一種重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)方法及修復(fù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及重金屬污染土壤修復(fù)和水葫蘆資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)方法及修復(fù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類對(duì)土壤環(huán)境的干擾日益加劇，土壤生態(tài)系統(tǒng)遭到了前所未有的破壞。尤其是以礦山開(kāi)采、含重金屬農(nóng)藥和化肥的施用為途徑的土壤重金屬污染形勢(shì)嚴(yán)峻。土壤重金元素易累積，不能被土壤微生物分解，且能通過(guò)食物鏈富集并最終危害人類健康。有研究表明，我國(guó)每年因土壤重金屬污染造成糧食減產(chǎn)1000多萬(wàn)噸，累計(jì)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200多億元。因此，重金屬污染土壤的治理不僅僅是環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)也是迫切需要解決的社會(huì)問(wèn)題，有關(guān)土壤重金屬治理方法的研究已成為目前的研究熱點(diǎn)。
[0003]在土壤重金屬污染修復(fù)的眾多方法當(dāng)中，植物修復(fù)技術(shù)因其對(duì)環(huán)境友好、成本低、易操作而得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，特別是重金屬超富集植物的篩選受到了特別的重視。事實(shí)上，適應(yīng)性廣、生長(zhǎng)快、生物量大的重金屬富集植物是植物修復(fù)的關(guān)鍵。當(dāng)前應(yīng)用于土壤重金屬修復(fù)的植物眾多，但主要是陸生植物，包括用于植物提取的遏藍(lán)菜屬植物，用于植物固定的油菜、楊樹(shù)、苧麻等，用于植物揮發(fā)的印度芥菜、洋麻等，用于植物根際過(guò)濾的向日葵等，以及用于根際促進(jìn)和植物降解的其他陸生植物。而大部分水生植物主要應(yīng)用于濕地及水環(huán)境重金屬污染修復(fù)，沒(méi)有直接在土壤重金屬修復(fù)上的應(yīng)用，土壤重金屬修復(fù)成為難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠達(dá)到土壤重金屬修復(fù)目標(biāo)的重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)方法及修復(fù)系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]該種重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)方法，:具體步驟為:
[0007](I)建造修復(fù)池，在修復(fù)池內(nèi)自底部向上依次鋪設(shè)鵝卵石層、底部粗砂層、重金屬污染土壤層和頂部粗砂層；
[0008]修復(fù)池一側(cè)具有和鵝卵石層連通的進(jìn)水管，修復(fù)池的另一側(cè)具有和鵝卵石層連通的液面觀測(cè)管;修復(fù)池上對(duì)應(yīng)于鵝卵石層、底部粗砂層、重金屬污染土壤層和頂部粗砂層均具有獨(dú)立的取樣口；
[0009](2)取水葫蘆植株栽植于頂部粗砂層中；
[0010](3)關(guān)閉取樣口，自來(lái)水從進(jìn)水管流入修復(fù)池，依次向上灌滿鵝卵石層、底部粗砂層、金屬污染土壤層和頂部粗砂層，修復(fù)池內(nèi)水面高度不超過(guò)頂部粗砂層；
[0011](4)定期從取樣口取樣分析，監(jiān)測(cè)各層的重金屬指標(biāo)，判斷重金屬污染土壤層的重金屬指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)；
[0012](5)根據(jù)液面觀測(cè)管的液面情況，及時(shí)補(bǔ)水;視水葫蘆生長(zhǎng)情況定期收獲過(guò)多的水葫蘆；
[0013](6)重復(fù)步驟(4)和(5)，直至重金屬污染土壤層的重金屬指標(biāo)達(dá)標(biāo)，完成修復(fù)。
[0014]所述步驟(2)中，水葫蘆新植株按30-80株/m2的密度栽植于頂部粗砂層中。
[0015]所述步驟(2)中，水葫蘆新植株具有4-5片葉子。
[0016]所述步驟(I)中，鵝卵石層厚度為15-20cm;底部粗砂層厚度為5-15cm;重金屬污染土壤層厚度為25-50cm;頂部粗砂層厚度為10-15cmo
[0017]所述步驟(I)中，鵝卵石層中鵝卵石粒度為50-100mm;底部粗砂層及頂部粗砂層中粗砂粒度為10-15mm。
