一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法

摘要

本发明公开了一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法。本发明所述的方法是通过在干旱区重金属污染场地种植吸收植物，同时设置雨水收集系统，浇灌污染区，提高吸收植物的生长能力，进而提高吸收植物对重金属的吸收能力，通过收割吸收植物，实现去除重金属污染区土壤中重金属的目的。本发明的雨水收集系统包括集水沟和集水池，集水池埋设于地表地下，集水沟内充填中粗砂。本发明的吸收植物采用对重金属吸收明显的植物，可处理污染场地的Cd、Pb、Zn、Cu和As等重金属。能够有效的修复干旱区重金属污染场地，所用材料来源广泛，成本低，技术简单有效，可操作性强。

说明书

技术领域

本发明属于重金属污染场地的修复技术，具体涉及一种干旱区重金属污染场地的 生态修复方法。

背景技术

新修订的《中华人民共和国环境保护法》强化的环境污染防治，强调重金属污染场 地的修复。当前重金属污染处理多采用化学方法，处理成本高，且容易带来二次污染。

采用生态修复方法，通过植物吸收，不但有效的降低成本，还不会带来二次污染。 当前重金属处理的专利包括：一种含重金属废水的生态处理系统（201120158775.3）、一种 重金属污染农田土壤的生态水利修复系统及方法（201410497202.1）、微曝气强化生态浮床 处理污水中常见重金属的运行方法（201410553914.0）、一种原位固化移除土壤重金属的生 态袋及施用方法（201410611997.4）、一种多孔生态混凝土系统在重金属和/或氮磷污染底 泥修复中的应用（201510211548.5）、利用微生物对水体重金属污染进行生态处理的方法 （201510221237.7）、一种非添加外援组分土壤重金属原位钝化的生态方法 （201510548664.6）、污水灌溉土壤重金属污染大生物量非超富集生态修改方法 （201110208667.7）、一种低重金属浸出生态水泥的制备方法（201310381918.0）、一种用于 生态环境的重金属离子稳定剂及环境修复方法（201310536543.0）、一种生态修复重金属污 染土壤的方法（201410018435.9）等等。这些专利虽然都能对重金属进行处理，但是尚无针 对干旱区重金属污染场地的生态修复，另外以上这些方法因处理成本高、处理方法复杂，可 操作性不强及处理后的产物处理困难等缺点应用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法。该方法通过 在重金属污染区种植吸收植物，同时设置雨水收集系统，浇灌污染场地，提高吸收植物的生 长能力，进而提高吸收植物对重金属的吸收能力，通过收割吸收植物，实现去除重金属污染 场地土壤中重金属的目的，最终实现污染场地土壤中重金属含量达到国家和地方有关部门 要求的标准。

为实现上述目的，本发明提供的一种干旱区重金属污染场地的生态修复方法，具 体方法如下：

在干旱区重金属污染场地布置集水沟和集水池，用于收集雨水；集水沟间距为6~12m， 集水池间距为10~50m；集水沟与集水池相连接，连接处设置进水口，进水口外侧设置透水 板；在重金属污染场地上种植吸收植物，吸收植物根据污染场地的重金属特性选择，当表层 土壤300mm深度范围平均含水量低于20%时，将集水池的雨水抽排灌溉污染场地吸收植物。

所述的集水池设置于地下，顶部设置盖板，盖板上设置土壤层，土壤层顶面与地面 高度相同，土壤层厚度为200~500mm。

所述的集水池采用砖砌，池壁厚度为240~360mm；池壁配置竖向钢筋四~八根，同时 配置水平向腰筋三~六根，钢筋直径均为12~20mm，竖向钢筋和水平向腰筋等间距均匀分布； 池深为1.5~3.0m，池内水平空间面积为9~40m²。

所述的集水池的盖板上设置出水口，出水口上设置顶盖；盖板采用钢筋混凝土板 或塑料板，出水口（11）采用塑料管；盖板上设置盖板内塞，其厚度为80~150mm，其直径或边 长小于池内径5~10mm，出水口直径为50~150mm。

所述的集水沟深度为300~500mm，集水沟内铺设排水花管，排水花管内径为50~ 100mm，采用PVC管，排水花管上的排水孔孔径为5~20mm，排水孔布置于排水花管的上侧表面 240度范围区，排水花管外包孔径0.2~2mm的塑料过滤网；集水沟内充填粗砂或砾砂，集水沟 底宽度为300~500mm，集水沟内设置防渗层，防渗层0）采用0.1~0.25mm厚的PE塑料薄膜；集 水沟顶端两翼对称布置，其宽度大于底宽200~400mm，且防渗层之上覆盖的粗砂或砾砂厚度 为50~100mm。

所述集水池内设置防水层，防水层采用防水砂浆，砂浆厚度5~10mm。

所述的吸收植物采用能够吸收污染场地重金属的植物，可采用一种或多种植物。

本发明适用旱区各种重金属污染场地的修复，处理效果较好。

与现代技术相比，本发明的积极有益效果是：本技术采取植物吸收重金属污染场 的重金属，不产生二次污染，处理费用低，实现无害化处理。该方法设置雨水收集系统，浇灌 污染区，提高吸收植物的生长能力，进而提高吸收植物对重金属的吸收能力。该方法能够有 效的处理干旱区重金属污染场地，处理后不产生新的污染物。本项目所用材料来源广泛，成 本低。本发明施工方便，运营维护简单，可操作性强。

