[0001]
本高新技术主要涉及境修复技术，具体是一种植物-微生物综合修复污染土壤及地下水系统。
背景技术：
[0002]
随着我国人口的增长、工业产业化发展进程的加快和人均生活水平的提高，工农业生产和生活污染物大量进入土壤和地下水，对生态安全及人体健康造成极大威胁。2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》以及近年来诸多污染事件的曝光，都表明我国土壤与地下水污染问题日益突出，污染土壤与地下水的修复治理刻不容缓。
[0003]
土壤与地下水的修复方式从根本上可分为物理修复、化学修复、生物修复3大类，而不同方法都有其优缺点，目前，污染物的修复正朝着绿色、环境友好的生物修复以及多元联合杂交的综合修复等技术方向发展。如申请公布号为cn102463253a的实用新型专利申请公开了一种植物微生物联合修复土壤及浅层地下水有机污染物系统，申请公布号为cn108706820a的实用新型专利申请公开了一种复合型土壤地下水循环处理装置，申请公布号为cn104801536a的实用新型专利申请公开了一种利用化学淋洗与微生物相结合修复卤代烃污染场地的方法，申请公布号为cn104692531a的实用新型专利申请公开了一种地下水重金属污染修复装置。
[0004]
上述修复系统及方法仅适用于修复浅层地下水或地下水流通缓慢的情况，修复效率不高；采用抽出地表处理后回注的方式，无法改变抽出处理的拖尾效应，且适用的污染物种类较单一，不能很好的解决我国土壤与地下水污染的问题。
技术实现要素：
[0005]
为解决现有技术的不足，本高新技术提供了一种植物-微生物综合修复污染土壤及地下水系统，本高新技术能够根据土壤与地下水污染分布情况，强制植物根系深入受污染区域的土壤及地下水，同时联合微生物的作用，提高根际微域污染物降解、迁移转化的效率，再结合地下水抽出-回注方式，不仅增强地下水流通效率，提高土壤及地下水中污染物与植物根系及微生物的接触机率，而且增加地下水曝气，加速有机污染降解。
[0006]
本高新技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0007]
一种植物-微生物综合修复污染土壤及地下水系统，包括上游注水井，下游抽水井，隔膜泵，隔水层，所述下游抽水井下端设有养物质及微生物填充区，所述养物质及微生物填充区位于地下水位
±
0.5m，且不穿透隔水层，所述下游抽水井四周设置聚内交酯限制层、营养物质注射井与氧气注入井，所述营养物质注射井上开设注射孔、所述氧气注入井下方开设筛孔。
[0008]
如上所述，所述养物质及微生物填充区内采用放线菌密旋链霉菌act12与生物炭作为填充物料。
[0009]
如上所述，所述下游抽水井内种植植物。
[0010]
如上所述，所述植物为桦树。
[0011]
如上所述，所述筛孔外周设有3-4层纱网。
[0012]
如上所述，在不影响植物正常生长的前提下，在污染区域尽可能密集地种植植物。
[0013]
对比现有技术，本高新技术的有益效果是：
[0014]
（1）本高新技术利用植物-微生物原位联合修复污染土壤和地下水，根际微域的微生物可提高根系活力和根系对污染物胁迫的耐受性，促进植物生长，而植物生长过程中根系产生的分泌物等，又促进了微生物的生长繁殖，两者相辅相成，可充分发挥植物与微生物的功能优势，提高污染土壤及地下水的修复效率。该系统成本低、效果好，绿色、清洁、无二次污染；
[0015]
（2）在植物、微生物生长过程中，通过营养物质注射井、氧气注入井，给植物、微生物提供营养与氧气，促进植物快速生长、微生物的迅速繁殖，有效提高修复效率；
[0016]
（3）在植物根系四周使用了聚内交酯限制层，驱使植物根系向深层的污染区域生长，能满足深层土壤及地下水污染修复的需要。且该系统采用原位修复方式，避免了因单纯采用抽出-处理技术而造成污染物残留引起的拖尾效应。
[0017]
（4）在植物的根部设置下游抽水井，通过隔膜泵，将下游污染地下水抽提至上游注水井中，利用地下水流，将土壤及地下水中污染物带至植物根系处，可提高土壤及地下水中污染物与植物根系及微生物的接触机率、增加地下水曝气，加速有机污染降解，避免污染羽向下游扩散，从而可实现包气带污染土壤、饱和带污染土壤及地下水的协同修复。
附图说明
[0018]
附图1是本高新技术结构示意图；
[0019]
附图2是营养物质注射井与氧气注入井结构示意图；
[0020]
附图中所示标号：1、树叶；2、上游注水井；3、下游抽水井；4、聚内交酯限制层；5、隔膜泵；6、营养物质注射井；7、氧气注入井；8、养物质及微生物填充区；9、未受污染土壤；10、污染土壤及地下水；11、地下水流向；12、隔水层；13、树根；14、注射孔；15、筛孔。
具体实施方式
[0021]
结合附图和具体实施例，对本高新技术作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本高新技术而不用于限制本高新技术的范围。此外应理解，在阅读了本高新技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本高新技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
[0022]
如图1-2所示，本高新技术所述一种植物-微生物综合修复污染土壤及地下水系统，包括上游注水井2，下游抽水井3，隔膜泵5，隔水层12，所述下游抽水井3下端设有养物质及微生物填充区8，所述养物质及微生物填充区8位于地下水位
±
