一种低温环境下的土壤污染原位修复方法
阅读说明：本技术 一种低温环境下的土壤污染原位修复方法 (In-situ remediation method for soil pollution in low-temperature environment ) 是由 黄少军 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低温环境下的土壤污染原位修复方法,属于环保领域,一种低温环境下的土壤污染原位修复方法,通过对传统的微生物药液进行改进,放弃泼洒修复的方式,充分利用低温天气冻土冻裂的特点,将培养好的污染修复微生物群通过注射管直接注入微生物储藏内球中,并冷藏保存,降低微生物活性,避免发生遗传变异,方便储藏,使用时,将自适应修复球直接投放到冻土冻裂点,然后注水,自适应修复球通过可伸缩外球和微生物储藏内球之间的相互配合,能够穿过冻裂层各种各样的复杂地形,顺利的将微生物群在冻土层的底端激活挤出,有效解决了在低温的环境中,挥洒出的药液会被冻结在土壤表层而无法渗入到土壤中,导致污染修复效果不理想的问题。(The invention discloses a soil pollution in-situ remediation method under low temperature environment, belonging to the environmental protection field, the soil pollution in-situ remediation method under low temperature environment is characterized in that the traditional microbial liquid is improved, the splashing remediation mode is abandoned, the characteristic of frozen soil frost crack in low temperature weather is fully utilized, the cultured pollution remediation microbial population is directly injected into a microbial storage inner ball through an injection pipe and is refrigerated and stored, the microbial activity is reduced, genetic variation is avoided, the storage is convenient, when in use, a self-adaptive remediation ball is directly put into a frozen soil frost crack point and is then injected with water, the self-adaptive remediation ball can penetrate through various complex terrains of a frost crack layer through the mutual matching between a telescopic outer ball and the microbial storage inner ball, the microbial population is smoothly activated and extruded at the bottom end of the frozen soil layer, and the problem of low temperature environment is effectively solved, the volatilized liquid medicine is frozen on the surface layer of the soil and cannot permeate into the soil, so that the pollution remediation effect is not ideal.)
技术领域
本发明涉及环保领域，更具体地说，涉及一种低温环境下的土壤污染原位修复方法。
背景技术