[0018]該種重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)系統(tǒng)，用于上述的重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)方法，包括修復(fù)池，所述修復(fù)池內(nèi)自底部向上依次鋪設(shè)鵝卵石層、底部粗砂層、重金屬污染土壤層和頂部粗砂層;所述修復(fù)池一側(cè)設(shè)有和鵝卵石層連通的進(jìn)水管，所述修復(fù)池的另一側(cè)設(shè)有和鵝卵石層連通的液面觀測(cè)管;所述修復(fù)池上對(duì)應(yīng)于鵝卵石層、底部粗砂層、重金屬污染土壤層和頂部粗砂層均設(shè)有獨(dú)立的取樣口。
[0019]所述鸛卵石層厚度為15-20cm;所述底部粗砂層厚度為5-15cm;所述重金屬污染土壤層厚度為25-50cm;所述頂部粗砂層厚度為10-15cmo
[0020]所述鵝卵石層中鵝卵石粒度為50-100mm;所述底部粗砂層及頂部粗砂層中粗砂粒度為 10_15mm。
[0021 ]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:該重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)方法及修復(fù)系統(tǒng)，在重金屬污染土壤表面鋪墊粗砂，控制污染土壤層及沙層水分條件達(dá)到促進(jìn)水葫蘆存活并快速生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)土壤重金屬修復(fù)目標(biāo);本發(fā)明將水葫蘆首次引入到對(duì)土壤重金屬的直接處理中，擴(kuò)大了水葫蘆資源化利用途徑;本方法創(chuàng)新了水葫蘆的栽培方式，為水葫蘆進(jìn)入垂直流人工濕地污水處理系統(tǒng)提供了借鑒;方法處理土壤重金屬無(wú)能耗，環(huán)境友好。
【附圖說(shuō)明】
[0022]下面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明書(shū)各幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0023]圖1為本發(fā)明重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]上述圖中的標(biāo)記均為:
[0025]1、修復(fù)池，2、鵝卵石層，3、底部粗砂層，4、重金屬污染土壤層，5、頂部粗砂層，6、進(jìn)水管，7、取樣口，8、液面觀察管，9、水葫蘆。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)最優(yōu)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027]如圖1所示，該重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)系統(tǒng)，包括修復(fù)池I，修復(fù)池I內(nèi)自底部向上依次鋪設(shè)鵝卵石層2、底部粗砂層3、重金屬污染土壤層4和頂部粗砂層5;修復(fù)池I 一側(cè)設(shè)有和鵝卵石層2連通的進(jìn)水管6，修復(fù)池I的另一側(cè)設(shè)有和鵝卵石層2連通的液面觀測(cè)管8;修復(fù)池I上對(duì)應(yīng)于鵝卵石層2、底部粗砂層3、重金屬污染土壤層4和頂部粗砂層5均設(shè)有獨(dú)立的取樣口 7。
[0028]取樣口 7和進(jìn)水管6上均設(shè)有控制閥門(mén)。
[0029]液面觀測(cè)管8為帶刻度的硬質(zhì)玻璃管。液面觀測(cè)管8能夠?qū)崟r(shí)觀察修復(fù)池I內(nèi)的液面情況，以及時(shí)補(bǔ)充水分，滿足系統(tǒng)的運(yùn)行需求。修復(fù)池I上對(duì)應(yīng)于各層均設(shè)有取樣口 7，方便取樣監(jiān)測(cè)土壤重金屬處理情況。
[0030]鵝卵石層2厚度為15-20cm;底部粗砂層3厚度為5-15cm;重金屬污染土壤層4厚度為25-50cm;頂部粗砂層5厚度為10-15cm。
[0031]鵝卵石層2中鵝卵石粒度為50-100mm;底部粗砂層3及頂部粗砂層5中粗砂粒度為10_15mmo
[0032]鵝卵石層2、底部粗砂層3、重金屬污染土壤層4及頂部粗砂層5選擇合理的層厚，鵝卵石層2、底部粗砂層3及頂部粗砂層5選擇合理的粒徑，以達(dá)到重金屬污染土壤的良好處理效果和效率。
[0033]鵝卵石也可以是大粒徑的礫石。上述粗砂也可以使石英砂、蛭石等填料。
[0034]該重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)方法，利用上述的重金屬污染土壤的水葫蘆修復(fù)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體步驟為:
[0035](I)建造修復(fù)池I，在修復(fù)池I內(nèi)自底部向上依次鋪設(shè)鵝卵石層2、底部粗砂層3、重金屬污染土壤層4和頂部粗砂層5 ；
[0036]修復(fù)池I一側(cè)具有和鵝卵石層2連通的進(jìn)水管6，修復(fù)池I的另一側(cè)具有和鵝卵石層2連通的液面觀測(cè)管8;修復(fù)池I上對(duì)應(yīng)于鵝卵石層2、底部粗砂層3、重金屬污染土壤層4和頂部粗砂層5均具有獨(dú)立的取樣口 7;