一种矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法技术

本发明专利技术公开了一种矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法，包括以下步骤：设置护坡墙；平整所述岸边河床坡面，在所述岸边河床坡面上铺设一层土工布；取矿区流域重金属污染底泥与重金属污染修复剂搅拌混合，铺设于土工布上，稳定一段时间，形成一修复底泥层；在所述修复底泥层上种植植物。本方法一方面可以解决河道污染底泥淤积的问题，另一方面底泥基质修复剂的加入与河道植物组合种植有效解决底泥重金属污染问题，而且同时使得河道景观优美、水质也得到了持续有效的改善。其中，植物混合间作有利于重金属污染底泥修复和稳定边坡，防止水土流失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及重金属污染治理
，具体涉及一种矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法。
技术介绍
在我国现代化发展的进程中，大量的矿产资源被开采冶炼加工。随着累年开采，选矿，冶炼再到后期的化工及电镀等工业废水不断排放到周围环境中，造成河道、湖泊等水体严重的重金属的污染，水体中大部分重金属在沉淀、络合、吸附、氧化还原等作用下由水相转入固相，最终沉积于底泥中并逐渐富集，致使底泥中重金属含量往往高于水体重金属含量好几个数量级，造成严重污染。在一定条件下，底泥中重金属可能被重新释放出来，使水体的重金属浓度升高，并且通过生物富集和食物链放大等作用，影响人类的健康，破坏自然环境和生态系统，形成明显的二次污染。例如，日本熊本县水俣病和神通川流域妇中村“痛痛病”、广东韶关大宝山矿区上坝村“癌症村”、湖南石门砷矿的死亡密码等因重金属污染导致的重大公共卫生事件频繁发生。郴州三十六湾矿区甘溪河底泥中，砷含量超标715.73倍，湖南省更是投资595亿元治理湘江流域重金属污染。因此，修复净化水体污染底泥日益成为生态环境保护的一项迫切而艰巨任务。当前，针对污染水体底泥的修复方法主要有异位固定、异位处理、原位固定、原位处理等4类方法。异位处理或固定则是将底泥疏浚后再进行输移处理，处理的方法主要包括物理方法、化学方法、生物方法。异位处理法各有其优点，但都存在着工程量大、费用高，经济上难以承受，且容易造成二次污染等一系列问题。原位处理或固定是将污染底泥留在原处，利用物理、化学或生物方法减少受污染底泥的容积，减少污染物量或降低污染物的溶解度、毒性或迁移性，并减少污染物释放的底泥污染整治技术。现今，原位修复技术已受到了国内外学者、政府部门以及环保企业的高度重视。原位修复技术按照修复原理的不同，一般可分为原位物理处理、原位化学处理、原位生物处理和原位生态处理四种。原位物理处理是一个人工的物理自然过程，通过破坏分层、人工曝气等方法造成异重流，提高底层水体的溶解氧含量和水体温度，加速水体和底泥中污染物的降解，以去除污染。借助于工程技术措施，直接或间接消除底泥中污染物的修复方法；原位化学处理技术是一个人工的化学自然过程，利用化学制剂与污染底泥发生氧化、还原、沉淀、聚合等反应，使重金属从底泥中分离或转化成无毒的化学形态；原位生物处理技术是指，利用底泥中生物的代谢活动降解减轻污染物的毒性并最终无害化；原位生态处理是指改变重金属的活性或在底泥中的结合态，通过改变污染物的化学或物理特性而影响他们在环境中的迁移、转化和降解速率，从而使污染了的环境能够部分或者完全恢复到原始状态的过程。生态修复的总体目标是恢复河流系统健康，实现人与河流的和谐共存。河流生态修复主要技术包括：缓冲区修复、植被恢复、河道补水、生物-生态修复、生境修复、水生生物群落修复技术等。通过受损河流的生态修复与重建，使河流具有完整的食物链系统，从而增强河流本身具有的自净作用。从当前国内外对受污染底泥处置技术研究实践进展来看，矿区流域重金属污染底泥修复用多技术协同原位修复技术手段，是一条切实可行的途径。然而，在矿区流域重金属污染的河道，有着大量的河道淤积物，并且存在着以下需要解决的问题：（1）由于矿区流域底泥基质营养元素含量低，植被的生长发育受到限制；（2）由于矿区流域底泥中重金属含量高，对常规水生植物有所毒害，造成可用来种植的植物品种单一，建立简单的植物群落稳定性差，影响生态修复的长久性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法，包括以下步骤：S1：在矿区流域岸边河床坡面的最低处设置护坡墙；S2：平整所述岸边河床坡面，在所述岸边河床坡面上铺设一层土工布；S3：取矿区流域重金属污染底泥与重金属污染修复剂搅拌混合，铺设于S2所铺设的土工布上，稳定一段时间，形成一修复底泥层；S4：构建植物群落，在所述修复底泥层水深不超过20cm的部分，种植挺水植物，所述挺水植物为芦苇、花叶芦竹、千屈菜、香根草、再力花、香蒲、菖蒲、翠芦莉、茭白、泽泻、荆三棱、水葱、芒草中的至少两种，所述挺水植物采用混合间作方式种植，在所述修复底泥层水深超过20cm的部分，种植沉水植物或浮水植物，所述沉水植物为苦草、菹草、绿藻、黑藻、金鱼藻、大茨藻中的至少一种，所述浮叶植物为睡莲、凤眼莲、大薸、浮萍、菱中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，所述S4中所种植的挺水植物为花叶芦竹、菖蒲和香根草，三种植物混合间作。