土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施，在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法，20世纪80年代以来，世界上许多国家特别是发达国家均制定并开展了污染土壤治理与修复计划，因此形成了一个新兴的土壤修复行业。
物理修复主要是利用污染物与土壤颗粒之间、污染土壤颗粒与非污染土壤颗粒之间各种物理特性的差异，达到污染物从土壤中去除、分离的目的，化学修复是指在污染土壤的现场加入化学修复剂，使污染物得以降解或通过化学转化机制去除污染物的毒性，以及对污染物进行化学固定，使其活性或生物有效性下降的方法，微生物修复主要是通过微生物吸收、代谢达到对重金属的消减、净化与固定作用，微生物修复作为一种新兴的土壤污染修复技术，因其低投资、高效益以及便于应用的特点，被广泛推广使用。
微生物一般制成药液泼洒到需要修复的土壤表面，然后通过药液的渗透进而带动微生物进入到待修复的土壤层面，对污染的土壤进行修复，再通过注水的方式将吸附有重金属的微生物从土壤中过滤出来，但是在低温的环境中，挥洒出的药液会被冻结在土壤表层而无法渗入到土壤中，导致污染修复效果不理想。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种低温环境下的土壤污染原位修复方法，可以实现通过对传统的微生物药液进行改进，放弃泼洒修复的方式，充分利用低温天气冻土冻裂的特点，将培养好的污染修复微生物群通过注射管直接注入微生物储藏内球中，在不需要使用的时候冷藏保存，降低微生物活性，避免发生遗传变异，方便了储藏，当需要使用的时候，将自适应修复球直接投放到冻土冻裂点，然后注水，自适应修复球通过可伸缩外球和微生物储藏内球之间的相互配合，能够穿过冻裂层各种各样的复杂地形，并顺利的将微生物群在冻土层的底端激活挤出，有效解决了在低温的环境中，挥洒出的药液会被冻结在土壤表层而无法渗入到土壤中，导致污染修复效果不理想的问题。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种低温环境下的土壤污染原位修复方法，包括以下步骤：
S1、检测：将待测区域的土壤取样进行检测，根据检测出的数据判断该区域是否有污染，主要污染源是什么；
S2、培养：在受污染的土壤中进行微生物培养，培养出能与原土壤中的微生物群形成竞争力的污染修复微生物群，并在适宜该微生物生存的条件下使其生长繁殖；
S3、注射：将培养好的微生物药液注射进入自适应修复球中，并将其冷冻存储；
S4、投放：1)注水：将自适应修复球从低温环境中土壤的冻裂处投入，并注水；
5)激活：当水进入到自适应修复球的内部并与其中的氧化钙反应产生大量的热量，将冷冻在自适应修复球内部的污染修复微生物群激活；
6)落位：自适应修复球会自动适应冻裂处内部不同的地形环境，携带着污染修复微生物群进入污染土壤的内部；
7)释放：污染修复微生物群从自适应修复球中被挤压释放出去；
S5、修复：污染修复微生物群在土壤内部随水从两侧渗入土壤中将污染物吸附；
S6、回收：在一个修复周期结束之后，将水从土壤的冻裂处抽走，自适应修复球和吸附有污染物的微生物群会随水流回收，而后进行相应的处理。
进一步的，所述步骤S3中的自适应修复球在激活状态下的球内温度为20℃左右，此温度为微生物群活性最高时的温度。
进一步的，所述步骤S中的自适应修复球包括可伸缩外球和微生物储藏内球，所述微生物储藏内球固定连接于可伸缩外球内。
进一步的，所述可伸缩外球包括外球壳、推动管和密封盖，所述推动管均匀连接于外球壳的外壁，且外球壳和推动管之间相互连通，所述密封盖固定连接于外球壳上的推动管处，且密封盖将推动管封存。
进一步的，所述微生物储藏内球包括内球壳、微生物挤出管、阻隔网、挤出球、注射管和顶盖，所述微生物储藏内球通过内球壳和注射管卡接于可伸缩外球的中部，所述微生物挤出管固定连接于内球壳的外壁，且内球壳和微生物挤出管之间相互连通，所述阻隔网卡接卡接于微生物挤出管的底端，所述挤出球固定连接于内球壳的中部，所述注射管的末端固定连接有弯角，所述弯角贯穿内球壳和外球壳并伸入内球壳的内部，所述注射管相互靠近的一端开凿有注射孔，所述顶盖的底端开凿有阻塞槽，所述顶盖通过阻塞槽卡接于注射孔的外壁。
进一步的，所述可伸缩外球的直径大于微生物储藏内球的直径，保证在投放的过程中，可伸缩外球的收缩不影响微生物储藏内球的初始状态。
进一步的，所述外球壳采用热缩材料制成，所述采用弹性材料制成，所述密封盖采用水溶性材料制成。
进一步的，所述微生物挤出管内填充有若干个泡沫塑料球，所述阻隔网的长度与微生物挤出管的直径相等。
