某地农田重金属修复示范设计方案
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某地农田重金属修复示范设计方案
1.中-重度污染农田土壤修复模式
1)蜈蚣草植物萃取修复
蜈蚣草是一种适应性强的植物,其根系能够吸收土壤中的重金属,因此被广泛应用于重金属污染土壤的修复。
该修复模式主要是通过种植蜈蚣草,收割后将其进行植物萃取,提取出重金属,达到修复土壤的目的。
为了提高蜈蚣草的修复效果,可以通过调节土壤pH值、添加有机肥料等方式来改善土壤环境。
同时,也可以采用混种模式,将蜈蚣草与其他植物相结合,形成复合修复模式,提高修复效果。
2)蜈蚣草-柑橘间作修复
蜈蚣草与柑橘的间作修复模式是一种生态环境友好型的修复方式。
该修复模式主要是通过种植蜈蚣草与柑橘相结合,利
用蜈蚣草的吸金特性,吸收土壤中的重金属,同时柑橘的根系能够改善土壤环境,提高土壤质量。
这种修复方式不仅可以修复土壤,还可以提高柑橘的产量和质量,实现经济效益和生态效益的双重收益。
2.中-轻度污染农田安全利用模式
1)重金属钝化修复
重金属钝化修复技术是一种将重金属转化为难溶性或不活泼的物质,从而减少其对环境的影响的修复方式。
该修复方式主要是通过添加钝化剂,将重金属转化为难溶性或不活泼的物质,从而减少重金属的毒性和迁移性。
为了提高钝化剂的效果,可以通过调节土壤pH值、添加有机肥料等方式来改善土壤环境。
同时,也可以采用混合钝化剂的方式,提高修复效果。
2)植物阻隔修复
植物阻隔修复技术是一种通过植物根系形成的屏障,阻止重金属的迁移和扩散的修复方式。
该修复方式主要是通过种植具有阻隔作用的植物,利用其根系形成的屏障,阻止重金属的迁移和扩散。
为了提高植物阻隔的效果,可以通过选择具有强根系、快速生长的植物,同时也可以通过调节土壤pH值、添加有机肥料等方式来改善土壤环境。
同时,也可以采用混种模式,将具有阻隔作用的植物与其他植物相结合,形成复合修复模式,提高修复效果。
3.清洁农田优先保护模式
清洁农田优先保护模式是一种通过加强农业生产过程中的环境管理,实现农业生产与环境保护协调发展的模式。
该模式主要是通过加强农业生产过程中的环境监测、环境评估、环境治理等措施,实现农业生产与环境保护的协调发展。
为了实现清洁农田的目标,可以采用有机农业、生态农业等方式,减少农业生产对环境的影响。
同时,也可以加强农业生产过程中的环境监测、环境评估、环境治理等措施,实现农业生产与环境保护的协调发展。
4.修复技术布局
针对不同程度的土壤污染,应采取不同的修复技术。
对于中-重度污染农田,可以采用蜈蚣草植物萃取修复、蜈蚣草-柑橘间作修复等方式;对于中-轻度污染农田,可以采用重金属钝化修复、植物阻隔修复等方式;对于清洁农田,应采用清洁农田优先保护模式。
在修复技术的选择上,应根据污染程度、土壤类型、环境条件等因素进行综合考虑,选择最适合的修复技术。
同时,在修复过程中应注意环境保护,避免二次污染。
5.智能工厂化育苗
智能工厂化育苗是一种利用现代科技手段,实现育苗自动化、智能化的方式。
该方式主要是通过利用自动化设备,控制温度、湿度等环境因素,实现育苗过程的自动化、智能化。
智能工厂化育苗可以提高育苗的效率和质量,减少人工操作的误差和劳动强度,同时也可以减少育苗过程对环境的影响。
6.收获物安全处置
收获物安全处置是一种将受污染的收获物进行安全处置的方式。
该方式主要是通过对受污染的收获物进行分类、处理,将其安全处置。
为了实现收获物的安全处置,应采用科学的处理方式,如焚烧、填埋、化学处理等方式。
同时,在处理过程中应注意环境保护,避免二次污染。
力10-20 t/d
输送系统
占地规模
50m2
功能参数配置
将收获的超富集蜈蚣草运输至干燥系统、焚烧区或储存区
焚烧区
占地规模
8000m2
功能参数配置
采用高温焚烧技术,将超富集蜈蚣草收获物无害化处理,减少对环境的污染
收获物储存区
占地规模
5000m2
功能参数配置
存放超富集蜈蚣草收获物,保证其安全存储,避免对环境和人体造成危害
焚烧底灰储存区
占地规模
1000m2
功能参数配置
存放焚烧产生的底灰,避免对环境和人体造成危害。
同时,底灰可作为肥料或建筑材料的原料。
验、数据质量评估等模块,确保数据准确性和可靠性。
实现土壤环境质量区划和分级,提供土壤环境质量评价和风险评估服务。
实现农用地土壤环境质量监测和监管,提供农田土壤污染治理技术和措施。
实现工业场地土壤环境质量监管,提供工业园区土壤污染治理和修复技术。
实现土壤修复项目监管和技术决策,提供土壤修复方案设计和实施监督。
实现土壤污染防控信息可视化,提供实时监测和预警,为土壤污染防治提供科学依据。
2)建设目标
建设土壤环境监测监管能力提升和信息管理平台,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,保障土壤环境质量安全,为可持续发展提供支撑。
实现农田土壤污染数据的智能校准、批量数据导入和存档等功能。
空间校验搜索邻域为10个点。
按国家标准进行地土壤环境质量评价,必要时可按地方标准进行计算。