在本专利技术的另一些实施例中，所述S4中挺水植物为芦苇、香蒲和荆三棱，三种植物混合间作。进一步地，在所述修复底泥层水深超过20cm的部分，种植沉水植物，所述沉水植物为绿藻。优选地，在所述S4后，还包括S5：取小石块和/或细砂铺设在所述修复底泥层上，用于稳固坡面和植物。进一步优选地，在所述S5后，还包括S6：收割进入衰败期的植物。在本专利技术的一些实施例中，所述S1的具体步骤为：对矿区流域重金属污染底泥进行筛分，分为大中石块、小石块、淤泥及细砂，在矿区流域岸边河床坡面的最低处，取大中石块堆砌并用铁丝网固定形成护坡墙。进一步地，所述S1还包括以下步骤：紧靠所述护坡墙靠近岸边的一侧，使用黏土设置一阻隔层，用于填满所述护坡墙的孔隙。优选地，所述S2的具体步骤为将所述岸边河床坡面平整为坡度≤35°的坡面，再在所述岸边河床坡面上铺设一层土工布。优选地，所述护坡墙的高度高于常水位50cm以上。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法，可以就原位对重金属底泥进行修复，矿区流域重金属污染底泥中重金属含量高，直接种植植物，植物无法成活，将底泥和重金属污染修复剂混合，铺设在土工布上，使用土工布将修复后的底泥和未修复的底泥间隔开来，为底泥稳定提供条件，通过重金属污染修复剂对底泥进行钝化稳定化处理，降低其毒性，再栽种植物，植物成活率高，植物不断吸收富集修复的底泥中重金属，随着植物生长，可以逐渐去除底泥中所含重金属。此外，植物根系可以稳定河流岸带边坡，防止水土流失。本方法一方面可以解决河道污染底泥淤积的问题，另一方面重金属污染修复剂的加入与河道植物组合种植有效解决底泥重金属污染问题，而且同时使得河道景观优美、水质也得到了持续有效的改善。其中，植物混合间作更有利于植物吸收富集重金属，更有利于植物生长和稳定边坡，能更好地防止水土流失。附图说明图1为实施例1中三种植物单一种植和混合间作的富集重金属对比图；图2为矿区流域重金属污染底泥修复的示意图。具体实施方式实施例1：野外采集某矿区流域重金属污染底泥，风干，筛分，分为大中石块、小石块、淤泥及细砂，取淤泥过2mm筛后得到待修复底泥，分析底泥的基本性质，得到结果如表1。底泥重金属固化实验：向待修复底泥中以2%的质量分数添加如专利CN105062495A中所述的重金属稳定剂，搅拌均匀，保持含水量90%，养护稳定15天，取样。采用DTPA浸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在矿区流域岸边河床坡面的最低处设置护坡墙；S2：平整所述岸边河床坡面，在所述岸边河床坡面上铺设一层土工布；S3：取矿区流域重金属污染底泥与重金属污染修复剂搅拌混合，铺设于S2所铺设的土工布上，稳定一段时间，形成一修复底泥层；S4：构建植物群落，在所述修复底泥层水深不超过20cm的部分，种植挺水植物，所述挺水植物为芦苇、花叶芦竹、千屈菜、香根草、再力花、香蒲、菖蒲、翠芦莉、茭白、泽泻、荆三棱、水葱、芒草中的至少两种，所述挺水植物采用混合间作方式种植，在所述修复底泥层水深超过20cm的部分，种植沉水植物或浮水植物，所述沉水植物为苦草、菹草、绿藻、黑藻、金鱼藻、大茨藻中的至少一种，所述浮叶植物为睡莲、凤眼莲、大薸、浮萍、菱中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在矿区流域岸边河床坡面的最低处设置护坡墙；
S2：平整所述岸边河床坡面，在所述岸边河床坡面上铺设一层土工布；
S3：取矿区流域重金属污染底泥与重金属污染修复剂搅拌混合，铺设于S2所铺设的土工布上，稳定一段时间，形成一修复底泥层；
S4：构建植物群落，在所述修复底泥层水深不超过20cm的部分，种植挺水植物，所述挺水植物为芦苇、花叶芦竹、千屈菜、香根草、再力花、香蒲、菖蒲、翠芦莉、茭白、泽泻、荆三棱、水葱、芒草中的至少两种，所述挺水植物采用混合间作方式种植，在所述修复底泥层水深超过20cm的部分，种植沉水植物或浮水植物，所述沉水植物为苦草、菹草、绿藻、黑藻、金鱼藻、大茨藻中的至少一种，所述浮叶植物为睡莲、凤眼莲、大薸、浮萍、菱中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述S4中所种植的挺水植物为花叶芦竹、菖蒲和香根草，三种植物混合间作。
3.根据权利要求1所述的矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述S4中挺水植物为芦苇、香蒲和荆三棱，三种植物混合间作。
4.根据权利要求2或3所述的矿区流域重金属污染底泥的原位修复方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：任重，许闯，黄雷，黄聪，龚亚龙，张时伟，裴东辉，赵亮，许建新，刘婷，
申请(专利权)人：深圳市铁汉生态环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44