碎混合装置可以实现原位快速的翻土、取土、粉碎、混合的一体式作业,降低劳动强度,节省人力物力;
将带土移除的相对粗壮的40%侧柏苗重新移植回覆有新土的所述待修复地块上,并喷淋水,水的喷淋量为深度为10cm的土壤中的含水量为土壤最大含水量的40%;在上述改善的基础上,均匀掺入重金属固化剂以稳定土壤中剩余重金属,长时期的保证土壤的修复效果;将剩余的侧柏苗粉碎后混入新土中可提高土壤的疏松度和透气度,也为土壤储备更多生物质,与移栽的侧柏苗共同涵养土壤水分,提高碳含量。
向所述待修复地块内投入蚯蚓,投入量为8条/m3,蚯蚓可辅助快速分解粉碎的侧柏等生物质,提高土壤肥力;
上述步骤中应用的生物有机肥可以是鸡粪肥、猪粪肥、牛粪肥等人畜粪便;
其中,所述腐熟肥料I和所述腐熟肥料II均为颗粒肥料,按重量份数计,所述腐熟肥料I包括以下组分:
生物有机肥30份、稻壳10份、干塘泥5份、壤土15份、20目沸石3份、粒径小于2mm的颗粒活性炭6份以及水10份;
按重量份数计,所述腐熟肥料II包括以下组分:
生物有机肥10-份、厨余10份、甘蔗渣10份、干塘泥10份、贝壳粉1份、硅藻土2份、粘土3份、40目沸石5份、粒径小于4mm的颗粒活性炭4份以及水8份。
所述腐熟肥料I的制备方法具体为:
按重量份数计,将30份生物有机肥、10份稻壳和5份干塘泥混合均匀的混合肥I,在混合过程中将10份水均匀喷洒入混合肥I中;
将所述混合肥I密闭堆肥发酵45天获得初发酵肥I,在堆肥期间,每隔7天翻肥一次;
向所述初发酵肥中混入15份壤土,再密闭发酵20天后获得二次发酵肥I;
将二次发酵肥I翻肥一次后,向二次发酵肥I中放入蚯蚓,露天发酵15天获得三次发酵肥I;以及
将三次发酵肥I中的蚯蚓去除,并向其中掺入3份20目沸石和6份颗粒活性炭堆肥发酵至少30天,之后造粒成粒径为13mm的腐熟肥料I,备用。
所述腐熟肥料II的制备方法具体为:
按重量份数计,将10份生物有机肥、10份厨余、10份甘蔗渣和10份干塘泥混合均匀的混合肥,在混合过程中将6份水均匀喷洒入混合肥II中;
将所述混合肥II密闭堆肥发酵30天后获得初发酵肥II,堆肥期间,每隔8天翻肥一次;
向所述初发酵肥II中混入1份贝壳粉、2份硅藻土和3份粘土,再密闭发酵20天后获得二次发酵肥II;
将二次发酵肥II翻肥一次后,向二次发酵肥中放入蚯蚓,露天发酵15天获得三次发酵肥II,在翻肥过程中均匀喷洒入2份的水;以及
将三次发酵肥中的蚯蚓去除,并向其中掺入5份40目沸石、粒径小于4mm的颗粒活性炭4份堆肥发酵30天,之后造粒成25mm的腐熟肥料II,备用。
所述腐熟肥料III为粉状肥料,按重量份数计,所述腐熟肥料III包括以下组分:
生物有机肥20份、粉碎的作物秸秆8份、粉碎的玉米芯4份、啤酒渣4份、干塘泥3份、壤土10份、贝壳粉1份、硅藻土2份、40目沸石5份、粒径小于5mm的颗粒活性炭10份以及水5份;
将以上组分混合堆肥发酵4个月获得所述腐熟肥料III,堆肥期间,每隔10天翻肥一次后。
所述腐熟肥料I的投施量为30Kg/亩,所述腐熟肥料II的投施量为50Kg/亩,所述腐熟肥料III的投施量为70Kg/亩。
所述第二收取体的前端部分插入所述车体行进方向的前方的土壤层内的深度为5cm;
所述容纳槽的前端部分插入所述车体行进方向的所述车体的底部的土壤层内的深度为10cm。
所述混合桶土壤混合吞吐量为100Kg/min;所述重金属固化剂的添加量为2Kg/min;
按重量份数计,所述重金属固化剂包括以下组分:
硅酸盐水泥3份、壳聚糖5份、沸石4份、活性炭3份、磷酸二氢钠1份以及生石灰1份。
其中,如图2、图3和图4所示,所述粉碎混合装置包括:
