一种用于土壤修复的精准型修复剂添加装置*

雷子剑，黄 慧，陆世年

（1.广西田东县林逢镇农业服务中心，广西 百色 531500；2.广西田东县农业机械化服务中心，广西 百色 531500）

土壤是农业发展的根本，但是随着我国人口不断发展壮大、对农产品的需求不断增大，农药及化肥用量增大，生态环境也不断恶化。我国大部分土壤环境都受到了污染，导致耕地土壤产能下降，严重威胁作物生长的质量，甚至给人体带来伤害。因此，为了保护土壤的生态环境及农业生产的安全性，土壤修复迫在眉睫。笔者针对现有的土壤修复进行创新设计，发明并公布了一种土壤修复剂添加装置，使土壤修复剂更精准地应用于耕地土壤修复。本装置检测部件能适应不同的检测环境，很好地进行调整，高效地检测分析土壤内的养分，针对性地对土壤进行精准修复；底座安装固定吸铁犁，通过磁铁使其带有磁性可以吸附泥土内的铁块，且方便对吸附的铁块的清理；设置有由防滑轮驱动的转杆，通过外侧的刮杆可以对泥土内的绳子和包装袋进行缠绕清理。

1 耕地土壤污染现状及土壤修复技术

1.1 耕地土壤污染现状

目前，我国土壤污染问题普遍，其中较为严重的当属西南和中南地区，随着人口的增长及各种污染的增加，土壤污染问题也在进一步扩大。耕地作为我国农作物生长的最基本环境条件，土壤污染对于我国农作物产量及质量有着严重的影响。而且如果土壤污染没有得到及时的治理，时间一长会对土地造成更为严重的危害，还会不断地扩大污染，影响其他土地范围[1]。另外，被污染的土地还会释放一些有害的污染气体，对空气质量也会造成一定的影响，还会影响周边的水域，对水域周围动植物的生存产生威胁。

我国现阶段应用的土壤污染修复技术大多成本较高，操作也较为复杂、难度较大，而且根据土壤污染不同采用的技术手段也不一样。因此，土壤污染修复如何能快速且有效是当前迫切需要解决的问题。

1.2 土壤修复技术

目前我国土壤修复是根据土地的污染情况而采用不同的修复技术，以达到较好的修复效果，从而修复得到满足农作物生长需求的环境。以下是目前我国主要的一些修复技术。

1.2.1 化学修复技术

化学修复技术主要是通过在土壤中添加化学物质，使它们产生反应，实现对土壤污染物的吸附、浸出、挥发、分解等，或转化为无害的新物质，达到去除土壤中污染物的效果。这种修复技术效果较快，但是成本也比较高。

1.2.2 生物修复技术

生物修复技术是对土壤中的污染物进行吸收、分解或转化，降低土壤中污染物的浓度，使其达到可控标准。这种修复技术操作起来较为简单，成本也低，而且不容易对土地造成二次污染，但是相对于其他修复技术来说，生物修复技术的修复周期要长一些，应用的范围也比较受限，需要根据土壤的土质及植物的习性选择性进行修复。

1.2.3 热处理技术

热处理技术主要应用化学和物理原理对污染土壤进行加热，使土壤中的污染物分解或直接挥发。加热的方法要根据具体情况进行选择，确定应选择高温热处理还是低温热处理。低温热处理适用于挥发性污染物，如农药等有机化合物；而重金属污染物则需要选择高温热处理方式，因为重金属的特质是不易挥发，还要配合其他的修复技术才能进行完全修复。

2 土壤修复剂的概述及作用

2.1 土壤修复剂

土壤修复剂的应用是现代农业可持续发展的重要措施，它是由5种大菌群（乳酸菌、酵母菌、光合菌、革兰氏阳性放线菌、发酵系的丝状菌）和80多种有益微生物经特殊工艺发酵而成，富含微生物及一些代谢产物[2-4]。土壤修复剂通过其自身的微生物技术，改变土壤的营养结构，充分地催化污染物反应，让其代谢、挥发、分离，从而消除土壤中所存在的有害细菌及一些重金属污染物。

2.2 土壤修复剂的作用

土壤修复剂可以有效地消除农田耕地中的污染物，并能和土壤中的微生物资源相结合，对自然植物资源进行修复，同时也不会破坏土壤的肥力及一些生态环境功能。土壤修复剂使用后，能改善土壤的结构，让其长时间保持土壤营养。能在减少化肥农药用量的情况下，提高农作物产量的10%~20%，并且能有效地改善农作物的商品价值，减少病害到50%~80%。因此，在现代农业中大量地使用土壤修复剂能达到控污、减污、降污的目的，让农作物生产达到持久、自然、增产的效果。

3 土壤精准型修复剂添加装置在耕地土壤修复中的应用

3.1 装置结构

该土壤精准型修复剂添加装置主要由底座和横梁构成，在立柱的右侧会固定地连接固定杆，而在立柱的上方会进行横梁的固定连接，蓄液箱固定连接在横梁的上方左侧上，注水口固定连接在蓄液箱的上方左侧上。而蓄液箱的上方右侧则是水泵固定连接的地方，连接板在横梁的下方左侧进行固定连接，伸缩杆在横梁的下方右侧固定连接，导液管则是在连接板的下方固定，且导液管的下方固定连接有喷头。探针需固定连接在伸缩杆的下方，支撑杆固定连接在横梁的上方右侧，显示器连接支撑杆的右侧，支撑杆的上方连接顶盖，左侧则是固定连接土壤分析仪，导液管的左侧固定连接有输液管。具体结构图如图1、图2所示。

