一种基于环境保护用重金属土壤修复方法与流程

本发明属于土壤修复技术领域，特别是涉及一种基于环境保护用重金属土壤修复方法。

背景技术：

土壤中的微量有害元在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土重金属污染，土壤重金属污染不仅抑制作物生长发育，促成作物早衰，降低产量，并且还会通过食物链的富集、传递，危害人体健康，污染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。

人类活动是造成重金属在土壤中累积的主要来源，金属矿产资源的开发利用通常会使矿区及周边地区土壤重金属含量累积，农业活动中肥料和农药的不合理施用也会造成土壤污染；重金属污染物主要包括锌(zn)、银(pb)、镉(cd)、铜(cu)、铬(cr)、镍(ni)、汞(hg)和准金属砷(as)等。

公开号为cn105772500a的专利文件中公开了一种重金属土壤修复方法，但是其对于土壤修复过程中，对于土壤本身的处理不够方便，在对土壤翻耕和平整中缺乏相应良好的技术手段，基于此，本发明特提出一种技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于环境保护用重金属土壤修复方法，通过土地平整设备对待修复土壤进行来回翻耕平整，犁耙组件、轨道组件均可根据需要组合使用，灵活程度高，使用该土地平整设备翻耕土壤，配合使用该方法对土壤进行修复，可根据使用需要，对不同区域的土壤进行翻耕、平整，使用方便。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于环境保护用重金属土壤修复方法，包括以下步骤：

步骤一：利用土地平整设备翻耕土壤，按100kg/亩的量施加重金属吸附剂；利用土地平整设备将土壤平整，之后薄膜覆盖20～30天；

步骤二：在重金属污染土壤的周边修筑集水沟，所述集水沟的底部铺设有防渗膜；

步骤三：修筑与所述集水沟连通的集水池，所述集水池的底部及侧壁均铺设有防渗膜；

步骤四：将施加重金属吸附剂的土壤，薄膜覆盖20～30天的土壤灌水浇透，晾晒一周，利用土地平整设备将土壤翻耕一遍，按50kg/亩的量施加重金属钝化剂，晾晒一周；

步骤五：使用酸性淋洗液喷洒于所述重金属污染土壤的表面，所述酸性淋洗液经所述重金属污染土壤渗透至所述集水沟中，并汇集至所述集水池中，得到含重金属的淋洗液；

步骤六：利用所述含重金属的淋洗液对所述重金属污染土壤重复进行淋洗修复，直至测定得到的所述重金属污染土壤中的重金属含量不再改变为止；及用清水淋洗所述重金属污染土壤至中性；之后借助土壤调理剂对土壤进行调理；

步骤七：利用土地平整设备将土壤平整，得到处理完之后且平整的土壤；

其中，所述土地平整设备包括轨道组件及滑动设置在轨道组件上的犁耙组件；所述轨道组件为第一轨道、第二轨道、第三轨道中的一种或多种组合，所述第一轨道、第二轨道、第三轨道两两之间通过一连接件相连接；所述轨道组件通过一加强板固定在地面上；所述第一轨道的两端、第二轨道的两端、第三轨道的两端均设有供连接件卡接的连接槽；所述犁耙组件包括一滑动设置在轨道组件上的移动板；所述移动板上滑动设有三组滑动座，所述滑动座的滑动方向与移动板的滑动方向相互垂直；三组所述滑动座的下方分别固定有一压力缸，三所述压力缸的下方依次设有平整耙、翻耕犁、平整耙；其中，所述翻耕犁为双向犁，所述翻耕犁上的犁齿为两排，呈相背设置；所述平整耙的耙齿的端部转动设有一压辊，所述压辊横跨平整耙的耙齿。

进一步地，所述重金属吸附剂的组分质量比为：泥炭15～25％、活化生物炭5％～10％、天然腐殖土11～27％、蚵壳粉10～25％、生物碳20～30％、壳聚糖7％～10％；所述的重金属吸附剂制备方法如下：

泥炭、天然腐殖土、蚵壳粉、生物碳、壳聚糖按所述质量百分比充分搅拌后，在8℃以上的气温中发酵；

发酵15天后，按所述质量比加入活化生物炭，搅匀；

所述重金属钝化剂的组分为：

腐殖酸15～20份，巯基化合物30～50份，磷酸钙10～30份，壳聚糖3～10份，草木灰5～15份。

进一步地，步骤五中所述酸性淋洗液按重量份计为：癸二酸二辛酯5份～9份；4-(2，6，6-三甲基-2-环辛烯-1-基)-3-丁烯-2-酮13份～18份；1,4-二甲基哌嗪7份～19份；水杨苷9份～16份；2-吡啶甲醇5份～9份；柠檬酸铵6份～10份；齐墩果醛4份～8份；脂肪醇聚氧乙烯醚12份～19份；聚氧化丙烯二元醇12份～19份；4-氨基异喹啉1份～5份；多元羧酸盐2份～4.5份；藻朊酸钠5份～17份；乙醇钠7份～10份；烷基聚氧乙烯醚乙酸酯16份～26份；去离子水90份～100份。