车体10,其上设置有一壳体20,所述壳体内形成一容纳腔;车体用于支撑、固定并牵引壳体及其他装置,以同步完成取土、取植被、粉碎植被、混合等作业;车体一般至少包括两组轮体,带有发动机的牵引车头可设置在车体的前端,比如:农用拖拉机车头;或者带有发动机的推进式驾驶室设置在车体的后端,比如挖土机类的驾驶室,将通过推杆等结构连接至车体的后端;植被收取粉碎组件30,其设置在靠近所述壳体的前端的第一侧壁处,且所述植被收取粉碎组件包括相互衔接设置的收取部301和粉碎部302,所述收取部的后端铰接设置在所述第一侧壁201的外侧,所述收取部的前端包括上下排布的第一收取体3011和第二收取体3012,所述第二收取体的前端在水平方向上呈展开的叉状结构,叉状结构的每个叉杆的长度为40cm,相邻两个叉杆之间的距离为2cm、3cm或4cm;所述收取部通过第一伸缩杆以铰接点为圆心在一定角度内可上下往复移动的设置,以使得所述第二收取体的前端部分插入所述车体行进方向(附图1中箭头所示)的前方的土壤层内,所述第一收取体的最低点高于所述车体行进方向的前方的土壤层的上表面:第一伸缩杆303设置在所述收取部的下方,且第一伸缩杆的一端铰接设置在所述第一侧壁的外侧,第一伸缩杆的另一端铰接设置在所述第二收取体的下表面上,第一伸缩杆为电动伸缩杆,第一收取体横向设置在所述第二收取体上,且第一收取体和第二收取体的前端近平齐设置,且第一收取体和第二收取体之间的垂直距离不超过20cm;所述第一收取体至少包括相互平行且同向旋转设置的一对收割机滚筒,该对收割机滚筒自所述第二收取体的尾端向所述第二收取体的前端的延伸方向同步旋转设置;所述一组收割机滚筒的驱动轴的两端可通过电机同步驱动;粉碎部302,其倾斜设置在所述壳体内,且所述粉碎部包括至少一个螺旋破碎机,所述粉碎部与所述收取部的衔接处贯通所述第一侧壁设置,以自收取部向粉碎部内形成一倾斜的物料输送通道;第一伸缩杆为电动伸缩杆或液压伸缩杆;所述第二收取体的前端在水平方向上呈展开的叉状结构的宽度与所述车体的宽度相适应;螺旋破碎机可是单螺旋破碎机或双螺旋破碎机,在破碎的同时输送破碎的侧柏苗;取土组件40,其倾斜设置在靠近所述壳体的底部处,且在所述车体的行进方向上,所述取土组件位于所述植被粉碎组件的后侧;所述取土组件包括首尾衔接设置的取土体401和螺旋输送体402,所述取土体为一底面呈三角形的开口向上的容纳槽,且与所述螺旋输送体衔接的所述取土体的相对较小端还通过第二伸缩杆403铰接设置在所述壳体的底部的下表面上,所述取土体的相对较大端向车体的行进方向延伸设置,且所述取土体以铰接点为圆心在一定角度内可上下往复移动的设置,以使得所述容纳槽的前端部分插入所述车体行进方向的所述车体的底部的土壤层内;第二伸缩杆的底座和前端均铰接设置,以配合所述取土体的上下往复移动;螺旋输送体,其倾斜设置在所述壳体内,且所述螺旋输送体的下端贯穿所述壳体的底部和所述车体的底部延伸至所述取土体的相对较小端处,以自取土体向螺旋输送体内形成一贯通的土壤输送通道;所述取土体的相对较大端的宽度与所述车体的宽度相适应;为了螺旋输送体的下端方便取土,可以在螺旋输送体的下端设置一桶体,且桶体的底部略低于所述容纳槽的上端,以在容纳槽与所述螺旋输送体的衔接处形成一U形的缓冲区,使得土首先在重力作用下集中在桶体内,之后经螺旋输送体取土后向上输送;
混合桶50,其为一开口向上的桶体,所述混合桶设置在所述壳体内,且所述粉碎部的上端的出料口I 3031和螺旋输送体的上端的出土口II4021延伸至所述混合桶的开口内;搅拌器501,其设置在所述混合桶内;加料桶60,其内容纳有重金属固化剂,且所述加料桶的出料口III601延伸至所述混合桶的开口,定量向所述混合桶内加入重金属固化剂;覆土仓70,其为一扁平化的漏斗结构,且扁平化的漏斗结构的小口贯通所述壳体的后端的侧壁并连通至所述混合桶的底部,扁平化的漏斗结构的大口朝向所述车体的后方的土壤层,且扁平化的漏斗结构的大口的长径与地面平行;所述覆土仓的大口的宽度与所述车体的宽度相适应;且所述覆土仓的轴线、所述取土体的轴线和所述第二收取体的轴线处于同一平面,该平面与车体的底面垂直;以及驱动部,其用于分别驱动所述车体、植被收取粉碎组件、取土组件、搅拌器和加料桶。