一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于原位去除農(nóng)田環(huán)境中土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于我國屬嚴(yán)重缺水的國家，加之經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和人口基數(shù)增加，及工農(nóng)業(yè)從業(yè)人口素質(zhì)低與監(jiān)管執(zhí)法不嚴(yán)或缺失，使本缺少的地表水資源污染嚴(yán)重，更加劇了水資源短缺，成為污染型缺水的國度，用含有重金屬的污水灌溉就成為必然。
[0003]據(jù)農(nóng)業(yè)部土壤環(huán)境監(jiān)測調(diào)查顯示，在我國24個(gè)省市發(fā)展較快的320個(gè)重點(diǎn)污染區(qū)中，大田農(nóng)作物污染超標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品種植面積占監(jiān)測調(diào)查總面積的20% ;其中重金屬含量超標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與面積約占污染物超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品總量與總面積的80%以上，尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其復(fù)合污染最為突出。污灌區(qū)土壤中鎘、鎳、鋅和銅的含量超標(biāo)，平均含量分別為65.3Img.kg-1、1196.64mg.kg-1、2799.25mg.kg-1 和 145.78mg.kg 分別是國家土壤環(huán)境二級標(biāo)準(zhǔn)的108.85、19.94,9.33和1.46倍。小麥、水稻籽粒中鎘污染最嚴(yán)重，小麥平均含量為2.55mg.kg_\是國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的25.5倍，镲、絡(luò)和鋅含量分別是國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的12.98,6.12和1.32倍。為確保國家耕地的紅線及食品質(zhì)量與安全，這就迫使我們研宄土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)。
[0004]目前，土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)根據(jù)采用方法和原理的不同，通常對土壤重金屬的治理途徑主要有兩種:①改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，使其固定，從而降低其在環(huán)境中的迀移性和生物的可利用性，但在大范圍的自然多變環(huán)境因素中，只要這種被改變形態(tài)的土壤重金屬還存在，很難確保無逆向反應(yīng)，仍存在反彈的潛在威脅；②從土壤中去除重金屬。盡管從土壤中去除重金屬的方法與修復(fù)技術(shù)各有千秋，并能階段性地解決現(xiàn)存的局部土壤重金屬污染問題，但是從可持續(xù)的長遠(yuǎn)與大面積的原位修復(fù)角度考慮，它們又存在許多不足與局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種用于大面積原位可持續(xù)去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置。
[0006]本發(fā)明提供的一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置，包括盲管、匯水沉淀池溝、富集轉(zhuǎn)化島和林木，所述盲管在農(nóng)田呈網(wǎng)狀排列，其排水口的污水分別排入農(nóng)田四周的所述匯水沉淀池溝，所述匯水沉淀池溝是圍繞污染農(nóng)田邊緣挖出的排水溝，所述富集轉(zhuǎn)化島是由富集轉(zhuǎn)化箱單排或多排并列在匯水沉淀池溝中央組成，所述富集轉(zhuǎn)化箱從上到下依次分為土壤承壓層、透水濾層和濾料層，所述林木包含落葉與常綠的耐水濕喬木。
[0007]進(jìn)一步地說，所述富集轉(zhuǎn)化箱為梯形箱體，所述梯形箱體帶頂并無底，向水側(cè)為梯形斜面，鏈接面為垂直面，所述梯形箱體無底的大口朝下，帶頂?shù)男】诔?，所述梯形箱體的上方設(shè)置有種植穴。
[0008]進(jìn)一步地說，所述富集轉(zhuǎn)化箱由耐腐蝕工程塑料、橡膠或樹脂材料制成，同時(shí)在其四周均設(shè)置透水孔。
[0009]進(jìn)一步地說，所述林木采用落葉與常綠混交的喬木，包括但不僅限于水松、濕地松、落羽杉、水杉、池杉、水曲柳、白柳、饅頭柳、垂柳、苦楝、小葉白蠟、烏柏、楓楊、香樟、重陽木、蚊母、茂樹。
