[发明专利]一种用于铅锌矿区污染土壤修复的复合植生袋及应用方法

说明书

本发明涉及土壤修复技术领域，公开了一种用于铅锌矿区重金属污染土壤修复的复合植生袋设计及应用方法。通过对复合植生袋功能结构分区及超富集草本和耐性木本植物配置，结合植生袋装填铺设及后期养护等措施，有效融合了固定化修复和活化修复两种策略，充分挖掘了草本植物和木本植物的协同修复优势，实现了矿区废弃地的快速复绿，减少水土流失和重金属的进一步扩散，提高了木本植物最终存活率，形成长效稳定的修复效果。同时，复合植生袋在场地修复过程中具有施工快捷简便，工程量小投入低，对修复场地扰动小，袋体材料可降解，不产生二次污染等特点，在铅锌矿区重金属污染土壤修复的实际应用中具有高效、经济、环保等优势。

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种用于铅锌矿区污染土壤修复的复合植生袋及应用方法。

背景技术

我国铅锌矿分布广泛储量丰富居世界前列。自上世纪五六十年代以来，全国已形成了东北、湖南、两广、滇川、西北五大铅锌采选、冶炼和加工配套的生产基地，铅、锌产量分别占全国总产量的85％及95％以上。铅锌矿大规模开采过程中产生的采矿、选矿废水的直接排放，采场的暴露及废石、尾矿、废渣等固体废物的堆放和淋滤，使矿区及周边环境遭受了严重的重金属污染。其中，普遍存在Pb、Zn、Cd、Cu等多重金属复合污染，元素赋存形式复杂，化学药剂污染叠加等特点，造成周边生态环境持续恶化，威胁区域饮水及食品安全。

植物修复是控制重金属污染、防治水土流失、恢复矿区生态的有效途径。但是，铅锌矿区废弃地存在的重金属、干旱、酸碱等胁迫因素导致植物修复存在一定的难度。基于植生袋的植被生态恢复技术通过将植物种子、土壤基质、肥料、保水剂等按一定的比例配置于高分子有机材料袋体内，为植物生长提供了一个相对独立和稳定的基质层，以实现植被快速恢复的目的。其一方面有效的避免了铅锌矿区废弃地各类胁迫因素对修复植物生长过程的侵害；另一方面系统的解决了传统客土法覆土过程繁杂、成效慢及养护周期长等缺陷。但是，植生袋方案在后期缺乏养护的情况下仍面临修复年限的瓶颈问题，以草本植物为主体的配制模式亦难以对矿区废弃地形成长效修复，而提升根系发达的木本植物存活率是构建并维持植物群落稳定发展的主要难点。

发明内容

基于以上目的，本发明提供一种用于铅锌矿区污染土壤修复的复合植生袋及应用方法。采用植生袋的模块结构分区、功能面料组装、差异填料配置、草木植物搭配，结合植生袋装填铺设及后期养护等措施，提高木本植物在重金属污染土壤逆境条件下的存活率，充分挖掘草本植物和木本植物的协同修复优势。一方面通过超富集草本植物的短期恢复实现场地快速复绿；另一方面通过木本植物生长及原生草本植物演替，构建稳定的修复植物群落，充分发挥保水固土的作用，控制重金属污染的扩散，实现场地的长效修复。其中，草本植物及木本植物的协同作用主要通过两组设计实现：一是超富集草本植物的优先生长对于重金属污染土壤理化性质的改善，以及通过草本模块填料对重金属的活化作用协同重金属可渗透面料，强化超富集草本植物对重金属的萃提以降低土壤重金属污染水平；二是耐性木本植物的延迟萌发方法，以及木本植物模块填料对重金属的固定化作用协同重金属不可渗透面料，进一步保障了木本植物的生长发育并提升了存活率。同时，复合植生袋在场地修复过程中具有施工快捷简便，工程量小投入低，对修复场地扰动小，袋体材料可降解，不产生二次污染等诸多优势。

为实现上述技术效果，本发采用了以下技术方案：

一种用于铅锌矿区污染土壤修复的复合植生袋，包括袋体，袋体长边一侧设置开口及封口锁边，袋体内部设置有两个隔绝层，隔绝层将袋体横向分割为三个相对独立的区域，其中中间为固定化修复区，两侧为活化修复区；两个活化修复区和固定化修复区由下至上依次为效果层、基质层和植被层；两个活化修复区的效果层内填充有重金属活化剂，固定化修复区的效果层内填充有重金属钝化剂；基质层内填充有保障植物生长发育的基质；两个活化修复区的植被层内填充物为Pb、Zn、Cd、Cu超富集草本植物种子及萌发基质，固定化修复区的植被层内填充物为Pb、Zn、Cd、Cu耐受性木本植物种子及萌发基质。

进一步地，袋体分三层，最外层为高强度的可降解纤维网，次外层为棉网，最内层为纸浆层。