[发明专利]固定重金属的生态毯与植物相结合去除土壤重金属的方法

说明书

本发明涉及被污染土壤的再生技术领域，具体涉及一种固定重金属的生态毯及其与植物修复相结合去除土壤重金属的方法。本发明提供了一种固定重金属的生态毯及其与植物修复相结合去除土壤重金属的方法。该生态毯包括改性沸石中间层，以及包裹沸石中间层的内外两层透水土工布。该生态毯埋于重金属污染农田表层土之下，表层土壤上种植超累积植物，灌溉过程促进重金属离子随溶液向下迁移，最终通过移除生态毯和收获超累积植物，实现重金属污染土壤的修复。本发明实现了化学固定法‑植物修复技术的有效联合作用，对土壤中的铅、锌、镉去除效率高。

技术领域

本发明涉及被污染土壤的再生技术领域，具体涉及一种固定重金属的生态毯及其与植物修复相结合去除土壤重金属的方法。

背景技术

土壤重金属污染具有长期性、滞后性、累积性等特点，可以通过多种途径进入食物链累积和放大，进而威胁人类健康。我国农田土壤的重金属污染情况复杂，污染范围广，迫切需要研究出一种操作简单、效果快速、成本费用低的修复方法。

目前，常见的治理重金属污染土壤的方法包括：工程治理方法，如客土、换土等；物理修复方法，如电热修复法、玻璃化技术、电动修复技术等；化学修复，如土壤淋洗、化学固定等；植物修复技术和生物修复技术。物理工程方法因为治理操作复杂、工程量大、成本高，且会对土壤结构与环境造成破坏，而无法进行大范围推广。植物修复法是利用超富集植物吸收、累积重金属元素并向地上部分转运后，通过对植物进行收割，移除土壤中的重金属。植物修复法具有治理效果永久、对土壤环境扰动小、修复成本低廉、环境优美、后期处理简易等一系列经济技术优势，因此成为国内外热点研究课题。化学固定是通过向污染土壤添加不同的改良剂，通过吸附、沉淀、络合反应，使土壤中重金属由溶解相转移到土壤固相，改变土壤重金属赋存形态，“钝化”其生物有效性，阻止其生物迁移或转移到水或大气环境中，从而达到减小重金属生物有效性和毒性的效果。该方法具有操作灵活、成本费用低、治理效果明显等优点，因此很适合大面积的广泛用于我国重金属污染农田的治理。其中，沸石是使用较为普遍的一种改良剂。沸石具有晶体架状结构，中间有很多空腔、孔道，可以吸附、存储大量分子，具有很强的吸附能力。其次，沸石晶体中阳离子与晶体骨架联系较弱，当沸石与金属离子接触时，很容易发生阳离子交换，从而吸附金属阳离子。

但是，化学固定法和植物修复法仍然存在一些缺点。化学固定法只能钝化重金属，无法将其从土壤中去除，改良剂对重金属的固化效果会受到土壤环境因素的影响，如土壤水分、pH、土壤类别、重金属种类等，当这些因素发生改变时，固化的重金属可能重新活化出来或发生转化，以致二次污染。植物修复法有修复时间长、生物量低等缺点，对重金属污染土壤的修复周期过长，未能得到广泛应用。而化学固定法由于钝化了植物根际土壤中的重金属，一定程度上抑制超累积植物对重金属的吸收，因此，化学固定法和植物修复结合往往达不到联用效果。目前，暂未有二者联用达到理想效果的文献报道。

而本发明创造性地使用了一种生态毯的方法，成功地将植物修复与化学固定法结合了起来，通过将吸附材料由土工布包裹并且置于土壤下层，避免了对超富集植物根际土壤中重金属离子的钝化，不会抑制超富集植物对重金属的吸收，实现了化学固定法-植物修复技术的有效联合作用，可快速有效去除对土壤中的铅、锌、镉。同时，吸附材料采用一种特殊改性的沸石材料，极大提高了生态毯对土壤重金属的吸附能力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种固定重金属的生态毯，利用该生态毯，可有效固定土壤中的重金属，并实现化学固定法与植物修复的结合，快速有效地去除土壤重金属。

本发明的目的还在于提供一种固定重金属的生态毯及其与植物修复相结合去除土壤重金属的方法。

本发明提供了一种固定重金属的生态毯，该生态毯包括沸石中间层及包裹沸石中间层的内外两层透水土工布。

优选地，所述的内层土工布采用聚丙烯短纤针刺非织造土工布或涤纶短纤针刺非织造土工布；所选土工布具有强度高、延伸率低、抗形变能力强、比重小，耐腐蚀、耐酸碱，良好的透水性能等特性。