[0010]進(jìn)一步地說，所述濾料層選用經(jīng)理化改性的硫化床爐渣、陶、瓦、瓷、燃煤渣顆粒等廢棄物，但不僅限于這一類慮材。
[0011]進(jìn)一步地說，所述透水濾層選用透水材料制成，包括但不僅限于透水無紡布。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明可提供一種師法自然，模擬自然的理化與生物學(xué)過程，借助于自然力，實(shí)施綜合性大范圍原位修復(fù)的可持續(xù)方法。將該裝置組裝于北方的排水溝或南方的低洼地內(nèi)，形成防護(hù)林網(wǎng)或林島，無需另占土地。既能在大范圍農(nóng)田中高效原位修復(fù)土壤的重金屬污染，不產(chǎn)生二次污染與食品安全問題，又具有節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材與農(nóng)田生態(tài)保育的優(yōu)勢，而且還可作為農(nóng)田林網(wǎng)(島)、排灌農(nóng)田基本建設(shè)的一體化設(shè)施，長久保持食品與生態(tài)安全，可持續(xù)改善農(nóng)田小氣候，成為農(nóng)田基本建設(shè)與多元功能的重要裝置與木材生產(chǎn)基地。
【附圖說明】
[0013]圖1所示為本發(fā)明防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置剖面圖。
[0014]圖2所示為本發(fā)明防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化箱裝置植物品字形布置圖。
[0015]圖中:1-盲管、2-農(nóng)田、3-富集轉(zhuǎn)化箱、4-透水濾層、5-濾料層、6-土壤承壓層、7- 土壤、8-透水孔、9-匯水沉淀池溝、10-種植穴。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明提供的一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置，包括盲管1、匯水沉淀池溝9、富集轉(zhuǎn)化島和林木，所述盲管I在農(nóng)田2呈網(wǎng)狀排列，其排水口的污水分別排入農(nóng)田2四周的所述匯水沉淀池溝9，所述匯水沉淀池溝9是圍繞污染農(nóng)田2邊緣挖出的排水溝，所述富集轉(zhuǎn)化島是由富集轉(zhuǎn)化箱3單排或多排并列在匯水沉淀池溝9中央組成，所述富集轉(zhuǎn)化箱3從上到下依次分為土壤承壓層6、透水濾層4和濾料層5，所述林木包含落葉與常綠的耐水濕喬木。
[0017]進(jìn)一步地說，所述富集轉(zhuǎn)化箱3為梯形箱體，所述梯形箱體帶頂并無底，向水側(cè)為梯形斜面，鏈接面為垂直面，所述梯形箱體無底的大口朝下，帶頂?shù)男】诔希鎏菪蜗潴w的上方設(shè)置有種植穴10。
[0018]進(jìn)一步地說，所述富集轉(zhuǎn)化箱3由耐腐蝕工程塑料、橡膠或樹脂材料制成，同時(shí)在其四周均設(shè)置透水孔8。
[0019]進(jìn)一步地說，所述林木采用落葉與常綠混交的喬木，包括但不僅限于水松、濕地松、落羽杉、水杉、池杉、水曲柳、白柳、饅頭柳、垂柳、苦楝、小葉白蠟、烏柏、楓楊、香樟、重陽木、蚊母、茂樹。
[0020]進(jìn)一步地說，所述濾料層5選用經(jīng)理化改性的硫化床爐渣、陶、瓦、瓷、燃煤渣顆粒等廢棄物，但不僅限于這一類慮材。
[0021]進(jìn)一步地說，所述透水濾層4選用透水材料制成，包括但不僅限于透水無紡布。
[0022]下文將結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。
[0023]實(shí)施例1
[0024]本實(shí)施例將防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置組裝于農(nóng)田排水溝內(nèi)或低洼地內(nèi)，結(jié)合農(nóng)田排灌水網(wǎng)建立而成。具體步驟如下:
[0025](I)利用農(nóng)田排水溝或低洼地構(gòu)建匯水沉淀池溝9，如圖1和圖2所示，兩側(cè)為農(nóng)田2和土壤7，利用農(nóng)田灌溉渠系統(tǒng)，將可產(chǎn)酸的食品加工廢液或養(yǎng)殖廢水一同加入灌溉水渠的水流中，借助于灌溉水均勻灌溉到受重金屬污染的農(nóng)田，對其實(shí)施淋融沖洗，然后利用埋入農(nóng)田的盲管I將農(nóng)田2的洗滌水導(dǎo)入?yún)R水沉淀池溝9。
[0026](2)富集轉(zhuǎn)化島設(shè)置于匯水沉淀池溝9中央，由富集轉(zhuǎn)化箱3單行或多行排列組成，富集轉(zhuǎn)化箱3用ABS工程塑料制成的梯形箱體，
