一种土壤重金属治理装置和土壤重金属治理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于土壤治理领域，尤其涉及一种土壤重金属治理装置和土壤重金属治理 方法。
【背景技术】
[0002] 随着工业和矿业的快速发展，以及污灌和污泥滥用，农药化肥不合理施用，化石类 燃料和农用薄膜的不完全燃烧等一系列原因，使得重金属污染已呈日趋严重，对生态环境 和人体健康造成了极大的威胁。此外，重金属污染还将导致土壤退化，农作物歉收，并且可 能通过食物链影响人类的生命安全。因此，对重金属污染土壤的治理和修复，任务十分紧 迫。
[0003] 土壤重金属治理和修复方法有化学治理技术、植物吸收技术等。化学治理技术是 向土壤中添加钝化剂，通过吸附、络合、沉淀、氧化还原和离子交换等一系列反应，降低重金 属的生物有效性和可迀移性，达到降低土壤重金属含量目的。植物吸收技术是利用植物吸 收、分解、固化土壤中的重金属，降低其在土壤中的含量。在重金属治理技术中，植物吸收技 术因具有治理成本低、不受土壤类型的限制等优势而得到广泛应用，但现有植物吸收技术 存在着重金属吸收种类单一和吸收量低的问题。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种土壤重金属治理装置和土壤重金属治理方 法，本发明提供的方法可以同时吸收多种土壤中的重金属，且重金属的吸收量高。
[0005] 本发明提供了一种土壤重金属治理装置，包括反应池和隔板；
[0006] 所述隔板上开有小孔，且将反应池的池体垂直分为第一池体与第二池体；
[0007] 所述第一池体上设置有进水口；
[0008] 所述第一池体用于放置待治理重金属土壤和植物；
[0009] 所述第二池体用于储存水。
[0010] 优选的，所述第一池体和第二池体的高度比为0. 5?0. 9 :0. 5?0. 1。
[0011] 本发明提供了一种土壤重金属治理方法，包括以下步骤：
[0012] a)、将待治理重金属土壤加入权利要求1?2任一项所述土壤重金属治理装置的 第一池体；
[0013] b)、在所述第一池体种植植物；向所述第一池体加入水，水流经第一池体进入所述 土壤重金属治理装置的第二池体，植物生长实现土壤重金属治理；
[0014] 所述植物为杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一 种或多种。
[0015] 优选的，步骤a)中，所述待治理重金属土壤先与添加剂混合，再加入所述第一池 体；
[0016] 所述添加剂为土壤重金属钝化剂和/或土壤调节剂。
[0017] 优选的，所述土壤重金属钝化剂为石灰、硅肥和有机肥中的一种或多种。
[0018] 优选的，所述土壤调节剂为菌渣和/或珍珠岩。
[0019] 优选的，所述待治理重金属土壤和土壤重金属钝化剂的质量比为100?1000 :1? 10。
[0020] 优选的，所述待治理重金属土壤和土壤调节剂的质量比为6?10 :4?1。
[0021] 优选的，所述植物在第一池体的种植密度为20?50株/m2。
[0022] 优选的，所述第一池体中待治理重金属土壤的厚度为10?50cm。
[0023] 与现有技术相比，本发明提供了一种土壤重金属治理装置和土壤重金属治理方 法。本发明提供的土壤重金属治理装置，包括反应池和隔板；所述隔板上开有小孔，且将反 应池的池体垂直分为第一池体与第二池体；所述第一池体上设置有进水口；所述第一池体 用于放置待治理重金属土壤和植物；所述第二池体用于储存水。本发明将待治理重金属土 壤加入上述土壤重金属治理装置的第一池体；在所述第一池体种植植物；向所述第一池体 加入水，水流经第一池体进入所述土壤重金属治理装置的第二池体，植物生长实现土壤重 金属治理；所述植物为杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的 一种或多种。本发明通过在设置有第一池体和第二池体的土壤重金属治理装置中种植杜 鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一种或多种来吸收土壤中 的重金属。杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干都可以从土壤中 吸收两种以上的重金属元素。同时，上述植物在土壤重金属治理装置的第一池体形成陆生 根，在土壤重金属治理装置的第二池体形成须状不定根，此种根系结构有利于植物迅速、可 持续的生长发育和快速吸收金属元素。本发明在给植物加水过程中，部分土壤中的重金属 随水流入土壤重金属治理装置的第二池体，降低了土壤重金属治理装置第一池体中的重金 属浓度，从而提高了植物对第一池体重金属元素的吸收。实验结果表明，本发明提供的土壤 重金属治理方法可同时吸收两种以上的土壤中重金属元素，植物种植80?100天后，单位 面积上栽种的植物从土壤中吸收的重金属元素量达到1?52mg/m 2。