进一步地，所述土壤调理剂的组分为：硅酸钾15～20份、海洋贝矿粉20～25份、尿素15～20份、钼酸铵0.1～0.5份、乙二胺四乙酸0.2～2份、己酸二乙氨基乙醇酯0.1～0.5份、复硝酚钠0.1～0.5份、磷矿粉12～15份、氯化钙6～7份、天然硫酸钾镁肥5～7份、矿物质粉18～20份。

进一步地，所述第一轨道为直线型双轨道，所述第一轨道上的槽道朝向外部；所述第二轨道为折线型双轨道，所述第二轨道上的槽道朝向外部；所述第三轨道为直线型双轨道，所述第三轨道上的槽道朝向外部；其中，所述第一轨道的长度为100～300米，所述第二轨道的长度为3～10米，所述第三轨道的长度为5～20米。

进一步地，所述加强板为一角钢，所述加强板上开设有若干固定孔；所述加强板的一角边固定在轨道组件的一侧，所述加强板的另一角边通过锚钉固定在地面上。

进一步地，所述移动板为一矩形板件，所述移动板的一相对两侧分别固定有一滑块；所述滑块卡入轨道组件的槽道内，所述移动板横跨轨道组件、并通过滑块与槽道相配合的方式滑动设置在轨道组件上。

进一步地，所述移动板上并排开设有三组第一滑槽；所述第一滑槽的槽壁上开设有相对设置的第二滑槽；所述移动板上固定有三个分别与第一滑槽的位置相配合对应的伸缩杆，三所述伸缩杆的伸缩端分别固定在三个相应的滑动座上；其中，所述滑动座为矩形结构，所述滑动座的一相对两侧分别固定有一导向板，所述滑动座通过导向板与第二滑槽相配合的方式滑动设置在移动板上。

进一步地，所述连接件为一矩形结构，所述连接件的四个周侧面均设有若干凹槽，所述凹槽内均通过弹簧连接有一卡柱，所述卡柱的端部设有圆角。

进一步地，所述连接槽内的四个槽壁上分别设有两两相对的第一卡槽、第二卡槽，所述第一卡槽、第二卡槽与连接件上的卡柱相配合对应。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明轨道组件为第一轨道、第二轨道、第三轨道中的一种或多种组合，第一轨道、第二轨道、第三轨道两两之间通过连接件相连接；第一轨道为直线型双轨道、第二轨道为折线型双轨道、第三轨道为直线型双轨道；可根据地形、地块大小等组合使用第一轨道、第二轨道、第三轨道，且第一轨道、第二轨道、第三轨道之间的连接方式简单，拆卸、安装方便、便于使用。

2、本发明中犁耙组件包括移动板，移动板上滑动设有三组滑动座，三组滑动座的下方分别固定有一压力缸，三压力缸的下方依次设有平整耙、翻耕犁、平整耙，移动板可在轨道组件上来回滑动，并通过分别调整三组滑动座的位置，根据土壤需求对不同区域的地块进行翻耕、平整，使用方便，操作简单。

3、本发明使用该土地平整设备翻耕土壤，配合使用该方法对土壤进行修复，可根据使用需要，对不同区域的土壤进行翻耕、平整，使各试剂、冲洗剂等充分渗入，并能保证土壤的平整。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中土地平整设备的结构示意图；

图2为图1的结构主视图；

图3为图1的结构左视图；

图4为本发明中犁耙组件的结构示意图；

图5为本发明中两轨道相接处的局部爆炸结构示意图；

图6为本发明中第一轨道的结构示意图；

图7为本发明中连接槽所在处的局部剖视结构示意图；

图8为本发明中第二轨道的结构示意图；

图9为本发明中第三轨道的结构示意图；

图10为本发明中加强板的结构示意图；

图11为本发明中移动板的结构示意图；

图12为本发明中移动板的局部结构示意图；

图13为本发明中滑动座的结构示意图；

图14为本发明中平整耙的结构示意图；

图15为本发明中翻耕犁的结构示意图；

图16为本发明中连接件的结构示意图；

图17为本发明的具体实施例的结构示意图；

图18为本发明的具体实施例的结构示意图；

图19为本发明的具体实施例的结构示意图；

图20为本发明的具体实施例的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-第一轨道，2-第二轨道，3-第三轨道，4-加强板，5-移动板，6-滑动座，7-平整耙，8-翻耕犁，9-压力缸，10-伸缩杆，11-连接件，12-连接槽，401-固定孔，501-滑块，502-第一滑槽，503-第二滑槽，601-导向板，701-压辊，1101-卡柱，1201-第一卡槽，1202-第二卡槽。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”、“侧”、“端”、“底”、“外”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-16所示，本发明为一种基于环境保护用重金属土壤修复方法，包括以下步骤：

