CN112090943A - 一种多类型土地土壤生态修复系统及其工作方法 - Google Patents

一种多类型土地土壤生态修复系统及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于土壤修复领域，具体公开了一种多类型土地土壤生态修复系统及其工作方法，依次包括萌发层，生态土层，填充层，原土层；所述原土层经过翻耕，深度为30‑60cm，并在翻耕过程中加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入5‑20g生土熟化剂；所述填充层由植物残渣、活性淤泥和微生物菌剂混合而成；所述生态土层由生态土袋和其中的填充物构成，所述生态土袋由可降解材料制成，填充物由正常土壤、草木灰和保水剂组成，填充完毕后若干生态土袋横向缝合形成生态土层；所述萌发层由植物种子和正常土壤混合而成；所述萌发层的厚度：生态土层的厚度：填充层的厚度=1:2:3；所述正常土壤选自棕壤、褐土、灌淤土中的一种。

Description

一种多类型土地土壤生态修复系统及其工作方法
技术领域
本发明属于土壤修复领域，具体公开了一种多类型土地土壤生态修复系统及其工作方法。
背景技术
中国土壤污染已对土地资源可持续利用与农产品生态安全构成威胁。全国受有机污染物污染的农田已达3600万公顷，污染物类型包括石油类、多环芳烃、农药、有机氯等；因油田开采造成的严重石油污染土地面积达1万公顷，石油炼化业也使大面积土地受到污染；在沈抚石油污水灌区，表层和底层土壤多环芳烃含量均超过600mg/kg，造成农作物和地下水的严重污染。全国受重金属污染土地达2000万公顷，其中严重污染土地超过70万公顷，其中13万公顷土地因镉含量超标而被迫弃耕。因此土壤修复，刻不容缓。
土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。从根本上说，污染土壤修复的技术原理可包括为：(1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性；(2)降低土壤中有害物质的浓度。目前生态修复法是十分有潜力的一种土壤修复方法，但是也存在着如下问题：生态修复研究在实验室中取得很多理想效果，但将结果应用于土壤污染现场时往往达不到预期效果，甚至与实验室结果相悖，限制了其广泛应用；同时在生态修复中，往往还会带来外部的污染物。
发明内容
针对以上不足，本发明公开了一种多类型土地土壤生态修复系统及其工作方法，修复效果好，应用广泛，环保且不带入新的污染物。
本发明的技术方案如下：
一种多类型土地土壤生态修复系统，从上往下依次包括萌发层，生态土层，填充层，原土层；所述原土层经过翻耕，深度为30-60cm，并在翻耕过程中加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入5-20g生土熟化剂；所述填充层由植物残渣、活性淤泥和微生物菌剂混合而成；所述生态土层由生态土袋和其中的填充物构成，所述生态土袋由可降解材料制成，填充物由正常土壤、草木灰和保水剂组成，填充完毕后若干生态土袋横向缝合形成生态土层；所述萌发层由植物种子和正常土壤混合而成；所述萌发层的厚度：生态土层的厚度：填充层的厚度＝1:2:3；所述正常土壤选自棕壤、褐土、灌淤土中的一种。
进一步的，上述一种多类型土地土壤生态修复系统，所述原土层经过翻耕，深度为45cm，并在翻耕过程中加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入10g生土熟化剂，所述生土熟化剂为食用菌渣 25％、碳酸铵20％、纤维素18％、玉米渣15％、腐殖酸12％、酵母粉5％、有机粪便5％。
进一步的，上述一种多类型土地土壤生态修复系统，所述填充层中的植物残渣：活性淤泥的质量比为1:9，所述微生物菌剂的施加量为所述填充层质量的万分之一。
进一步的，上述一种多类型土地土壤生态修复系统，所述微生物菌剂由以下质量份的干菌组成：乳酸菌25％、酵母菌20％、光合细菌15％、枯草芽孢杆菌15％、产黄纤维单胞菌15％、丝状真菌10％。
进一步的，上述一种多类型土地土壤生态修复系统，所述生态土袋由聚乳酸制成，所述填充物由正常土壤：草木灰：保水剂质量比 20:2:1组成。
进一步的，上述一种多类型土地土壤生态修复系统，所述萌发层中的种子选自印度芥菜、东南景天、蜈蚣草、龙葵、遏蓝菜、空心菜、紫花苜蓿、月季、仙人掌、胡杨、红柳中的一种或者多种。
进一步的，上述一种多类型土地土壤生态修复系统，当待修复的土壤为铅超标时，选用的植物为印度芥菜；当待修复的土壤为锌超标时，选用的植物为东南景天；当待修复的土壤为砷超标时，选用的植物为蜈蚣草；当待修复的土壤为镉超标时，选用的植物为龙葵或者遏蓝菜。
