CN112378983B - 一种地质勘查土壤检测结果统计分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地质勘查土壤检测结果统计分析系统，包括钝化剂研发、方案定制、方案设计和项目实施，所述钝化剂研发内部包括有场地分区，且场地分区一侧连接有研发实施，并且研发实施另一侧连接有成果验收整理。本发明一种地质勘查土壤检测结果统计分析系统，在评估钝化剂对土壤环境生态安全影响基础下，对最佳配合比进行优化，实验模拟方法制备高效、实用、安全、经济可行的Cd污染耕地土壤复合钝化剂，为重金属污染耕地土壤治理提供经济高效、环境友好的实用技术体系实现提供技术支撑和保障，沸石、活性炭和过磷酸钙均对重金属具有非常强的钝化作用，并且一种廉价材料，其价格远低于一些纳米材料、高分子材料，降低作业成本。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘查技术领域，尤其涉及一种地质勘查土壤检测结果统计分析系统。
背景技术
土壤中镉(Cd)是一种人体非必需的有毒有害的金属元素之一，是全球公认的五大公害元素之一，人体过量摄入Cd，会造成肾脏、肝脏、骨骼等器官和组织的损害目前，针对Cd污染土壤的修复处理主要分为两大类，改变Cd在土壤中存在形态，降低其活性和直接减少土壤中的Cd含量。
现有的地质勘查土壤检测结果统计分析系统，在其操作的过程中，实验模拟消防制备效率慢，不实用和操作安全性低。
发明内容
本发明的目的是为了解决了现有的地质勘查土壤检测结果统计分析系统，在其操作的过程中，实验模拟消防制备效率慢，不实用和操作安全性低的缺点，而提出的一种地质勘查土壤检测结果统计分析系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种地质勘查土壤检测结果统计分析系统，包括钝化剂研发、方案定制、方案设计和项目实施，所述钝化剂研发内部包括有场地分区，且场地分区一侧连接有研发实施，并且研发实施另一侧连接有成果验收整理，所述钝化剂原材料为沸石、活性炭和过磷酸钙，碾磨成100目备用，所述原材料理化性质分析为利用XRD、SEM-EDS或FT-IR等技术分析原材料的物质结构，利用pH计、元素分析仪、XRF、ICP-MS测定其酸碱度、有机碳、主量和微量元素含量。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述改性沸石+活性炭组合：配置不同质量比(0:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1)的改性沸石和活性炭复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；
所述性沸石+过磷酸钙组合：配置不同质量比(0:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1)的改性沸石和过磷酸钙复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；
所述活性炭+过磷酸钙组合：配置不同质量比(0:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1)的活性炭和过磷酸钙复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；
所述改性沸石+活性炭+过磷酸钙组合：配置不同质量比(1:1:1、2:1:1、3:1:1、1:2:1、1:3:1、1:1:2、1:1:3)的活性炭和过磷酸钙复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；
作为上述技术方案的进一步描述：
所述方案定制包括有耕地土壤Cd污染环境风险评估、污染土地分级、确定示范技术方案。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述污染土地分级包括有轻度污染土地、中度污染土地和重度污染土地，所述三块示范区分别采用不同梯度(1％、3％、5％)的复合钝化剂。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述项目实施包括有工程监测、修复工程实施和土壤生态安全影响。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述场地分内部包括有Cd污染示范区耕地土壤，试验设计钝化扰动组、钝化未扰动组、钝化保留农作物和对照4个处理，面积为1/4均等分，1次重复，单排式排列。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述研发实施包括有田间管理、质量监控、后勤保障和测试分析，所述田间管理将所选区域稻田土表层土(0-30cm)进行松土平整，去除土壤中大石块和植物残体，并使土壤小块化，以便修复剂与土壤得到充分的接触。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述成果验收整理包括有示范项目验收和新型复合钝化剂示范项目技术体系。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述工作步骤：
S1、钝化剂研发，将原材料(沸石、活性炭和过磷酸钙)碾磨成100目备用，对原材料理化性质分析：利用XRD、SEM-EDS或FT-IR等技术分析原材料的物质结构，利用pH计、元素分析仪、XRF、ICP-MS测定其酸碱度、有机碳、主量和微量元素含量；
