CN113172086A - 一种重金属污染农用地的滴灌修复方法 - Google Patents
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Abstract
一种重金属污染农用地的滴灌修复方法,用于土壤的重金属污染修复,属于污染修复领域。该方法,包括如下步骤:(1)污染土壤地形改造、(2)铺设滴灌管道、(3)管理维护、(4)土壤表层护理。本发明通过地形改造,使得重金属吸附溶液直达土壤深层,促进下层的重金属沉淀,而且由于有果胶液的流体形吸附包裹,显著显著沉降重金属的运动,在底层的碱性环境中稳定性高,随着雨水淋溶,逐步往深部土壤运动,防止了重金属从下层往上层扩散,形成上下层的重金属浓度差,加速表面土壤的重金属向下迁移,达到快速修复重金属土壤的目的。
Description
技术领域
一种重金属污染农用地的滴灌修复方法,用于土壤的重金属污染修复,属于污染修复领域。
背景技术
土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中,主要是指汞、砷、铅、铬、镉等,这些重金属污染土壤,致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象,土壤重金属污染不但导致土壤生产力下降而使粮食减产,而且能够在植物和动物体内积累并进入食物链,或通过污染空气进入人的呼吸道,进入人体后和蛋白质、酶等发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的一些器官中累积并危害健康。
现有重金属污染土壤的修复都是基于土壤原貌进行,其介入程度较低,干预手段单一,导致修复进度迟缓,效果见效慢。比如化学修复,直接使用化学试剂到土壤中,没有避免空气干扰和生物影响,导致实际效果受到空气氧化、阳光紫外线等因素影响,修复效果不佳。所以,研究一种深入介入土壤的体系化修复方法极为必要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺点,针对重金属污染土壤地形,深度介入土壤深层,设计出一种重金属污染农用地的滴灌修复方法,以解决土壤修复流于表面难以快速见效的问题,为土壤修复提供新的思路。
为解决以上技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种重金属污染农用地的滴灌修复方法,包括如下步骤:
(1)污染土壤地形改造
顺土壤地形,用大型机械开挖种植沟,所述种植沟分为深种植沟和浅种植沟,将深种植沟底部压实,撒施厚度1-1.5cm的垫层;在浅种植沟底部撒施厚度2-3cm的竹粉,前后压制平整;
(2)铺设滴灌管道
在深种植沟中撒施厚度1-2cm的碱性吸附剂,再撒施厚度2-3cm的泥土压实,用泥土和木炭粉按照质量1:0.1-0.3混合均匀,撒施2-3cm的厚度;然后在深种植沟底部铺设2-3条滴灌管,滴灌管表面撒厚度3-5cm的秸秆***物,用泥土和未腐熟鸡粪按照质量比10:1-1.5混合回填,直至地面平整;
在浅种植沟底部撒施厚度2-4cm的果渣,其表面撒施果渣质量10-15%的腐熟猪粪,再撒施厚度5-8cm的菌渣,压实所有填入原料之后,在浅种植沟中铺设3-5根滴灌管;将泥土回填使得地面平整;
(3)管理维护
所有滴灌管铺设完成之后,壤土静置3-5天,调制低浓度活菌液,用浅种植沟中滴灌管滴灌到土壤之中,用量为每亩每天30-35kg;调制吸附溶液,用深种植沟滴灌管滴灌到土壤中,用量为每亩每天20-25kg;深种植沟和浅种植沟的滴灌时间持续2-3周;往后时间段,保证每月浅种植沟滴灌低浓度活菌液40-60kg/亩,保证每月深种植沟滴灌吸附溶液15-20kg即可,其余时间根据气候情况,深种植沟滴灌管补充必要水分,浅种植沟滴灌管补充肥料、农药;浅种植沟滴灌管每月为土壤供氧3-5h,所述供氧方式为用空气压缩机通过滴灌管将空气送到土壤中;所述供氧时间为晴天中午;
