[發明專利]一種重金屬防控系統以及采用其的重金屬防控方法

有效

• 申請號: 201711330935.6
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108033566B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 吳鋒;張亞麗;張倩;王雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/34;C02F101/20
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;路永斌

本發明公開了一種重金屬防控系統以及采用其的重金屬防控方法，該系統包括人工濕地(3)，人工濕地(3)中鋪設有多層填料，通過使水體流經各層填料進行重金屬脫除。優選在人工濕地(3)外圍建造夾層墻體，通過向其中裝填發酵產熱的有機物(12)可在冬季通過發酵為人工濕地(3)供熱；夾層墻體的建造難度極低，且發酵物料廉價易得，為行之有效的解決人工濕地冬季運行困難的方法。本發明系統可常年不間斷處理灌溉用水，有效實現重金屬吸附有效避免重金屬積累危害人類健康，可維護農田良好狀況，促進農業的持續健康發展。

技術領域

本發明涉及水資源循環利用領域，特別涉及一種極度缺水農田灌溉過程中重金屬防控系統以及采用其的重金屬防控方法。

背景技術

水資源短缺已經成為制約中國社會經濟發展的重要因素之一。農業專家認為，在未來25年當中，農業用水，尤其是灌溉用水必須增加15％到20％，才能維持逐漸增多的世界人口的糧食安全，并且減少饑荒和農村貧窮的現象。由于水資源的短缺，一般直接由水源中抽取未經預處理的水引入農田，這種做法雖然操作簡單，引水量大，但水源受到污染時會直接對引水的農田造成污染。農田是植物生長的重要載體，農田土壤的健康狀態如何直接決定了食品安全與綠色程度的水平高低。農田土壤如果受到污染，人們賴以生活的“米袋子”、“菜籃子”必然會受到嚴重影響。

農田土壤重金屬含量是否超標或者造成污染，直接關系到農產品質量安全、人類和動物的健康。有效地防控農田土壤重金屬污染，無疑是耕地土壤質量的內容，也是一個重要的評價指標。對于極度缺水地區灌溉水質的把控是當今農業和環保業的主導問題，而重金屬含量在灌溉水質的各項指標中至關重要，極度缺水農田灌溉過程重金屬防控技術是現今食品安全的必要手段。

發明內容

為了解決上述問題，本發明人進行了銳意研究，提供了一種極度缺水農田灌溉過程中重金屬防控方法和系統，有效解決灌溉水重金屬超標問題，同時不受冬季對水處理效果降低的負面影響，可全年進行水的不間斷處理，從而降低重金屬在植物中嚴重富集，維護農田良好狀況，保證農業安全和人體安全，從而完成本發明。

本發明的目的在于提供以下技術方案：

(1)一種重金屬防控系統，該系統包括人工濕地3，人工濕地3中鋪設有多層填料，通過使水體流經各層填料進行重金屬脫除，該系統適用于極度缺水農田灌溉過程中的重金屬防控；

優選地，人工濕地3由上至下鋪設有四層填料：

第一層填料13為土壤和功能型生物炭的混合填料，混合比例為3:(6～8)，優選填料粒徑為0.10-0.30cm；

第二層填料14為土壤、天然沸石、石灰石的混合填料，混合比例為1:(2～3):(0.5～1)，優選填料粒徑為0.08-0.1cm；

第三層填料15為粉煤灰分子篩、弗洛里硅藻土和生物炭的混合填料，混合比例為1:(3～4):(1～1.5)，優選填料粒徑為0.05-0.08cm；

第四層填料16為鵝卵石、生物炭的混合填料，混合比例為1：(1～2)，優選填料粒徑為0.30-0.50cm；

更優選地，在人工濕地3外圍建造夾層墻體，用夾層墻體封閉人工濕地3四周，夾層墻體的內部中空，通過向其中裝填發酵產熱的有機物12采用發酵產熱方式為人工濕地供熱。

(2)一種重金屬防控方法，通過上述(1)所述防控系統進行重金屬防控。

根據本發明提供的一種重金屬防控系統以及采用其的重金屬防控方法，具有以下有益效果：

(1)本發明中的人工濕地為多層填料鋪設而成，且對每層填料中的填料種類、用量配比、粒徑大小和填充高度進行特定的選擇，可在人工濕地中有效實現重金屬吸附、懸浮物濾除、有機物降解和脫磷脫氮。