[0027]其中富集轉(zhuǎn)化箱3的向水側(cè)為梯形斜面，鏈接面為垂直面，富集轉(zhuǎn)化箱3的四周設(shè)有均勻透水孔8，透水孔8的孔徑設(shè)為1.0mm,以使匯水沉淀池溝9中的淋洗水能完全進(jìn)入富集轉(zhuǎn)化箱3內(nèi)。梯形的無底大口朝下，帶種植穴口 10的有頂小口朝上，然后在梯形富集轉(zhuǎn)化箱3中填入濾料至常水位線以上30?40cm高度處作為濾料層5，濾料采用經(jīng)理化改性的硫化床爐渣、陶、瓦、瓷、燃煤渣顆粒等廢棄物，在填裝過程中噴灑凈化菌液和動(dòng)物卵液。
[0028](3)在濾料層5上鋪設(shè)一層透水無紡布作為透水濾層4，以防止泥土下漏。
[0029](4)在透水濾層4的上面依據(jù)種植穴10的數(shù)量種植入帶土球的林木，然后添入泥土作為林木承壓的土壤承壓層6。
[0030](5)富集轉(zhuǎn)化箱3的帶頂?shù)奶菪涡】谏系姆N植穴10的數(shù)量至少設(shè)置3個(gè)以上，穴形為正方形或圓形，邊長或直徑為35-llOcm，種植2行以上樹木，同時(shí)在匯水沉淀池溝9的農(nóng)田2邊坡一側(cè)各種植兩行樹，形成落葉與常綠混交的喬木林。
[0031]本文雖然已經(jīng)給出了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，可以對本文的實(shí)施例進(jìn)行改變。上述實(shí)施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實(shí)施例作為本發(fā)明權(quán)利范圍的限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置，其特征在于，包括盲管、匯水沉淀池溝、富集轉(zhuǎn)化島和林木，所述盲管在農(nóng)田呈網(wǎng)狀排列，其排水口的污水分別排入農(nóng)田四周的所述匯水沉淀池溝，所述匯水沉淀池溝是圍繞污染農(nóng)田邊緣挖出的排水溝，所述富集轉(zhuǎn)化島是由富集轉(zhuǎn)化箱單排或多排并列在匯水沉淀池溝中央組成，所述富集轉(zhuǎn)化箱從上到下依次分為土壤承壓層、透水濾層和濾料層，所述林木包含落葉與常綠的耐水濕喬木。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置，其特征在于，所述富集轉(zhuǎn)化箱為梯形箱體，所述梯形箱體帶頂并無底，向水側(cè)為梯形斜面，鏈接面為垂直面，所述梯形箱體無底的大口朝下，帶頂?shù)男】诔希鎏菪蜗潴w的上方設(shè)置有種植穴。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置，其特征在于，所述富集轉(zhuǎn)化箱由耐腐蝕工程塑料、橡膠或樹脂材料制成，同時(shí)在其四周均設(shè)置透水孔。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置，其特征在于，所述林木采用落葉與常綠混交的喬木，包括水松、濕地松、落羽杉、水杉、池杉、水曲柳、白柳、饅頭柳、垂柳、苦楝、小葉白蠟、烏柏、楓楊、香樟、重陽木、蚊母、茂樹。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置，其特征在于，所述濾料層選用經(jīng)理化改性的硫化床爐渣、陶、瓦、瓷、燃煤渣顆粒廢棄物。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置，其特征在于，所述透水濾層選用透水材料制成。
【專利摘要】本發(fā)明屬于原位去除農(nóng)田土壤環(huán)境重金屬污染的修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于去除農(nóng)田重金屬的防護(hù)林富集轉(zhuǎn)化溝裝置，包括盲管、匯水沉淀池溝、富集轉(zhuǎn)化島和林木，盲管用于排出淋洗土壤水，富集轉(zhuǎn)化島由富集轉(zhuǎn)化箱堆砌而成，富集轉(zhuǎn)化箱從上到下依次分為土壤承壓層、透水濾層和濾料層。本發(fā)明裝置既能大范圍高效原位修復(fù)土壤的重金屬污染，將重金屬富集轉(zhuǎn)化到木材生產(chǎn)終端，不存在二次污染與食品安全問題，具有節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材與農(nóng)田可持續(xù)生態(tài)保育的優(yōu)勢，而且還可作為農(nóng)田林網(wǎng)(島)、排灌農(nóng)田基本建設(shè)的一體化設(shè)施，成為實(shí)現(xiàn)農(nóng)田基本建設(shè)與改善農(nóng)田小氣候等多元功能，及木材生產(chǎn)基地的重要裝置。
【IPC分類】B09C1-02, B09C1-00
【公開號】CN104801535
【申請?zhí)枴緾N201510240310
【發(fā)明人】文科軍, 吳麗萍
【申請人】天津城建大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月13日