步骤一：利用土地平整设备翻耕土壤，按100kg/亩的量施加重金属吸附剂；利用土地平整设备将土壤平整，之后薄膜覆盖20～30天；

步骤二：在重金属污染土壤的周边修筑集水沟，集水沟的底部铺设有防渗膜；

步骤三：修筑与集水沟连通的集水池，集水池的底部及侧壁均铺设有防渗膜；

步骤四：将施加重金属吸附剂的土壤，薄膜覆盖20～30天的土壤灌水浇透，晾晒一周，利用土地平整设备将土壤翻耕一遍，按50kg/亩的量施加重金属钝化剂，晾晒一周；

步骤五：使用酸性淋洗液喷洒于重金属污染土壤的表面，酸性淋洗液经重金属污染土壤渗透至集水沟中，并汇集至集水池中，得到含重金属的淋洗液；

步骤六：利用含重金属的淋洗液对重金属污染土壤重复进行淋洗修复，直至测定得到的重金属污染土壤中的重金属含量不再改变为止；及用清水淋洗重金属污染土壤至中性；之后借助土壤调理剂对土壤进行调理；

步骤七：利用土地平整设备将土壤平整，得到处理完之后且平整的土壤；

其中，重金属吸附剂的组分质量比为：泥炭15～25％、活化生物炭5％～10％、天然腐殖土11～27％、蚵壳粉10～25％、生物碳20～30％、壳聚糖7％～10％；的重金属吸附剂制备方法如下：泥炭、天然腐殖土、蚵壳粉、生物碳、壳聚糖按质量百分比充分搅拌后，在8℃以上的气温中发酵；发酵15天后，按质量比加入活化生物炭，搅匀；重金属钝化剂的组分为：腐殖酸15～20份，巯基化合物30～50份，磷酸钙10～30份，壳聚糖3～10份，草木灰5～15份。

其中，步骤五中酸性淋洗液按重量份计为：癸二酸二辛酯5份～9份；4-(2，6，6-三甲基-2-环辛烯-1-基)-3-丁烯-2-酮13份～18份；1,4-二甲基哌嗪7份～19份；水杨苷9份～16份；2-吡啶甲醇5份～9份；柠檬酸铵6份～10份；齐墩果醛4份～8份；脂肪醇聚氧乙烯醚12份～19份；聚氧化丙烯二元醇12份～19份；4-氨基异喹啉1份～5份；多元羧酸盐2份～4.5份；藻朊酸钠5份～17份；乙醇钠7份～10份；烷基聚氧乙烯醚乙酸酯16份～26份；去离子水90份～100份。

其中，土壤调理剂的组分为：硅酸钾15～20份、海洋贝矿粉20～25份、尿素15～20份、钼酸铵0.1～0.5份、乙二胺四乙酸0.2～2份、己酸二乙氨基乙醇酯0.1～0.5份、复硝酚钠0.1～0.5份、磷矿粉12～15份、氯化钙6～7份、天然硫酸钾镁肥5～7份、矿物质粉18～20份。

其中，土地平整设备包括轨道组件及滑动设置在轨道组件上的犁耙组件；轨道组件为第一轨道1、第二轨道2、第三轨道3中的一种或多种组合，第一轨道1、第二轨道2、第三轨道3两两之间通过一连接件11相连接；轨道组件通过一加强板4固定在地面上；第一轨道1的两端、第二轨道2的两端、第三轨道3的两端均设有供连接件11卡接的连接槽12；犁耙组件包括一滑动设置在轨道组件上的移动板5；移动板5上滑动设有三组滑动座6，滑动座6的滑动方向与移动板5的滑动方向相互垂直；三组滑动座6的下方分别固定有一压力缸9，通过三压力缸9可调节平整耙7、翻耕犁8的相对深度，三压力缸9的下方依次设有平整耙7、翻耕犁8、平整耙7；其中如图15所示，翻耕犁8为双向犁，翻耕犁8上的犁齿为两排，呈相背设置，移动板5来回移动时，均可对土地进行翻耕、平整；如图14所示，平整耙7的耙齿的端部转动设有一压辊701，压辊701横跨平整耙7的耙齿，使土地更为平整。