所述低浓度活菌液的制作方法为:以质量份计,将10-15份蔗糖、1000-1200份清水混合,加入磷酸氢二钾3-5份、氯化钙1-2份煮沸,静置到温度低至室温,加入硝酸铵1-3份混合均匀,静置10-12min,加入5-8份EM活菌液,以200-250r/min的搅拌速度搅拌20-30min即可使用;
(4)土壤表层护理
在浅种植沟表面种植竹柳,竹柳株距为1-1.2m,竹柳行间撒施油菜,每月在土壤中使用蚯蚓,蚯蚓的使用方法为:每月月初,将蚯蚓种与土壤按照质量比1:30-50混合,直接才有沟施的方式,施用到竹柳根部;所述蚯蚓用量为10-15kg/亩;每隔3个月,在土壤中沟施腐熟猪粪300-500kg/亩。
具体的,步骤(1)中,所述深种植沟深55-60cm,宽度30-40cm。
具体的,步骤(1)中,所述浅种植沟深度30-35cm,宽度25-30cm。
具体的,步骤(1)中,所述深种植沟之间间距为2-2.5m;所述深种植沟之间设置3-5个浅种植沟。
具体的,步骤(1)中,所述垫层由质量比为1-3:6-7的河沙和煤灰混合而成;所述河沙的细度为1-2mm。
具体的,步骤(2)中,所述碱性吸附剂由质量比为3-5:7-14:13-15:100-120的氧化钙、氢氧化钙、纳米钾长石粉、木屑混合而得。
具体的,步骤(2)中,所述秸秆***物由质量比为10-14:2-3的玉米和高粱秸秆混合高温高压蒸汽***而得。
具体的,步骤(2)中,所述菌渣含水量为10-12%。
具体的,步骤(3)中,所述吸附溶液的制作方法为:以质量份计,将1-2份果胶、300-400份清水混合均匀,加热到50-60℃,静置10-15min,加入1-2份硫化钠搅拌均匀即可。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过地形改造,使得重金属吸附溶液直达土壤深层,促进下层的重金属沉淀,而且由于有果胶液的流体形吸附包裹,显著显著沉降重金属的运动,在底层的碱性环境中稳定性高,随着雨水淋溶,逐步往深部土壤运动,防止了重金属从下层往上层扩散。
本发明通过浅种植沟的滴灌管输送活菌液和营养素,有效提高土壤中的肥效成分含量,在蚯蚓和竹柳形成的群落间,促进重金属的富集。通过微生物繁殖产生的分泌物促进表层的不溶性重金属离子溶解,被竹柳油菜吸收的同时,一部分溶解的重金属离子随水向下渗透,被深种植沟中扩散的吸附溶液吸附包裹,形成上下层的重金属浓度差,加速表面土壤的重金属向下迁移,达到快速修复重金属土壤的目的。
具体实施方式
实施例1:
一种重金属污染农用地的滴灌修复方法,包括如下步骤:
(1)污染土壤地形改造
顺土壤地形,用大型机械开挖种植沟,所述种植沟分为深种植沟和浅种植沟,将深种植沟底部压实,撒施厚度1cm的垫层;在浅种植沟底部撒施厚度2cm的竹粉,前后压制平整;
所述深种植沟深55cm,宽度30cm;所述浅种植沟深度30cm,宽度25cm;所述深种植沟之间间距为2m;所述深种植沟之间设置3个浅种植沟;所述垫层由质量比为1:6的河沙和煤灰混合而成;所述河沙的细度为1mm;
(2)铺设滴灌管道
在深种植沟中撒施厚度1cm的碱性吸附剂,再撒施厚度2cm的泥土压实,用泥土和木炭粉按照质量1:0.1混合均匀,撒施2cm的厚度;然后在深种植沟底部铺设2条滴灌管,滴灌管表面撒厚度3cm的秸秆***物,用泥土和未腐熟鸡粪按照质量比10:1混合回填,直至地面平整;所述碱性吸附剂由质量比为3:7:13:100的氧化钙、氢氧化钙、纳米钾长石粉、木屑混合而得;所述秸秆***物由质量比为10:2的玉米和高粱秸秆混合高温高压蒸汽***而得;
在浅种植沟底部撒施厚度2cm的果渣,其表面撒施果渣质量10%的腐熟猪粪,再撒施厚度5cm的菌渣,压实所有填入原料之后,在浅种植沟中铺设3根滴灌管;将泥土回填使得地面平整;所述菌渣含水量为10%;
