CN105344707A - 用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，包括条田盲管、汇水沉淀农排/斗排林网、富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网、蓄水净化塘林网结构、灌溉农渠林网及构成林网的各类富集转化树种。盲管用于排淋洗水；农渠林网用于向条田输淋洗水；汇水沉淀农排/斗排水与富集转化岛林网用于接纳盲管排出的淋洗水并实施主体净化；净化塘用于蓄积沉淀排水沟的水并深度净化，同时为下游条田提供回用水源。本发明效果是该系统作为原位去除条田土壤重金属，并同步实现条田与排灌渠林网一体化，既解决了富集重金属到木材终端，无二次污染与食品安全问题，又具循环节水、农田生态保育等多元化功能。

Description

用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统

技术领域

本发明属于大面积原位去除条田环境中土壤重金属污染的工程修复技术，特别是构建了一种用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统。

背景技术

由于我国属严重缺水的农业大国，农业用水量约占总用水量70％，加之经济飞速发展和人口基数，及工农业从业人口素质低与监管执法不严或缺失，使本缺少的地表水资源污染严重，更加剧了水资源短缺，成为污染型缺水的国度，迫使过去农业用含有重金属的污水灌溉就成为必然。

据农业部土壤环境监测调查显示，在我国24个省市发展较快的320个重点污染区中，大田农作物污染超标的农产品种植面积占监测调查总面积的20％；其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80％以上，尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染最为突出。污灌区土壤中镉、镍、锌和铜的含量超标，平均含量分别为65.31mg·kg^-1、1196.64mg·kg^-1、2799.25mg·kg^-1和145.78mg·kg^-1，分别是国家土壤环境二级标准的108.85、19.94、9.33和1.46倍。小麦、水稻籽粒中镉污染最严重，小麦平均含量为2.55mg·kg^-1，是国家食品卫生标准的25.5倍，镍、铬和锌含量分别是国家食品卫生标准的12.98、6.12和1.32倍。为确保国家耕地红线及食品质量与安全，研究大面积原位高效去除土壤重金属污染的修复技术则迫在眉睫。

目前，土壤重金属污染的修复技术根据采用方法和原理不同，通常对土壤重金属的治理途径主要有两种：①改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，从而降低其在环境中的迁移性和生物的可利用性，但在大范围的自然多变环境因素中，只要这种被改变形态的土壤重金属还存在，很难确保无逆向反应，仍存在反弹的潜在威胁；②从土壤中去除重金属。尽管从小范围土壤中去除重金属的方法与修复技术各有千秋，并能阶段性地解决现存的局部土壤重金属的污染问题，但就大面积的可持续性原位修复、投入产出比的经济性与水资源短缺的角度考量，其仍存在许多不足与使用的局限性。

发明内容

本发明的目的是针对大面积条田被重金属污染的可持续性原位修复，及投入产出比与水资源短缺等现存在的技术问题与难点，提供一种用于去除条田重金属林网富集转化灌排循环系统的方法。

为实现上述目的，本发明提供的用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，将林网富集转化灌排循环系统安装于灌排水网系统中，其中：在条田中布设条田盲管，形成一级净化设施，用于排出五级净化设施的灌溉农渠林网中灌入条田中的淋洗水；在所述一级净化设施条田盲管的排水口设置汇水沉淀农排/斗排林网，形成二级净化设施，并沿汇水沉淀农排/斗排林网的排沟底中央设置富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网，形成三级净化设施；在二级、三级净化设施的下游，位于条田等高线的低位处一角，设置蓄水净化塘林网结构，形成四级净化设施，用于汇集存储二级、三级净化设施排入的净化淋洗水，同时为下游条田的五级净化设施的灌溉农渠林网提供循环利用的淋洗水源。

所述条田盲管位于条田的耕作土层以下，并呈网格状布设，形成排水系统中的毛排、农排、斗排、支排和干排的源头毛排一级水土净化设施，用于上部连接排出五级净化设施的灌溉农渠林网的回流淋洗水、下部汇入汇水沉淀农排/斗排林网，作为林网富集转化排灌循环系统对土壤重金属淋洗净化的起点。

所述汇入汇水沉淀农排/斗排林网位于条田边缘的等高线低位一侧，用于收集条田盲管的淋洗水，并同时与富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网对排水实施同步净化，最后由汇水沉淀农排/斗排林网输出到蓄水净化塘林网结构。