其中如图6、8、9所示，第一轨道1为直线型双轨道，第一轨道1上的槽道朝向外部；第二轨道2为折线型双轨道，折线型双轨道的两端呈水平，中间部分倾斜设置，与两端的水平夹角可设置在30～45度，第二轨道2上的槽道朝向外部；第三轨道3为直线型双轨道，第三轨道3上的槽道朝向外部，槽道均朝向外部，避免翻耕土地时，土壤进入槽道影响使用；其中，第一轨道1的长度为100～300米，第二轨道2的长度为3～10米，第三轨道3的长度为5～20米。

其中如图10所示，加强板4为一角钢，加强板4上开设有若干固定孔401；加强板4的一角边固定在轨道组件的一侧，加强板4的另一角边通过锚钉固定在地面上，轨道组件的两侧均可固定一加强板4，增强稳固性。

其中如图11、12所示，移动板5为一矩形板件，移动板5的一相对两侧分别固定有一滑块501；滑块501卡入轨道组件的槽道内，移动板5横跨轨道组件、并通过滑块501与槽道相配合的方式滑动设置在轨道组件上，移动板5上并排开设有三组第一滑槽502；第一滑槽502的槽壁上开设有相对设置的第二滑槽503，第一滑槽502、第二滑槽503均为矩形槽；移动板5上固定有三个分别与第一滑槽502的位置相配合对应的伸缩杆10，三伸缩杆10的伸缩端分别固定在三个相应的滑动座6上，通过伸缩杆10的伸缩调节滑动座6的位置，组合使用平整耙7、翻耕犁8对相应的地块进行翻耕、平整；其中如图13所示，滑动座6为矩形结构，滑动座6的一相对两侧分别固定有一导向板601，导向板601为矩形板件，滑动座6通过导向板601与第二滑槽503相配合的方式滑动设置在移动板5上，可通过电机等动力设备为移动板5提供移动的动力，土地硬度较大时，可通过拖拉机、液压缸连接移动板5，带动移动板5移动。

其中如图16所示，连接件11为一矩形结构，连接件11的四个周侧面均设有若干凹槽，凹槽内均通过弹簧连接有一卡柱1101，卡柱1101滑动设置在凹槽内，卡柱1101的端部设有圆角。

其中如图5、6、7所示，连接槽12内的四个槽壁上分别设有两两相对的第一卡槽1201、第二卡槽1202，第一卡槽1201、第二卡槽1202与连接件11上的卡柱1101相配合对应。

具体实施例一：

如图17所示，待修复的地块有一处呈斜坡向下变低，该地块总长为130米(平整部分120米、斜坡部分5米、平整部分5米)，采用150米的第一轨道1、5米的第二轨道2、10米的第三轨道3依次连接，搭建时，第二轨道2的折线部分近似与斜坡相对应，通过三个压力缸9调节平整耙7、翻耕犁8的相对深度，保证斜坡部分的翻耕深度。

具体实施例二：

如图18所示，待修复的地块存在一处凹坑，凹坑内基本平整，该地块凹坑内总长为270米，在平整部分可根据地块长度组合使用第一轨道1，在凹坑处，使用5米的第二轨道2、20米的第三轨道3、250米的第一轨道1、5米的第二轨道2依次相连。搭建时，若凹坑的深度较大，可使用若干个第二轨道2依次连接，使第二轨道2沿斜坡平缓向下；若凹坑的长度不能完整匹配第三轨道3、第一轨道1组合长度，可根据制造的多个较短的第三轨道3拼接；耕整至斜坡时，通过三个压力缸9调节平整耙7、翻耕犁8的相对深度，保证凹坑处的翻耕、平整效果；根据组合使用第一轨道1、第二轨道2、第三轨道3使轨道组件近似与贴近土地的地势走向，保证每一处的翻耕、平整效果。

具体实施例三：

如图19所示，三个伸缩杆10均处于收缩状态，使三压力缸9下方的平整耙7、翻耕犁8、平整耙7均处于g地块。具体使用时：

1：利用土地平整设备对g地块进行来回翻耕土壤至所需松度，对g地块处理完后，再使三个伸缩杆10均处于伸长状态，使三压力缸9下方的平整耙7、翻耕犁8、平整耙7均处于w地块，按100kg/亩的量施加重金属吸附剂；利用土地平整设备按上述方法分别处理g地块、w地块使土壤平整，之后薄膜覆盖30天；