进一步的，所述内球壳的数量为四个，且相邻的两个内球壳之间采用粘合剂粘结在一起，所述粘合剂中掺杂有氧化钙颗粒，当在冻裂层的自适应修复球接触到水之后，密封盖随水溶解，水从处进入到可伸缩外球内部，进而与相邻的两个内球壳之间的粘合剂相接触，与粘合剂中掺杂的氧化钙颗粒反应产生大量的热并通过水流传导到外球壳上，外球壳发生热缩，尺寸减小，有利于通过冻裂层中间隔比较小的缝隙，同时，当外球壳发生热缩的时候，可伸缩外球和微生物储藏内球之间储存的水通过被挤出到外部空间，若自适应修复球落在冻裂层的凹口处，挤出到外部空间的水会通过凹口壁给自适应修复球一个反向的作用力，使其脱离凹口，如此，自适应修复球便可以顺利抵达冻裂层底端，而不会卡在中间层，使得微生物群无法准确投放的情况发生。
进一步的，所述挤出球采用弹性材料制成，所述挤出球内填充有氯化铵颗粒，当水慢慢的往挤出球方向渗入粘合剂内部的时候，与粘合剂中氧化钙颗粒反应产生的热会传导到挤出球上，挤出球内填充的氯化铵颗粒受热分解，产生大量的气体，进而使得挤出球膨胀，进而挤压微生物储藏内球将微生物群从其中挤出，投放到冻裂层底端，泡沫塑料球可以使得微生物储藏内球中的微生物群在落位的过程中不发生泄漏，提高微生物的利用率，所述阻隔网对泡沫塑料球进行阻挡，防止其泄漏到微生物储藏内球中储藏的微生物群当中。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现通过对传统的微生物药液进行改进，放弃泼洒修复的方式，充分利用低温天气冻土冻裂的特点，将培养好的污染修复微生物群通过注射管直接注入微生物储藏内球中，在不需要使用的时候冷藏保存，降低微生物活性，避免发生遗传变异，方便了储藏，当需要使用的时候，将自适应修复球直接投放到冻土冻裂点，然后注水，自适应修复球通过可伸缩外球和微生物储藏内球之间的相互配合，能够穿过冻裂层各种各样的复杂地形，并顺利的将微生物群在冻土层的底端激活挤出，有效解决了在低温的环境中，挥洒出的药液会被冻结在土壤表层而无法渗入到土壤中，导致污染修复效果不理想的问题。
(2)步骤S3中的自适应修复球在激活状态下的球内温度为20℃左右，此温度为微生物群活性最高时的温度。
(3)可伸缩外球的直径大于微生物储藏内球的直径，保证在投放的过程中，可伸缩外球的收缩不影响微生物储藏内球的初始状态。
(4)当在冻裂层的自适应修复球接触到水之后，密封盖随水溶解，水从处进入到可伸缩外球内部，进而与相邻的两个内球壳之间的粘合剂相接触，与粘合剂中掺杂的氧化钙颗粒反应产生大量的热并通过水流传导到外球壳上，外球壳发生热缩，尺寸减小，有利于通过冻裂层中间隔比较小的缝隙，同时，当外球壳发生热缩的时候，可伸缩外球和微生物储藏内球之间储存的水通过被挤出到外部空间，若自适应修复球落在冻裂层的凹口处，挤出到外部空间的水会通过凹口壁给自适应修复球一个反向的作用力，使其脱离凹口，如此，自适应修复球便可以顺利抵达冻裂层底端，而不会卡在中间层，使得微生物群无法准确投放的情况发生。
(5)当水慢慢的往挤出球方向渗入粘合剂内部的时候，与粘合剂中氧化钙颗粒反应产生的热会传导到挤出球上，挤出球内填充的氯化铵颗粒受热分解，产生大量的气体，进而使得挤出球膨胀，进而挤压微生物储藏内球将微生物群从其中挤出，投放到冻裂层底端，泡沫塑料球可以使得微生物储藏内球中的微生物群在落位的过程中不发生泄漏，提高微生物的利用率，阻隔网对泡沫塑料球进行阻挡，防止其泄漏到微生物储藏内球中储藏的微生物群当中。
附图说明
图1为本发明主要的流程示意图；
图2为本发明的自适应修复球在冻裂层的落位状态示意图；
图3为本发明的自适应修复球主体剖视结构示意图；
图4为本发明的图3的A处结构示意图；
图5为本发明的内球壳部分结构示意图；
图6为本发明的图5的B处结构示意图；
图7为本发明的自适应修复球外部结构示意图；
图8为本发明的图7的C处结构示意图。
图中标号说明：
11、可伸缩外球；111、外球壳；112、推动管；113、密封盖；12、微生物储藏内球；121、内球壳；122、微生物挤出管；123、阻隔网；124、挤出球；125、注射管；126、顶盖；3、注射孔；4、阻塞槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种低温环境下的土壤污染原位修复方法，包括以下步骤：
S1、检测：将待测区域的土壤取样进行检测，根据检测出的数据判断该区域是否有污染，主要污染源是什么；
S2、培养：在受污染的土壤中进行微生物培养，培养出能与原土壤中的微生物群形成竞争力的污染修复微生物群，并在适宜该微生物生存的条件下使其生长繁殖；
S3、注射：将培养好的微生物药液注射进入自适应修复球中，并将其冷冻存储；
