一种重金属污染土壤和矿山坡面联合修复方法
阅读说明：本技术 一种重金属污染土壤和矿山坡面联合修复方法 (Combined remediation method for heavy metal contaminated soil and mine slope ) 是由 韩建均 许晓晓 于 2021-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种重金属污染土壤和矿山坡面联合修复方法,通过以下步骤：对废弃的矿山坡面整理成包含若干水平阶梯的坡面,在所述矿山坡面上铺设防渗膜,设有锚固沟槽,在所述矿山四周设置挡土墙,位于所述矿山坡角处设有排水沟、蓄水池,在所述防渗膜上铺设用于草本类植物生长的重金属污染土壤层,在所述重金属污染土壤上种植富集重金属的所述草本类植物,定期对所述蓄水池内的水质定期检测、处理；使雨水淋溶和重力双重作用下,土壤中部分重金属迁移到水平阶梯被植物吸收,在不需特殊的设备和大量的化学药剂,不破坏土壤的性质的基础上解决了土壤污染问题,同时解决了矿山的水土流失问题,具有显著的环境、经济效益。(The invention discloses a combined remediation method for heavy metal contaminated soil and a mine slope, which comprises the following steps: arranging a waste mine slope surface into a slope surface comprising a plurality of horizontal steps, paving an anti-seepage film on the mine slope surface, arranging anchoring grooves, arranging retaining walls around the mine, arranging drainage ditches and a reservoir at the positions of mine hillsides, paving a heavy metal polluted soil layer for the growth of herbaceous plants on the anti-seepage film, planting the herbaceous plants enriched with heavy metals on the heavy metal polluted soil, and periodically detecting and treating the water quality in the reservoir; under the dual effects of rainwater leaching and gravity, part of heavy metals in the soil are transferred to the horizontal ladder and absorbed by plants, the soil pollution problem is solved on the basis of not damaging the properties of the soil without special equipment and a large amount of chemical agents, the water and soil loss problem of a mine is solved, and the method has remarkable environmental and economic benefits.)
技术领域
本发明涉及环境保护和生态修复技术领域，具体涉及一种重金属污染土壤和矿山坡面联合修复方法。
技术背景
土壤重金属污染是一种不可逆的污染过程，治理和修复将十分困难。它不仅对植物的生长会造成影响，而且还可以通过食物链在人体内富集，引发各种疾病，影响人体健康。随着《土壤污染防治法》的实施，土壤污染治理成为环境污染防治领域的重要内容。目前最常用的重金属污染土壤治理方法有固化/稳定化、植物修复两大类。植物修复虽然是一种比较理想、不会对环境造成影响的修复技术，但是其修复技术治理周期较长，应用于原位修复时，影响该区域的开发或利用。固化/稳定化技术是目前应用范围最广泛的技术之一，但是采用化学药剂进行固化稳定化，所需的药剂成本很高，而且存在药剂与土壤混合不均匀，固化后的重金属依然存在土壤中，经过一段时间与环境的作用，固化后的重金属会有释放到土壤环境中，这种方法属于不可持续的工艺方法。