2：在重金属污染土壤的周边修筑集水沟，集水沟的底部铺设有防渗膜，集水沟位于轨道组件之间，即犁耙组件横跨重金属污染土壤、集水沟；

3：修筑与集水沟连通的集水池，集水池的底部及侧壁均铺设有防渗膜；

4：将施加重金属吸附剂的土壤，薄膜覆盖25天的土壤灌水浇透，晾晒一周，利用土地平整设备将g地块、w地块的土壤来回翻耕一遍，按50kg/亩的量施加重金属钝化剂，晾晒一周；

5：使用酸性淋洗液喷洒于重金属污染土壤的表面，酸性淋洗液经重金属污染土壤渗透至集水沟中，并汇集至集水池中，得到含重金属的淋洗液；

步骤六：利用含重金属的淋洗液对重金属污染土壤重复进行淋洗修复，直至测定得到的重金属污染土壤中的重金属含量不再改变为止；及用清水淋洗重金属污染土壤至中性；之后借助土壤调理剂对土壤进行调理；

7：利用土地平整设备分别处理g地块、w地块，将土壤平整，得到处理完之后且平整的土壤。

具体实施例四：

如图20所示，平整耙7所在处的伸缩杆10均处于收缩状态，翻耕犁8所在处的伸缩杆10处于伸长状态，使两个平整耙7处于g地块，翻耕犁8处于l地块，其中根据需要，需对l地块进行来回翻耕3次、平整一次，g地块来回翻耕1次、平整2次。具体使用时：

1：使三个伸缩杆10均处于收缩状态，使三压力缸9下方的平整耙7、翻耕犁8、平整耙7均处于g地块，利用土地平整设备对g地块进行来回翻耕1次，对g地块处理完后，平整耙7所在处的伸缩杆10均处于收缩状态，翻耕犁8所在处的伸缩杆10处于伸长状态，使两个平整耙7处于g地块，翻耕犁8处于l地块，对l地块进行来回翻耕3次，对l地块翻耕地3次时，可将平整耙7移至l地块，处理后，按100kg/亩的量施加重金属吸附剂；利用土地平整设备按上述方法分别处理g地块、l地块使土壤平整，之后薄膜覆盖20天；

2：在重金属污染土壤的周边修筑集水沟，集水沟的底部铺设有防渗膜，集水沟位于轨道组件之间，即犁耙组件横跨重金属污染土壤、集水沟；

3：修筑与集水沟连通的集水池，集水池的底部及侧壁均铺设有防渗膜；

4：将施加重金属吸附剂的土壤，薄膜覆盖25天的土壤灌水浇透，晾晒一周，利用土地平整设备将g地块、l地块的土壤来回翻耕一遍，按50kg/亩的量施加重金属钝化剂，晾晒一周；

5：使用酸性淋洗液喷洒于重金属污染土壤的表面，酸性淋洗液经重金属污染土壤渗透至集水沟中，并汇集至集水池中，得到含重金属的淋洗液；

步骤六：利用含重金属的淋洗液对重金属污染土壤重复进行淋洗修复，直至测定得到的重金属污染土壤中的重金属含量不再改变为止；及用清水淋洗重金属污染土壤至中性；之后借助土壤调理剂对土壤进行调理；

7：利用土地平整设备分别处理g地块、l地块，将土壤平整，得到处理完之后且平整的土壤。

本发明中轨道组件为第一轨道1、第二轨道2、第三轨道3中的一种或多种组合，第一轨道1、第二轨道2、第三轨道3两两之间通过连接件11相连接，连接方式简单；第一轨道1为直线型双轨道、第二轨道2为折线型双轨道、第三轨道3为直线型双轨道；可根据地形、地块大小等组合使用第一轨道1、第二轨道2、第三轨道3，且第一轨道1、第二轨道2、第三轨道3之间的连接方式简单，拆卸、安装方便、便于使用；犁耙组件包括移动板5，移动板5上滑动设有三组滑动座6，三组滑动座6的下方分别固定有一压力缸9，三压力缸9的下方依次设有平整耙7、翻耕犁8、平整耙7，移动板5可在轨道组件上来回滑动，并通过分别调整三组滑动座6的位置，根据土壤需求对不同区域的地块进行翻耕、平整，使用方便，操作简单；使用该土地平整设备翻耕土壤，配合使用该方法对土壤进行修复，可根据使用需要，对不同区域的土壤进行翻耕、平整，使各试剂、冲洗剂等充分渗入，并能保证土壤的平整，合理使用资源，便于操作，结构简单。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。