进一步的，上述一种多类型土地土壤生态修复系统，所述萌发层的厚度为10cm。
进一步的，上述一种多类型土地土壤生态修复系统的工作方法，包括以下步骤：
S1.将待修复的原土进行翻耕，翻耕厚度为30-60cm,翻耕遍数为3-5遍，并在翻耕过程中均匀加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入5-20g，根据土壤含水量浇水，使得原土的质量含水量达到25％，过夜；
S2.按配方制备填充层，并将其混合均匀后覆盖于原土上；
S3.按配方制备生态土层，并覆盖于填充层上，所述生态土层厚度为填充层的三分之二，覆盖完成后浇水润湿，过夜；
S4.按配方制备萌发层，将植物种子和正常土壤混合均匀，厚度为生态土层的一半，均匀覆盖于生态土层上，覆盖完成后浇水润湿。
进一步的，上述一种多类型土地土壤生态修复系统的工作方法，所述步骤S1中，浇水过后，加入PH调节剂，调节土壤PH在5.0-8.5 之间。
根据以上技术方案可知，本发明至少有以下有益效果：本发明公开的一种多类型土地土壤生态修复系统，包括萌发层，生态土层，填充层，原土层等结构，萌发层含有种子和移植的土壤，可以迅速萌发植物，改善待修复土壤的表面观感；同时在生态土层中使用可降解的生态土袋，不仅方便铺设，便于运输，同时土袋还可以在数月内降解，不污染环境，而且使得萌发的植物的根茎迅速进入生态土袋中的土壤中吸取养分；进一步的，在生态土层下设置填充层，它含有多种活性微生物、植物残渣和活性污泥，可对原土层中的良性微生态环境起到促进作用，使有机及无机养分可溶化，促进作物对养分的吸收转化，改善土壤团粒结构，同时抑制有害病原菌的滋生，在一定程度上分解土壤中的有害物质。本发明所述的一种多类型土地土壤生态修复系统，标本兼治，既可以迅速改观当地土壤植被面貌，又可以从根本上修复当地土壤，具有突出的优点。
具体实施方式
实施例1
准备100平米铅污染严重的土壤进行土壤修复实验，设计污染土壤深度1m,pH值7.2、平均铅含量970mg/kg，为原土。
一种多类型土地土壤生态修复系统，从上往下依次包括萌发层，生态土层，填充层，原土层；所述原土层经过翻耕，深度为30cm，并在翻耕过程中加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入5g生土熟化剂；所述填充层由植物残渣、活性淤泥和微生物菌剂混合而成；所述生态土层由生态土袋和其中的填充物构成，所述生态土袋由可降解材料制成，填充物由正常土壤、草木灰和保水剂组成，填充完毕后若干生态土袋横向缝合形成生态土层；所述萌发层由植物种子和正常土壤混合而成；所述萌发层的厚度、生态土层的厚度和填充层的厚度依次为10cm、20cm和30cm；所述正常土壤选自棕壤；所述生土熟化剂为食用菌渣25％、碳酸铵20％、纤维素18％、玉米渣15％、腐殖酸 12％、酵母粉5％、有机粪便5％；所述填充层中的植物残渣：活性淤泥的质量比为1:9，所述微生物菌剂的施加量为所述填充层质量的万分之一；所述微生物菌剂由以下质量份的干菌组成：乳酸菌25％、酵母菌20％、光合细菌15％、枯草芽孢杆菌15％、产黄纤维单胞菌15％、丝状真菌10％；所述生态土袋由聚乳酸制成，所述填充物由正常土壤：草木灰：保水剂质量比20:2:1组成；所述萌发层中的种子选自印度芥菜。
上述修复系统的工作方法，包括以下步骤：
S1.将待修复的原土进行翻耕，翻耕厚度为30cm,翻耕遍数为3 遍，并在翻耕过程中均匀加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入 5g，根据土壤含水量浇水，使得原土的质量含水量达到25％，过夜；
S2.按配方制备填充层，并将其混合均匀后覆盖于原土上；
S3.按配方制备生态土层，并覆盖于填充层上，所述生态土层厚度为填充层的三分之二，覆盖完成后浇水润湿，加入PH调节剂，调节土壤PH6.5，过夜；
S4.按配方制备萌发层，将植物种子和正常土壤混合均匀，厚度为生态土层的一半，均匀覆盖于生态土层上，覆盖完成后浇水润湿。
6月后植被长势良好，生态土袋完全降解，检测土壤含铅量，从土壤表面向下取样，如下表1所示。
表1土壤铅含量
土壤含铅量 0cm 30cm 60cm 90cm
mg/kg 30 45 170 370
表1表明经过修复，土壤基本符合国家三级土壤标准，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染
实施例2