所述富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网位于汇水沉淀农排/斗排林网的沟底中央，包括由多个单体富集转化反应箱并呈单排或多排沿沟底中央列装，并高出常水位线而形成岛状，同汇水沉淀农排/斗排林网一道用于同步强化对沟内收集淋洗水的净化，形成整体富集转化灌排循环系统的核心水土净化设施，净化后的水经汇水沉淀农排/斗排林网排入蓄水净化塘林网结构中。

所述蓄水净化塘林网结构位于条田的等高线低位处一角，用于汇集存储由上游斗排林网排入的净化淋洗水，即储存经过汇水沉淀农排/斗排林网和富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网净化的淋洗水，同时为下游灌溉农渠林网提供循环利用的淋洗水源。

所述灌溉农渠林网位于条田边缘的高等高线一侧，形成水土净化设施最后一道屏障，由蓄水净化塘林网结构提供净化淋洗水为灌溉水源，是用实施循环灌溉的标志性设施。

本发明的有益效果是：该系统属人类师法自然，模拟自然的理化与生物学过程，用以治理由人类产生环境污染问题的有效技术措施，主要成效如下：

1、树木对土壤有害重金属的富集与同化作用所产生的净化去除效益显著。如一株北京杨对Cd的积累量能达到34.93mg·kg^－1(换算成每吨则为0.03493kg/吨)，并未见对其生物量有明显的影响，而这一积累量分别是水稻(Oryzasativa)、小麦(Triticumaestivum)、大豆(Glycinemax)和玉米(Zeamays)的112、99、360和97倍。依据崔武社、王春红俩博士的《吉林农安县农田防护林更新采伐年龄的研究》，对21‐25年生成熟北京杨防护林的850株树平均调查结果：可生产444.55m³/每公顷的木材，而北京杨木材的比重是409.5kg/m³,则可得182.0432吨/每公顷的木材，即对镉(Cd)的积累量能达到6.3588kg/公顷。如果在斗、农排和农渠上也植树，特别是种植洋槐这类超富集林木(见表1)，不仅木材蓄积量会大幅度提高，而且富集的积累量与去除效益也会成倍增长。这说明，将树木这一生物学特性应用于条田水利基本建设的排灌系统所占的土地中，形成整体规模化林网或林岛的森林生态系统，这不仅无需另占土地，建设污染治理设施，实施原位修复被污染土地，还可一劳永逸地借用自然力，减少人力、物力与水资源及能源消耗，同时获取木材生产，而不会对食物链构成威胁。

2、利用排灌系统实现净化后的淋洗水资源循环再利用，体现节水效益。依照北方春小麦的全年灌水定额：3150m³/公顷(已包含土壤和水面蒸发所损失的25％、水渠和土壤渗漏的35％、树木蒸腾15％和土壤吸湿水10％的损失量，即满足田间持水量的灌溉量)，每次需灌水量为750m³/公顷(已包含土壤和水面蒸发所损失的25％、水渠和土壤渗漏的35％、树木蒸腾15％和土壤吸湿水10％的损失量，即满足田间持水量的灌溉量)，则全年可节水2400m³/公顷的水资源。

3、木材收益。依据崔武社、王春红俩博士的《吉林农安县农田防护林更新采伐年龄的研究》，可用Logistic曲线建立杨树材积生长方程，即计算单株材积的Logistic曲线方程为：V＝0.6089/(1+1346.355╳e^‐0.4386t),式中t为树龄。现以他们对农田防护林的调查研究为例，每公顷21‐25年生成熟林的850株北京杨，可生产444.55m³木材，平均每株可产材0.523m³，按照现杨树木材的市场价550元/m³,则每公顷可获得24.45万元的收益。如果在不增加林业用地的斗排、农排和农渠上也植树，尤其是种植洋槐、桑这类既为超富集转化林木(见表1)，其木材价又高于杨木，其功能与经济效益则会更为显著。

4、农田防护林体系建设对农业的生态保育早已被人们所熟知。如农田防护林通过降低风速而保护农田、改善农田小气候、调节气温和湿度、减少蒸发、改良土壤、净化空气及水质、提高农作物产量与品质，同时也为社会提供大量木材和林副产品，属农田基本建设的基本内容。

林带的防风作用一般视林带结构(通风、稀疏、紧密结构)与透风系数或疏透度确定其防风效益，通常单条林带的有效防护距离在15‐25倍树高之间，其有效降低风速在40‐85％之间，如形成林网，效果会更佳。

