某地农田重金属修复示范设计方案Word格式.docx

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代表蜈蚣草，

代表柑橘）

图3-2蜈蚣草-柑橘间作模式示意图

2中-轻度污染农田安全利用模式

项目区内中度污染农田面积达到了？

亩，轻度污染农田为？

亩。

一期工程选择？

亩进行示范，包括？

亩水田、？

亩旱地。

为维持当地居民的经济来源，项目在考虑当地种植习惯的基础上，采用钝化和植物阻隔的方式进行修复。

钝化是指在污染的农田上，通过施用钝化剂，降低作物根系周围重金属的生物有效性，使农产品中重金属的含量保持在相关的限量标准之下。

植物阻隔是指在已经受到重金属污染的农田上，通过在种植经济作物来避免重金属进入食物链，或者种植低积累重金属的作物品种，来消减农产品中重金属的浓度。

（1）重金属钝化修复

钝化修复技术通过钝化剂与耕层土壤中重金属的络合、沉淀、改变土壤结构特征，增强土壤对重金属的吸附能力，降低重金属的植物有效性，从而减少作物对重金属的吸收和土壤中重金属对作物的胁迫。

项目技术支持单位通过前期的技术应用示范，我国南方重金属污染土壤中施用钝化剂可以显著降低农作物的重金属超标率。

本项目针对旱地和水田，采用两种不同类型的钝化剂。

旱地钝化剂用于钝化玉米等栽种区耕层土壤重金属，每两年施用一次，每亩施用约1.5吨，均在玉米播种前犁地之后将修复剂条施于经济作物栽种的行道中，并深耕与污染土壤混匀，待钝化剂与土壤溶液配合之后（约需1-2周），再种植玉米。

水稻田的钝化剂施用量也是每亩约1吨，施用当年3月播种前，采用人工撒施方法将钝化剂均匀施入污染水稻田中，然后翻耕混匀（深度20cm）并平整土地，同时开始水稻育苗。

7月底进行插秧，日常水肥管理和当地正常生产一致。

11月下旬收获水稻。

在经济作物与超富集植物间套作区域，钝化剂条施于经济作物种植区域。

某地中轻度污染农田中的旱地和水田均需要施用钝化剂，每两年施用一次，项目期内总计钝化剂的用量为：

用于污染区水稻田的钝化剂需用量为：

508亩×

1吨/亩×

1次=508吨

用于旱地（玉米地）钝化剂需用量为：

509亩×

1.5吨/亩×

1次=763.5吨

（2）植物阻隔修复

项目区内中轻度污染农田中主要种植的作物包括水稻、玉米和柑橘。

项目通过植物阻隔技术，种植低积累、高耐性的水稻、玉米和柑橘品种，降低污染农田中的重金属进入食物链。

某地当地种植的水稻品种且属于低积累主要包括宜香306、Y两优3218、红香110、特优玉3号等品种，这些低积累品种的产量也较高。

在某地中轻度污染农田中，可种植上述低积累、高耐性的水稻品种。

为保障污染警戒区种植的品种为低积累品种，由项目经费为污染区统一购买低积累的粮食品种，以村屯为单位进行发放。

某研究所前期进行了不同玉米品种重金属吸收累积情况进行了分析，通过分析重金属不同玉米品种之间的发芽率（%）、发芽势（%）、相对活力指数，以及籽粒产量和千粒重等指标发现怀远甜糯、隆玉318、中单8号、正大999、桂单22、农大368等品种的重金属积累较低，且耐性较强。