矿产资源是人类生产和生活的重要保障，矿山在开发利用的过程中还产生一系列严重的环境问题，如大面积的天然植被遭到破坏、矿山原有的地貌景观退化，水土流失、扬尘等问题突出。矿山周围的各种自然风险灾害如泥石流、滑坡等现象显著增加。矿山的修复需要大量的客土，这会造成治理成本大、土地资源浪费等问题。
针对上述问题，迫切需要开发出一种重金属污染土壤和矿山坡面联合修复方法，具有可持续性，能够将重金属污染土壤应用到矿山的护坡治理中，同时还能解决土壤重金属的污染问题。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供一种重金属污染土壤和矿山联合修复方法，通过将重金属污染土壤覆填到含若干水平阶梯的废弃矿山坡面上，通过将富集重金属草本类植物种植在重金属污染土壤上，一方面改良受污染的土壤，另一方面可对废弃矿山坡面还原植被外貌，避免裸露矿山的水土流失，对修复坡面具有固定作用，提高了矿山修复的稳定性；通过废弃裸露矿山坡面天然坡度优势，加快污染土壤中重金属随降雨向下迁移的过程，使部分重金属随水流进入到水平阶梯的土壤，被植物吸收；通过在所述矿山坡面上铺设防渗膜，在所述矿山四周设置挡土墙，在矿山坡角处设有与挡土墙相连通的排水沟，在排水沟的末端设有高出地面且设有密封装置的蓄水池，有效避免了重金属污染土壤对周围土壤环境造成破坏，同时，便于降雨的收集、检验、分析及处理、再利用，彻底解决了现有技术中治理成本大、土地资源浪费、无持续性等问题，具有显著的环境、经济效益。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种重金属污染土壤和矿山坡面联合修复方法，包括步骤如下：
步骤1：对废弃的矿山坡面整理成包含若干水平阶梯的坡面；
步骤2：在所述矿山坡面上铺设防渗膜，在所述防渗膜的边缘设有用于固定的锚固沟槽；
步骤3：在所述矿山四周设置挡土墙，位于所述矿山坡角处设有与所述挡土墙相连通的排水沟，所述排水沟的末端设有高出地面且设有密封装置的蓄水池；
步骤4：在所述防渗膜上铺设用于草本类植物生长的重金属污染土壤层，其中，所述水平阶梯上与倾斜的所述矿山坡面上覆填的所述重金属污染土壤层厚度比为2:1；
步骤5：在所述重金属污染土壤层上种植富集重金属的所述草本类植物；
步骤6：对所述蓄水池内的水质定期检测、处理。
优选地，还包括步骤1-1，所述水平阶梯均匀间隔设置在所述矿山坡面上，其中，所述矿山坡度为30°～60°。
优选地，还包括步骤2-1，所述防渗膜间的搭接缝应位于所述水平阶梯上且平行于坡脚线，其中，位于上部的所述防渗膜压盖在位于下部的所述防渗膜上。
进一步地，所述防渗膜间的搭接缝宽度应大于100mm。
优选地，还包括步骤3-1，所述挡土墙上设有若干含过滤层的泄水孔，收集泄水的所述蓄水池设有防止地面径流和降雨进入的顶部密封池盖及内壁四周铺设的所述防渗膜。
进一步地，步骤3-1还包括：所述泄水孔的进水口设置的所述过滤层为粗滤料反滤层。
进一步地，步骤3-1还包括：所述泄水孔上下交错设置，其中，最下排的所述泄水孔离所述挡土墙趾地面的高度应大于0.3m。
进一步地，步骤3-1还包括：所述蓄水池的顶部高出地面的高度应不小于0.5m。
优选地，还包括步骤4-1：在所述水平阶梯上铺设的所述重金属污染土壤层厚度不应小于50cm。
优选地，还包括步骤6-1，若所述蓄水池中的水重金属含量达标，则可抽取池水用于浇灌矿山坡面的植物；若重金属含量超标，则需要抽取后进行污水处理。需要说明的是，种植的植物主要有蜈蚣草、印度芥菜、龙葵、刺儿菜和菊科植物等对重金属吸收强的草本植物。
本发明的有益效果：本发明提供一种重金属污染土壤和矿山联合修复方法，通过将重金属污染土壤覆填到含若干水平阶梯的废弃矿山坡面上，通过将富集重金属草本类植物种植在所述水平阶梯上的重金属污染土壤上，一方面改良受污染的土壤，另一方面可对废弃矿山坡面还原植被外貌，避免裸露矿山的水土流失，对修复坡面具有固定作用，提高了矿山修复的稳定性；通过废弃裸露矿山坡面天然坡度优势，加快污染土壤中重金属随降雨向下迁移的过程，使部分重金属随水流进入到水平阶梯的土壤，被植物吸收；通过在所述坡面上铺设防渗膜，在所述矿山四周设置挡土墙，在矿山坡角处设有与挡土墙相连通的排水沟，在排水沟的末端设有高出地面且设有密封装置的蓄水池，有效避免了重金属污染土壤对周围土壤环境造成二次污染，同时，便于流经所述重金属污染土壤的降雨的收集、检验、分析及处理、再利用，彻底解决了现有技术中治理成本大、土地资源浪费等问题，具有显著的环境、经济效益。