S4、投放：1)注水：将自适应修复球从低温环境中土壤的冻裂处投入，并注水；
8)激活：当水进入到自适应修复球的内部并与其中的氧化钙反应产生大量的热量，将冷冻在自适应修复球内部的污染修复微生物群激活；
9)落位：自适应修复球会自动适应冻裂处内部不同的地形环境，携带着污染修复微生物群进入污染土壤的内部；
10)释放：污染修复微生物群从自适应修复球中被挤压释放出去；
S5、修复：污染修复微生物群在土壤内部随水从两侧渗入土壤中将污染物吸附；
S6、回收：在一个修复周期结束之后，将水从土壤的冻裂处抽走，自适应修复球和吸附有污染物的微生物群会随水流回收，而后进行相应的处理。
请参阅图2，步骤S3中的自适应修复球在激活状态下的球内温度为20℃左右，此温度为微生物群活性最高时的温度。
请参阅图3-4，步骤S3中的自适应修复球包括可伸缩外球11和微生物储藏内球12，微生物储藏内球12固定连接于可伸缩外球11内。
可伸缩外球11包括外球壳111、推动管112和密封盖113，推动管112均匀连接于外球壳111的外壁，且外球壳111和推动管112之间相互连通，密封盖113固定连接于外球壳111上的推动管112处，且密封盖113将推动管112封存。
可伸缩外球11的直径大于微生物储藏内球12的直径，保证在投放的过程中，可伸缩外球11的收缩不影响微生物储藏内球12的初始状态。
外球壳111采用热缩材料制成，推动管112采用弹性材料制成，密封盖113采用水溶性材料制成。
请参阅图5-8，微生物储藏内球12包括内球壳121、微生物挤出管122、阻隔网123、挤出球124、注射管125和顶盖126，微生物储藏内球12通过内球壳121和注射管125卡接于可伸缩外球11的中部，微生物挤出管122固定连接于内球壳121的外壁，且内球壳121和微生物挤出管122之间相互连通，阻隔网123卡接卡接于微生物挤出管122的底端，挤出球124固定连接于内球壳121的中部，注射管125的末端固定连接有弯角，弯角贯穿内球壳121和外球壳111并伸入内球壳121的内部，注射管125相互靠近的一端开凿有注射孔3，顶盖126的底端开凿有阻塞槽4，顶盖126通过阻塞槽4卡接于注射孔3的外壁。
微生物挤出管122内填充有若干个泡沫塑料球，阻隔网123的长度与微生物挤出管122的直径相等。
内球壳121的数量为四个，且相邻的两个内球壳121之间采用粘合剂粘结在一起，粘合剂中掺杂有氧化钙颗粒，当在冻裂层的自适应修复球接触到水之后，密封盖113随水溶解，水从推动管112处进入到可伸缩外球11内部，进而与相邻的两个内球壳121之间的粘合剂相接触，与粘合剂中掺杂的氧化钙颗粒反应产生大量的热并通过水流传导到外球壳111上，外球壳111发生热缩，尺寸减小，有利于通过冻裂层中间隔比较小的缝隙，同时，当外球壳111发生热缩的时候，可伸缩外球11和微生物储藏内球12之间储存的水通过推动管112被挤出到外部空间，若自适应修复球落在冻裂层的凹口处，挤出到外部空间的水会通过凹口壁给自适应修复球一个反向的作用力，使其脱离凹口，如此，自适应修复球便可以顺利抵达冻裂层底端，而不会卡在中间层，使得微生物群无法准确投放的情况发生。
请参阅图5，挤出球124采用弹性材料制成，挤出球124内填充有氯化铵颗粒，当水慢慢的往挤出球124方向渗入粘合剂内部的时候，与粘合剂中氧化钙颗粒反应产生的热会传导到挤出球124上，挤出球124内填充的氯化铵颗粒受热分解，产生大量的气体，进而使得挤出球124膨胀，进而挤压微生物储藏内球12将微生物群从其中挤出，投放到冻裂层底端，泡沫塑料球可以使得微生物储藏内球12中的微生物群在落位的过程中不发生泄漏，提高微生物的利用率，阻隔网123对泡沫塑料球进行阻挡，防止其泄漏到微生物储藏内球12中储藏的微生物群当中。
本发明可以实现通过对传统的微生物药液进行改进，放弃泼洒修复的方式，充分利用低温天气冻土冻裂的特点，将培养好的污染修复微生物群通过注射管125直接注入微生物储藏内球12中，在不需要使用的时候冷藏保存，降低微生物活性，避免发生遗传变异，方便了储藏，当需要使用的时候，将自适应修复球直接投放到冻土冻裂点，然后注水，自适应修复球11通过可伸缩外球和微生物储藏内球12之间的相互配合，能够穿过冻裂层各种各样的复杂地形，并顺利的将微生物群在冻土层的底端激活挤出，有效解决了在低温的环境中，挥洒出的药液会被冻结在土壤表层而无法渗入到土壤中，导致污染修复效果不理想的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
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