林带可提高相对湿度平均增加15％以上，绝对湿度增加20％以上。对近地表层气温的调节随季节、昼夜和天气条件的不同而有差异。一般春、秋、冬三季可增温1～3℃，而夏季则可降温3～5℃。特别是有干热风危害的农田，有林网比无林网可增产2成～3成，严重区甚至达6～7成。

附图说明

图1为林网富集转化排灌系统剖面图；

图2为林网富集转化排灌系统平面布置图。

图中：

1、条田盲管2、汇水沉淀农排/斗排林网3、富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网4、蓄水净化塘林网结构5、灌溉农渠林网6、条田7、农机道

具体实施方式

结合附图对本发明的用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统结构加以说明。

本发明的用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统设计思想是基于以下方面：

1、借助于树木、动物和微生物与其生长介质(水土)物质循环的自然力学过程，最终落实到超同化能力的树木上，即将有害的重金属等污染物吸收，输送并固定在植物根及木材中(见表1)，经树木自身转化、隔离与螯合作用，以减轻对自身的毒害，并通过采伐、集中收集等手段达到清除水土重金属的目的。特别是利用大条田水利基本建设的排灌系统设施，既能在其上植树，构建去除条田重金属林网或林岛的多级水土净化设施，又可利用排灌系统实现净化后的淋洗水资源的循环再利用，无需另占土地，以实施综合性大范围原位修复被污染土地的可持续方法。

表16个树种对重金属元素的转移与富集系数

2、将该系统应用于北方的排灌水系统或南方的排水系统与低洼地内，既能大范围原位可持续高效修复条田土壤重金属污染，并生产木材，不产生二次污染与食品安全问题，又能通过排灌系统实现条田的林网(岛)化，及修复条田重金属污染与生态保育的一体化，并完成节地、节水、节能、节材与水资源循环利用、可持续改善条田小气候等多元化功能目标。

如图1、2所示，本发明的用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，包括条田盲管1，为一级净化设施；汇水沉淀农排/斗排林网2为二级净化设施；富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网3为三级净化设施；蓄水净化塘林网结构4为四级净化设施；灌溉农渠林网5为五级净化设施，及构成所有林网的各类富集转化树种。

所述条田盲管1为一级净化设施，位于条田6的耕作土层以下，并呈网格状布设，属排水系统中的毛排、农排、斗排、支排和干排的源头毛排一级并直接与受重金属污染条田接触的水土净化设施。用于承上排出灌溉农渠林网5，为五级净化设施的回流淋洗水、启下导入汇水沉淀农排/斗排林网2的二级净化设施，是林网富集转化排灌循环系统对土壤重金属淋洗净化的起点。

所述汇水沉淀农排/斗排林网2的二级净化设施，位于条田6边缘的等高线低位一侧挖出的排水沟，用于收集条田盲管1，为一级净化设施的排水，并同富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网3，为三级净化设施一道对这些排出的洗涤水实施同步净化，最后由2‐汇水沉淀斗排林网输出到蓄水净化塘林网结构4为四级净化设施。

所述富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网3，为三级净化设施，位于汇水沉淀农排/斗排林网2为基础的二级净化设施的沟底中央，是由许多单体富集转化反应箱呈单排或多排沿沟底中央列装，并高出常水位线40‐50cm而成岛状，同汇水沉淀农排/斗排林网2为基础的二级净化设施一道用于同步强化沟内收集洗涤水的净化效果，属整体富集转化灌排循环系统的核心水土净化设施。净化后的水经汇水沉淀农排/斗排林网2排入蓄水净化塘林网结构4为四级净化设施中。

所述蓄水净化塘林网结构4为四级净化设施，位于条田6的等高线低位处一角，用于汇集存储由上游斗排林网排入的净化淋洗水，即储存经过汇水沉淀农排/斗排林网2为基础的二级净化设施和富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网3，为三级净化设施净化的淋洗水，同时为下游条田6的灌溉农渠林网5，为五级净化设施提供循环利用的淋洗水源。

所述灌溉农渠林网5为五级净化设施，位于条田6边缘的高等高线一侧，属水土净化设施最后一道屏障，灌溉水源主要来自蓄水净化塘林网结构4，即经四级净化设施净化后的洗涤水，属实现循环灌溉的标志性设施。它是建立在大面积条田灌溉渠系统，即干渠、支渠、斗渠、农渠和毛渠(非固定性)的基础之上，利用其最末一级未防渗固定农渠的水土条件，沿其坡面植树所形成的林网净化，承担着对淋溶循环灌溉水利用及沿途水土残留物的末端净化功能。