当第一伸缩杆收缩到一定长度时,带动收取部整体下降至一定高度,第二收取体可插入土壤内一定深度,此时随着车体的行进,第二收取体插入土壤内,通过前端在水平方向上呈展开的叉状结构可以将植被连根拔起,之后经由所述第一收取部旋转送入粉碎部进行粉碎处理,粉碎部为一螺旋破碎机或者两个并排设置的螺旋破碎机,在粉碎的同时将粉碎后的植被碎屑送到混合桶内;靠近衔接处的收割机滚筒与容纳槽或者螺旋破碎机的底部的距离不能超过30cm,以保证植被被顺利卸下;此外,为了方便收取植被,可在螺旋破碎机与收取部的衔接处形成一容纳槽,容纳槽上设置一些刺状杆件3013,以快速自旋转的收割机滚筒上卸下植被,并进行粉碎和传输;第二伸缩杆为电动伸缩杆或液压伸缩杆,其设置在取土体的下方,第二伸缩杆的底座、驱动电机或液压缸铰接设置在车体的底部的下表面上,第二伸缩杆的前端铰接在取土体的下表面上,当第二伸缩杆伸缩时,带动取土体的前端升降至适宜高度后固定,以实现顺利取土;搅拌器设置在混合桶内,可以是带有不锈钢搅拌叶或螺旋状搅拌叶的搅拌杆,由电机驱动;加料桶可以是不锈钢加料材质、塑料材质等,加料桶的底部设置有加料管,加料管上设置有手动开关或电动开关,用于控制重金属固定剂的流量。
本实施例中,侧柏苗的移栽成活率为97.3%。
实施例2
如图1所示,一种重金属污染土壤的原位修复方法,包括以下步骤:
当年的2月中旬,在待修复地块的上层土壤上喷播草籽后喷淋水,水的喷淋量为深度10cm内的土壤层中的含水量为土壤最大含水量的41%;首先喷播草籽,用于对土壤的表层进行初步的植被覆盖,改善土壤地表的保水率;本方案中草籽为百喜草或早熟禾;
所述草籽为百喜草、早熟禾、高羊茅、黑麦草、紫羊茅中的一种或几种的混合草籽;
当年的6月,除去草的茎叶部分,保留根部;草的茎叶部分中富集有重金属,被移除的同时会带走土壤中部分重金属,达到初步除去土壤重金属的目的,保留的根部进一步改善土壤表层的保水保肥力,去除重金属的同时改善土壤结构;
当年的7月上旬-中旬,向所述待修复地块的地表投施腐熟肥料I后浅耕至少10cm;首次投施腐熟肥料I后进行浅耕,将腐熟肥料I与表层土壤及草根进行简单混合,在初步提升表层土壤肥力的同时,保持草的根部仍具有一定的生命力,维持表层土壤的透气和保水保肥效果;
当年的7月下旬,在所述待修复地块间种豆类作物和玉米后喷淋水,水的喷淋量为深度10cm以内的土壤层中的含水量为土壤最大含水量的55%,相邻豆类作物和玉米之间的行距为40cm,相邻豆类作物的行宽与玉米的行宽的比例为1∶3;在初步提升土壤肥力的基础上,在重金属污染土壤上种植豆类作物和玉米,可完全满足豆类作物和玉米生长需要,豆类作物和玉米均能够进一步富集重金属,降低重金属污染土壤中的重金属含量,并进一步改善土壤结构;豆类作物的根部可富集氮元素,为周围土壤及玉米生长提供氮肥,进一步提高土壤肥力;在重金属污染土壤中,重金属含量多少、水含量多少等均会影响植物的生长状况,在本方案中,选择采用豆类作物和玉米间种的方式进行重金属污染土壤的改良,可有效保证改良效果,避免因单一植物不能如期生长而影响土壤修复效果的情况发生。其中,豆类作物可以是大豆、花生、蚕豆、豌豆、赤豆、绿豆、豇豆、四季豆和扁豆中的一种或几种,在实际应用中,可根据地域进行选择。
当年的8月,向所述待修复地块内投入腐熟肥料II并喷淋水,水的喷淋量为深度13cm的土壤中的含水量为土壤最大含水量的35%;腐熟肥料II和水的补施,可促进豆类作物和玉米的快速生长;
当年的11月,除去豆类作物和玉米的茎叶部分,保留根部;
当年的12月-次年1月,向所述待修复地块的地表投施腐熟肥料III,深耕土壤35cm;上述各步骤中,向重金属污染土壤少量多次施用腐熟肥料,在保证豆科作物、玉米及草的正常生长需要外,也有效避免了腐熟肥料对土壤的二次污染,有效改善土壤结构。
次年3月,在所述待修复地块上条播侧柏,条间距为35cm,条宽为30cm;在上述对重金属污染土壤改善的基础上,条播侧柏,进一步通过木本植物富集重金属,进一步改善深层土壤结构,提高土壤保水保肥效果。最终使得重金属污染土壤得到完全改善。
侧柏田间管理至第3年3月下旬,带土移除相对粗壮的45%侧柏苗;相对粗壮的45%侧柏苗长势良好,适应能力强,移栽后可有效保证成活率;
采用粉碎混合装置在所述待修复地块内自其一侧依次逐块取土并同步覆土处理,取土并覆土处理的具体过程为:采用粉碎混合装置在所述待修复地块内通过车体匀速移动,在移动过程中,调整所述取土组件依次就地取土后,再通过加料桶向进入混合桶内的取得的土中均匀掺入重金属固化剂成为新土,其中,在取土过程中通过植被收取粉碎组件连同剩余侧柏苗进行同步粉碎处理,之后将粉碎处理的侧柏苗与所述新土在混合桶内混匀处理,之后再经覆土仓均匀洒在被取土的所述待修复地块上;粉碎混合装置可以实现原位快速的翻土、取土、粉碎、混合的一体式作业,降低劳动强度,节省人力物力;
