一種重金屬污染土壤的水葫蘆修復方法及修復系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及重金屬污染土壤修復和水葫蘆資源化利用領域，具體涉及一種重金屬污染土壤的水葫蘆修復方法及修復系統。
【背景技術】
[0002]隨著人口增長和社會經濟發展，人類對土壤環境的干擾日益加劇，土壤生態系統遭到了前所未有的破壞。尤其是以礦山開采、含重金屬農藥和化肥的施用為途徑的土壤重金屬污染形勢嚴峻。土壤重金元素易累積，不能被土壤微生物分解，且能通過食物鏈富集并最終危害人類健康。有研究表明，我國每年因土壤重金屬污染造成糧食減產1000多萬噸，累計經濟損失達200多億元。因此，重金屬污染土壤的治理不僅僅是環境問題，同時也是迫切需要解決的社會問題，有關土壤重金屬治理方法的研究已成為目前的研究熱點。
[0003]在土壤重金屬污染修復的眾多方法當中，植物修復技術因其對環境友好、成本低、易操作而得到廣泛的關注和應用，特別是重金屬超富集植物的篩選受到了特別的重視。事實上，適應性廣、生長快、生物量大的重金屬富集植物是植物修復的關鍵。當前應用于土壤重金屬修復的植物眾多，但主要是陸生植物，包括用于植物提取的遏藍菜屬植物，用于植物固定的油菜、楊樹、苧麻等，用于植物揮發的印度芥菜、洋麻等，用于植物根際過濾的向日葵等，以及用于根際促進和植物降解的其他陸生植物。而大部分水生植物主要應用于濕地及水環境重金屬污染修復，沒有直接在土壤重金屬修復上的應用，土壤重金屬修復成為難題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能夠達到土壤重金屬修復目標的重金屬污染土壤的水葫蘆修復方法及修復系統。
[0005]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0006]該種重金屬污染土壤的水葫蘆修復方法，:具體步驟為:
[0007](I)建造修復池，在修復池內自底部向上依次鋪設鵝卵石層、底部粗砂層、重金屬污染土壤層和頂部粗砂層；
[0008]修復池一側具有和鵝卵石層連通的進水管，修復池的另一側具有和鵝卵石層連通的液面觀測管;修復池上對應于鵝卵石層、底部粗砂層、重金屬污染土壤層和頂部粗砂層均具有獨立的取樣口；
[0009](2)取水葫蘆植株栽植于頂部粗砂層中；
[0010](3)關閉取樣口，自來水從進水管流入修復池，依次向上灌滿鵝卵石層、底部粗砂層、金屬污染土壤層和頂部粗砂層，修復池內水面高度不超過頂部粗砂層；
[0011](4)定期從取樣口取樣分析，監測各層的重金屬指標，判斷重金屬污染土壤層的重金屬指標是否達標；
[0012](5)根據液面觀測管的液面情況，及時補水;視水葫蘆生長情況定期收獲過多的水葫蘆；
[0013](6)重復步驟(4)和(5)，直至重金屬污染土壤層的重金屬指標達標，完成修復。
[0014]所述步驟(2)中，水葫蘆新植株按30-80株/m2的密度栽植于頂部粗砂層中。
[0015]所述步驟(2)中，水葫蘆新植株具有4-5片葉子。
[0016]所述步驟(I)中，鵝卵石層厚度為15-20cm;底部粗砂層厚度為5-15cm;重金屬污染土壤層厚度為25-50cm;頂部粗砂層厚度為10-15cmo
[0017]所述步驟(I)中，鵝卵石層中鵝卵石粒度為50-100mm;底部粗砂層及頂部粗砂層中粗砂粒度為10-15mm。