实现区划、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。
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,实现农用地土壤环境质量变化趋势评估等功能。
重点监管企业用地土壤环境监测信息化管理子系统实现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。
土壤修复项目监管信息化子系统实现土壤修复工程进展的跟踪和监管,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。
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和各用户之间邮件通信功能。
土壤修复技术及相关案例的信息化子系统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。
从相关标准中获得数据进行分析。
土壤环境保护公众信息子系统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和工程项目信息发布接口。
此外,还建设了土壤环境质量调查过程监控子系统,实现智能校准、批量数据导入和存档等功能,空间校验搜索邻域为10个点。
按国家标准进行地土壤环境质量评价,必要时可按
地方标准进行计算。
实现区划、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。
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,实现农用地土壤环境质量变化趋势评估等功能。
本文介绍了土壤环境信息化管理系统中的各个子系统。
首先是数据采集移动终端开发,该子系统使用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,并通过4G无线网络将数据实时传输到数据中心。
接下来是土壤污染数据校验和信息化管理子系统,该子系统使用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;并应用数据库操作组件模型实现批量数据导入、保存等功能。
第三个子系统是土壤环境质量区划和分级子系统,使用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;并应用WebService技术实现质量评价、风险评估、等级划分等计算分析功能;最后应用ArcGISServerforJavascript开发接口实现空间数据的集成与分析功能。
接下来是农用地土壤环境质量监测监管子系统,该子系统应用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;并应用WebService技术和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;最后应用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。
接下来是工业场地土壤环境质量监管子系统,该子系统应用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;并应用WebService技术和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;最后应用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。
最后是土壤修复项目监管子系统,该子系统应用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;并应用WebService技
术和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。
以上是土壤环境信息化管理系统的各个子系统,其中涉及到多种开发语言和技术,为土壤环境保护和修复提供了强有力的技术支持。
本项目利用现代先进的信息技术,如物联网技术、移动GIS技术和WebService技术,实现了传感数据的实时采集、
海量土壤环境信息的快速存储、检索和分析等功能。
土壤环境信息数据库包括基础数据库和环境数据库两部分,每个专题的子项内容如下表所示:
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
自然地形地貌数据 30m~10m精度的DEM数据、1:5000
以上地形图购买以上地形图。
土地利用数据修复工程土地利用数据比例尺1:5000以
上购买
行政区域数据 1:5000以上矢量数据申请
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。
购买土壤类型数据 1:5000以上矢量数据申请
典型区域地表径流重金属数据定期采样监测分析测试
