一种浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法与流程

本发明涉及污染土壤修复，具体涉及一种浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法。

背景技术：

1、浅层重金属污染土壤的生态修复与二次利用已成为急需解决的重大环境问题，浅层重金属污染土壤具有污染深度浅、污染面积大、污染程度轻等特点，农田污染土壤是浅层重金属污染土壤典型代表之一，水泥窑协同、化学淋洗、固化/稳定化、钝化/稳定、植物修复、阻隔填埋等是重金属污染土壤常用的修复技术，但已越来越不符合绿色低碳的修复技术要求，钝化/稳定、植物修复逐渐成为浅层重金属污染土壤主流修复技术。

2、现有的钝化/稳定、植物修复浅层重金属污染土壤存在如下问题：1)钝化/稳定、植物修复多为单一技术修复重金属污染土壤，修复效果较差，修复周期较长；2)钝化/稳定需要全部的重金属污染土壤进行加药处理，药剂用量大，成本较高，容易改变土壤的理化性质，造成耕种方式改变；3)植物修复、钝化/稳定修复过程中重金属污染物易向下或周边扩散。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种经济高效、操作方便、污染可控、适应性强、可工程规模化应用的浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案为一种浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，包括如下步骤：

3、s1、确定待修复区域的重金属污染水平边界及竖向边界；

4、s2、按照步骤s1确定的水平边界及竖向边界对浅层重金属污染土壤进行彻底清挖，确保待修复区域的所有重金属污染土壤已清挖完毕；

5、s3、先在清挖坑底铺设底部水平重金属吸附层，随后在清挖坑边界铺设竖向边界重金属吸附墙，再将清挖坑内划分为多个小块，并在每个小块的相接处铺设竖向内部重金属吸附墙，然后将步骤s2清挖出来的重金属污染土壤分层回填到清挖坑内，摊铺平整；

6、s4、在摊铺平整后的重金属污染土壤上表面铺设顶部水平重金属吸附层，随后在顶部水平重金属吸附层的表面铺设薄层种植土；

7、s5、在薄层种植土中播种重金属高富集植物幼苗，并向重金属污染土壤中注入重金属活化剂和土壤调理剂；

8、s6、收获重金属高富集植物并进行无害化处理，检测修复后土壤中的重金属含量是否达标，若未达标，则按照步骤s5进行下一批的重金属高富集植物幼苗的种植，直至土壤中重金属含量达标为止。

9、进一步地，步骤s1中，先对待修复区域的杂物和石块进行清理及收集，然后对土壤的理化性质、肥力指标、重金属种类及含量进行取样检测，再根据检测结果确定待修复区域的重金属污染水平边界及竖向边界。

10、进一步地，步骤s3和步骤s4中，底部水平重金属吸附层、竖向边界重金属吸附墙、竖向内部重金属吸附墙、顶部水平重金属吸附层均包括重金属吸附层，且底部水平重金属吸附层和竖向边界重金属吸附墙还包括位于重金属吸附层外侧的隔水层。

11、更进一步地，重金属吸附层采用重金属吸附剂平铺而成，重金属吸附剂包括膨润土、蒙脱石、凹凸棒土、海泡石、生物炭、沸石、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸镁、硫酸钙中的至少一种。

12、进一步地，步骤s5中，先在薄层种植土表面钻孔埋设注液花管，注液花管的底端依次穿过薄层种植土、顶部水平重金属吸附层并深入到重金属污染土壤内部，再通过注液花管进行浇水与施肥，保证水没过薄层种植土，待平衡3-5天后再在薄层种植土中播种重金属高富集植物幼苗。

13、更进一步地，在重金属高富集植物幼苗生长直至最旺盛期的3-5天前，通过注液花管向重金属污染土壤、薄层种植土施撒肥料，在肥料注入2-3天后通过注液花管向重金属污染土壤均匀注入重金属活化剂和土壤调理剂，并在渡过最旺盛期的7-10天后收获重金属高富集植物。

14、更进一步地，重金属高富集植物的整个生长过程中保持重金属污染土壤、薄层种植土的含水率在25％-30％之间。

15、更进一步地，重金属活化剂的添加量为重金属污染土壤湿重的2％-3％，土壤调理剂的添加量为重金属污染土壤湿重的1％-2％，肥料的添加量为15kg/亩-30kg/亩。

16、更进一步地，重金属活化剂包括柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺二琥珀酸、鼠李糖脂、茶皂素、亚氨基二琥珀酸中的至少一种；土壤调理剂包括腐殖酸、磷酸二氢钾、松土精、微生物菌剂、氨基酸、维生素中的至少一种；肥料包括氮肥、磷肥、钾肥、氮磷钾复合肥中的至少一种。