所述构成林网的各类富集转化树种包括所有对重金属具有高富集能力、耐水湿、耐污染的乔灌木树种。

所述专用菌、虫卵种剂均来自古自然湿地的活性污泥，通过对其自然菌、种进行模拟培养、分离、扩繁，生产制作出适宜于湿地应用的厌氧、好氧与兼氧型复合菌液及种剂。

所述条田盲管1属一级的防堵渗水排水管网及水土净化设施。为不影响农业机械耕作或避免因耕作自身受损，及提高洗涤排淋效果，须将条田盲管1埋入耕作土壤层50‐70cm以下，并在条田中呈网格状排列。网格大小视污染程度而定，污染程度高则网格小，污染程度低则大，一般控制在4.0‐12.0╳4.0‐12.0m之间。

所述汇水沉淀农排/斗排林网2为二级净化设施，是沿条田6边缘的等高线低位一侧挖出的排水沟设施，利用其良好的水土条件，沿沟两坡植树，经树木对水土重金属的富集、螯合转化，形成以汇水沉淀农排/斗排林网2为基础的二级净化设施。设施包括：排水沟两岸挖出的种植穴、穴中填改性滤料和投放专用菌、虫卵种剂，及种植在穴中的树木和边坡自然伴生的植物。

所述富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网3为三级净化设施，位于汇水沉淀农排/斗排林网2，为二级净化设施的沟底中央，由许多单体富集转化反应箱呈单排或多排沿沟底中央列装而成岛状，用于同步强度净化同一沟内收集的洗涤水及土中污染物。其每个单体富集转化反应箱的组份包括：由耐腐蚀工程塑料、橡胶或树脂制成的梯形透水箱体，箱内装填经理化改性的固体废弃物，即流化床炉渣、陶、瓦、瓷、燃煤渣等滤料、投加的专用菌、虫卵种剂，及在箱中种植的不同富集转化树种。这种组合使其自然形成以树木为主导的生物群落(动植物与微生物)与水土污染物的生物反应器，即使其自然生成动植物、微生物与其生长基质和污染物之间的生态学(理化、生物)循环过程，使污染物最终归趋至木材生产终端，不存在二次污染与食品安全问题，成为富集转化灌排循环系统的核心技术。众多的单体富集转化反应箱呈单排或多排，沿汇水沉淀农排/斗排林网2，为二级净化设施的沟底中央列装而成林网，构成富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网3的三级水土净化设施。

所述蓄水净化塘林网结构4，为四级净化设施，用于汇集存储由上游斗排林网排入的净化淋洗水，并在此进行深度净化，同时为下游条田6的灌溉农渠林网5，为五级净化设施提供循环利用的淋洗水源。所述蓄水净化塘林网结构4，为四级净化设施，包括：覆盖在塘体(塘底和塘岸)上的改性滤料层，种植在滤料层上的沉水、浮水、挺水和岸生草本植物，种植在塘堤周边的富集转化树种，及在改性滤料中投加的专用菌、虫卵种剂。它是以立体化高密度种植及投放专用菌、卵种剂的强化方式，建立植物、动物和微生物与污染物质循环的人工模拟自然湿地生态系统，以生物多样性强化提升对水土重金属污染物的深度净化设施。

所述灌溉农渠林网5，为五级净化设施，属以林网强化对循环水末端水土残留物水土净化的最后一道设施，及用净化后的洗涤水，实施循环灌溉的标志性设施。另外，借助灌溉农渠林网5直接向条田耕作土壤的输水功能，可在农渠输水过程中加入易产酸并无二次污染的食品加工废液或畜禽养殖发酵粪水等螯合剂及表面活性增溶剂，借水流将其均匀分布于受重金属污染的条田中，以提升溶剂对条田重金属的冲洗淋溶效果，使条田盲管1能排出更多富含重金属的冲洗淋溶水。灌溉农渠林网5设施包括：农渠旁挖出的种植穴、穴中所填的滤料和投放的专用菌、虫卵种剂，及种植在穴中的树木。

