專利名稱：爬山虎在富集生活垃圾堆肥重金屬方面的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及城市生活垃圾堆肥的治理及修復(fù)方法。更具體的說是爬山虎在富集生活垃圾堆肥重金屬方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著我國城市人口的增加和居民生活水平的提高，城市生活垃圾的產(chǎn)生量急劇增加，已成為嚴(yán)重的社會問題。目前，我國城市垃圾的年增長率高達(dá)7% 9%，2000年
清運量為1118億t，歷年堆存量已達(dá)60億t，占地大約5億m2，城市陷入垃圾圍城之中。 城市垃圾占用大量土地，影響城市景觀，對土地資源造成不可恢復(fù)性的破壞；垃圾場產(chǎn)生大量有害生物，威脅人們的健康。城市生活垃圾問題已成為困擾全球各國城市發(fā)展的焦點與難點。目前，垃圾處理以填埋、焚燒和堆肥三種方式為主。我國大部分城市仍然采用集中堆放或簡易填埋的方式處理生活垃圾，其中填埋占了處理總量的90%以上，是我國最主要的垃圾處理方式。但這種處理方法有很大的弊端，由于其產(chǎn)生的填埋氣體和滲濾液對周圍的環(huán)境造成了較大的污染，并且會造成二次污染，實際處理量很低。堆肥化是生活垃圾資源化處理的一種重要途徑。將城市生活垃圾收集成堆保溫儲存發(fā)酵，在人工控制條件下，利用微生物的生化作用，將垃圾中的有機物降解轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過程稱為垃圾的堆肥處理——堆肥化。其堆肥產(chǎn)品可以成為施于農(nóng)田果園苗圃的土壤改良劑，改良貧瘠土地的土質(zhì)，給作物提供生長所需的營養(yǎng)元素。垃圾堆肥能夠提高土壤養(yǎng)分，改善土壤理化性質(zhì)，保護(hù)耕層土壤，還可以促進(jìn)植物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。 垃圾堆肥中含有多種微生物，將含有大量微生物的垃圾堆肥施于土壤，可促進(jìn)土壤有機質(zhì)的分解，有效養(yǎng)分的釋放，改善土壤的理化性質(zhì)從而促進(jìn)植物的生長和品質(zhì)的提高。馬琨等人研究表明每公頃施用150 t垃圾堆肥為小麥提供了適宜的土壤條件，水肥氣熱得到協(xié)調(diào)供應(yīng)，從而改善了小麥的群體結(jié)構(gòu)，增加了小麥的有效穗數(shù)和穗粒數(shù)而使小麥最終實現(xiàn)高產(chǎn)。李秀文等人研究了連續(xù)施用堆肥對大白菜產(chǎn)量有極顯著提高，3年試驗中各處理經(jīng)方差分析均達(dá)到極顯著水平，其產(chǎn)量與垃圾堆肥用量呈正相關(guān)。我國在借鑒發(fā)達(dá)國家城市生活垃圾處理技術(shù)的現(xiàn)狀后，結(jié)合中國城市生活垃圾處理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)驗，已基本上掌握了比較符合我國國情的、適用的垃圾推肥處理技術(shù)。然而，近些年來，人們開始意識到垃圾堆肥中含有大量重金屬成分，通過作物富集，進(jìn)入食物鏈，最終危害人類健康，垃圾堆肥的農(nóng)用受到了限制。因此，對堆肥中的重金屬進(jìn)行修復(fù)將具有特別重要的意義。目前，植物修復(fù)的方法主要有植物揮發(fā)、根系濾除和植物穩(wěn)定和植物提取。其中植物提取作用是利用能耐受并能積累金屬的植物吸收環(huán)境中的金屬離子，并將它們輸送并儲存在植物的地上部分，最終通過收獲，處理上部來達(dá)到減少土壤重金屬含量的目的。植物修復(fù)方面的國內(nèi)外的研究報道較多，美國俄勒R州和衣阿華州利用雜交楊樹、柳樹、玉米等植物混合種植，去除生活垃圾填埋場的重金屬及有機物等，獲得成功。王長征、李東艷在焦作煤礦周邊農(nóng)田區(qū)采集土壤和小麥、玉米等樣品，測定土壤和作物中的CiuZnlb和Cr 4種重金屬元素含量。結(jié)果土壤中1 和Cu已開始富集，但Cr無富集，甚至虧損。成熟玉米籽粒和莖葉的重金屬元素富集順序分別為Zn>Cu>Cr>in3和Cu>Pb>zn>CT ；成熟小麥籽粒、莖葉和根部的富集順序分別為Zn>Cu>Cr>Pb，Cu>Pb>zn>Cr和&i>Pb>Cu>Cr。Pb和cu在玉米不同部位分布順序為莖葉 > 籽粒；Cr和zn在玉米中分布為籽?！登o葉。1 在小麥不同部位含量分布為根部 > 莖葉 > 籽粒；Cr和Cu在小麥中分布為根部 > 籽粒 > 莖葉；Si在小麥中分布為根部〉籽粒〉莖葉。