附图说明
：此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
在附图中：
图1是本发明重金属污染土壤和矿山联合修复方法流程示意图。
其中，1-矿山坡面；2-水平阶梯；3-防渗膜；4-锚固沟槽；5-搭接缝；6-挡土墙；7-排水沟；8-蓄水池；9-泄水孔；10-粗滤料反滤层；11-重金属污染土壤层。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；“若干个”指等于或多于两个；说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
本发明优选实施例：
一种重金属污染土壤和矿山坡面联合修复方法，包括步骤如下：
步骤1：对废弃的待修复的矿山坡面1整理成包含若干水平阶梯2的坡面，所述水平阶梯2均匀间隔设置在所述矿山坡面1上，所述矿山坡面1的坡度为30°～60°。
所述矿山坡面1每间隔10m设置一个水平阶梯2，所述水平阶梯2的宽度约为1m。
步骤2：在所述矿山坡面1上铺设防渗膜3，在所述防渗膜3的边缘设有用于固定的锚固沟槽4；所述防渗膜3采用防渗性能好、耐久性好的材料，如HDPE防渗膜。
优选地，所述锚固沟槽4用于固定防渗膜3，所述锚固沟槽4的宽度和深度均为0.5m。
优选地，所述防渗膜3间的搭接缝5位于所述水平阶梯2上且平行于坡脚线，其中，位于上部位置的所述防渗膜3压盖在位于下部位置的所述防渗膜3上，所述防渗膜3间的搭接缝5宽度应大于100mm。
步骤3：在所述矿山四周设置挡土墙6，位于所述矿山坡角处设有与所述挡土墙6相连通的排水沟7，所述排水沟7的末端设有高出地面且设有密封装置的蓄水池8；
优选地，所述挡土墙6上设有若干含过滤层的泄水孔9，收集泄水的所述蓄水池8设有防止地面径流和降雨进入的顶部密封池盖，所述蓄水池8内壁四周铺设的防渗膜3。
进一步地，所述泄水孔9的进水口设置的所述过滤层为粗滤料反滤层10。
进一步地，所述泄水孔9直径为5～10cm的圆孔，所述泄水孔9间距为2～3m，且上下交错设置，其中，最下排的所述泄水孔9离所述挡土墙6趾地面的高度应大于0.3m。
进一步地，所述蓄水池8的顶部高出地面的高度应不小于0.5m。
步骤4：在所述防渗膜3上铺设用于草本类植物生长的重金属污染土壤层11，其中，所述水平阶梯2上与倾斜的所述矿山坡面1上覆填的所述重金属污染土壤层11厚度比约为2:1。
优选地，在所述水平阶梯2上铺设的所述重金属污染土壤层11厚度不应小于50cm。
步骤5：在所述重金属污染土壤上种植富集重金属的所述草本类植物，包括蜈蚣草、印度芥菜、龙葵、刺儿菜和菊科植物等草本植物。
步骤6：可以定期如每年在雨季对所述蓄水池8内的水质定期检测、处理；对蓄水池8中的水进行检测，如果水中重金属含量达到规定的标准，则可抽取用于浇灌矿山坡面的植物，反之如果重金属含量超标，说明重金属能够随着降雨的淋溶作用从土壤中浸出，则需要抽取后进行处理，以消除重金属。
需要说明的是，种植的植物主要有蜈蚣草、印度芥菜、龙葵、刺儿菜和菊科植物等对重金属吸收力强的草本植物。
有益效果：
本发明提供一种重金属污染土壤和矿山联合修复方法，通过将重金属污染土壤覆填到含若干水平阶梯的废弃矿山坡面上，通过将富集重金属草本类植物种植在重金属污染土壤上，一方面改良受污染的土壤，另一方面可对废弃矿山坡面还原植被外貌，避免裸露矿山的水土流失，对修复坡面具有固定作用，提高了矿山修复的稳定性；通过废弃裸露矿山坡面天然坡度优势，加快污染土壤中重金属随降雨向下迁移的过程，使部分重金属随水流进入到水平阶梯的土壤，被植物吸收；通过在所述坡面上铺设防渗膜，在所述矿山四周设置挡土墙，在矿山坡角处设有与挡土墙相连通的排水沟，在排水沟的末端设有高出地面且设有密封装置的蓄水池，有效避免了重金属污染土壤对周围土壤环境造成二次污染，同时，便于流经所述重金属污染土壤的降雨的收集、检验、分析及处理、再利用，彻底解决了现有技术中治理成本大、土地资源浪费等问题，具有显著的环境、经济效益。
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