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一种水土气环境污染的综合生态修复方法与流程

花匠小妙招
2025-09-01 01:10

1.本发明涉及生态修复领域，尤其涉及一种水土气环境污染的综合生态修复方法。

背景技术：

2.目前对于受污染环境往往按照不同的环境介质进行修复。对于水体污染，常用的处理方式有高级氧化法、物化法或生物法(含生化法和生态法)，这些方法存在一些问题，比如高级氧化法技术投资大、运行费用高，而且强氧化剂的使用对后续生化处理产生不良影响；物化法处理效果较好，且比较稳定，但在水体中直接用混凝法则不能从根本上去除污染物，混凝剂还会引起二次污染；生物法是主流技术，但往往会遇到难以培菌或受冲击能力差等问题。对于大气污染，常用的处理方式有吸附法、臭氧分解法、喷淋吸收法，这些方法也存在一些问题，其中常规的活性炭吸附技术阻力大压降高，特别是在液相吸收吸附过程阻力更大，吸附剂易饱和；臭氧分解法尽管对分解污染物有帮助，但没有消除其产生的臭氧的措施，反令空气污染加剧；喷淋吸收法因气液接触效果影响对空气处理效率还不够理想，仅能除去空气中部分污染物和颗粒物，而对于pm2.5以下超细颗粒物去除效果较差。对于土壤污染，常用的处理方式有化学淋洗、微生物修复、植物修复，这些方法同样也存在着突出的问题，比如化学淋洗往往存在淋洗剂二次污染，淋洗后土壤重金属部分残留、活性增大的问题；微生物修复存在稳定性差、难以大面积推广；植物修复容易实施，但其修复效率有限，需要联合其他修复手段。由此可见，单一的治理技术均存在自身的短板，尤其对于面临水土气等多介质污染的治理修复技术缺乏复合技术手段。
3.因此，亟需一种水土气环境污染的综合生态修复方法，以解决现有的单一治理技术存在的问题。