粮食作物种植同时配合施用钝化剂，进一步降低土壤重金属进入食物链的风险。

为确保农产品重金属含量降低的修复效果，农作物正常生长十分必要，因此项目每年在中轻度区内按照0.12吨/亩施用肥料，并喷洒农药防止病虫害。

3清洁农田优先保护模式

针对抽查结果中，土壤环境质量恶化的清洁农田，将停止农田的生态补偿。

一期工程清洁农田选择白羊山村，保护农田面积2029亩，每10亩农用地随机设一个监测点。

采集土壤，共203个监测点位，分析重金属含量。

清洁农田优先保护区域内禁止新建有色金属、皮革制品、石油煤炭、化工医药、铅蓄电池制造等项目，禁止修建污染性工厂，拆除出现有的矿产开发、冶炼、重污染产业工程。

关停现有的矿产开发、冶炼、重污染产业，拆除厂区设备，处理其残留的废水、废渣、废液。

加强病虫害抗性检测，减少农药的使用次数和使用量。

提倡多施用有机肥，有机无机肥料配合使用，合理调整施肥结构。

大力推广无公害生产、有机种植，项目区土壤肥沃、疏松通气，灌溉水、土壤、肥料、空气中有害物质的含量均达到国家规定标准的区域。

4修复技术布局

根据技术比选分析出的适合某地的修复技术，针对项目区的污染物及污染程度，按照与当地种植习惯相吻合、实现污染农田修复效益最大化的原则，布局某地污染农田最优的技术及技术组合。