图1 土壤精准型修复剂添加装置的结构图

图2 土壤精准型修复剂添加装置俯视结构示意图

3.2 工作原理

土壤精准型修复剂添加装置的伸缩杆下方固定连接安装了一个探针，探针通过伸缩杆与横梁构成一个可以拆卸的结构，并且伸缩杆的中轴线与探针的中轴线之间是相重合的；通过探针、伸缩杆与横梁固定连接的设置，使得这个土壤精准型修复剂添加装置设备可以通过伸缩杆随意调整检测部件高度，在工作时，可针对不同的环境进行调整，使得设备的工作环境变得更加多变[5-7]。

横梁的上方右侧固定连接一个支撑杆，支撑杆是以垂直状安装于横梁的上方的，另外支撑杆的右侧固定连接有显示器，显示器的中轴线与支撑杆的中轴线之间保持平行状态。支撑杆的上方安装有固定的顶盖，并且在其左侧固定连接有土壤分析仪，通过探针、伸缩杆、土壤分析仪与显示器均固定连接的设置，使得设备在使用的时候只需通过伸缩杆将探针插入土壤进行检测。探针将检测到的土壤信息通过信号线传输至土壤分析仪进行分析，分析结果输出至显示器显示，人们通过显示器即可知道土壤需要进行哪种修复。导液管的左侧固定连接有输液管，水泵通过输液管与导液管构成可拆卸结构，通过蓄液箱、水泵、输液管与喷头固定连接的设置，可以在蓄液箱中注入不同的土壤修复剂。水泵将修复剂抽出，通过输液管传输至喷头，通过再次移动设备喷头将修复剂喷洒在土壤上进行土壤修复，通过注入多种修复剂，更加精准地对土壤进行具有针对性的修复。

3.3 应用流程

在使用该土壤修复设备时，首先检查设备各部件是否正常，是否满足工作条件，待一切检查完毕确保无误后，通过万向轮与底座固定连接的设置，使得设备可以随意调整位置[8-9]，将设备移动至需要工作的区域。踩下万向轮上的锁止装置对设备进行固定，避免设备在进行工作的过程中发生不必要的位移，然后接通设备电源，通过伸缩杆（型号：FQ-Y01）将探针（型号：PA75-B）插入土壤中进行检测，打开显示器（型号：DM320QD），探针（型号：PA75-B）将检测到的土壤数据通过信号线传输至土壤分析仪（型号：GHHB-031-485）进行分析，然后输出至显示器显示。根据显示器显示的内容，准备需要的修复剂，将需要的不同的修复剂通过不同的注水口往蓄液箱中注入，打开水泵（型号：WQ-1）电源，水泵会把蓄液箱中的修复剂抽出，通过输液管输至导液管，导液管将修复剂输出至喷头（型号：SD-29A），通过移动设备将喷头对准需要修复的土壤，喷头将修复剂喷洒到需要修复的土壤，完成对土壤的修复操作。

3.4 土壤精准型修复剂添加装置在土壤修复应用中的优势

1）该土壤精准型修复剂添加装置，通过蓄液箱、水泵、输液管与喷头固定连接的设置，可以在蓄液箱中注入不同的土壤修复剂，水泵将修复剂抽出通过输液管传输至喷头，而后通过再次移动设备喷头将修复剂喷洒在耕地土壤上进行土壤修复，通过注入多种修复剂可以更加精准、具有针对性地对耕地土壤进行修复；

2）该土壤精准型修复剂添加装置，通过探针、伸缩杆、土壤分析仪与显示器均固定连接的设置，使得设备在使用的时候通过伸缩杆将探针插入土壤进行检测，探针将检测到的耕地土壤信息通过信号线传输至土壤分析仪进行分析，并将分析结果输出至显示器显示，人们通过显示器即可知道耕地土壤需要进行哪种修复；

3）该土壤精准型修复剂添加装置，通过探针、伸缩杆与横梁固定连接的设置，使得设备可以通过伸缩杆任意调整检测部件高度，这样有助于设备在工作的时候针对不同的耕地环境进行调整，使得设备的工作环境更加多变，避免了设备在不同高度耕地环境中出现无法工作的情况[10]。

4 结语

该用于土壤修复的精准型修复剂添加装置，与现有的土壤修复设备相比，可以通过添加多种土壤修复剂对耕地土壤同时进行精准型具有针对性的修复。设备在工作的时候能自动检测土壤中的成分，检测结果在显示器上显示，操作人员可以直接通过显示器查看耕地土壤中的成分，从而针对性地、精准地对耕地土壤进行修复。耕地土壤修复的技术有很多种，也有不同的处理设施和监测装置，装置设备辅助修复技术在实践中具有很大的应用潜力，也是今后耕地土壤修复的重要方式之一，精准型修复剂添加装置与其他修复方法结合使用，土壤修复的效果会更加明显。在气候条件恶劣的地区，使用土壤修复的精准型修复剂添加装置进行耕地土壤修复，可以更好地促进耕地土壤环境的改善，操作简单，经济效益高，具有很高的推广应用价值。