将带土移除的相对粗壮的45%侧柏苗重新移植回覆有新土的所述待修复地块上,并喷淋水,水的喷淋量为深度为15cm的土壤中的含水量为土壤最大含水量的43%;在上述改善的基础上,均匀掺入重金属固化剂以稳定土壤中剩余重金属,长时期的保证土壤的修复效果;将剩余的侧柏苗粉碎后混入新土中可提高土壤的疏松度和透气度,也为土壤储备更多生物质,与移栽的侧柏苗共同涵养土壤水分,提高碳含量。
向所述待修复地块内投入蚯蚓,投入量为10条/m3,蚯蚓可辅助快速分解粉碎的侧柏等生物质,提高土壤肥力;
其中,所述粉碎混合装置具体参见实施例1;
所述腐熟肥料I和所述腐熟肥料II均为颗粒肥料,按重量份数计,所述腐熟肥料I包括以下组分:
生物有机肥35份、稻壳13份、干塘泥7份、壤土17份、30目沸石5份、粒径小于2mm的颗粒活性炭7份以及水12份;
按重量份数计,所述腐熟肥料II包括以下组分:
生物有机肥15份、厨余13份、甘蔗渣13份、干塘泥13份、贝壳粉3份、硅藻土4份、粘土6份、50目沸石7份、粒径小于4mm的颗粒活性炭5份以及水10份。
所述腐熟肥料I的制备方法具体为:
按重量份数计,将35份生物有机肥、13份稻壳和7份干塘泥混合均匀的混合肥I,在混合过程中将12份水均匀喷洒入混合肥I中;
将所述混合肥I密闭堆肥发酵50天获得初发酵肥I,在堆肥期间,每隔8天翻肥一次;
向所述初发酵肥中混入17份壤土,再密闭发酵25天后获得二次发酵肥I;
将二次发酵肥I翻肥一次后,向二次发酵肥I中放入蚯蚓,露天发酵20天获得三次发酵肥I;以及
将三次发酵肥I中的蚯蚓去除,并向其中掺入5份30目沸石和7份颗粒活性炭堆肥发酵35天,之后造粒成粒径为16mm的腐熟肥料I,备用。
所述腐熟肥料II的制备方法具体为:
按重量份数计,将15份生物有机肥、13份厨余、13份甘蔗渣和13份干塘泥混合均匀的混合肥,在混合过程中将7份水均匀喷洒入混合肥II中;
将所述混合肥II密闭堆肥发酵30-40天后获得初发酵肥II,堆肥期间,每隔8-10天翻肥一次;
向所述初发酵肥II中混入1-5份贝壳粉、2-5份硅藻土和3-8份粘土,再密闭发酵20-30天后获得二次发酵肥II;
将二次发酵肥II翻肥一次后,向二次发酵肥中放入蚯蚓,露天发酵15-25天获得三次发酵肥II,在翻肥过程中均匀喷洒入3份的水;以及
将三次发酵肥中的蚯蚓去除,并向其中掺入7份50目沸石、粒径小于4mm的颗粒活性炭5份堆肥发酵35天,之后造粒成35mm的腐熟肥料II,备用。
所述腐熟肥料III为粉状肥料,按重量份数计,所述腐熟肥料III包括以下组分:
生物有机肥27份、粉碎的作物秸秆10份、粉碎的玉米芯5份、啤酒渣6份、干塘泥4份、壤土13份、贝壳粉3份、硅藻土4份、50目沸石7份、粒径小于5mm的颗粒活性炭13份以及水6份;
将以上组分混合堆肥发酵5个月获得所述腐熟肥料III,堆肥期间,每隔13天翻肥一次后。
所述腐熟肥料I的投施量为40Kg/亩,所述腐熟肥料II的投施量为60Kg/亩,所述腐熟肥料III的投施量为85Kg/亩。
所述第二收取体的前端部分插入所述车体行进方向的前方的土壤层内的深度为7cm;
所述容纳槽的前端部分插入所述车体行进方向的所述车体的底部的土壤层内的深度为13cm。
所述混合桶土壤混合吞吐量为150Kg/min;所述重金属固化剂的添加量为3Kg/min;
按重量份数计,所述重金属固化剂包括以下组分:
硅酸盐水泥4份、壳聚糖6份、沸石5份、活性炭4份、磷酸二氢钠1.5份以及生石灰1.5份。
本实施例中,侧柏苗的移栽成活率为98.1%。
实施例3
如图1所示,一种重金属污染土壤的原位修复方法,包括以下步骤:
当年的3月,在待修复地块的上层土壤上喷播草籽后喷淋水,水的喷淋量为深度10cm内的土壤层中的含水量为土壤最大含水量的45%;首先喷播草籽,用于对土壤的表层进行初步的植被覆盖,改善土壤地表的保水率;本方案中草籽为百喜草或早熟禾;
所述草籽为百喜草、早熟禾、高羊茅、黑麦草、紫羊茅中的一种或几种的混合草籽;