所述构成林网的各类富集转化树种包括但不仅限于：北方选用湿地松、落羽杉、水杉、水曲柳、旱柳、馒头柳、垂柳、苦楝、小叶白蜡、加拿大杨、小叶杨、桑树等；紫穗槐、蒙古柳、河柳、柽柳等；南方选用：水松、池杉、桑树、白柳、馒头柳、垂柳、乌柏、枫杨、香樟、重阳木、蚊母、茂树等。

所述专用菌、虫卵种剂所形成的生物群落是来自古自然湿地的活性污泥，通过对其自然菌、种进行模拟培养、分离、扩繁，生产制作出适宜于湿地应用的厌氧、好氧与兼氧型复合菌液及种剂。主体菌落组分以内生菌根(VA菌根)和外生菌根，及食金属菌和捕食线虫为主。即广泛存在于自然湿地中的硫酸还原菌(SRB)，即脱硫弧菌(Desulfovibrio)、脱硫微菌(Desulfomicrobium)、脱硫杆菌(Desulfobacter)、脱硫八叠菌(Desulfosarcina)、脱硫肠菌(Desulfotomaculum)、热脱硫杆菌(Thermodesulfobacterium)和古球菌(Archaeoglobus)与捕食线虫所组成的群落。

所述改性滤料是经物理、化学改性的固体废弃物，如流化床炉渣、陶、瓦、瓷、燃煤渣等，再通过植入生物后，使其成为对重金属具有高物理吸附能力的生化反应场、微生物附着与生物降解转化场、林木支撑与吸收及动物栖息取食场的重要再生基质与生化反应介质，属具有可持续自我更新能力的新型滤料。

以下将结合实施例详细加以说明。下述实施例的描述不仅局限于此，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。

实施例1

本实施例将林网富集转化灌排循环系统设计组装于条田灌排水网系统中，即在条田6中布设条田盲管1，为一级净化设施，用于排出灌溉农渠林网5的淋洗水，即五级净化设施灌入条田6中的淋洗水。在一级净化设施条田盲管1的排水口设施二级净化设施，即汇水沉淀农排/斗排林网2，并沿汇水沉淀农排/斗林网2排沟底中央，设置三级净化设施，即富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网3三级净化设施；在二级、三级净化设施的下游，即位于条田6等高线的低位处设置蓄水净化塘林网结构4的四级净化设施，用于汇集存储二级、三级净化设施排入的净化淋洗水，同时为下游条田6的灌溉农渠林网5，为五级净化设施提供循环利用的淋洗水源。具体步骤如下：

(1)如图2所示，在条田6内开挖宽30-40cm、深50-70cm的沟，并以4.0-12.0m╳4.0-12.0m的规格呈网格状布设，将条田盲管1均匀地布设在沟内，并用粒径0.6-1.6cm的改性滤料填埋20-30cm后，覆盖一层透水无纺布，以防泥土下落堵塞虑层，然后复土30-40cm压实复原，以不影响农机作业和正常排水。其功能是利用条田盲管1，将灌溉农渠林网5，为五级净化设施灌入条田6的淋溶洗涤水快速导入汇水沉淀农排林网2，为二级净化设施中。

(2)如图1所示，汇水沉淀农排/斗排林网2为二级净化设施，是位于条田6等高线低位处挖出的排水沟，利用其良好的水土条件，在其两边坡挖种植穴，穴中填改性滤料和投放专用菌、虫卵种剂，并各植两行常绿与落叶树，以构建汇水沉淀农排林网2，为二级净化设施，形成落叶与常绿混交的森林净化系统林网，即构成了以动植物、微生物与其生长基质(水土条件)对污染物生态学(理化、生物)的物质循环利用，最终归趋于木材生产终端的去除机制。

(3)富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网3为三级净化设施，位于汇水沉淀农排/斗排林网2，为二级净化设施的沟底中央，是由许多ABS工程塑料、橡胶或树脂制成的梯形富集转化反应箱体，呈单行或多行沿沟底中央排列，并高出常水位线40-50cm而成岛状，如图1所示。富集转化反应箱四周设有均匀透水孔，使1-条田盲管排入汇水沉淀农排/斗排林网中的富含重金属水能均匀进入富集转化反应箱内。梯形箱无底的大口朝下，带种植穴口的有顶小口朝上。内填入经理化改性的流化床炉渣或其他经改性的废弃物滤料基质，如废陶、瓦、瓷及燃煤渣颗粒等，以此作为对重金属的物理吸附与化学反应、林木支撑与吸收、微生物附着与降解、动物栖息取食层，并在填装过程中投放净化菌液和动物卵剂，同时在其上的种植穴口内植树。这种组合使其自然形成以树木为主导的生物群落(动植物、微生物)与介质对水土污染物的生物反应器，即自然生成动植物、微生物及其生长基质与污染物之间的生态学(理化、生物)循环过程，使污染物最终归趋至木材生产终端，不存在二次污染与食品安全问题，成为富集转化灌排循环系统的主体核心技术。通过在此增加水利停留时间，以提高主体优势的富集净化效果，净化后的水排入蓄水净化塘林网4，为四级净化设施。