(3)管理维护
所有滴灌管铺设完成之后,壤土静置3天,调制低浓度活菌液,用浅种植沟中滴灌管滴灌到土壤之中,用量为每亩每天30kg;调制吸附溶液,用深种植沟滴灌管滴灌到土壤中,用量为每亩每天20kg;深种植沟和浅种植沟的滴灌时间持续2周;往后时间段,保证每月浅种植沟滴灌低浓度活菌液40kg/亩,保证每月深种植沟滴灌吸附溶液15kg即可,其余时间根据气候情况,深种植沟滴灌管补充必要水分,浅种植沟滴灌管补充肥料、农药;浅种植沟滴灌管每月为土壤供氧3h,所述供氧方式为用空气压缩机通过滴灌管将空气送到土壤中;所述供氧时间为晴天中午;
所述低浓度活菌液的制作方法为:以质量份计,将10份蔗糖、1000份清水混合,加入磷酸氢二钾3份、氯化钙1份煮沸,静置到温度低至室温,加入硝酸铵1份混合均匀,静置10min,加入5份EM活菌液,以200r/min的搅拌速度搅拌20min即可使用;
所述吸附溶液的制作方法为:以质量份计,将1份果胶、300份清水混合均匀,加热到50℃,静置10min,加入1份硫化钠搅拌均匀即可;
(4)土壤表层护理
在浅种植沟表面种植竹柳,竹柳株距为1m,竹柳行间撒施油菜,每月在土壤中使用蚯蚓,蚯蚓的使用方法为:每月月初,将蚯蚓种与土壤按照质量比1:30混合,直接才有沟施的方式,施用到竹柳根部;所述蚯蚓用量为10kg/亩;每隔3个月,在土壤中沟施腐熟猪粪300kg/亩。
实施例2:
一种重金属污染农用地的滴灌修复方法,包括如下步骤:
(1)污染土壤地形改造
顺土壤地形,用大型机械开挖种植沟,所述种植沟分为深种植沟和浅种植沟,将深种植沟底部压实,撒施厚度1.5cm的垫层;在浅种植沟底部撒施厚度3cm的竹粉,前后压制平整;
所述深种植沟深60cm,宽度40cm;所述浅种植沟深度35cm,宽度30cm;所述深种植沟之间间距为2.5m;所述深种植沟之间设置5个浅种植沟;所述垫层由质量比为3:7的河沙和煤灰混合而成;所述河沙的细度为2mm;
(2)铺设滴灌管道
在深种植沟中撒施厚度2cm的碱性吸附剂,再撒施厚度3cm的泥土压实,用泥土和木炭粉按照质量1:0.3混合均匀,撒施3cm的厚度;然后在深种植沟底部铺设3条滴灌管,滴灌管表面撒厚度5cm的秸秆***物,用泥土和未腐熟鸡粪按照质量比10:1.5混合回填,直至地面平整;所述碱性吸附剂由质量比为5:14:15:120的氧化钙、氢氧化钙、纳米钾长石粉、木屑混合而得;所述秸秆***物由质量比为14:3的玉米和高粱秸秆混合高温高压蒸汽***而得;
在浅种植沟底部撒施厚度4cm的果渣,其表面撒施果渣质量15%的腐熟猪粪,再撒施厚度8cm的菌渣,压实所有填入原料之后,在浅种植沟中铺设5根滴灌管;将泥土回填使得地面平整;所述菌渣含水量为12%;
(3)管理维护
所有滴灌管铺设完成之后,壤土静置5天,调制低浓度活菌液,用浅种植沟中滴灌管滴灌到土壤之中,用量为每亩每天35kg;调制吸附溶液,用深种植沟滴灌管滴灌到土壤中,用量为每亩每天25kg;深种植沟和浅种植沟的滴灌时间持续3周;往后时间段,保证每月浅种植沟滴灌低浓度活菌液60kg/亩,保证每月深种植沟滴灌吸附溶液20kg即可,其余时间根据气候情况,深种植沟滴灌管补充必要水分,浅种植沟滴灌管补充肥料、农药;浅种植沟滴灌管每月为土壤供氧5h,所述供氧方式为用空气压缩机通过滴灌管将空气送到土壤中;所述供氧时间为晴天中午;
所述低浓度活菌液的制作方法为:以质量份计,将15份蔗糖、1200份清水混合,加入磷酸氢二钾5份、氯化钙2份煮沸,静置到温度低至室温,加入硝酸铵3份混合均匀,静置12min,加入8份EM活菌液,以250r/min的搅拌速度搅拌30min即可使用;
所述吸附溶液的制作方法为:以质量份计,将2份果胶、400份清水混合均匀,加热到60℃,静置15min,加入2份硫化钠搅拌均匀即可;