当年的6月,除去草的茎叶部分,保留根部;草的茎叶部分中富集有重金属,被移除的同时会带走土壤中部分重金属,达到初步除去土壤重金属的目的,保留的根部进一步改善土壤表层的保水保肥力,去除重金属的同时改善土壤结构;
当年的7月上旬-中旬,向所述待修复地块的地表投施腐熟肥料I后浅耕18cm;首次投施腐熟肥料I后进行浅耕,将腐熟肥料I与表层土壤及草根进行简单混合,在初步提升表层土壤肥力的同时,保持草的根部仍具有一定的生命力,维持表层土壤的透气和保水保肥效果;
当年的7月下旬,在所述待修复地块间种豆类作物和玉米后喷淋水,水的喷淋量为深度10cm以内的土壤层中的含水量为土壤最大含水量的60%,相邻豆类作物和玉米之间的行距为40cm,相邻豆类作物的行宽与玉米的行宽的比例为1∶4;在初步提升土壤肥力的基础上,在重金属污染土壤上种植豆类作物和玉米,可完全满足豆类作物和玉米生长需要,豆类作物和玉米均能够进一步富集重金属,降低重金属污染土壤中的重金属含量,并进一步改善土壤结构;豆类作物的根部可富集氮元素,为周围土壤及玉米生长提供氮肥,进一步提高土壤肥力;在重金属污染土壤中,重金属含量多少、水含量多少等均会影响植物的生长状况,在本方案中,选择采用豆类作物和玉米间种的方式进行重金属污染土壤的改良,可有效保证改良效果,避免因单一植物不能如期生长而影响土壤修复效果的情况发生。其中,豆类作物可以是大豆、花生、蚕豆、豌豆、赤豆、绿豆、豇豆、四季豆和扁豆中的一种或几种,在实际应用中,可根据地域进行选择。
当年的8月,向所述待修复地块内投入腐熟肥料II并喷淋水,水的喷淋量为深度为20cm的土壤中的含水量为土壤最大含水量的40%;腐熟肥料II和水的补施,可促进豆类作物和玉米的快速生长;
当年的11月,除去豆类作物和玉米的茎叶部分,保留根部;
当年的12月-次年1月,向所述待修复地块的地表投施腐熟肥料III,深耕土壤40cm;上述各步骤中,向重金属污染土壤少量多次施用腐熟肥料,在保证豆科作物、玉米及草的正常生长需要外,也有效避免了腐熟肥料对土壤的二次污染,有效改善土壤结构。
次年3月,在所述待修复地块上条播侧柏,条间距为40cm,条宽为30cm;在上述对重金属污染土壤改善的基础上,条播侧柏,进一步通过木本植物富集重金属,进一步改善深层土壤结构,提高土壤保水保肥效果。最终使得重金属污染土壤得到完全改善。
侧柏田间管理至第3年4月,带土移除相对粗壮的50%侧柏苗;相对粗壮的50%侧柏苗长势良好,适应能力强,移栽后可有效保证成活率;
采用粉碎混合装置在所述待修复地块内自其一侧依次逐块取土并同步覆土处理,取土并覆土处理的具体过程为:采用粉碎混合装置在所述待修复地块内通过车体匀速移动,在移动过程中,调整所述取土组件依次就地取土后,再通过加料桶向进入混合桶内的取得的土中均匀掺入重金属固化剂成为新土,其中,在取土过程中通过植被收取粉碎组件连同剩余侧柏苗进行同步粉碎处理,之后将粉碎处理的侧柏苗与所述新土在混合桶内混匀处理,之后再经覆土仓均匀洒在被取土的所述待修复地块上;粉碎混合装置可以实现原位快速的翻土、取土、粉碎、混合的一体式作业,降低劳动强度,节省人力物力;
将带土移除的相对粗壮的50%侧柏苗重新移植回覆有新土的所述待修复地块上,并喷淋水,水的喷淋量为深度为20cm的土壤中的含水量为土壤最大含水量的45%;在上述改善的基础上,均匀掺入重金属固化剂以稳定土壤中剩余重金属,长时期的保证土壤的修复效果;将剩余的侧柏苗粉碎后混入新土中可提高土壤的疏松度和透气度,也为土壤储备更多生物质,与移栽的侧柏苗共同涵养土壤水分,提高碳含量。
向所述待修复地块内投入蚯蚓,投入量为12条/m3,蚯蚓可辅助快速分解粉碎的侧柏等生物质,提高土壤肥力;
其中,所述粉碎混合装置具体参见实施例1;
所述腐熟肥料I和所述腐熟肥料II均为颗粒肥料,按重量份数计,所述腐熟肥料I包括以下组分:
生物有机肥40份、稻壳15份、干塘泥10份、壤土20份、40目沸石8份、粒径小于2mm的颗粒活性炭9份以及水14份;
按重量份数计,所述腐熟肥料II包括以下组分:
生物有机肥20份、厨余15份、甘蔗渣15份、干塘泥15份、贝壳粉5份、硅藻土5份、粘土8份、60目沸石10份、粒径小于4mm的颗粒活性炭6份以及水12份。
所述腐熟肥料I的制备方法具体为:
按重量份数计,将40份生物有机肥、15份稻壳和10份干塘泥混合均匀的混合肥I,在混合过程中将14份水均匀喷洒入混合肥I中;
将所述混合肥I密闭堆肥发酵55天获得初发酵肥I,在堆肥期间,每隔9天翻肥一次;
向所述初发酵肥中混入20份壤土,再密闭发酵30天后获得二次发酵肥I;
将二次发酵肥I翻肥一次后,向二次发酵肥I中放入蚯蚓,露天发酵25天获得三次发酵肥I;以及
将三次发酵肥I中的蚯蚓去除,并向其中掺入8份40目沸石和9份颗粒活性炭堆肥发酵50天,之后造粒成粒径为18mm的腐熟肥料I,备用。
所述腐熟肥料II的制备方法具体为:
按重量份数计,将20份生物有机肥、15份厨余、15份甘蔗渣和15份干塘泥混合均匀的混合肥,在混合过程中将8份水均匀喷洒入混合肥II中;
将所述混合肥II密闭堆肥发酵40天后获得初发酵肥II,堆肥期间,每隔10天翻肥一次;
向所述初发酵肥II中混入5份贝壳粉、5份硅藻土和8份粘土,再密闭发酵30天后获得二次发酵肥II;
将二次发酵肥II翻肥一次后,向二次发酵肥中放入蚯蚓,露天发酵25天获得三次发酵肥II,在翻肥过程中均匀喷洒入4份的水;以及
将三次发酵肥中的蚯蚓去除,并向其中掺入10份60目沸石、粒径小于4mm的颗粒活性炭6份堆肥发酵45天,之后造粒成35mm的腐熟肥料II,备用。
所述腐熟肥料III为粉状肥料,按重量份数计,所述腐熟肥料III包括以下组分:
生物有机肥35份、粉碎的作物秸秆12份、粉碎的玉米芯6份、啤酒渣8份、干塘泥5份、壤土15份、贝壳粉5份、硅藻土5份、60目沸石10份、粒径小于5mm的颗粒活性炭15份以及水8份;
将以上组分混合堆肥发酵6个月获得所述腐熟肥料III,堆肥期间,每隔15天翻肥一次后。
所述腐熟肥料I的投施量为50Kg/亩,所述腐熟肥料II的投施量为70Kg/亩,所述腐熟肥料III的投施量为100Kg/亩。
所述第二收取体的前端部分插入所述车体行进方向的前方的土壤层内的深度为10cm;
所述容纳槽的前端部分插入所述车体行进方向的所述车体的底部的土壤层内的深度为15cm。
所述混合桶土壤混合吞吐量为200Kg/min;所述重金属固化剂的添加量为4Kg/min;
按重量份数计,所述重金属固化剂包括以下组分:
硅酸盐水泥5份、壳聚糖7份、沸石6份、活性炭5份、磷酸二氢钠2份以及生石灰2份。
本实施例中,侧柏苗的移栽成活率为98.7%。
应用上述实施例1-3的方法对由同一地块划分成的3块试验田进行重金属污染土壤的原位修复,并将改良后的重金属种类及含量检出结果(采用美国EPA的TCLP毒性浸出实验测定)作为实验组1、实验组2和实验组3,以上述地块改造前的重金属种类及含量作为对照组(采用美国EPA的TCLP毒性浸出实验测定);实验结果如下表1所示:
表1:
由上述表1可知,本发明提供的重金属污染土壤的原位修复方法能够有效降低土壤中重金属含量,促进土壤中各植被的生长,循序渐进的对重金属污染土壤进行原位修复,为后期种植作物提供优良种植基础。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种重金属污染土壤的原位修复方法,其特征在于,包括以下步骤:
当年的2-3月,在待修复地块的上层土壤上喷播草籽后喷淋水,水的喷淋量为深度10cm内的土壤层中的含水量为土壤最大含水量的38-45%;
当年的6月,除去草的茎叶部分,保留根部;
当年的7月上旬-中旬,向所述待修复地块的地表投施腐熟肥料I后浅耕至少10cm;
当年的7月下旬,在所述待修复地块间种豆类作物和玉米后喷淋水,水的喷淋量为深度10cm以内的土壤层中的含水量为土壤最大含水量的50-60%,相邻豆类作物和玉米之间的行距至少为30cm,相邻豆类作物的行宽与玉米的行宽的比例为1∶2-4;
当年的8月,向所述待修复地块内投入腐熟肥料II并喷淋水,水的喷淋量为深度至少为10cm的土壤中的含水量为土壤最大含水量的30-40%;
当年的11月,除去豆类作物和玉米的茎叶部分,保留根部;
当年的12月-次年1月,向所述待修复地块的地表投施腐熟肥料III,深耕土壤至少30cm;
次年3月,在所述待修复地块上条播侧柏,条间距至少为30cm,条宽至少为20cm;