鉴于修复区农田较为破碎，本项目按照以下原则布局修复技术分布单元：

1、污染等级临近从众：

本项目根据污染严重程度设计修复技术，在重度污染地块中采用植物萃取修复技术，在轻度污染地块中采用植物阻隔技术和钝化技术。

但修复技术单元布局时，将面积较小（<

10亩）的某一污染程度，归并到临近面积较大的污染程度中，按照后一种污染程度布局修复技术。

2、土地利用方式就多不就少、邻近从大：

项目区内农田图斑面积<

10亩的类型归为临近土地利用方式较大的类型；

以此类推种植方式，在修复过程中将种植面积<

10亩的地块，按照其周边农田的种植方式进行调整，并按照统一的修复方式进行修复技术单元布局。

按照上述原则，将本项目的农田土壤修复技术与污染农田的空间布局相结合，按照现有的种植结构，设计修复技术在不同村庄中的分布，如下表所示。

对中-重度污染农田土壤（鹤山村为主）主要采取治理措施（植物萃取技术）进行修复；

对于中度-轻度（望羊桥村）污染农田采用安全利用措施（钝化和植物阻隔两种技术）；

对于清洁农田（白羊山村），推行秸秆还田、增施有机肥，少耕免耕、粮豆轮作等措施，开展农田土壤环境保护生态补偿。

表3-4某地典型区域砷污染农田土壤一期治理技术布局

工程名称

技术

工程规模

工程效果

中-重度污染农田萃取修复工程

蜈蚣草萃取-活化剂强化修复

498亩

土壤As去除率达到10%

蜈蚣草萃取-柑橘间作修复

513亩

土壤As去除率达到10%，柑橘重金属合格率达到98%以上

中-轻度污染农田安全利用

玉米-钝化剂阻隔修复

509亩

玉米籽粒重金属合格率达到95%，土壤As有效态含量降低70%

水稻-钝化剂阻隔修复

508亩

水稻重金属合格率达到95%，土壤As有效态含量降低70%

清洁农田优先保护

优先保护，生态补偿

2029亩

土壤重金属含量未增加，农产品未出现超标现象

图3-3某地典型区域土壤污染综合治理（一期）修复技术平面布置图

图3-4某地典型区域土壤污染综合治理（一期）蜈蚣草萃取-活化剂强化修复布置图

图3-5某地典型区域土壤污染综合治理蜈蚣草-柑橘间作修复布置图

图3-6某地典型区域土壤污染综合治理低积累玉米-钝化剂修复布置图

图3-7某地典型区域土壤污染综合治理（一期）低积累水稻-钝化剂修复布置图

图3-8某地典型区域土壤污染综合治理（一期）清洁农田优先保护区分布图

5智能工厂化育苗

受气候条件制约，当地夏季高温（约37-40℃）持续时间长，冬季最低温至零下摄氏5度。

现有育苗设施无法有效调控气候条件，一年只能繁育一批超富集植物种苗，育苗周期长，育苗效率低，难以满足大规模修复后对超富集植物种苗的需求。

因此，需构建一座大型现代育苗设施，智能控制育苗环节和流程，提高育苗效率，扩充种苗供应量。

现代大型育苗设施占地规模15亩，位于东经111.0384º

~111.0394º

，北纬29.6565º

~29.6579º

。

包括种苗快速繁育室、批量种苗间苗室、中控室，育苗基质生产车间、智能间苗车间、临时存储车间。

表3-5智能温室设施及功能一览表

功能分区

占地

面积（m2）

功能

配置参数

催芽车间

600

①可对温度、湿度、光照、通风精确（偏差≤10%）控制；

②多层苗架（5～7层）摆放苗盘；

适用于孢子萌发至幼苗阶段，缩短幼苗（5cm）繁育周期至2个月

补光系统（LED补光灯）、

加温降温系统（中央空调）

加湿系统、通风系统

计算机控制系统（监测营养液酸碱度、温湿度控制等）

种苗分栽区

120

用于将幼苗（5cm）从128孔规格的育苗盘分栽至32孔规格的育苗盘

配备种苗分栽机，每台机器实现16000-18000株/小时的移栽量

育苗车间

（含炼苗区）

6000

①可实现对温度、光照、湿度、水分和施肥的智能调控；

②苗床单层排列；

用于育苗后期，从幼苗（5cm）到种苗（20cm）阶段；

光照调节系统1套（降低光照：

外遮阳、内遮阳；

增加光照：

高压钠灯）

温度调节系统1套（降温：

风机、湿帘；

升温：

双层保温膜、水暖加热器）

水分调节系统1套（潮汐式灌溉苗床、移动喷灌机）

通风系统

施肥灌溉系统1套（比例施肥器）

给排水系统

中控室

实时监控催芽室、育苗室的种苗生长情况，及监测催芽室、育苗室的温度、湿度、光照、CO2浓度等参数

视频监控系统1套

温度湿度传感器、二氧化碳传感器、营养液酸碱度感测器、电导率测定

基质加工车间

用于将不同的基质材料组份按比例混匀，包括称量配比、搅拌混匀两个环节

配备台秤、搅拌机

仓储区

200

用于存放育苗基质原料、苗盘、及其它器械材料等

6收获物安全处置

超富集植物收获物因其体内含有较高浓度的重金属，且生物量较大,以蜈蚣草为例，其生长迅速，具有很大的生物量，单作条件下生物量最高可达18t/hm2，且其地上部分As含量可以达到5070mg·

kg-1，因此，如何处理收获后含有较高浓度的重金属超富集植物收获物，将直接影响着植物修复技术大面积的推广应用。

蜈蚣草收获物安全处置建设规模占地10亩，建设内容包括干燥系统（1亩）、输送系统、焚烧区（2亩）、收获物储存区（6亩）、焚烧底灰储存区（1亩），优化蜈蚣草收获物的安全处置参数，规范收获物的安全存储要求与工程设施，实现1000亩以上萃取修复的蜈蚣草收获物无害化处理。

表3-6收获物安全处置设施一览表

占地规模

参数配置

干燥系统

120m2

快速干燥超富集植物收获物

蜈蚣草含水率<

10%；

日处置能力>

10吨；

包括输送装置、干燥箱、送风装置、变速传送装置、排湿装置

焚烧区

600m2

安全焚烧干燥后蜈蚣草收获物

固砷剂、布袋除尘、雾化喷淋等6级控制；

日焚烧能力10吨，尾气重金属达标。

链条炉燃烧室、冷凝器、布袋除尘器、冷却塔和喷淋塔

收获物储存区

3000m2

临时存储蜈蚣草收获物

存储能力>

1000吨，场地符合《危险废物收集贮存运输技术规范》

焚烧底灰储存区

临时存储蜈蚣草焚烧底灰

10吨，场地符合《危险废物收集贮存运输技术规范》

焚烧炉设备示意图如下图所示。

这套设备的主要部分包括链条炉燃烧室、冷凝器、布袋除尘器、冷却塔和喷淋塔，处理能力为1t/h。

每天工作10小时，每天可处理蜈蚣草10吨。

图3-10超富集植物焚烧装置示意图

图3-11超富集植物焚烧装置

7土壤环境监测监管能力提升和信息管理平台

根据落实《土壤污染防治行动计划》（土十条）的要求，以土壤环境质量管理和修复治理工程管理为目标，融合智能感知、GPS、GIS等相关技术，集成环境保护、国土资源、农业等部门相关数据，建设功能完备、面向管理用户的土壤环境监测监管能力提升和信息平台，实现土壤环境质量管理的信息化、智能化，提升土壤环境信息化管理水平。

（1）建设内容

1）主要内容

平台主要建设内容包括系统研发、数据库构建、硬件设施配置等3部分。

本平台采用网页程序和移动程序相结合的系统框架，包括移动终端数据采集层、数据中心管理层和客户端监管层三个层次，如图3-12所示，平台的主要功能及参数如表3-7所示。