17、进一步地，步骤s6中，收获重金属高富集植物具体为将重金属高富集植物的地上及地下部分均移走并打包；无害化处理包括重金属高富集植物的焚烧、烟气净化、灰渣固化、填埋步骤。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、(1)本发明采用竖向边界重金属吸附墙、底部水平重金属吸附层、顶部水平重金属吸附层降低了重金属向下及周边的扩散风险，通过薄层种植土为植物初期生长提交良好环境，通过注液花管注入重金属活化剂、土壤调理剂、肥料实现植物的旺盛生长及重金属污染物的快速吸收，从而实现土壤中重金属的快速去除；

20、(2)本发明的修复方法经济高效、操作方便、污染可控、适应性强，可工程规模化应用，能够实现各种浅层重金属污染土壤的高效、经济、修复。

技术特征：

1.一种浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，其特征在于：步骤s1中，先对待修复区域的杂物和石块进行清理及收集，然后对土壤的理化性质、肥力指标、重金属种类及含量进行取样检测，再根据检测结果确定待修复区域的重金属污染水平边界及竖向边界。

3.如权利要求1所述的浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，其特征在于：步骤s3和步骤s4中，底部水平重金属吸附层、竖向边界重金属吸附墙、竖向内部重金属吸附墙、顶部水平重金属吸附层均包括重金属吸附层，且底部水平重金属吸附层和竖向边界重金属吸附墙还包括位于重金属吸附层外侧的隔水层。

4.如权利要求3所述的浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，其特征在于：重金属吸附层采用重金属吸附剂平铺而成，重金属吸附剂包括膨润土、蒙脱石、凹凸棒土、海泡石、生物炭、沸石、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸镁、硫酸钙中的至少一种。

5.如权利要求1所述的浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，其特征在于：步骤s5中，先在薄层种植土表面钻孔埋设注液花管，注液花管的底端依次穿过薄层种植土、顶部水平重金属吸附层并深入到重金属污染土壤内部，再通过注液花管进行浇水与施肥，保证水没过薄层种植土，待平衡3-5天后再在薄层种植土中播种重金属高富集植物幼苗。

6.如权利要求5所述的浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，其特征在于：在重金属高富集植物幼苗生长直至最旺盛期的3-5天前，通过注液花管向重金属污染土壤、薄层种植土施撒肥料，在肥料注入2-3天后通过注液花管向重金属污染土壤均匀注入重金属活化剂和土壤调理剂，并在渡过最旺盛期的7-10天后收获重金属高富集植物。

7.如权利要求6所述的浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，其特征在于：重金属高富集植物的整个生长过程中保持重金属污染土壤、薄层种植土的含水率在25％-30％之间。

8.如权利要求6所述的浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，其特征在于：重金属活化剂的添加量为重金属污染土壤湿重的2％-3％，土壤调理剂的添加量为重金属污染土壤湿重的1％-2％，肥料的添加量为15kg/亩-30kg/亩。

9.如权利要求6所述的浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，其特征在于：重金属活化剂包括柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺二琥珀酸、鼠李糖脂、茶皂素、亚氨基二琥珀酸中的至少一种；土壤调理剂包括腐殖酸、磷酸二氢钾、松土精、微生物菌剂、氨基酸、维生素中的至少一种；肥料包括氮肥、磷肥、钾肥、氮磷钾复合肥中的至少一种。

10.如权利要求1所述的浅层重金属污染土壤的钝化阻隔-植物联合修复方法，其特征在于：步骤s6中，收获重金属高富集植物具体为将重金属高富集植物的地上及地下部分均移走并打包；无害化处理包括重金属高富集植物的焚烧、烟气净化、灰渣固化、填埋步骤。

技术总结
本发明涉及污染土壤修复领域，具体涉及一种浅层重金属污染土壤的钝化阻隔‑植物联合修复方法，先确定待修复区域的重金属污染水平边界及竖向边界，再对污染土壤进行彻底清挖，在坑底铺设底部水平重金属吸附层，在坑边界铺设竖向边界重金属吸附墙，之后将坑内划分为多个小块，并在相接处铺设竖向内部重金属吸附墙，然后将清挖出来的重金属污染土壤回填，接着在重金属污染土壤上铺设顶部水平重金属吸附层、薄层种植土，随后在薄层种植土中播种重金属高富集植物幼苗，并向重金属污染土壤中注入重金属活化剂和土壤调理剂，最后收获重金属高富集植物并进行无害化处理。本发明的修复方法经济高效、操作方便、污染可控、适应性强，可工程规模化应用。

技术研发人员：刘更生,张亭亭,郝炜,归强,赵颖,王平,徐新星,张惠
受保护的技术使用者：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15