(4)蓄水净化塘林网结构4为四级净化设施，位于每个条田或多个条田的下游，用于汇集存储由上游二级、三级所构成的林网净化设施所排入的净化淋洗水，并在此进行深度净化，同时为下游条田6的灌溉农渠林网5，为五级净化设施提供循环利用的淋洗水源，如图2所示。其布局数量与塘容积量可视条田重金属的污染程度与洗涤强度及条田的面积而定。由于蓄水净化塘林网结构4属蓄水调节与进出水平衡型的循环利用净化塘，从节地与净化成效的角度考量，以矩形塘净化效果最佳，水深控制在≤1.6m为宜。蓄水净化塘林网结构4的四级净化设施施工的具体内容包括：覆盖在塘体(塘底和塘岸)上的改性滤料层，种植在滤料层上的沉水、浮水、挺水和岸生草本植物，种植在塘堤周边的富集转化树种，及在改性滤料中投加的专用菌、虫卵种剂。

(5)灌溉农渠林网5为五级净化设施，属林网富集转化排灌循环系统对循环水末端水土残留物水土净化的最后一道设施，及用净化后的洗涤水，实施循环灌溉的标志性设施，即利用灌溉系统中的灌溉农渠林网5良好水土条件，种植树木，构建以灌溉农渠为主体的林网水土净化设施，两侧为条田6和农机道7，如图1、图2所示。同时利用农渠向条田毛渠直接灌溉淋溶水功能，可在农渠输水过程中加入易产酸并无二次污染的食品加工废液或畜禽养殖发酵粪水等螯合剂及表面活性增溶剂，借水流将其均匀分布于受重金属污染的条田土壤中，以提升溶剂对条田重金属的冲洗淋溶效果，使条田盲管1能排出更多富含重金属的冲洗淋溶水。灌溉农渠林网5具体施工包括：农渠旁挖出的种植穴、在穴中填改性滤料和投放的专用菌、虫卵种剂，及种植在穴中的各类富集转化树种。

本文虽然已经给出了本发明的这一实施例，但是本领域技术人员应当理解，不局限与本实施例，可以对本实施例进行改变，均应属本发明权利范围的限定。

Claims (10)

1.一种用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，将林网富集转化灌排循环系统安装于灌排水网系统中，其特征是：在条田(6)中布设条田盲管(1)，形成一级净化设施，用于排出五级净化设施，即灌溉农渠林网(5)灌入条田(6)中的淋洗水；在所述一级净化设施条田盲管(1)的排水口设置汇水沉淀农排/斗排林网(2)，形成二级净化设施，并沿汇水沉淀农排/斗排林网(2)的沟底中央设置富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网(3)，形成三级净化设施；在二级、三级净化设施的下游，位于条田(6)等高线的低位处一角设置蓄水净化塘林网结构(4)，形成四级净化设施，同时用于汇集存储二级、三级净化设施排入的净化淋洗水，为下游条田(6)的五级净化设施的灌溉农渠林网(5)提供循环利用的淋洗水源；

所述条田盲管(1)位于条田(6)的耕作土层以下，并呈网格状布设，形成排水系统中的毛排、农排、斗排、支排和干排的源头毛排一级水土净化设施，用于上部连接排出五级净化设施灌溉农渠林网(5)灌入条田(6)的回流淋洗水、下部汇入汇水沉淀农排/斗排林网(2)，作为林网富集转化排灌循环系统对土壤重金属淋洗净化的起点；

所述汇入汇水沉淀农排/斗排林网(2)位于条田(6)边缘的等高线低位一侧，用于收集条田盲管(1)的淋洗水，并同富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网(3)一道对排水实施同步净化，最后由汇水沉淀农排/斗排林网(2)输出到蓄水净化塘林网结构(4)；