侧柏田间管理至第3年3月-4月,带土移除相对粗壮的40-50%侧柏苗;
采用粉碎混合装置在所述待修复地块内自其一侧依次逐块取土并同步覆土处理,取土并覆土处理的具体过程为:采用粉碎混合装置在所述待修复地块内通过车体匀速移动,在移动过程中,调整取土组件依次就地取土后,再通过加料桶向进入混合桶内的取得的土中均匀掺入重金属固化剂成为新土,其中,在取土过程中通过植被收取粉碎组件连同剩余侧柏苗进行同步粉碎处理,之后将粉碎处理的侧柏苗与所述新土在混合桶内混匀处理,之后再经覆土仓均匀洒在被取土的所述待修复地块上;
将带土移除的相对粗壮的40-50%侧柏苗重新移植回覆有新土的所述待修复地块上,并喷淋水,水的喷淋量为深度至少为10cm的土壤中的含水量为土壤最大含水量的40-45%;
向所述待修复地块内投入蚯蚓,投入量为8-12条/m3;
其中,所述粉碎混合装置包括:
车体,其上设置有一壳体,所述壳体内形成一容纳腔;
植被收取粉碎组件,其设置在靠近所述壳体的前端的第一侧壁处,且所述植被收取粉碎组件包括相互衔接设置的收取部和粉碎部,所述收取部的后端铰接设置在所述第一侧壁的外侧,所述收取部的前端包括上下排布的第一收取体和第二收取体,所述第二收取体的前端在水平方向上呈展开的叉状结构,所述收取部通过第一伸缩杆以铰接点为圆心在一定角度内可上下往复移动的设置,以使得所述第二收取体的前端部分插入所述车体行进方向的前方的土壤层内,所述第一收取体的最低点高于所述车体行进方向的前方的土壤层的上表面:第一收取体横向设置在所述第二收取体上,且第一收取体和第二收取体的前端近平齐设置,且第一收取体和第二收取体之间的垂直距离不超过20cm;所述第一收取体至少包括相互平行且同向旋转设置的一对收割机滚筒,该对收割机滚筒自所述第二收取体的尾端向所述第二收取体的前端的延伸方向同步旋转设置;粉碎部,其倾斜设置在所述壳体内,且所述粉碎部包括至少一个螺旋破碎机,所述粉碎部与所述收取部的衔接处贯通所述第一侧壁设置,以自收取部向粉碎部内形成一倾斜的物料输送通道;
取土组件,其倾斜设置在靠近所述壳体的底部处,且在所述车体的行进方向上,所述取土组件位于所述植被粉碎组件的后侧;所述取土组件包括首尾衔接设置的取土体和螺旋输送体,所述取土体为一底面呈三角形的开口向上的容纳槽,且与所述螺旋输送体衔接的所述取土体的相对较小端还通过第二伸缩杆铰接设置在所述壳体的底部的下表面上,所述取土体的相对较大端向车体的行进方向延伸设置,且所述取土体以铰接点为圆心在一定角度内可上下往复移动的设置,以使得所述容纳槽的前端部分插入所述车体行进方向的所述车体的底部的土壤层内;螺旋输送体,其倾斜设置在所述壳体内,且所述螺旋输送体的下端贯穿所述壳体的底部和所述车体的底部延伸至所述取土体的相对较小端处,以自取土体向螺旋输送体内形成一贯通的土壤输送通道;
混合桶,其为一开口向上的桶体,所述混合桶设置在所述壳体内,且所述粉碎部的上端的出料口I和螺旋输送体的上端的出土口II延伸至所述混合桶的开口内;搅拌器,其设置在所述混合桶内;
加料桶,其内容纳有重金属固化剂,且所述加料桶的出料口III延伸至所述混合桶的开口,定量向所述混合桶内加入重金属固化剂;
覆土仓,其为一扁平化的漏斗结构,且扁平化的漏斗结构的小口贯通所述壳体的后端的侧壁并连通至所述混合桶的底部,扁平化的漏斗结构的大口朝向所述车体的后方的土壤层,且扁平化的漏斗结构的大口的长径与地面平行;以及
驱动部,其用于分别驱动所述车体、植被收取粉碎组件、取土组件、搅拌器和加料桶。
2.如权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法,其特征在于,所述草籽为百喜草、早熟禾、高羊茅、黑麦草、紫羊茅中的一种或几种的混合草籽。
3.如权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法,其特征在于,所述腐熟肥料I和所述腐熟肥料II均为颗粒肥料,按重量份数计,所述腐熟肥料I包括以下组分:
生物有机肥30-40份、稻壳10-15份、干塘泥5-10份、壤土15-20份、20-40目沸石3-8份、粒径小于2mm的颗粒活性炭6-9份以及水10-14份;