0.5m，且不穿透隔水层12，所述下游抽水井3四周设置聚内交酯限制层4、营养物质注射井6与氧气注入井7，所述聚内交酯限制层4顶部与地面平齐，所述聚内交酯限制层4具有防腐、防渗的作用，能够限制植物根部的生长，驱使植物根系向污染区域生长，所述营养物质注射井6上开设注射孔14、所述氧气注入井7下方开设筛孔15，筛孔15便于氧气渗入植物根系，待植物具有独立存活能力后，使用隔膜泵5，将下游污染地下水抽提至上游注水井2中，通过地下水流，将污染土壤及
地下水中的污染物带至植物根系处。
[0023]
具体的，所述养物质及微生物填充区8内采用放线菌密旋链霉菌act12与生物炭作为填充物料。act12是一种广谱的促生菌，可刺激植物根系发育及养分吸收，调整植物根域土壤微生态平衡，抑制有害微生物的生长，促进有益微生物的繁殖，改善微生物区系，能够提高根系活力和根系对污染物胁迫的耐受性，提高处理负荷；优化根基环境，促进植物根系发展，增强植物修复治理重金属污染土壤的能力。
[0024]
具体的，所述下游抽水井3内种植植物。植物可通过植物提取、挥发、过滤、降解、等作用修复土壤及地下水中的污染物，同时植物根系巨大的表面积可为微生物提供寄宿之处，植物向根系输送的氧气和释放的根系分泌物，可使根际微域中土壤养分、酶活性、湿度等产生相应变化，从而促进微生物的生长及活性。
[0025]
具体的，所述植物为桦树。桦树具有较大的重金属（如锌、镉、铅、镍、砷、铬、汞、硒和铜等）吸收潜力，且可修复有机污染土壤，又可以产生大量的木材或生物质能源。
[0026]
具体的，所述筛孔15外周设有3-4层纱网。纱网能够有效防止土壤颗粒物堵塞筛孔。
[0027]
具体的，在不影响植物正常生长的前提下，在污染区域尽可能密集地种植植物。
[0028]
实施例：
[0029]
以桦树为修复植物，进行如下试验。
[0030]
一种以植物-微生物联合修复污染地下水的修复体系，具体包括如下步骤：
[0031]
s1：以污染源为中心，对地下水中污染物的种类、浓度、污染深度及地下水的流向进行调查；
[0032]
s2：选择地下水污染深度为10-15m的污染点位，用大直径螺旋钻技术开挖直径为1m，深度位于污染点位地下水位
±
0.5m的井；
[0033]
s3：使用水平钻工艺在污染区域开挖通道，将植物生长所需的营养成分以及微生物（密旋链霉菌act12和生物炭），放置于通道内，形成养物质及微生物填充区；
[0034]
s4：在井的四周设置聚内交酯限制层，贴着井内部，顶部与地面平齐，在井的四周设置营养物质注射井、氧气注入井。
[0035]
s5：在井内种植3年以上树龄的桦树，在污染区域以上述方式种植桦树，树矩为10m；
[0036]
s6：在桦树移栽后的初期，每周一次向根际浇水，每月一次通过营养物质注入井、氧气注入井注射营养物质及氧气，直至桦树能够正常生长；
[0037]
s7：在植物根部设置下游抽水井，并在上游设置隔膜泵和上游注水井，使使用隔膜泵将下游受污染地下水抽至上游注水井，利用地下水流向，将下游地下水引至植物根部，利用植物-微生物综合修复系统对土壤和地下水进行修复。
[0038]
s8：检测各组织中的污染物含量及地下水中各污染物的浓度，由此判断桦树的修复情况。
[0039]
每隔三个月，在地下水污染区域用抽提泵抽提地下水进行定期检测，检测数据显示，在桦树种植后的第四年，地下水污染物浓度达到《地下水质量标准（gb/t14848-2017）》ⅳ类水标准（如表1）。此时，取种植四年的桦树的根、茎、叶组织进行微波消解，用icp-aes方法测定各组织器官中的污染物含量，结果如表2、表3所示。
[0040]
表1 地下水污染物浓度（修复前）
[0041][0042]
表1
[0043]
表2 地下水污染物浓度（修复后）
[0044][0045]
表2
[0046]
表3桦树各器官浓度（修复后）
[0047][0048]
表三
[0049]
从上述结果中可以看出，桦树对地下水中的重金属及有机物有较好的修复效果，且在各器官中的积累量各不相同。植物主要通过植物根系过滤、植物挥发、根际降解及与根际微生物的协同作用，共同修复污染地下水。
[0050]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本高新技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本高新技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本高新技术各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征：
1.一种植物-微生物综合修复污染土壤及地下水系统，包括上游注水井(2)，下游抽水井(3)，隔膜泵(5)，隔水层(12)，其特征在于：所述下游抽水井(3)下端设有养物质及微生物填充区(8)，所述养物质及微生物填充区(8)位于地下水位
±
0.5m，且不穿透隔水层(12)，所述下游抽水井(3)四周设置聚内交酯限制层(4)、营养物质注射井(6)与氧气注入井(7)，所述营养物质注射井(6)上开设注射孔(14)、所述氧气注入井(7)下方开设筛孔(15)。2.根据权利要求1所述的一种植物-微生物综合修复污染土壤及地下水系统，其特征在于：所述下游抽水井(3)内种植植物。3.根据权利要求2所述的一种植物-微生物综合修复污染土壤及地下水系统，其特征在于：所述植物为桦树。4.根据权利要求1所述的一种植物-微生物综合修复污染土壤及地下水系统，其特征在于：所述筛孔(15)外周设有3-4层纱网。5.根据权利要求1所述的一种植物-微生物综合修复污染土壤及地下水系统，其特征在于：在不影响植物正常生长的前提下，在污染区域尽可能密集地种植植物。
技术总结
本高新技术提供一种植物
技术开发人、权利持有人：黄莹 徐民民 尹业新 聂溧 李磊 李波 高甫威 王宁 刘剑 马广翔 顾俊杰 李永霞 孙博