[0018]該種重金屬污染土壤的水葫蘆修復系統，用于上述的重金屬污染土壤的水葫蘆修復方法，包括修復池，所述修復池內自底部向上依次鋪設鵝卵石層、底部粗砂層、重金屬污染土壤層和頂部粗砂層;所述修復池一側設有和鵝卵石層連通的進水管，所述修復池的另一側設有和鵝卵石層連通的液面觀測管;所述修復池上對應于鵝卵石層、底部粗砂層、重金屬污染土壤層和頂部粗砂層均設有獨立的取樣口。
[0019]所述鸛卵石層厚度為15-20cm;所述底部粗砂層厚度為5-15cm;所述重金屬污染土壤層厚度為25-50cm;所述頂部粗砂層厚度為10-15cmo
[0020]所述鵝卵石層中鵝卵石粒度為50-100mm;所述底部粗砂層及頂部粗砂層中粗砂粒度為 10_15mm。
[0021 ]本發明的優點在于:該重金屬污染土壤的水葫蘆修復方法及修復系統，在重金屬污染土壤表面鋪墊粗砂，控制污染土壤層及沙層水分條件達到促進水葫蘆存活并快速生長，實現土壤重金屬修復目標;本發明將水葫蘆首次引入到對土壤重金屬的直接處理中，擴大了水葫蘆資源化利用途徑;本方法創新了水葫蘆的栽培方式，為水葫蘆進入垂直流人工濕地污水處理系統提供了借鑒;方法處理土壤重金屬無能耗，環境友好。
【附圖說明】
[0022]下面對本發明說明書各幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0023]圖1為本發明重金屬污染土壤的水葫蘆修復系統的結構示意圖。
[0024]上述圖中的標記均為:
[0025]1、修復池，2、鵝卵石層，3、底部粗砂層，4、重金屬污染土壤層，5、頂部粗砂層，6、進水管，7、取樣口，8、液面觀察管，9、水葫蘆。
【具體實施方式】
[0026]下面對照附圖，通過對最優實施例的描述，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0027]如圖1所示，該重金屬污染土壤的水葫蘆修復系統，包括修復池I，修復池I內自底部向上依次鋪設鵝卵石層2、底部粗砂層3、重金屬污染土壤層4和頂部粗砂層5;修復池I 一側設有和鵝卵石層2連通的進水管6，修復池I的另一側設有和鵝卵石層2連通的液面觀測管8;修復池I上對應于鵝卵石層2、底部粗砂層3、重金屬污染土壤層4和頂部粗砂層5均設有獨立的取樣口 7。
[0028]取樣口 7和進水管6上均設有控制閥門。
[0029]液面觀測管8為帶刻度的硬質玻璃管。液面觀測管8能夠實時觀察修復池I內的液面情況，以及時補充水分，滿足系統的運行需求。修復池I上對應于各層均設有取樣口 7，方便取樣監測土壤重金屬處理情況。
[0030]鵝卵石層2厚度為15-20cm;底部粗砂層3厚度為5-15cm;重金屬污染土壤層4厚度為25-50cm;頂部粗砂層5厚度為10-15cm。
[0031]鵝卵石層2中鵝卵石粒度為50-100mm;底部粗砂層3及頂部粗砂層5中粗砂粒度為10_15mmo
[0032]鵝卵石層2、底部粗砂層3、重金屬污染土壤層4及頂部粗砂層5選擇合理的層厚，鵝卵石層2、底部粗砂層3及頂部粗砂層5選擇合理的粒徑，以達到重金屬污染土壤的良好處理效果和效率。
[0033]鵝卵石也可以是大粒徑的礫石。上述粗砂也可以使石英砂、蛭石等填料。
[0034]該重金屬污染土壤的水葫蘆修復方法，利用上述的重金屬污染土壤的水葫蘆修復系統來實現，具體步驟為:
[0035](I)建造修復池I，在修復池I內自底部向上依次鋪設鵝卵石層2、底部粗砂層3、重金屬污染土壤層4和頂部粗砂層5 ；
[0036]修復池I一側具有和鵝卵石層2連通的進水管6，修復池I的另一側具有和鵝卵石層2連通的液面觀測管8;修復池I上對應于鵝卵石層2、底部粗砂層3、重金屬污染土壤層4和頂部粗砂層5均具有獨立的取樣口 7;