按重量份数计,所述腐熟肥料II包括以下组分:
生物有机肥10-20份、厨余10-15份、甘蔗渣10-15份、干塘泥10-15份、贝壳粉1-5份、硅藻土2-5份、粘土3-8份、40-60目沸石5-10份、粒径小于4mm的颗粒活性炭4-6份以及水8-12份。
4.如权利要求3所述的重金属污染土壤的原位修复方法,其特征在于,所述腐熟肥料I的制备方法具体为:
按重量份数计,将30-40份生物有机肥、10-15份稻壳和5-10份干塘泥混合均匀的混合肥I,在混合过程中将10-14份水均匀喷洒入混合肥I中;
将所述混合肥I密闭堆肥发酵45-55天获得初发酵肥I,在堆肥期间,每隔7-9天翻肥一次;
向所述初发酵肥中混入15-20份壤土,再密闭发酵20-30天后获得二次发酵肥I;
将二次发酵肥I翻肥一次后,向二次发酵肥I中放入蚯蚓,露天发酵15-25天获得三次发酵肥I;以及
将三次发酵肥I中的蚯蚓去除,并向其中掺入3-8份20-40目沸石和6-9份颗粒活性炭堆肥发酵至少30天,之后造粒成粒径为13-18mm的腐熟肥料I,备用。
5.如权利要求3所述的重金属污染土壤的原位修复方法,其特征在于,所述腐熟肥料II的制备方法具体为:
按重量份数计,将10-20份生物有机肥、10-15份厨余、10-15份甘蔗渣和10-15份干塘泥混合均匀的混合肥,在混合过程中将6-8份水均匀喷洒入混合肥II中;
将所述混合肥II密闭堆肥发酵30-40天后获得初发酵肥II,堆肥期间,每隔8-10天翻肥一次;
向所述初发酵肥II中混入1-5份贝壳粉、2-5份硅藻土和3-8份粘土,再密闭发酵20-30天后获得二次发酵肥II;
将二次发酵肥II翻肥一次后,向二次发酵肥中放入蚯蚓,露天发酵15-25天获得三次发酵肥II,在翻肥过程中均匀喷洒入2-4份的水;以及
将三次发酵肥中的蚯蚓去除,并向其中掺入5-10份40-60目沸石、粒径小于4mm的颗粒活性炭4-6份堆肥发酵至少30天,之后造粒成25-35mm的腐熟肥料II,备用。
6.如权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法,其特征在于,所述腐熟肥料III为粉状肥料,按重量份数计,所述腐熟肥料III包括以下组分:
生物有机肥20-35份、粉碎的作物秸秆8-12份、粉碎的玉米芯4-6份、啤酒渣4-8份、干塘泥3-5份、壤土10-15份、贝壳粉1-5份、硅藻土2-5份、40-60目沸石5-10份、粒径小于5mm的颗粒活性炭10-15份以及水5-8份;
将以上组分混合堆肥发酵4-6个月获得所述腐熟肥料III,堆肥期间,每隔10-15天翻肥一次。
7.如权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法,其特征在于,所述腐熟肥料I的投施量为30-50Kg/亩,所述腐熟肥料II的投施量为50-70Kg/亩,所述腐熟肥料III的投施量为70-100Kg/亩。
8.如权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法,其特征在于,所述腐熟肥料I的投施量为50Kg/亩,所述腐熟肥料II的投施量为60Kg/亩,所述腐熟肥料III的投施量为80Kg/亩。
9.如权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法,其特征在于,所述第二收取体的前端部分插入所述车体行进方向的前方的土壤层内的深度为5-10cm;
所述容纳槽的前端部分插入所述车体行进方向的所述车体的底部的土壤层内的深度为10-15cm。
10.如权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法,其特征在于,所述混合桶土壤混合吞吐量为100-200Kg/min;所述重金属固化剂的添加量为2-4Kg/min;
按重量份数计,所述重金属固化剂包括以下组分:
硅酸盐水泥3-5份、壳聚糖5-7份、沸石4-6份、活性炭3-5份、磷酸二氢钠1~2份以及生石灰1-2份。
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