土壤重金属含量数据定期采样监测分析测试
农产品重金属含量数据定期采样监测分析测试
重点监管企业周边土壤重金属含量定期采样监测分析测
试
植物萃取修复技术、钝化修复技术、植物稳定技术采集、收集、录入、导入数据库
系统主管理员拥有整个系统的最高权限,根据不同的子系统,子系统管理人员拥有本子系统的最高权限。
根据不同的子系统有不同的业务操作人员,也拥有不同的权限。
人员库根据不同的子系统,子系统业务分管人员拥有本子系统的监管权限。
系统业务主管人员拥有整个系统的监管权限。
公众用户只拥有土壤环境保护公众信息发布子系统中公众参与的权限。
数据库方案采用EA、nalRose等数据库设计软件完成各
个专题数据库的概念设计和逻辑设计,生成各数据库的框架结构。
物理数据库建设是数据库框架设计的重要组成部分。
建立企业级千兆网络环境,安装商业数据库如SQLServer,并将生成的数据库逻辑框架结构导入到数据库中,使用TDE
工具实现数据库的加密功能,并利用SQLServer维护计划对数
据库进行定期备份。
使用ArcSDEGeoDatabase和SQLServer 建立空间数据库,并发布地图服务。
根据数据入库标准,对各专题数据进行预处理,批量导入已有的数据到数据库中。
然后使用土壤修复信息监管平台来管理数据。
以下是表3-9平台硬件配置一览表:
网络设备 | 设备名称 | 配置参数 |
防火墙 | 华三企业级防火墙 | 多核CPU处理器、提供一对多、一对一、内部服务器等地址转换功能,同时支持VPN多实例和VLAN接口的地址转换 |
路由器 | 华三(XXX)ER3260G2企业级千兆路由器 | 华三全千兆网口24口以上,能续电12小时以上 |
交换机 | 百兆网速 | 刀片式,CPU6核4颗,16GB内存,千兆网卡2块以上,硬盘2T以上,视频服务器独显4G | UPS | 电信网络 | 能续电12小时以上 |
服务器 | XXX企业级服务器 | XXX磁盘阵列2TB磁盘驱动,共24个,主机接口1GBps iSCSI |
传感器 | XXX带云台网络高清球机 | 200万像素以上分辨率 |
视频采集传感器 | XXX带云台网络高清球机 | 500万像素以上分辨率 |
视频录像机 | XXX视频配套录像机 | |
气象数据采集传感器 | 空气温度、土壤湿度、降水传感器| |
浇水控制传感器 | 220V电源电子开关、输入带电数据采集卡 | |
显示设备 | LED展示屏 | 9*9液晶显示阵列 |
移动终端设备 | GPS\北斗单机站 | GPS单机站(主要包括服务器、路由器、机座) |
平板电脑 | 联想平板 | 硬盘容量256GB,内存4G,蓝牙无线,4G无线网卡,续航时间8小时以上 |
GPS\北斗模块 | 天宝GPS模块或北斗模块 | 定位精度
0.5m以上 |
机柜 | 图腾机柜 | 安放服务器,A 2米600*1000深42u,交换机等 |
UPS | | |
热红外视频传感器 | | |
以下是表3-10平台运行支撑软件配置一览表:
软件类型 | 操作系统 | 软件名称 | 配置参数 |
数据库 | Windows Server | SQL Server2012 | |
运行支撑平台 |。
Net Frame Work | | |
浏览器 | Android | 6.0(目前免费) | |
GIS软件包括ArcGIS Server、ArcGIS SDE和ArcGIS DeskTop,以及TerraExplorer企业版V4.5,要求使用IE9.0以
上版本。
在我国,土壤修复产业尚处于起步阶段,缺乏经验、法规标准和环境管理框架,因此存在许多风险。
为此,在湖南某地建设了一个农田土壤污染综合防控产业园,集成低成本高效技术体系,创新系统化修复工程,研发成套的修复新技术、新产品和新装备等实用化修复技术体系。
该园区定位为农田土壤污染综合防控产业园,以发展农田土壤污染防控产业为主,兼顾农业环境保护、环境科普教育、农田土壤技术研发及展示的综合生态产业集聚区。
产业园以超富集植物智能工厂化育苗、
超富集植物收获物安全处置、农田污染土壤修复示范、土壤环境监测监管能力提升和信息管理四大板块等产业链条为基础,以土壤污染防治为核心,运用植物修复成套技术、3S技术开展土壤污染防-控-治的新兴环保产业。
产业园区增加了农田土壤环境保护科普展示、土壤防控治技术孵化等功能以及相应基础设施。
具体的产业园区布局及基础设施一览表如下:
类别 | 规模及参数配置 |
演示大厅 | 土壤环境保护挂图、沙盘、LED显示屏 |
展示厅 | 水、电、网络 |
会议厅 | 机房、临时休息室、临时卫生间、办公座椅、空调 |
农田土壤环境保护科普展示区 | |
土壤修复砷迁移转化监测区 | |
蜈蚣草修复参数优化区 | |
柑橘品种筛选区 | |
低积累苗木种植区 | |
地表径流As含量监测区 | |
工程供水设施 | |
供电 | |
园区水泥硬化道路 | |
孵化区石板路 | |
孵化区水渠 | |
网络 | |
土壤防控治技术孵化 | |
以上基础设施将为产业园区的发展提供有力支持。