所述富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网(3)位于汇水沉淀农排/斗排林网(2)的沟底中央，包括由许多单体富集转化反应箱并呈单排或多排沿沟底中央列装，并高出常水位线而形成岛状，同汇水沉淀农排/斗排林网(2)一道用于同步强化对沟内收集淋洗水的净化，形成整体富集转化灌排系统的核心水土净化设施，净化后的水经汇水沉淀农排/斗排林网(2)排入蓄水净化塘林网结构(4)中；

所述蓄水净化塘林网结构(4)位于条田(6)的等高线低位处一角，用于汇集存储由上游斗排林网排入的净化淋洗水，即储存经过汇水沉淀农排/斗排林网(2)和富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网(3)净化的淋洗水，同时为下游灌溉农渠林网(5)提供循环利用的淋洗水源；

所述灌溉农渠林网(5)位于条田(6)边缘的高等高线一侧，形成水土净化设施最后一道屏障，由蓄水净化塘林网结构(4)提供净化淋洗水为灌溉水源。

2.根据权利要求1所述的用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，其特征是：所述汇水沉淀农排/斗排林网(2)、富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网(3)、蓄水净化塘林网结构(4)、灌溉农渠林网(5)所构成林网中的富集转化树种包括所有对重金属具有高富集能力、耐水湿、耐污染的乔灌木树种。

3.根据权利要求1所述的用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，其特征是：所述富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网(3)中的专用菌、虫卵种剂均为自然湿地的活性污泥，通过对自然湿地的活性污泥自然菌种进行模拟培养、分离、扩繁，生产制作出适宜于湿地应用的厌氧、好氧与兼氧型复合菌液及种剂。

4.根据权利要求1所述的用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，其特征是：所述条田盲管(1)为防堵的渗水排水管网，并以4.0‐12.0m╳4.0‐12.0m的网格形式布设，埋入条田(6)的耕作土层以下为50‐70cm处。

5.根据权利要求1所述的一种用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，其特征是：所述汇水沉淀农排/斗排林网(2)是沿条田(6)边缘的等高线低位一侧挖出的排水沟，并沿排水沟两坡植树，经树木对水土重金属的富集、螯合转化，形成以汇水沉淀农排/斗排林网(2)为基础的二级净化设施；所述设施包括：排水沟两岸挖出的种植穴、穴中所填的改性滤料和投放的专用菌、虫卵种剂，及种植在穴中的树木和边坡自然伴生的植物。

6.根据权利要求1所述的一种用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，其特征是：所述富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网(3)的每个单体富集转化反应箱包括：耐腐蚀工程塑料、橡胶或树脂制成的梯形箱体，箱内装填的改性滤料、投加的专用菌、虫卵种剂及在箱中种植的富集转化树种，从而自然形成以树木为主导的生物群落与水土污染物的生物反应器。

7.根据利要求1所述的一种用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，其特征是：所述蓄水净化塘林网结构(4)包括：覆盖在塘底与塘岸上的改性滤料层，在滤料层上种植的沉水、浮水、挺水和岸生草本植物，种植在塘堤周边的木本植物，及在改性滤料中投加的专用菌、虫卵种剂。

8.根据利要求1所述的一种用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，其特征是：所述灌溉农渠林网(5)包括：农渠旁挖出的种植穴，穴中所填的改性滤料和投放的专用菌、虫卵种剂，及种植在穴中的富集转化树种。

9.根据利要求1所述的一种用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，其特征是：所述汇水沉淀农排/斗排林网(2)、富集转化岛与投放专用菌、虫卵种剂林网(3)、蓄水净化塘林网结构(4)、灌溉农渠林网(5)所构成的林网中的富集转化树种包括：水松、湿地松、落羽杉、水杉、池杉、桑树、水曲柳、旱柳、馒头柳、垂柳、苦楝、小叶白蜡、乌柏、枫杨、香樟、重阳木、蚊母、茂树、北京杨、小叶杨、加拿大杨、紫穗槐、蒙古柳、河柳、柽柳。

10.根据利要求1所述的一种用于去除条田重金属的林网富集转化灌排循环系统，其特征是：所述改性滤料是经物理、化学改性的固体废弃物，包括流化床炉渣、陶、瓦、瓷、燃煤渣，再通过植入生物后，成为对重金属具有高物理吸附能力的生化反应场、微生物附着与生物降解转化场、林木支撑与吸收及动物栖息取食场的重要再生基质与生化反应介质。