附图说明

图1是本发明的平面图；

图2是本发明集水池的剖面图；

图3是本发明集水沟的剖面图。

图1、图2和图3中，1-集水沟，2-集水池，3-吸收植物，4-土壤层，5-透水板，6-防水 层，7-盖板，8-池壁，9-进水口，10-防渗层，11-出水口，12-竖向钢筋，13-水平向腰筋，14-盖 板内塞，15-顶盖，16-排水花管，17-上侧表面240度范围区。

具体实施方式

针对目前生态处理重金属污染场地费用高，干旱区重金属污染场地处理效果差而 开展研究。本发明针对干旱区重金属污染场地，采用植物吸收，设置雨水收集系统，浇灌污 染区，提高吸收植物的生长能力，提高处理效率，能有效修复干旱区重金属污染场地问题。

以下结合附图并通过实施例对本发明进一步说明，具体实施例如下：

实施实例1

在某干旱区重金属镉（Cd）污染场地的生态修复，通过跟踪监测，效果良好。

如图1所示，在重金属污染区种植吸收植物（3）稗草，同时设置雨水收集系统，浇灌 污染区，当表层土壤300mm深度范围平均含水量低于20%时，将集水池（2）的雨水抽排灌溉污 染场地吸收植物（3）稗草；提高吸收植物（3）稗草的生长能力，进而提高吸收植物（3）稗草对 重金属的吸收能力。

如图1和图2所示，在重金属污染场地布置集水沟（1）和集水池（2），用于收集雨水； 集水沟（1）间距为6m，集水池（2）间距为10m；集水沟（1）与集水池（2）相连接，连接处设置进 水口（9），进水口（9）外侧设置透水板（5）。

集水池（2）设置于地下，顶部设置盖板（7），盖板（7）上设置土壤层（4），土壤层（4） 顶面与地面高度相同，土壤层（4）厚度为300mm。

集水池（2）采用砖砌，池壁（8）厚度为240mm，配置竖向钢筋（12）四根，同时配置水 平向腰筋（13）三根，钢筋直径均为12mm，池深为1.5m，池采用方形，池内水平空间面积为 9m²。

集水池（2）的盖板（7）上设置出水口（11），出水口上设置顶盖（15）；盖板（7）采用钢 筋混凝土板，出水口（11）采用塑料管；盖板内塞（14）厚度为80，边长小于池内径5mm，出水口 直径为50mm。

如图3所示，集水沟（1）深度为300mm，集水沟（1）内铺设PVC排水花管（16），其内径 为50mm，排水花管（16）上的排水孔孔径为8mm，排水孔布置于排水花管（16）的上侧表面240 度范围区（17），排水花管（16）外包孔径0.5mm的塑料过滤网；集水沟（1）内充填粗砂，集水沟 （1）底宽度为300mm，集水沟（1）内设置防渗层（10），防渗层（10）采用0.1~0.25mm的PE塑料薄 膜；集水沟顶端两翼对称布置，宽度大于底宽200mm，且防渗层（10）之上覆盖的粗砂厚度为 50mm。

所述集水池（2）内设置防水层（6），防水层（6）采用防水砂浆，砂浆厚度5mm。

污染场地净化效果。通过测定处理污染场地10个点的重金属镉的浓度值为0.32~ 1.05mg/kg，均已超过《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中二级环境质量标准设定的限 值0.30mg/kg的要求，也即超过为保障农业生产及维护人体健康的土壤限制值；最大值还超 过了《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中三级环境质量标准设定的限值1.0mg/kg的要 求，也即超过为保障农业生产，维护人体健康的土壤临界值。经过采用该方法处理三年后， 土壤中重金属镉的浓度值为0.17~0.26mg/kg，土壤中的镉浓度能够满足《土壤环境质量标 准》（GB15618-1995）二级环境质量标准设定的限值0.30mg/kg的要求。

实施实例2

干旱区重金属铅（Pb）污染场地的生态修复，采用栽培植物女贞吸收。

该污染场地布置了集水沟（1）和集水池（2），集水沟（1）内铺设排水花管（16），污染 场地栽培植物女贞，用收集到集水池（2）中的雨水浇灌，女贞生长良好。

通过2年的修复，污染场地土壤中铅（Pb）的含量显著降低，处理效果较好。

实施实例3

干旱区种植蒌蒿吸收重金属Cd、Pb、Zn和Cu。

该污染场地布置了集水沟（1）和集水池（2），集水沟（1）内铺设排水花管（16）和砾 砂，污染场地栽培植物蒌蒿，用收集的雨水浇灌，蒌蒿生长旺盛。

通过3年的修复，污染场地土壤中重金属Cd、Pb、Zn和Cu的含量均有不同程度的降 低，处理效果较好。

实施实例4

干旱区种植蜈蚣草吸收重金属砷（As）。

该污染场地布置了集水沟（1）和集水池（2），集水沟（1）内铺设排水花管（16）和砾 砂，污染场地栽培植物蜈蚣草，用收集的雨水浇灌，蜈蚣草生长旺盛。

通过3年的修复，污染场地土壤中重金属砷（As）的含量降低明显，处理效果较好。

实施实例5

该污染场地重金属砷（As）和镉（Cd）含量超标，通过种植苎麻吸收处理。

该污染场地布置了集水沟（1）和集水池（2），集水沟（1）内铺设排水花管（16）和粗 砂，污染场地栽培植物蜈蚣草，用收集的雨水浇灌，蜈蚣草生长旺盛。

通过5年的修复，污染场地土壤中重金属砷（As）和镉（Cd）的含量降低明显，处理效 果较好。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在不脱离本发明实质 的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。