(4)土壤表层护理
在浅种植沟表面种植竹柳,竹柳株距为1.2m,竹柳行间撒施油菜,每月在土壤中使用蚯蚓,蚯蚓的使用方法为:每月月初,将蚯蚓种与土壤按照质量比1:50混合,直接才有沟施的方式,施用到竹柳根部;所述蚯蚓用量为15kg/亩;每隔3个月,在土壤中沟施腐熟猪粪500kg/亩。
实施例3
一种重金属污染农用地的滴灌修复方法,包括如下步骤:
(1)污染土壤地形改造
顺土壤地形,用大型机械开挖种植沟,所述种植沟分为深种植沟和浅种植沟,将深种植沟底部压实,撒施厚度1.3cm的垫层;在浅种植沟底部撒施厚度3cm的竹粉,前后压制平整;
所述深种植沟深58cm,宽度35cm;所述浅种植沟深度32cm,宽度30cm;所述深种植沟之间间距为2.5m;所述深种植沟之间设置3个浅种植沟;所述垫层由质量比为3:6的河沙和煤灰混合而成;所述河沙的细度为2mm;
(2)铺设滴灌管道
在深种植沟中撒施厚度2cm的碱性吸附剂,再撒施厚度3cm的泥土压实,用泥土和木炭粉按照质量1:0.1混合均匀,撒施3cm的厚度;然后在深种植沟底部铺设3条滴灌管,滴灌管表面撒厚度5cm的秸秆***物,用泥土和未腐熟鸡粪按照质量比10:1混合回填,直至地面平整;所述碱性吸附剂由质量比为5:7:15:100的氧化钙、氢氧化钙、纳米钾长石粉、木屑混合而得;所述秸秆***物由质量比为14:2的玉米和高粱秸秆混合高温高压蒸汽***而得;
在浅种植沟底部撒施厚度4cm的果渣,其表面撒施果渣质量10%的腐熟猪粪,再撒施厚度8cm的菌渣,压实所有填入原料之后,在浅种植沟中铺设3根滴灌管;将泥土回填使得地面平整;所述菌渣含水量为12%;
(3)管理维护
所有滴灌管铺设完成之后,壤土静置5天,调制低浓度活菌液,用浅种植沟中滴灌管滴灌到土壤之中,用量为每亩每天35kg;调制吸附溶液,用深种植沟滴灌管滴灌到土壤中,用量为每亩每天20kg;深种植沟和浅种植沟的滴灌时间持续3周;往后时间段,保证每月浅种植沟滴灌低浓度活菌液60kg/亩,保证每月深种植沟滴灌吸附溶液15kg即可,其余时间根据气候情况,深种植沟滴灌管补充必要水分,浅种植沟滴灌管补充肥料、农药;浅种植沟滴灌管每月为土壤供氧5h,所述供氧方式为用空气压缩机通过滴灌管将空气送到土壤中;所述供氧时间为晴天中午;
所述低浓度活菌液的制作方法为:以质量份计,将15份蔗糖、1000份清水混合,加入磷酸氢二钾5份、氯化钙1份煮沸,静置到温度低至室温,加入硝酸铵3份混合均匀,静置10min,加入8份EM活菌液,以200r/min的搅拌速度搅拌30min即可使用;
所述吸附溶液的制作方法为:以质量份计,将2份果胶、300份清水混合均匀,加热到60℃,静置15min,加入1份硫化钠搅拌均匀即可;
(4)土壤表层护理
在浅种植沟表面种植竹柳,竹柳株距为1.2m,竹柳行间撒施油菜,每月在土壤中使用蚯蚓,蚯蚓的使用方法为:每月月初,将蚯蚓种与土壤按照质量比1:50混合,直接才有沟施的方式,施用到竹柳根部;所述蚯蚓用量为10kg/亩;每隔3个月,在土壤中沟施腐熟猪粪500kg/亩。
为验证本发明,设置如下对比例:
试验例
选择炼锌污染的重金属区域,按照本发明实施例1-3、对比例1-3分区实验,两年后,检测油菜中的镉含量,检测土壤表层有效镉含量和土壤80cm深处的有效镉含量,检测土壤表层放线菌数量。结果如下:
由表可以看出,实施例1-3显示出表层镉含量低,深层镉含量高的特点,而且植物中镉含量低,土壤表层放线菌数量多。显然本发明方法中重金属被生物富集的同时,表层重金属也在往下迁移。对比例1-3中深层表层重金属含量区分度不高,显然上下之间的重金属离子流动大,不利于沉积和生物富集。
Claims (9)
1.一种重金属污染农用地的滴灌修复方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)污染土壤地形改造
