[發(fā)明專利]一種用于鉛鋅礦區(qū)污染土壤修復(fù)的復(fù)合植生袋及應(yīng)用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011381330.1
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN112676338B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃兢;周康;張軒;黃忠良;李輝;吳子劍;覃曉莉;阮敏;江世林;許昕宇
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南省林業(yè)科學(xué)院
• 主分類號(hào): B09C1/10
• 分類號(hào): B09C1/10;A01G9/029;A01G9/02;A01B79/02
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發(fā)明涉及土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于鉛鋅礦區(qū)重金屬污染土壤修復(fù)的復(fù)合植生袋設(shè)計(jì)及應(yīng)用方法。通過對復(fù)合植生袋功能結(jié)構(gòu)分區(qū)及超富集草本和耐性木本植物配置，結(jié)合植生袋裝填鋪設(shè)及后期養(yǎng)護(hù)等措施，有效融合了固定化修復(fù)和活化修復(fù)兩種策略，充分挖掘了草本植物和木本植物的協(xié)同修復(fù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)廢棄地的快速復(fù)綠，減少水土流失和重金屬的進(jìn)一步擴(kuò)散，提高了木本植物最終存活率，形成長效穩(wěn)定的修復(fù)效果。同時(shí)，復(fù)合植生袋在場地修復(fù)過程中具有施工快捷簡便，工程量小投入低，對修復(fù)場地?cái)_動(dòng)小，袋體材料可降解，不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)，在鉛鋅礦區(qū)重金屬污染土壤修復(fù)的實(shí)際應(yīng)用中具有高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鉛鋅礦區(qū)污染土壤修復(fù)的復(fù)合植生袋及應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

我國鉛鋅礦分布廣泛儲(chǔ)量豐富居世界前列。自上世紀(jì)五六十年代以來，全國已形成了東北、湖南、兩廣、滇川、西北五大鉛鋅采選、冶煉和加工配套的生產(chǎn)基地，鉛、鋅產(chǎn)量分別占全國總產(chǎn)量的85％及95％以上。鉛鋅礦大規(guī)模開采過程中產(chǎn)生的采礦、選礦廢水的直接排放，采場的暴露及廢石、尾礦、廢渣等固體廢物的堆放和淋濾，使礦區(qū)及周邊環(huán)境遭受了嚴(yán)重的重金屬污染。其中，普遍存在Pb、Zn、Cd、Cu等多重金屬復(fù)合污染，元素賦存形式復(fù)雜，化學(xué)藥劑污染疊加等特點(diǎn)，造成周邊生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，威脅區(qū)域飲水及食品安全。

植物修復(fù)是控制重金屬污染、防治水土流失、恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)的有效途徑。但是，鉛鋅礦區(qū)廢棄地存在的重金屬、干旱、酸堿等脅迫因素導(dǎo)致植物修復(fù)存在一定的難度。基于植生袋的植被生態(tài)恢復(fù)技術(shù)通過將植物種子、土壤基質(zhì)、肥料、保水劑等按一定的比例配置于高分子有機(jī)材料袋體內(nèi)，為植物生長提供了一個(gè)相對獨(dú)立和穩(wěn)定的基質(zhì)層，以實(shí)現(xiàn)植被快速恢復(fù)的目的。其一方面有效的避免了鉛鋅礦區(qū)廢棄地各類脅迫因素對修復(fù)植物生長過程的侵害；另一方面系統(tǒng)的解決了傳統(tǒng)客土法覆土過程繁雜、成效慢及養(yǎng)護(hù)周期長等缺陷。但是，植生袋方案在后期缺乏養(yǎng)護(hù)的情況下仍面臨修復(fù)年限的瓶頸問題，以草本植物為主體的配制模式亦難以對礦區(qū)廢棄地形成長效修復(fù)，而提升根系發(fā)達(dá)的木本植物存活率是構(gòu)建并維持植物群落穩(wěn)定發(fā)展的主要難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上目的，本發(fā)明提供一種用于鉛鋅礦區(qū)污染土壤修復(fù)的復(fù)合植生袋及應(yīng)用方法。采用植生袋的模塊結(jié)構(gòu)分區(qū)、功能面料組裝、差異填料配置、草木植物搭配，結(jié)合植生袋裝填鋪設(shè)及后期養(yǎng)護(hù)等措施，提高木本植物在重金屬污染土壤逆境條件下的存活率，充分挖掘草本植物和木本植物的協(xié)同修復(fù)優(yōu)勢。一方面通過超富集草本植物的短期恢復(fù)實(shí)現(xiàn)場地快速復(fù)綠；另一方面通過木本植物生長及原生草本植物演替，構(gòu)建穩(wěn)定的修復(fù)植物群落，充分發(fā)揮保水固土的作用，控制重金屬污染的擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)場地的長效修復(fù)。其中，草本植物及木本植物的協(xié)同作用主要通過兩組設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)：一是超富集草本植物的優(yōu)先生長對于重金屬污染土壤理化性質(zhì)的改善，以及通過草本模塊填料對重金屬的活化作用協(xié)同重金屬可滲透面料，強(qiáng)化超富集草本植物對重金屬的萃提以降低土壤重金屬污染水平；二是耐性木本植物的延遲萌發(fā)方法，以及木本植物模塊填料對重金屬的固定化作用協(xié)同重金屬不可滲透面料，進(jìn)一步保障了木本植物的生長發(fā)育并提升了存活率。同時(shí)，復(fù)合植生袋在場地修復(fù)過程中具有施工快捷簡便，工程量小投入低，對修復(fù)場地?cái)_動(dòng)小，袋體材料可降解，不產(chǎn)生二次污染等諸多優(yōu)勢。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)采用了以下技術(shù)方案：

一種用于鉛鋅礦區(qū)污染土壤修復(fù)的復(fù)合植生袋，包括袋體，袋體長邊一側(cè)設(shè)置開口及封口鎖邊，袋體內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)隔絕層，隔絕層將袋體橫向分割為三個(gè)相對獨(dú)立的區(qū)域，其中中間為固定化修復(fù)區(qū)，兩側(cè)為活化修復(fù)區(qū)；兩個(gè)活化修復(fù)區(qū)和固定化修復(fù)區(qū)由下至上依次為效果層、基質(zhì)層和植被層；兩個(gè)活化修復(fù)區(qū)的效果層內(nèi)填充有重金屬活化劑，固定化修復(fù)區(qū)的效果層內(nèi)填充有重金屬鈍化劑；基質(zhì)層內(nèi)填充有保障植物生長發(fā)育的基質(zhì)；兩個(gè)活化修復(fù)區(qū)的植被層內(nèi)填充物為Pb、Zn、Cd、Cu超富集草本植物種子及萌發(fā)基質(zhì)，固定化修復(fù)區(qū)的植被層內(nèi)填充物為Pb、Zn、Cd、Cu耐受性木本植物種子及萌發(fā)基質(zhì)。

進(jìn)一步地，袋體分三層，最外層為高強(qiáng)度的可降解纖維網(wǎng)，次外層為棉網(wǎng)，最內(nèi)層為紙漿層。