S2、方案定制，对耕地土壤Cd污染环境风险评估，试验设计钝化扰动组、钝化未扰动组、钝化保留农作物和对照4个处理，面积为1/4均等分，1次重复，单排式排列；
S3、方案设计，对三种程度污染的土地采用不同梯度(1％、3％、5％)的复合钝化剂；
S4、项目实施，Cd标准溶液配制，采用实验室配置的Cd标准溶液作为吸附实验对象，同时，为尽可能还原稻田土环境，采用稻田的水进行标准Cd溶液配制，考虑到受到Cd污染的稻田土水溶态Cd一般不超过20ppb，因此本实验的Cd标准溶液浓度控制在20ppb左右。
S5、将以上复合钝化剂投入Cd溶液中(固液比1g∶50mL)，并各设置3个平行组样以消除不确定性(实验组数一共66组)，将样品放入恒温(25℃)振荡器中振荡，期间进行多次取样，取样时间点分别为：1min、3min、5min、10min、30min、1h、2h、5h。利用ICP-MS测定样品(共528个样品)中Cd的浓度。
S6、数据处理，根据实验结果绘制不同材料的吸附曲线，最后，根据吸附曲线各选出一种吸附效果最佳的配比的复合钝化剂组合作为后续土壤钝化材料。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明一种地质勘查土壤检测结果统计分析系统，在评估钝化剂对土壤环境生态安全影响基础下，对最佳配合比进行优化，实验模拟方法制备高效、实用、安全、经济可行的Cd污染耕地土壤复合钝化剂，为重金属污染耕地土壤治理提供经济高效、环境友好的实用技术体系实现提供技术支撑和保障，沸石、活性炭和过磷酸钙均对重金属具有非常强的钝化作用，并且一种廉价材料，其价格远低于一些纳米材料、高分子材料，降低作业成本。
附图说明
图1为本发明中一种地质勘查土壤检测结果统计分析系统结构示意图；
图2为本发明中复合剂钝化实施流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-2，一种地质勘查土壤检测结果统计分析系统，包括钝化剂研发、方案定制、方案设计和项目实施，钝化剂研发内部包括有场地分区，且场地分区一侧连接有研发实施，并且研发实施另一侧连接有成果验收整理，钝化剂原材料为沸石、活性炭和过磷酸钙，碾磨成100目备用，原材料理化性质分析为利用XRD、SEM-EDS或FT-IR等技术分析原材料的物质结构，利用pH计、元素分析仪、XRF、ICP-MS测定其酸碱度、有机碳、主量和微量元素含量，土壤理化参数分析：对受污染的土壤进行理化参数和结构分析，包括pH、Eh、TOC、矿物组成、Cd总浓度、不同形态Cd浓度(水溶态可交换态、DTPA提取态、BCR提取态：可交换态、碳酸盐结合态、Fe/Mn氧化物结合态、有机质结合态和残余态)；
土壤钝化实验：分别加入三种原材料(对照组)和以上4种复合钝化剂(实验组)按0％、1％、3％和5％的材料质量占比投入到待修复的稻田土中，并且均设置三个平行组以消除不确定性，培养时间为5个月，并定期搅拌混匀并加水保持土壤处于淹没状态(实验样品数共84个)，在此期间，进行阶段性取样(15d、30d、50d、70d、100d、150d)，取出的样品(共504个样品)进行DTPA形态提取态实验，并采用ICP-MS进行测定样品中Cd浓度；
数据处理：根据不同材料对Cd钝化的动态过程，绘制出动态吸附曲线图，根据动态吸附图得出每种复合钝化剂的最优化比(材料质量/土壤质量)、修复能力值(修复后Cd有效态浓度/修复前Cd有效态浓度值)、和每种复合钝化剂对该类型的稻田土Cd的修复效率值(平衡时需要的时间(t)/最优化比的材料质量)。
进一步的，改性沸石+活性炭组合：配置不同质量比(0:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1)的改性沸石和活性炭复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；
性沸石+过磷酸钙组合：配置不同质量比(0:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1)的改性沸石和过磷酸钙复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；
活性炭+过磷酸钙组合：配置不同质量比(0:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1)的活性炭和过磷酸钙复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；
改性沸石+活性炭+过磷酸钙组合：配置不同质量比(1:1:1、2:1:1、3:1:1、1:2:1、1:3:1、1:1:2、1:1:3)的活性炭和过磷酸钙复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用。
进一步的，方案定制包括有耕地土壤Cd污染环境风险评估、污染土地分级、确定示范技术方案。
进一步的，污染土地分级包括有轻度污染土地、中度污染土地和重度污染土地，三块示范区分别采用不同梯度(1％、3％、5％)的复合钝化剂。
进一步的，项目实施包括有工程监测、修复工程实施和土壤生态安全影响。
进一步的，场地分内部包括有Cd污染示范区耕地土壤，试验设计钝化扰动组、钝化未扰动组、钝化保留农作物和对照4个处理，面积为1/4均等分，1次重复，单排式排列。