顺土壤地形,用大型机械开挖种植沟,所述种植沟分为深种植沟和浅种植沟,将深种植沟底部压实,撒施厚度1-1.5cm的垫层;在浅种植沟底部撒施厚度2-3cm的竹粉,前后压制平整;
(2)铺设滴灌管道
在深种植沟中撒施厚度1-2cm的碱性吸附剂,再撒施厚度2-3cm的泥土压实,用泥土和木炭粉按照质量1:0.1-0.3混合均匀,撒施2-3cm的厚度;然后在深种植沟底部铺设2-3条滴灌管,滴灌管表面撒厚度3-5cm的秸秆***物,用泥土和未腐熟鸡粪按照质量比10:1-1.5混合回填,直至地面平整;
在浅种植沟底部撒施厚度2-4cm的果渣,其表面撒施果渣质量10-15%的腐熟猪粪,再撒施厚度5-8cm的菌渣,压实所有填入原料之后,在浅种植沟中铺设3-5根滴灌管;将泥土回填使得地面平整;
(3)管理维护
所有滴灌管铺设完成之后,壤土静置3-5天,调制低浓度活菌液,用浅种植沟中滴灌管滴灌到土壤之中,用量为每亩每天30-35kg;调制吸附溶液,用深种植沟滴灌管滴灌到土壤中,用量为每亩每天20-25kg;深种植沟和浅种植沟的滴灌时间持续2-3周;往后时间段,保证每月浅种植沟滴灌低浓度活菌液40-60kg/亩,保证每月深种植沟滴灌吸附溶液15-20kg即可,其余时间根据气候情况,深种植沟滴灌管补充必要水分,浅种植沟滴灌管补充肥料、农药;浅种植沟滴灌管每月为土壤供氧3-5h,所述供氧方式为用空气压缩机通过滴灌管将空气送到土壤中;所述供氧时间为晴天中午;
所述低浓度活菌液的制作方法为:以质量份计,将10-15份蔗糖、1000-1200份清水混合,加入磷酸氢二钾3-5份、氯化钙1-2份煮沸,静置到温度低至室温,加入硝酸铵1-3份混合均匀,静置10-12min,加入5-8份EM活菌液,以200-250r/min的搅拌速度搅拌20-30min即可使用;
(4)土壤表层护理
在浅种植沟表面种植竹柳,竹柳株距为1-1.2m,竹柳行间撒施油菜,每月在土壤中使用蚯蚓,蚯蚓的使用方法为:每月月初,将蚯蚓种与土壤按照质量比1:30-50混合,直接才有沟施的方式,施用到竹柳根部;所述蚯蚓用量为10-15kg/亩;每隔3个月,在土壤中沟施腐熟猪粪300-500kg/亩。
2.根据权利要求1所述的重金属污染农用地的滴灌修复方法,其特征在于:步骤(1)中,所述深种植沟深55-60cm,宽度30-40cm。
3.根据权利要求1所述的重金属污染农用地的滴灌修复方法,其特征在于:步骤(1)中,所述浅种植沟深度30-35cm,宽度25-30cm。
4.根据权利要求1所述的重金属污染农用地的滴灌修复方法,其特征在于:步骤(1)中,所述深种植沟之间间距为2-2.5m;所述深种植沟之间设置3-5个浅种植沟。
5.根据权利要求1所述的重金属污染农用地的滴灌修复方法,其特征在于:步骤(1)中,所述垫层由质量比为1-3:6-7的河沙和煤灰混合而成;所述河沙的细度为1-2mm。
6.根据权利要求1所述的重金属污染农用地的滴灌修复方法,其特征在于:步骤(2)中,所述碱性吸附剂由质量比为3-5:7-14:13-15:100-120的氧化钙、氢氧化钙、纳米钾长石粉、木屑混合而得。
7.根据权利要求1所述的重金属污染农用地的滴灌修复方法,其特征在于:步骤(2)中,所述秸秆***物由质量比为10-14:2-3的玉米和高粱秸秆混合高温高压蒸汽***而得。
8.根据权利要求1所述的重金属污染农用地的滴灌修复方法,其特征在于:步骤(2)中,所述菌渣含水量为10-12%。
9.根据权利要求1所述的重金属污染农用地的滴灌修复方法,其特征在于:步骤(3)中,所述吸附溶液的制作方法为:以质量份计,将1-2份果胶、300-400份清水混合均匀,加热到50-60℃,静置10-15min,加入1-2份硫化钠搅拌均匀即可。
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