图3-12平台系统建设框架示意图

表3-7平台主要功能及参数一览表

子系统

土壤环境质量调查过程监控

实现采样点现场数据（经纬度、现场照片）实时接收，野外采样轨迹核查、浏览、存档，保障采样点位置与采样方案设计位置一致。

土壤重金属含量调查现场检测系统、数据校正和数据处理模块。

采样点坐标精度0.5m；

采样点与方案中的点位置相距不超过半个方案点距离；

网络正常情况下，采样数据传输延时不超过度10s。

土壤污染数据校验和信息化管理

实现农田土壤污染数据（错误数据）智能校准、批量数据导入、存档等功能。

采集数理统计校验、专业校验和空间校验三种方法进行检验；

空间校验搜索邻域为10个点。

土壤环境质量区划和分级

依据土壤环境质量类别划分技术指南，实现农用地土壤环境质量评价和区划、风险评估、污染等级划分等功能，自动生成农用地污染等级分类清单。

地土壤环境质量评价按国家标准进行计算，必要时可按地方标准进行计算；

污染等级需按国家标准进行划分；

农用地土壤环境质量监测监管

实现土壤环境质量监测点位信息电子存储、监测数据动态更新，农用地土壤环境质量变化趋势评估等功能，集成农用地土壤环境质量监测网络等功能。

提供监测数据动态更新接口；

接入国家或区域农用地土壤环境质量监测网络数据。

工业场地土壤环境质量监管

实现重点监管企业用地土壤环境监测信息化管理。

动态更新重点监管企业名录，显示土壤环境重点监管企业空间分布，企业定期在线上传土壤环境监测数据。

自动存档监管部门对重点监管企业和工业园区周边的监测数据，评价监管企业自身用地及周边土壤环境变化状况。

提供在线上传土壤环境监测数据接口；

自动生成企业自身用地及周边土壤环境变化报告。

土壤修复项目监管

实现土壤修复项目监管信息化，跟踪和监管土壤修复工程进展。

包括土壤修复项目方案编制、招投标、项目环评、工程实施、工程监理、环境监理、项目验收等环节。

实现各用户之间邮件通信功能。

不同用户在不同阶段拥有不同的权限；

提供文档上传下载接口。

土壤修复技术决策

实现土壤修复技术及相关案例的信息化。

实现修复地块的现状分析、污染评价和风险评估。

实现土壤修复技术的比选，选出最合适的5个之内的修复技术。

从地图中选择地块、采样点、获得地块信息、污染物信息、土地利用类型等；

自动从相关标准中获得数据进行分析。

土壤污染防控信息可视化

构建典型修复项目三维场景、修复项目施工过程远程监控，LED视频展示修复工程进展、农用地土壤环境质量等级分布和区划图、农用地土壤环境质量监测点网点分布、工业场地土壤环境质量监管等。

集成30m~10m精度的DEM数据；

在三维场景中集成房屋、大棚的三维模型、典型树木和花草的图片、各种传感器的热点。

土壤环境保护公众信息

包括土壤环境质量公众监督、环境危害事件举报、土壤防控信息和治理工程项目发布等信息，实现土壤污染防控工作普及功能。

提供公众提交信息接口；

提供工程项目信息发布接口。

2）建设方法

Ø

土壤环境质量调查过程监控子系统

数据采集移动终端开发以平板或手机作为客户端，集成GPS模块，应用Android开发数据采集程序，实现采样点空间信息获取、环境图片保存和文字信息录入等功能，并应用4G无线网络将数据传实时传输到数据中心。