准备100平米锌污染严重的土壤进行土壤修复实验，设计污染土壤深度1m,pH值8.0、平均锌含量860mg/kg，为原土。
一种多类型土地土壤生态修复系统，从上往下依次包括萌发层，生态土层，填充层，原土层；所述原土层经过翻耕，深度为45cm，并在翻耕过程中加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入10g生土熟化剂；所述填充层由植物残渣、活性淤泥和微生物菌剂混合而成；所述生态土层由生态土袋和其中的填充物构成，所述生态土袋由可降解材料制成，填充物由正常土壤、草木灰和保水剂组成，填充完毕后若干生态土袋横向缝合形成生态土层；所述萌发层由植物种子和正常土壤混合而成；所述萌发层的厚度、生态土层的厚度和填充层的厚度依次为10cm、20cm和30cm；所述正常土壤选自褐土；所述生土熟化剂为食用菌渣25％、碳酸铵20％、纤维素18％、玉米渣15％、腐殖酸 12％、酵母粉5％、有机粪便5％；所述填充层中的植物残渣：活性淤泥的质量比为1:9，所述微生物菌剂的施加量为所述填充层质量的万分之一；所述微生物菌剂由以下质量份的干菌组成：乳酸菌25％、酵母菌20％、光合细菌15％、枯草芽孢杆菌15％、产黄纤维单胞菌15％、丝状真菌10％；所述生态土袋由聚乳酸制成，所述填充物由正常土壤：草木灰：保水剂质量比20:2:1组成；所述萌发层中的种子选自东南景天。
上述修复系统的工作方法，包括以下步骤：
S1.将待修复的原土进行翻耕，翻耕厚度为45cm,翻耕遍数为4 遍，并在翻耕过程中均匀加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入 10g，根据土壤含水量浇水，使得原土的质量含水量达到25％，过夜；
S2.按配方制备填充层，并将其混合均匀后覆盖于原土上；
S3.按配方制备生态土层，并覆盖于填充层上，所述生态土层厚度为填充层的三分之二，覆盖完成后浇水润湿，加入PH调节剂，调节土壤PH7.4，过夜；
S4.按配方制备萌发层，将植物种子和正常土壤混合均匀，厚度为生态土层的一半，均匀覆盖于生态土层上，覆盖完成后浇水润湿。
6月后植被长势良好，生态土袋完全降解，检测土壤含锌量，从土壤表面向下取样，如下表1所示。
表2土壤锌含量
土壤含锌量 0cm 30cm 60cm 90cm
mg/kg 95 180 270 395
表2表明经过修复，土壤基本符合国家三级土壤标准，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染
实施例3
准备100平米砷污染严重的土壤进行土壤修复实验，设计污染土壤深度1m,pH值8.5、平均砷含量95mg/kg，为原土。
一种多类型土地土壤生态修复系统，从上往下依次包括萌发层，生态土层，填充层，原土层；所述原土层经过翻耕，深度为60cm，并在翻耕过程中加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入20g生土熟化剂；所述填充层由植物残渣、活性淤泥和微生物菌剂混合而成；所述生态土层由生态土袋和其中的填充物构成，所述生态土袋由可降解材料制成，填充物由正常土壤、草木灰和保水剂组成，填充完毕后若干生态土袋横向缝合形成生态土层；所述萌发层由植物种子和正常土壤混合而成；所述萌发层的厚度、生态土层的厚度和填充层的厚度依次为10cm、20cm和30cm；所述正常土壤选自灌淤土；所述生土熟化剂为食用菌渣25％、碳酸铵20％、纤维素18％、玉米渣15％、腐殖酸12％、酵母粉5％、有机粪便5％；所述填充层中的植物残渣：活性淤泥的质量比为1:9，所述微生物菌剂的施加量为所述填充层质量的万分之一；所述微生物菌剂由以下质量份的干菌组成：乳酸菌25％、酵母菌20％、光合细菌15％、枯草芽孢杆菌15％、产黄纤维单胞菌15％、丝状真菌10％；所述生态土袋由聚乳酸制成，所述填充物由正常土壤：草木灰：保水剂质量比20:2:1组成；所述萌发层中的种子选自蜈蚣草。
上述修复系统的工作方法，包括以下步骤：
S1.将待修复的原土进行翻耕，翻耕厚度为60cm,翻耕遍数为5 遍，并在翻耕过程中均匀加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入 20g，根据土壤含水量浇水，使得原土的质量含水量达到25％，过夜；
S2.按配方制备填充层，并将其混合均匀后覆盖于原土上；
S3.按配方制备生态土层，并覆盖于填充层上，所述生态土层厚度为填充层的三分之二，覆盖完成后浇水润湿，加入PH调节剂，调节土壤PH7.8，过夜；
S4.按配方制备萌发层，将植物种子和正常土壤混合均匀，厚度为生态土层的一半，均匀覆盖于生态土层上，覆盖完成后浇水润湿。