【附图说明】
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中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 提供的附图获得其他的附图。
[0025] 图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027] 本发明提供了一种土壤重金属治理装置，包括反应池和隔板；
[0028] 所述隔板上开有小孔，且将反应池的池体垂直分为第一池体与第二池体；
[0029] 所述第一池体上设置有进水口；
[0030] 所述第一池体用于放置待治理重金属土壤和植物；
[0031] 所述第二池体用于储存水。
[0032] 参见图1，图1为本发明实施例提供的土壤重金属治理装置的结构示意图，其中1 为反应池，2为隔板，3为第一池体，4为第二池体。
[0033] 本发明提供的土壤重金属治理装置包括反应池1和隔板2。其中，隔板2上开有小 孔，且将反应池的池体垂直分为第一池体3与第二池体4。第一池体3上设置有进水口，第 一池体3用于放置待治理重金属土壤和植物，第二池体4用于储存水。
[0034] 在本发明提供的一个实施例中，隔板2上的小孔孔径为6?20mm ;在本发明提供 的另一个实施例中，隔板2上的小孔孔径为8?12_。在本发明提供的一个实施例中，隔板 2上的开孔数为3000?20000个/m 2;在本发明提供的另一个实施例中，隔板2上的开孔数 为 6000 ?10000 个/m2。
[0035] 在本发明提供的一个实施例中，第一池体3和第二池体4的高度比为0. 5?0. 9 : 0. 5?0. 1 ;在本发明提供的另一个实施例中，第一池体3和第二池体4的高度比为0. 6? 0.8 :0.4?0.2 ;在本发明提供的其他实施例中，第一池体3和第二池体4的高度比为 0. 618 ?0. 79 :0. 382 ?0. 21。
[0036] 在本发明中，首先将待治理重金属土壤加入上述土壤重金属治理装置的第一池体 3。然后，在第一池体3种植植物，所述植物包括但不限于杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹 彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一种或多种。接着，通过设置在第一池体3上的进水口向 第一池体3中加水，水流经第一池体3后，通过隔板2上的小孔进入第二池体4。植物生长 过程中，植物的根系通过隔板2上的小孔进入第二池体4,植物根系在第一池体3形成陆生 根，在第二池体4形成须状不定根，植物根系持续从第一池体3和第二池体4中吸收重金属 离子，实现土壤中重金属治理。
[0037] 在本发明提供的土壤重金属治理装置中种植植物时，植物根系的上半部分处在第 一池体，下半部分处于第二池体。由于植物根系的不同部位处在不同环境中，导致植物根系 的形态发生变化，其中第一池体的根按照陆生根的发育模式生长，而第二池体的根则按照 须状不定根的发育模式生长。通过这种培养方式，植物根系在第二池体形成放射爆炸式不 定根根系，实现了营养传送的最简洁、最快速化，可以保证植物迅速和可持续生长发育，利 于植物对重金属元素的吸收。
[0038] 本发明提供了一种土壤重金属治理方法，包括以下步骤：
[0039] a)、将待治理重金属土壤加入上述技术方案所述的土壤重金属治理装置的第一池 体；
[0040] b)、在所述第一池体种植植物；向所述第一池体加入水，水流经第一池体进入所述 土壤重金属治理装置的第二池体，植物生长实现土壤重金属治理；
[0041] 所述植物为杜鹃、紫红星彩叶草、冷水花、黄虹彩叶草、景天、虎刺梅和射干中的一 种或多种。
[0042] 在本发明提供的治理方法中，首先将待治理重金属土壤加入所述土壤重金属治理 装置的第一池体。在本发明提供的一个实施例中，所述待治理重金属土壤中锌元素的含量 为500?600mg/kg ;在本发明提供的另一个实施例中，所述待治理重金属土壤中锌元素的 含量为300?400mg/kg ;在本发明提供的其他实施例中，所述待治理重金属土壤中锌元素 的含量为250mg/kg以下。在本发明提供的一个实施例中，所述待治理重金属土壤中铅元素 的含量为500?600mg/kg ;在本发明提供的另一个实施例中，所述待治理重金属土壤中铅 元素的含量为400?500mg/kg ;在本发明提供的其他实施例中，所述待治理重金属土壤中 铅元素的含量为300mg/kg以下。在本发明提供的一个实施例中，所述待治理重金属土壤中 汞元素的含量为1. 5?2mg/kg ;在本发明提供的另一个实施例中，所述待治理重金属土壤 中汞元素的含量为1?I. 5mg/kg ;在本发明提供的其他实施例中，所述待治理重