[发明专利]一种采用复合淋洗液修复污灌区土壤重金属的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及采用复合淋洗液修复污灌区土壤重金属的方法。

背景技术

我国水资源还面临着各种污染问题，水资源缺乏已成为制约我国经济发展的重要因素之一。合理的使用污水灌溉既能缓解水资源紧张的问题，还能节约水资源、减轻对环境的污染。污灌是指对城市生活污水和工业废水进行无害化处理后，直接或间接用于农田污水灌溉、园林污水灌溉和地下水库回灌。建国后我国于1957年开始兴建污水灌溉工程，至今历时半个多世纪，在此期间我国也通过了相关的污灌原则、方针以及标准。

污水灌溉在一定程度上缓解了水资源的短缺，但是随着污灌规模的扩大，对土壤的影响越来越明显。改变土壤的理化性质、有机物污染和重金属污染。污水灌溉是土壤重金属的重要来源之一，北京市凉凤污灌区土壤中有7中重金属高于背景值，并且有逐渐增加的趋势；甘肃白银市污灌区土壤受到重金属离子严重污染，需要经过多种措施综合治理才能缓解污染状况。

中国的污水灌溉大致可分为3个阶段：1957年以前是自发使用污水灌溉时期，从20世纪40年代开始，在北京附近开始有人利用废水灌溉农田；1957年污水灌溉被列入国家科研计划，至1972年期间我国污灌得到了初步发展；1972年至今污水灌溉迅速发展。自60年代初以来，我国污灌面积迅速扩大，北方旱作地区分布了北京、天津、保定、沈阳、石家庄、郑州等著名的污灌区，这些地区占全国污灌面积的90%以上，而南方和高原地区的污灌面积相对较小。由于污水处理设施效率低，费用昂贵等，大量未经处理的污水作为水源直接灌溉农田。

国外也有很多国家和地区采用污水对农田进行灌溉。美国是世界上利用污水较早的国家，目前全美城市污水用于灌溉的占总量的60%，城市污水的处理率达到100%。日本从20世纪60年代初就开始回收污水，目前先将污水处理后，使各项指标达标后再引入农田进行灌溉。极度缺水的以色列污水处理率已达90%以上, 利用率也有70%,其中57%的污水净化后用于浇灌农业和园林草地。法国使用污水灌溉的时间接近一个世纪，一方面政府大力开展污水处理研究，另一方面政府很重视污水灌溉对农副产品品质的影响，专门成立了污灌健康指导协会，定期发布相关信息并对污水灌溉情况进行监督，政府还指导人们将不同类型的污水进行分类灌溉。德国污水灌溉的历史有100多年,柏林市周边地区于1928年就建立了12个污灌农庄,面积达1万hm²。虽然柏林市现已建造完备的城市污水处理系统,这些污水灌溉农庄还是作为城市污水处理的一个重要组成部分。还有巴西、阿根廷、希腊、智利等国家在污水利用方面也有大量的实践经验。

污水灌溉在一定程度上缓解了水资源的短缺，但是随着污灌规模的扩大，对土壤的影响越来越明显。改变土壤的理化性质、有机物污染和重金属污染。污水灌溉是土壤重金属的重要来源之一，北京市凉凤污灌区土壤中有7中重金属高于背景值，并且有逐渐增加的趋势；甘肃白银市污灌区土壤受到重金属离子严重污染，需要经过多种措施综合治理才能缓解污染状况。

污水中含有大量的重金属元素，在土壤中积累会影响植物对养分的吸收和利用，也会打乱植物的代谢平衡在北京郊区进行田间实验，结果表明污灌影响了夏玉米的株高、叶面积指数，使其产量和干物质明显减少。污灌区作物品质的污染主要表现是农产品中重金属含量超标以及营养成分的改变。有研究表明,使用污水灌溉泥田大米的各个品质指标均比清水灌溉泥田的有明显下降。也有研究检测污水灌溉的土地上生长的马铃薯、甜菜等农产品, 结果表明其中Cd含量与土壤溶液中Cd含量呈线性相关。

农业环境保护所在1997年对全国24个省市300多个污染区的农产品进行调查，结果表明小麦、玉米重金属超标率为15.5%、14.0% ,重金属污染主要以汞、铬、镉、砷等为主。污水灌溉还会使小麦和水稻的蛋白质含量降低,随着污灌年限的延长,作物的品质会逐年下降。污灌还会明显的降低蔬菜中维生素C含量,其他营养成分的含量则是有增有减。

污水中的重金属主要富集在污灌区土壤表层 0-20 cm之间。土壤对重金属的吸附降低了重金属向地下的迁移。有研究表明长期污灌的地区, 当地的地下水没有受到重金属的污染，多数情况下,污灌水中的重金属并不会对地下水产生明显的影响。也有研究表明, 土壤中的重金属尤其是 Cd会随淋溶时间的增加表现出向下迁移的趋势, 从而对地下水造成威胁。总之，污灌的污水中有一部分污染物是被土壤吸附，而另一部分则会向土壤下层移动，最终对浅层地下水造成一定的影响。