6月后，植被长势良好，生态土袋完全降解，检测土壤含锌量，从土壤表面向下取样，如下表1所示。
表3土壤砷含量
Figure RE-GDA0002693082680000091
Figure RE-GDA0002693082680000101
表3表明经过修复，土壤基本符合国家三级土壤标准，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。
以上上个实施例充分表面，经过本发明所述的一种多类型土地土壤生态修复系统修复重金属污染的土壤，能够标本兼治，既可以迅速改观当地土壤植被面貌，又可以从根本上修复当地土壤，具有突出的优点，值得广泛推广。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明的保护范围，即大凡依本发明权利要求书及发明内容所做的简单的等效变化与修改，皆仍属于本发明专利申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种多类型土地土壤生态修复系统，其特征在于，从上往下依次包括萌发层，生态土层，填充层，原土层；
所述原土层经过翻耕，深度为30-60cm，并在翻耕过程中加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入5-20g生土熟化剂；
所述填充层由植物残渣、活性淤泥和微生物菌剂混合而成；
所述生态土层由生态土袋和其中的填充物构成，所述生态土袋由可降解材料制成，填充物由正常土壤、草木灰和保水剂组成，填充完毕后若干生态土袋横向缝合形成生态土层；
所述萌发层由植物种子和正常土壤混合而成；
所述萌发层的厚度：生态土层的厚度：填充层的厚度=1:2:3；
所述正常土壤选自棕壤、褐土、灌淤土中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种多类型土地土壤生态修复系统，其特征在于，所述原土层经过翻耕，深度为45cm，并在翻耕过程中加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入10g生土熟化剂，所述生土熟化剂为食用菌渣25%、碳酸铵20％、纤维素18%、玉米渣15%、腐殖酸12％、酵母粉5%、有机粪便5%。
3.根据权利要1所述的一种多类型土地土壤生态修复系统，其特征在于，所述填充层中的植物残渣：活性淤泥的质量比为1:9，所述微生物菌剂的施加量为所述填充层质量的万分之一。
4.根据权利要求3所述的一种多类型土地土壤生态修复系统，其特征在于，所述微生物菌剂由以下质量份的干菌组成：乳酸菌25%、酵母菌20%、光合细菌15%、枯草芽孢杆菌15%、产黄纤维单胞菌15%、丝状真菌10%。
5.根据权利要求1所述的一种多类型土地土壤生态修复系统，其特征在于，所述生态土袋由聚乳酸制成，所述填充物由正常土壤：草木灰：保水剂质量比20:2:1组成。
6.根据权利要求1所述的一种多类型土地土壤生态修复系统，其特征在于，所述萌发层中的种子选自印度芥菜、东南景天、蜈蚣草、龙葵、遏蓝菜、空心菜、紫花苜蓿、月季、仙人掌、胡杨、红柳中的一种或者多种。
7.根据权利要求6所述的一种多类型土地土壤生态修复系统，其特征在于，当待修复的土壤为铅超标时，选用的植物为印度芥菜；当待修复的土壤为锌超标时，选用的植物为东南景天；当待修复的土壤为砷超标时，选用的植物为蜈蚣草；当待修复的土壤为镉超标时，选用的植物为龙葵或者遏蓝菜。
8.根据权利要求7所述的一种多类型土地土壤生态修复系统，其特征在于，所述萌发层的厚度为10cm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种多类型土地土壤生态修复系统的工作方法，包括以下步骤：
S1.将待修复的原土进行翻耕，翻耕厚度为30-60cm,翻耕遍数为3-5遍，并在翻耕过程中均匀加入生土熟化剂，加入的量为每升原土加入5-20g，根据土壤含水量浇水，使得原土的质量含水量达到25%，过夜；
S2.按配方制备填充层，并将其混合均匀后覆盖于原土上；
S3.按配方制备生态土层，并覆盖于填充层上，所述生态土层厚度为填充层的三分之二，覆盖完成后浇水润湿，过夜；
S4.按配方制备萌发层，将植物种子和正常土壤混合均匀，厚度为生态土层的一半，均匀覆盖于生态土层上，覆盖完成后浇水润湿。
10.根据权利要求8所述的种多类型土地土壤生态修复系统的工作方法，其特征在于，所述步骤S1中，浇水过后，加入pH调节剂，调节土壤PH在5.0-8.5之间。
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