[实用新型]基于泥岩或/和生物炭的土壤铅钝化试验系统

说明书

本实用新型涉及一种基于泥岩或/和生物炭的土壤铅钝化试验系统。本实用新型的目的是解决现有技术中不存在可以用于泥岩、生物炭及泥岩‑生物炭复合材料，对重金属污染土壤的修复效果开展修复稳定性长期监测研究的试验装置的问题，提供一种基于泥岩或/和生物炭的土壤铅钝化试验系统。该系统的2N个试验田块分为2列N行；2列试验田块间设置有工作通道；每个试验田块包括砂砾底层，砖砌且设有防水层的外墙、隔墙和通道墙，自下而上依次设置在每个试验田块内砂砾底层上的回填土层和污染土层；所述污染土层为含泥岩的铅污染土壤，或者含生物炭的铅污染土壤或者含泥岩及生物炭的铅污染土壤；每个试验田块内设置有至少一个通入工作通道内的排水管。

技术领域

本实用新型涉及一种土壤铅钝化试验系统，具体涉及一种基于泥岩或/ 和生物炭的土壤铅钝化试验系统。

背景技术

目前铅(Pb)污染已经对生态环境和人类身体健康安全构成了严重的威胁，治理和修复铅污染土壤刻不容缓。现有的8种土壤重金属污染治理措施中，固化稳定化技术是国内外普遍使用的土壤重金属修复技术，具有操作简单、成本低和见效快等特点，对于重金属污染土壤的修复具有大面积应用推广价值。在这一背景下，如何筛选出高效、价廉、稳定并且环境效应良好的修复材料已成为影响该技术能否应用的关键。

目前，使用频率较高的钝化剂主要有粘土矿物如泥岩和有机修复材料如生物炭等。

泥岩主要由粘土矿物(如伊利石、高岭石、蒙脱石等)组成，占比58％，其次为碎屑矿物(石英、长石、云母等)、次生矿物(如绿帘石、绿泥石等) 以及铁锰质氧化物和有机质。其中，泥岩中的蒙脱石因表面积较大，具有较强的吸附能力，可与土壤中的重金属发生离子交换作用，固定土壤中的重金属；高岭石属1:1型结构的黏土矿物，遇水容易散开，多层表面电荷决定了高岭石的离子交换速度较快且吸附牢固。粘土矿物对Pb²⁺的作用主要表现为阳离子交换性吸附和表面吸附。碱性土壤中，土壤胶体颗粒的表面多为负电性，而土壤中Pb²⁺与Ca²⁺、Mg²⁺等相比，吸附位的竞争性较大，易被吸附；土壤中的Pb²⁺还能与土壤中的有机质反应，形成稳定的络合物或螯合物。

生物炭属有机修复材料，具有孔隙度和比表面积大、化学官能团丰富和离子交换能力强等特性，对重金属具有较强的固定作用，能降低土壤中重金属的有效性，消减其对生态环境的危害。生物炭含有稳定态有机碳、可溶性有机物及矿物质灰分等多种组分，可提高土壤有机质含量、增加土壤持水量、改善土壤结构和微生物群落生境，能提供作物生长所需养分、减少化肥投入、提高作物产量等。采用生物炭修复重金属污染土壤，不但可实现大量农林、城市固废的高效资源化，对于改善土壤质量也具有积极意义。

在重金属污染土壤修复实际应用中，选择两种或者多种重金属钝化剂配施，可能会获得更好的修复效果。

为评价泥岩、生物炭及泥岩-生物炭复合材料对重金属铅污染土壤的修复效果，开展修复稳定性长期监测研究，对于获得安全、稳定、高效的修复材料，以及为同类污染土地的治理和大规模应用提供一定的数据支撑和技术指导均具有重要意义。因此，需要一种土壤铅钝化试验装置用于修复稳定性长期监测研究，而现有技术中还没有满足要求的装置。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有技术中不存在可以用于泥岩、生物炭及泥岩-生物炭复合材料，对重金属污染土壤的修复效果开展修复稳定性长期监测研究的试验装置的技术问题，提供一种基于泥岩或/和生物炭的土壤铅钝化试验系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于泥岩或/和生物炭的土壤铅钝化试验系统，其特殊之处在于：

包括2N个试验田块；所述2N个试验田块分为2列N行，N≥3；

2列试验田块间设置有工作通道；