技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种水土气环境污染的综合生态修复方法，采用该修复方法能够解决现有的单一治理技术存在的问题，同时采用该修复方法可对水、土、气环境污染进行同步修复，以使修复过的环境能够持续保持净化环境介质。
5.为实现以上目的，本发明提供了一种水土气环境污染的综合生态修复方法，包括如下步骤：
6.(1)选择待修复区，待修复区包括水体区、滨岸区、陆地区，滨岸区按照自身坡度从高到低依次包括后滨岸区、前滨岸区、近滨岸区；
7.(2)从近滨岸区到水体区的中心依次种植湿生植物、挺水植物、浮水植物及沉水植物，水体区内还投放鱼类、螺类和贝类；
8.(3)前滨岸区种植草本植物，从后滨岸区到陆地区上依次种植灌木、乔木；
9.(4)后滨岸区与前滨岸区交界处设置具备蓄水和净水功能的人行道，人行道的路面自上而下分别铺设透水砖、陶粒和矿物材料；
10.(5)陆地区上靠近交通干道处还种植具备碳汇能力的植物；
11.(6)从前滨岸区到陆地区地表上方种植有大型真菌以及铺设有具有催化和吸附作用的复合材料，从前滨岸区到陆地区地表下方投放有复合微生物菌剂；
12.(7)从前滨岸区到陆地区上还布设有喷淋系统，喷淋系统上设有磁化器和微纳米气泡发生器，同时通过环境在线监测系统获取实时环境数据，对比设定值，自动控制喷淋系统的开关。
13.与现有技术相比，本发明的水土气环境污染的综合生态修复方法，依据生态系统理论和思路，通过内部巧妙布置，集成发挥物理(过滤、吸附、阻隔)、化学(催化分解)、生物(微生物、植物、动物)作用，并结合磁化和微纳米气泡技术，实现修复技术之间互相取长补短，以解决现有的单一治理技术存在的不足，发挥技术集成优化的特点，并通过环境在线监测系统自动控制修复设施的运行；另外，本专利申请的发明人经过长期的科学实验及实地考察，从积累的大量实践数据中发现仅针对特定环境介质进行修复的方法会使某类环境介质被修复后不久往往又被别的介质环境污染，例如受重金属污染的土壤被修复后，很容易被大气和水体中的重金属入侵而又再污染，基于目前环境修复存在的该问题，本发明提供的一种水土气环境污染的综合生态修复方法可对水、土、气污染环境进行同步修复，以使修复过的环境能够持续保持净化环境介质，这对我国环境污染的修复治理工作具有重要意义。
14.较佳地，本发明的近滨岸区还挖有沟坎，沟坎的沟内种植湿生植物，沟坎的坎上铺草皮或放置带草籽植物纤维带。
15.较佳地，本发明的湿生植物包括短叶茳芏、香根草和海芋中的至少一种，挺水植物包括芦竹、香蒲、千屈菜、再力花、泽泻、慈姑、薏苡、麦冬和鱼腥草中的至少一种，浮水植物包括睡莲、凤眼莲和香菇草中的至少一种，沉水植物包括苦草、金鱼藻、黑藻和狐尾藻中的至少一种。
16.较佳地，本发明的鱼类包括滤食性鱼类、凶猛性鱼类、草食性鱼类；滤食性鱼类包括鲢鱼、鳙鱼和鲴鱼中的任一种，凶猛性鱼类包括鳜鱼、乌鳢、鲶鱼和鲈鱼中的任一种，食草性鱼类包括草鱼和鳊鱼中的任一种；螺类包括环棱螺，贝类包括三角帆蚌。
17.较佳地，本发明的人行道环绕于水体区周围。通过下面铺设透水砖、陶粒和矿物材料，能够起到吸纳雨水径流和治理水污染的效果。
18.较佳地，本发明的矿物材料选自沸石、硅藻土、膨润土、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、海泡石、火山石和电气石中的至少一种。
19.较佳地，本发明的灌木包括红叶李、桂花、玫瑰、小叶女贞、杜鹃、鸭脚木、海桐和黄槐中的至少一种，乔木包括含笑花、广玉兰、竹节树、大叶榕、枇杷树、芒果树、蓝花楹和栾树的至少一种，草本植物包括薄荷、月季、茉莉、虎尾兰、君子兰、美人蕉、石竹花和万寿菊中的至少一种，具备碳汇能力的植物包括厚荚相思、大叶相思、马尾松、马缨丹、假连翘、黄叶榕和红桑中的至少一种。
20.较佳地，本发明需定期收割湿生植物、挺水植物、浮水植物、沉水植物及草本植物；具体地，收割时间根据植物生长的快慢而定。
21.较佳地，本发明的复合材料包括主体和催化体，主体为沸石、硅藻土、膨润土、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、海泡石和火山石中的至少一种，催化体为负载有催化剂的金属筛网，催化剂为含fe、mg、al、co、zn、mo、la和ti中至少一种金属所对应的金属氧化物。
22.较佳地，本发明的复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、酵母菌和侧孢芽孢杆菌。
23.较佳地，本发明的喷淋系统包括储水箱、高压水泵、送液管和喷淋管，磁化器和微纳米气泡发生器可设置于储水箱、送液管或喷淋管上。
24.较佳地，本发明的喷淋系统喷出的喷淋水中含有生物酶制剂；具体地，生物酶制剂为细菌、真菌和酶中的至少一种；具体地，经磁化器和微纳米气泡发生器处理后的生物酶制剂水，更易与水、气、土中的有害物质产生反应，达到比正常更快速修复的功效，在一定范围内形成一个山水林田湖草的一体化修复，一体化保护。
25.较佳地，本发明的滨岸区的坡度为1-30
°
。
26.较佳地，本发明的待修复区的修复时间为1-18个月。
附图说明
27.图1为本发明的待修复区的结构示意图。
具体实施方式
28.为了详细说明本发明的技术内容、所实现的技术效果，以下结合实施方式作进一步说明。
29.请参看图1，本发明的水土气环境污染的综合生态修复方法，包括如下步骤：
30.(1)选择待修复区100，待修复区100包括水体区11、滨岸区12、陆地区13，滨岸区12按照自身坡度从高到低依次包括后滨岸区121、前滨岸区122、近滨岸区123；
31.(2)从近滨岸区123到水体区11的中心依次种植湿生植物、挺水植物、浮水植物及沉水植物，水体区内还投放鱼类、螺类和贝类；