土壤污染数据校验和信息化管理子系统

应用C#开发语言开发移动客户端系统，实现农田土壤污染数据的数理统计检验、专业校验和空间校验三种校验功能；

应用ADO.NET数据库操作组件模型实现批量数据导入、保存等功能。

土壤环境质量区划和分级子系统

应用HTML5、CSS、Javascript、AJAX等网络程序设计与开发软件和工具，设计和开发土壤环境质量区划和分级网络子系统；

应用WebService技术实现质量评价、风险评估、等级划分等计算分析功能；

应用ArcGISServerforJavascript开发接口实现空间数据的集成与分析功能。

农用地土壤环境质量监测监管子系统

应用HTML5、CSS、Javascript、AJAX等网络程序设计与开发软件和工具，设计和开发农用地土壤环境质量监测监管子系统；

应用WebService技术和ADO.NET数据库操作组件模型实现土壤环境质量监测点位信息存储、监测数据动态更新等数据管理与计算分析功能；

应用ArcGISServerforJavascript开发接口实现集成土壤环境质量监测网络空间信息与分析功能。

工业场地土壤环境质量监管子系统

应用HTML5、CSS、Javascript、AJAX等网络程序设计与开发软件和工具，设计和开发工业场地土壤环境质量监管子系统；

应用WebService技术和ADO.NET数据库操作组件模型实现企业名录、企业用地土壤环境监测信息管理、等分析计算功能；

应用ArcGISServerforJavascript开发接口实现企业和工业园区空间数据的集成与分析功能。

土壤修复项目监管子系统

应用HTML5、CSS、Javascript、AJAX等网络程序设计与开发软件和工具，设计和开发土壤修复项目监管子系统；

应用WebService技术和ADO.NET数据库操作组件模型实现土壤修复项目监管信息管理；

应用FTP协议开发实现Word、PDF文件的上传与下载功能，应用Socket网络协议开发实现邮件通信功能。

土壤修复技术决策子系统

应用HTML5、CSS、Javascript、AJAX等网络程序设计与开发软件和工具，设计和开发土壤修复技术决策子系统；

应用WebService技术和ADO.NET数据库操作组件模型实现土壤修复技术、相关标准的信息管理、修复技术比选等功能；

应用ArcGISServerforJavascript开发接口实现地块、采样点、土地利用类型等空间数据的管理、提取地块信息、土地利用类型等空间信息并进行分析等功能。

土壤污染防控信息可视化子系统

应用HTML5、CSS、Javascript、AJAX等网络程序设计与开发软件和工具设计和开发土壤污染防控信息可视化子系统；

应用3DMax等软件构建房屋、大棚等三维模型，应用photoshop等软件处理树木、花草的图片；

应用TerraBuilder、TerraExplorer等软件创建基地三维场景，并把三维模型、图片、热点集成到三维场景中。

土壤环境保护公众信息发布子系统

应用HTML5、CSS、Javascript、AJAX等网络程序设计与开发软件和工具，设计和开发土壤环境保护公众信息发布子系统；

（2）数据库构建

1）数据库建设目标

依据《土壤环境质量标准GB15618—2008》、《环境信息分类与代码HJ/T417—2007》和《农田土壤环境质量监测技术规范HJ/T166—2004》等相关的国家标准与规范，建设完备的土壤环境信息数据库，积累长年的采样与监测数据，形成完备的土壤环境信息大数据，并具有以下性能。

●实用性

数据库设计必须紧密结合超标农用地修复与治理业务流程，便于系统中各功能的实现。

●高效性

数据库建设需为系统运行提供高效的数据存储、数据检索和数据更新的机制和性能。

●标准化

数据库必须严格按照《环境数据库设计与运行管理规范》、《环境信息分类与代码》等相关标准和规范进行设计与建设，保证真正达到应用的规范化目的。

●安全性

安全性是数据库建设的基本要求，必须保证数据的安全可靠。

利用数据库备份、恢复和加密等机制和技术，保证数据的安全性。

2）数据库内容

本项目采用物联网技术、移动GIS技术、WebService技术等现代先进的信息技术，实现传感数据的实时采集、海量土壤环境信息的快速存储、检索与分析等功能。

土壤环境信息数据库主要包括基础数据库、环境数据库2部分，每个专题的子项内容描述如下表：

表3-8土壤环境信息数据库一览表

数据类别

数据要求

数据来源

自然地理数据库

地形地貌数据

30m~10m精度的DEM数据、1：

5000以上地形图。

购买

土地利用数据

修复工程土地利用数据比例尺1：

5000以上

土壤环境监测监管影像数据比例尺1：

土壤类型数据

1：

5000以上矢量数据

申请

行政区域数据

遥感影像数据

正射影像数据，修复工程影像精度1米分辨率；

土壤环境监测监管影像精度10米分辨率。

环境数据库

典型区域地表径流重金属数据

丰水期、枯水期

分析测试

土壤重金属含量数据

定期采样监测

农产品重金属含量数据

重点监管企业周边土壤重金属含量

修复技术数据库

植物萃取修复技术

收集

钝化修复技术