[发明专利]一种土壤污染修复设备及方法

说明书

本发明公开了一种土壤污染修复设备及方法，包括履带行走车以及固定安装在履带行走车上的表土层处理装置和心土层处理装置，表土层处理装置和心土层处理装置均包括土壤打散装置、土壤提升装置、定量处理装置、改良剂添加装置以及平土装置。表土层处理装置还包括捞起装置，捞起装置包括捞起装置机架和固定在捞起装置机架上的金属板传送带，捞起装置机架的顶部位于粉碎装置的顶部一侧。本发明中设备能自动在田间行走，可以进行连续不间断作业，能将表土层和心土层分别收集上来，处理好后，分别交替平铺在田里，自动化程度高，提高工作效率。

技术领域

本发明涉及土壤治理技术领域，具体为一种土壤污染修复设备及方法。

背景技术

土壤是由矿物质、有机质、水分、空气以及土壤生物等组成。土壤中各组分构成了一个互相联系、互相制约的统一体，为植物的生长提供必须条件，同时也是土壤肥力的物质基础。

在人类生产活动和自然因素的综合作用下,耕作土壤产生了层次结构,一般的耕地土壤剖面层次由上到下大体可分为三层:表土层、心土层和底土层。

表土层又分为耕作层和犁底层,其中耕作层为受耕地、施肥、灌溉等农耕活动影响最强烈的土壤层,厚度一般为25cm左右。耕作层受生产活动、地表生物和气候条件的影响,一般疏松多孔、干湿交替频繁、温度变化大、通透性良好且含有效养分较多。农作物全部根系总量的60％主要集中在这一层。犁底层位于耕作层下方,其厚度大约为10cm左右。由于经常受耕畜和犁的影响,以及灌溉和降水粘粒的沉积,典型犁底层的土层较为密实,孔隙度小,毛管空隙较多,通透性差,透水性不良,结构常呈片状,有明显水平层理。

心土层位于犁底层之下,厚度约为30cm左右,心土层也会受到犁、畜压力的影响而较为密实,但密实度不及犁底层。在耕作土壤中,心土层的主要作用是保水保肥,它是作物后期生长水肥供给的主要层次,其根系数约占根系总量的30％左右。

底土层位于心土层以下,距十体表面60cm左右,该层受外界影响较小,物质转化较为缓慢,可供给利用的养分较少,根系分布较少。

随着土壤耕作的进行以及周边环境的影响，耕地土壤中主要存在以下两种污染物：

(1)重金属污染物

在土壤污染物中,由于重金属不能被微生物分解转化,而且可被生物所富集,所以重金属污染物极易在土壤中不断累积土壤中重金属污染不仅要看重金属的含量,还要看其存在形态,重金属在土壤中的形态不同,其在土壤中迁移转化的方式以及对作物的毒性也不同。数据显示:0～20cm耕作层内的Hg、Zn、Cd含量明显高于20cm～40cm土层的重金属含量,40cm以下土层各类重金属含量逐渐趋于稳定,无明显突变,污染源主要为农药、化肥以及大气污染；其他不同污染方式的土壤剖面上,各类重金属污染的平均超标深度均在25cm左右,个别重金属的污染深度达到60cm。

(2)有机污染物物

化肥农药等在进入土壤后,一部分被土壤固相物质吸附和生物体吸收,另一部分部分以气态挥发和随水淋溶,从而导致大气、水体污染。研究表明,除水溶性较大的农药外,一般的农药均会被土壤有机质和粘土矿物吸附在土体内,不易随水向下淋移,大多积累于土壤表层40CM内。

土壤污染物多以吸附的方式存在于土壤固相物质上,借鉴前人的研究成果,较为有效的方法是:利用机械设备的深耕装置,将污染土壤深耕并翻出,在其中喷撒与污染物相对应土壤改良剂,再利用设备的混合搅拌装置将污染土壤与土壤改良剂进行充分的搅拌混合,将改良后的土壤原位摊铺。该类原位物理修复的方法最明显的优势就是效率较高且灵活性好,对于污染度不高且面积较大的污染区域尤为适用,如耕地。但是,改良后的土壤需等到污染物清除到可接受范围才能继续投入生产劳作,污染物清除所耗费的时间由污染物自身的理化性质决定可能是数月,也可能是数年。这对于耕地有限的农民来说,相当于切断了他们最主要的经济来源。如何对于污染较轻的土壤进行有效修复，同时不影响耕种。