进一步的，研发实施包括有田间管理、质量监控、后勤保障和测试分析，田间管理将所选区域稻田土表层土(0-30cm)进行松土平整，去除土壤中大石块和植物残体，并使土壤小块化，以便修复剂与土壤得到充分的接触，对示范试验基地稻田土保持长期处于浸泡淹没状态，并进行拦截隔离，防治外来污染物进入示范区，并支起塑料棚，防治雨水对试验效果的干扰，并及时对田间杂草进行拔出。
进一步的，成果验收整理包括有示范项目验收和新型复合钝化剂示范项目技术体系。
进一步的，工作步骤：
S1、钝化剂研发，将原材料(沸石、活性炭和过磷酸钙)碾磨成100目备用，对原材料理化性质分析：利用XRD、SEM-EDS或FT-IR等技术分析原材料的物质结构，利用pH计、元素分析仪、XRF、ICP-MS测定其酸碱度、有机碳、主量和微量元素含量；
S2、方案定制，对耕地土壤Cd污染环境风险评估，试验设计钝化扰动组、钝化未扰动组、钝化保留农作物和对照4个处理，面积为1/4均等分，1次重复，单排式排列；
S3、方案设计，首先，将示范地块表层土壤(0-30cm)进行翻土，并尽量使土壤颗粒变小，避免土壤呈块状存在，扰动组定期(每隔10d)对土壤表层进行翻土复土，增加复合修复剂与土壤的接触，确保混合均匀钝化保留农作物组，选取小面积土地，保留原来农作物的前提下，施加钝化剂，考察钝化剂的使用对农作物富集Cd的影响，分时(30d、60d、120d)进行重金属有效态的检测，进行钝化试验，对三种程度污染的土地采用不同梯度(1％、3％、5％)的复合钝化剂；
S4、项目实施，Cd标准溶液配制，采用实验室配置的Cd标准溶液作为吸附实验对象，同时，为尽可能还原稻田土环境，采用稻田的水进行标准Cd溶液配制，考虑到受到Cd污染的稻田土水溶态Cd一般不超过20ppb，因此本实验的Cd标准溶液浓度控制在20ppb左右。
S5、将以上复合钝化剂投入Cd溶液中(固液比1g∶50mL)，并各设置3个平行组样以消除不确定性(实验组数一共66组)，将样品放入恒温(25℃)振荡器中振荡，期间进行多次取样，取样时间点分别为：1min、3min、5min、10min、30min、1h、2h、5h。利用ICP-MS测定样品(共528个样品)中Cd的浓度。
S6、数据处理，根据实验结果绘制不同材料的吸附曲线，最后，根据吸附曲线各选出一种吸附效果最佳的配比的复合钝化剂组合作为后续土壤钝化材料。
实施例：
对吸附性能比较好的复合钝化剂开展吸附稳定性模拟实验研究，实验过程大致为：将钝化后的土壤样品放入淋滤柱中，每15天为一个周期，在此期间，前7天和后七天分别持续用干燥和湿润的空气注入淋滤柱中、之后第15天缓慢匀速加入200ml淋滤液(模拟江西雨水化学性质)，并保证淋滤时间大约在2h左右，重复5个周期，利用ICP-MS测定采集的淋滤液样品，最后根据实验结果评价Cd钝化后的稳定性并评估维持年限；
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种地质勘查土壤检测结果统计分析方法，其特征在于，包括以下工作步骤：
S1、钝化剂研发，将原材料改性沸石、活性炭和过磷酸钙碾磨成100目备用，对原材料理化性质分析：利用XRD、SEM-EDS或FT-IR技术分析原材料的物质结构，利用pH计、元素分析仪、XRF、ICP-MS测定其酸碱度、有机碳、主量和微量元素含量，配置不同质量比0:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1的改性沸石和活性炭复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；配置不同质量比0:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1的改性沸石和过磷酸钙复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；配置不同质量比0:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1的活性炭和过磷酸钙复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；配置不同质量比1:1:1、2:1:1、3:1:1、1:2:1、1:3:1、1:1:2、1:1:3的活性炭和过磷酸钙复合钝化剂，充分搅拌后密封装袋备用；
S2、方案定制，对耕地土壤Cd污染环境风险评估，试验设计钝化扰动组、钝化未扰动组、钝化保留农作物和对照4个处理，面积为1/4均等分，1次重复，单排式排列；
S3、方案设计，对三种程度污染的土地采用不同梯度1％、3％、5％的复合钝化剂；
S4、项目实施，Cd标准溶液配制，采用实验室配置的Cd标准溶液作为吸附实验对象，同时，为尽可能还原稻田土环境，采用稻田的水进行标准Cd溶液配制，本实验的Cd标准溶液浓度控制在20ppb左右；
S5、将以上复合钝化剂投入Cd溶液中，固液比1g∶50mL，并各设置3个平行组样以消除不确定性，将样品放入恒温25℃振荡器中振荡，期间进行多次取样，取样时间点分别为：1min、3min、5min、10min、30min、1h、2h、5h；利用ICP-MS测定样品中Cd的浓度；
S6、数据处理：根据不同材料对Cd钝化的动态过程，绘制出动态吸附曲线图，根据动态吸附图得出每种复合钝化剂的材料质量与土壤质量的最优化比，修复后Cd有效态浓度、修复前Cd有效态浓度值和每种复合钝化剂对稻田土Cd的平衡时需要的时间t、最优化比的材料质量。
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