[发明专利]一种重金属污染土壤固化-植物协同修复方法

说明书

本发明公开一种重金属污染土壤固化‑植物协同修复方法，根据污染场地土壤特征及污染现状，采用实验室试验和数值模拟相结合的手段，精准建立污染区域重金属离子浓度时间和空间分布图，有针对性地对不同区域展开固化‑植物协同修复。对于重度及中度污染土壤区域，优选可固化土壤重金属的固化材料和最优配比，覆盖封盖层并种植生态景观植物。对于轻度污染区域根据当地自然条件及重金属种类优选出提取植物，优化种植方式。该方法弥补单一修复技术修复费用高、效果差、存在二次污染等不足，有效遏制污染的同时保证修复效果，改善污染区域生态环境，实现社会和经济双重效益。

技术领域

本发明涉及一种重金属污染的土壤治理方法，属于环境工程技术领域。

背景技术

土壤是人类社会赖以生存的重要自然资源，也是生态系统最基本的结构单元。近年来工业生产和人类活动产生了大量的废弃物，其中重金属是常见的污染物之一。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理、化学或生物净化，使有害性降低或解除，而重金属具有富集性，很难在环境中降解。污染不仅会导致土壤退化、降低农作物质量和产量，而且可能通过直接接触、食物链等危害人类的生命和健康。土壤污染具有隐蔽性和长期性，重金属离子在土壤中的滞留时间长，相比于大气污染和水污染更加难于治理。

受土壤特性、环境条件、水分状况等因素的影响，土壤污染源重叠、污染物种类多。在上述条件影响下重金属赋存和迁移规律复杂，土壤中不同深度和不同区域的重金属浓度也有较大差别，并且在不同时间内还会随着降雨量以及周围污染源的交汇而改变。对不同污染程度的区域采用相同修复方法难以保证修复效果和修复成本。因此，预测污染区域在不同时间内重金属类型及浓度分布变化规律是开展土壤修复的必要前提。必须根据土壤的自身特征，分析土壤污染现状及重金属的运移规律，探究污染发展趋势及潜在危险性，因地制宜，制定科学合理的土壤污染修复方法。

本发明针对固化技术和植物修复方法展开研究，给出适合当地污染状况的固化-植物协同修复方法方案，弥补单一修复方法应用范围小、效果差、修复费用高、存在二次污染等缺点和不足，在对污染的有效遏制的同时，保证修复效果，降低修复成本，实现社会和经济双重效益。

发明内容

本发明通过准确预测污染区域在不同时间内重金属类型及浓度分布变化规律，提出一种重金属污染土壤固化-植物协同修复技术方案，弥补现有单一修复技术应用范围小、效果差、修复费用高、存在二次污染等不足，在对污染的有效遏制的同时，保证修复效果，降低修复成本，实现社会和经济双重效益。

为了解决上述缺点和不足，本发明提供了一种重金属污染土壤固化-植物协同修复方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，调查污染土壤周边排污情况，确定污染源分布、数量、污染土壤周边水文地质环境，并现场勘查取样；

步骤2，基于《土工试验方法标准GB/T 50123—2019》，测定土壤的粒径级配、比重、液塑限、渗透率、基质吸力基本物理参数以及重金属离子随环境、时间的析出规律；

步骤3，基于污染现场污染源分布情况及试验结果，采用数值模拟软件，模拟重金属离子在周边土壤中的迁移规律，预测重金属离子的迁移过程，分析周边土壤中重金属浓度随时间和空间的分布规律，预测重金属污染土壤的潜在危险性；

步骤4，基于试验研究和数值模拟结果，结合被污染土壤周边地理条件，采用内梅罗指数法，对土壤污染程度进行评估，按照污染程度和污染潜在危险性并参照《土壤环境质量标准GB15618—2018》将不同区域的土壤划分为重度污染、中度污染、轻度污染和无污染四个等级；

步骤5，对重度污染区域土壤，以水泥、灰岩矿渣、粉煤灰、粘土作为固化原料，以固化体重金属浸出率、增容比、抗压强度为考察指标开展试验，确定适合该污染土壤的固化效果最优的材料组成及配比，开展重度污染土壤固化修复方法；以生物质、禽畜养殖废弃物适合植物生长的物质作为封盖材料，将固化后的土壤加上一层封盖层，厚度和材料适合当地植物生长；