[发明专利]一种高效、持续阻截和净化径流中新型有机污染物的方法

说明书

本发明提供了一种高效、持续阻截和净化径流中新型有机污染物（EOCs）的方法，它通过对林草植被带结构进行改造优化，将生物炭与铁屑添加至林草植被带的特殊构造，充分利用和发挥林草生长及其根系代谢与添加至土壤中的生物炭、铁屑的协同效应，构建集群式天然生物反应器系统，阻截、钝化、降解和转化EOCs。其步骤：勘察、选定实施单元；对实施单元进行林草的补植、新植并铺种草被；在单株林木周边构造环状坑穴；在地表构造浅沟；将生物炭、铁屑与土壤混匀回填到坑穴和浅沟；在林草单元上地表撒铺薄层生物炭。本发明针对性强，成本低、可更新、环境友好，适用于饮用水水源地的水环境保护，也可用于污水处理厂出水区及化工园区径流集汇区等地的EOCs阻控。

技术领域

本发明属于新型有机污染物阻控的生态工程技术领域，具体涉及到的是一种高效、持续阻截和净化径流中新型有机污染物的方法。

技术背景

新型有机污染物（Emerging Organic Contaminants，EOCs）指目前确已存在，但尚无相关法律法规予以规定或规定不完善，危害生活和生态环境的所有在生产建设或者其他活动中产生的污染物，包括各类激素、抗生素、个人护理用品、环境内分泌干扰物、食品添加剂、增塑剂等。EOCs在环境中广泛存在，呈现出痕量、高生态毒性的特点。

近年来，EOCs在全国饮用水体中频频检出，给人群健康带来极大隐患。研究表明，EOCs主要通过工业农业活动和污水处理厂出水、化工园区径流集汇区等点污染源和农田、城市地表径流等面污染源进入饮用水源水中。由于EOCs浓度低、来源分散、隐蔽、不确定性高，难以检测，目前对EOCs主要采取被动管控的方法。例如，在污水处理厂或自来水厂添加特殊工艺和设备以去除EOCs，但这些技术目前主要处于探索和研发阶段，成本高，难以推广。传统的林草缓冲带、人工湿地等生态工程技术可以有效拦截径流氮磷等污染物，但其对EOCs的针对性不足，阻控效率低，且占地面积往往较大。渗透性反应墙技术在有机物污染阻控与降解方面工艺成熟，应用广，但这一技术主要应用于化工污染重点区域，对于浓度低、分散区域广，不确定性高的EOCs阻控难以适用，并且其施工强度大，成本高，扰动性强。近年来，有研究者对活性炭/改性活性炭、零价铁/纳米零价铁、微生物等相耦合组建生物反应器去除重金属和有机污染物的技术进行了探索。尽管这些技术有望提高对污染物的阻控效率，但技术本身的成本，特别是改性技术和纳米材料在环境中潜在的二次污染使得技术的推广面临困境，尤其是在饮用水源区的应用不得不更为谨慎。

发明内容

本发明通过对林草植被带结构进行改造优化，将生物炭与铁屑添加至林草植被带的特殊构造，充分利用和发挥林草生长及其根系代谢与添加至土壤中的生物炭、铁屑等的协同效应，提出一种高效、持续阻截和净化径流中新型有机污染物的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)勘察、选定实施单元；

(2)对实施单元进行林草的补植、新植并铺种草被；补植或新植树种以本土种为主，按行距3-5 m，株距3-5 m的标准种植；

(3)在单株林木周边构造环状坑穴；

(4)在实施单元地表构造浅沟；环状坑穴之间以浅沟相通；浅沟的方向与径流方向成40⁰-50⁰；

(5)将生物炭、铁屑，与土壤按体积比18-22：1：78-82比例混匀，回填到坑穴和浅沟；

(6)在环状坑穴和浅沟之外的林草单元上地表均匀撒铺薄层生物炭。

上述的步骤(1)中选定的实施单元应为径流产、汇、排关键区，且在距饮用水水源保护区200m外，或在污水处理厂排水区、化工园区汇水排水区50m以内的范围，这是为了减小对饮用水源区生态环境的扰动和提高EOCs主要源区的拦截效率。理论上来说，实施单元越宽越好，但宽度越宽意味着建设成本的增加，且可能导致资源的浪费，10m的宽度是目前植被缓冲带的拦截效率的临界宽度，宽度过窄，拦截净化效率会显著降低。