32.(3)前滨岸区122种植草本植物，从后滨岸区121到陆地区13上依次种植灌木、乔木；
33.(4)后滨岸区121与前滨岸区122交界处设置具备蓄水和净水功能的人行道14，人行道14的路面自上而下分别铺设透水砖、陶粒和矿物材料；
34.(5)陆地区上靠近交通干道处131还种具备植碳汇能力的植物；
35.(6)从前滨岸区122到陆地区13地表上方种植有大型真菌以及铺设有具有催化和吸附作用的复合材料，从前滨岸区122到陆地区13地表下方投放有复合微生物菌剂；
36.(7)从前滨岸区122到陆地区13上还布设有喷淋系统，喷淋系统包括储水箱、高压水泵、送液管和喷淋管，喷淋管上设有磁化器和微纳米气泡发生器，同时通过环境在线监测系统获取实时环境数据，对比设定值，自动控制喷淋系统的开关。
37.本发明的水土气环境污染的综合生态修复方法，依据生态系统理论和思路，通过内部巧妙布置，通过土壤、填料、透水砖实现过滤；通过陶粒和矿物材料实现阻隔；通过具有催化且吸附作用的复合材料对土壤中的有机物进行吸附和催化分解；通过微生物对有机物进行降解及对氮磷等营养物质进行转化；通过湿生植物、挺水植物、浮水植物及沉水植物提供水体溶氧量增强氧化反应并吸收去除水体中的氮、磷等营养物质；通过鱼类动物和螺贝类转移营养物质并维持生态平衡，抑制水体富营养化；通过草本植物、大型真菌及复合微生物菌剂降低土壤中的重金属元素的浓度及分解有机污染物，同时改善土壤品质；通过喷淋
降低大气中的大颗粒物质以及通过灌木和乔木高效吸收大气中的污染物和去除pm2.5以下的超细颗粒物；同时，喷淋系统上设有磁化器和微纳米气泡发生器，可使得喷淋出的喷淋水为经过磁化处理的微纳米气泡水，而经过磁化处理的微纳米气泡水由于粒径小，比表面积大，表现出显著的物理和化学活动性，如氧化、溶解、蒸发、吸附、催化以及生理效应等都能因细粒子比表面大而被加速，进而与水、气、土中的有害物质产生反应，同时经过磁化处理的微纳米气泡水具有强大的爆炸能与结合能，能破坏污染物与水的共价键连接或污染物内部的化学键连接，使空气中的尘埃形成结合物沉降分解，同时有效杀灭空气中的有害细菌及分解水土气中污染物改善环境空气质量，从而达到净化修复的效果；通过具备碳汇能力的植物吸收空气中的co2以降低大气中co2的含量，因此本发明的水土气环境污染的综合生态修复方法通过集成发挥物理(过滤、吸附、阻隔)、化学(催化分解)、生物(微生物、植物、动物)作用，并结合磁化和微纳米气泡技术，实现修复技术之间互相取长补短，以解决现有的单一治理技术存在的不足，发挥技术集成优化的特点，并通过环境在线监测系统自动控制修复设施的运行。
38.下面将结合具体实施例对本发明的水土气环境污染的综合生态修复方法进行详细的说明。
39.实施例1
40.本发明的水土气环境污染的综合生态修复方法实施，选址为东莞市某镇区一区域，该区域包括地块以及与地块相连的库塘，多年来有不少生活污水和零星工业污水进入库塘，导致水体及土壤受到一定程度污染，该区域被工业区和商住区包围，存在一定程度的空气污染。
41.(1)选择待修复区，待修复区包括水体区、滨岸区、陆地区，滨岸区按照自身坡度从高到低依次包括后滨岸区、前滨岸区、近滨岸区，其中滨岸区的坡度为25
°
；
42.(2)从近滨岸区到水体区的中心依次种植湿生植物、挺水植物、浮水植物及沉水植物，水体区内还投放鱼类，近滨岸区还挖有沟坎，沟坎的沟内种植湿生植物，沟坎的坎上铺草皮或放置带草籽植物纤维带，其中湿生植物包括短叶茳芏、香根草和海芋，挺水植物包括芦竹、香蒲、千屈菜、再力花、泽泻、慈姑和薏苡，浮水植物包括睡莲、凤眼莲和香菇草，沉水植物包括苦草、金鱼藻和狐尾藻，鱼类包括鲢鱼、鳙鱼、鲴鱼、鳜鱼、鲶鱼；螺类包括环棱螺；贝类包括三角帆蚌；
43.(3)前滨岸区种植草本植物，从后滨岸区到陆地区上依次种植灌木、乔木，其中草本植物包括薄荷、月季、茉莉、虎尾兰和君子兰，灌木包括红叶李、桂花、玫瑰、小叶女贞、杜鹃、鸭脚木、海桐和黄槐，乔木包括含笑花、广玉兰、竹节树、大叶榕和枇杷树；
44.(4)后滨岸区与前滨岸区交界处设置具备蓄水和净水功能的人行道，人行道环绕于水体区周围，人行道的路面自上而下分别铺设透水砖、陶粒和矿物材料；其中矿物材料为沸石和硅藻土；
45.(5)陆地区上靠近交通干道处还种植有厚荚相思、大叶相思、马尾松、马缨丹、假连翘、黄叶榕和红桑；
46.(6)从前滨岸区到陆地区地表上方种植有大型真菌以及铺设有具有催化和吸附作用的复合材料，从前滨岸区到陆地区地表下方投放有复合微生物菌剂，其中复合材料包括火山石和负载有ti金属氧化物催化剂的金属筛网，复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、胶
冻样芽孢杆菌、酵母菌和侧孢芽孢杆菌；
47.(7)从前滨岸区到陆地区上还布设有喷淋系统，喷淋系统上设有磁化器和微纳米气泡发生器，且喷淋系统喷出的喷淋水中含有细菌和真菌，同时通过环境在线监测系统获取实时环境数据，对比设定值，自动控制喷淋系统的开关。
48.实施例1中的待修复区实施修复时间为18个月，修复结束后测得待修复区的水环境达到《中华人民共和国地表水环境质量标准》中的ii类、大气环境达到《大气环境质量标准》中的ii类、《土壤环境质量标准》中的ii类，修复结束后，再过12个月测得待修复区的水环境仍能达到《中华人民共和国地表水环境质量标准》中的ii类、大气环境仍能达到《大气环境质量标准》中的ii类、土壤环境仍能达到《土壤环境质量标准》中的ii类，故通过本发明的水土气环境污染的综合生态修复方法进行生态修复的修复效果十分显著，且使修复过的环境能够持续保持净化环境介质。
49.以上揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。