韓志萍(2005年)研究了蘆竹Urffi7iZo donax 1 ηη、％ Cu、Ni、Cr重金屬污染濕地的響應(yīng)和對該污染濕地的影響，結(jié)果表明，蘆竹對這3種重金屬離子有一定的耐受性，并有不同程度的吸收，Cu、Ni和Cr去除率分別為63.18%， 42. 13%和34.14%。吳雙桃等人(2008)通過盆栽實驗，研究了地瓜苗在鎘污染土壤中的生長特征及對鎘的吸收規(guī)律和修復(fù)能力，結(jié)果表明隨時間延長和土壤鎘濃度增大鎘對地瓜苗生長的抑制程度增強，地瓜苗對鎘的富集規(guī)律表現(xiàn)為根>莖> 葉。值得一提的是，重金屬超富植物是在重金屬脅迫環(huán)境下長期誘導(dǎo)、馴化的一種適應(yīng)性突變體，往往生長緩慢，生物量低，生長周期長，植株矮小；這些超富集植物地域性分布較強，對環(huán)境條件要求較高，使大面積引種受到嚴(yán)重限制；超富集植物往往只對某種特定重金屬表現(xiàn)出超富集，專一性過強，且目前仍處于試驗階段，與實際應(yīng)用還有一定距離。鑒于垃圾堆肥為一重金屬復(fù)合污染體系，我們試圖找到一種生物量大、金屬含量高并且可以修復(fù)多種重金屬的普通植物。爬山虎(/^ariAez7OCi1S1SttS tricuspidata)大多生長在陰暗潮濕的環(huán)境中，亦不畏強烈陽光，能耐寒冷、干旱，適應(yīng)性強，一般土壤皆能生長，依靠弱酸性粘性原生質(zhì)(主要成分可能是粘多糖)使卷須頂端粘于墻面近而形成吸盤而固持于墻面上，常吸附于巖壁、墻垣和樹上。莖長10 m 30 m，葉面積大，壽命可達(dá)20年 30年。爬山虎具有極強的生態(tài)適應(yīng)性并且生長旺盛，生物量大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過測定生活垃圾堆肥上生長的爬山虎根、莖、葉不同部位重金屬的含量， 以周邊土壤環(huán)境中的爬山虎為對照，分析垃圾堆肥中重金屬在爬山虎體內(nèi)的富集與分布情況，對修復(fù)堆肥中重金屬提供理論依據(jù)，也為土壤重金屬的修復(fù)提供參考。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下的技術(shù)內(nèi)容
爬山虎在富集生活垃圾堆肥重金屬方面的應(yīng)用；通過鎮(zhèn)壓使堆肥變的結(jié)實平坦，作為修復(fù)工程用地；在工程用地上，種植爬山虎為研制材料。所述的重金屬為Cd、Cr、Cu、Ni、I^b、 Si。2004年進(jìn)行草坪建植。本發(fā)明所述的應(yīng)用，其中爬山虎的根部與葉部，M的含量增加最大，爬山虎的莖部 ai含量增加最大。實驗地中采集野生植物一爬山虎為實驗材料，通過測定爬山虎不同部位Cd、Cr、 Cu、Ni、Pb、Zn 6種重金屬含量，研究生活垃圾堆肥中重金屬在爬山虎體內(nèi)的富集與分布。 結(jié)果表明堆肥基質(zhì)上生長的爬山虎根、莖、葉中重金屬含量顯著高于對照土壤。6種重金屬在爬山虎體內(nèi)的富集與分布因重金屬的不同而異。從整體上看，6種重金屬在爬山虎體內(nèi)含量依次為Zn>Cr>Pb>Cu>Ni>Cd，一般而言，爬山虎對Zn、Pb、Cr 3種重金屬的富集較大。 除ZruCu外，重金屬在爬山虎體內(nèi)不同部位含量普遍遵循葉 > 莖 > 根的規(guī)律，說明重金屬在爬山虎體內(nèi)的遷移能力較強。植物體對重金屬的富集主要在地上部分，有利于對堆肥中的重金屬進(jìn)行提取，達(dá)到修復(fù)重金屬的目的。
具體實施例方式為了簡單和清楚的目的，下文恰當(dāng)?shù)氖÷粤斯夹g(shù)的描述，以免那些不必要的細(xì)節(jié)影響對本技術(shù)方案的描述。以下結(jié)合實例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實施例1 1材料
垃圾堆肥來自小淀垃圾處理廠，堆肥基質(zhì)厚度為20 cm,實驗地設(shè)在天津師范大學(xué)北院，于2004年進(jìn)行草坪建植；通過鎮(zhèn)壓使堆肥變的結(jié)實平坦，作為修復(fù)工程用地；在工程用地上，種植爬山虎為研制材料。分別選取生長在垃圾堆肥上爬山虎植株為實驗材料，同時采集周邊土壤上的爬山虎為對照。方法
)樣品處理將采集樣品進(jìn)行清洗，根、莖、葉分段標(biāo)號，在自然條件下風(fēng)干，然后在 80°C的烘箱中烘干樣品至恒重，最后稱其重量，記錄結(jié)果并粉碎樣品。)樣品消化準(zhǔn)確稱取樣品0.200 g放入反應(yīng)罐中，而后移取濃硝酸4 mL，直接移取6 mL濃硝酸倒入空白的反應(yīng)罐中。將樣品放入微波消解儀中進(jìn)行消化，微波消解儀的各項性能參數(shù)，壓強為800 Pa;溫度為20 °C;時間為四分鐘。消解結(jié)束后，待其溫度降到130 °C左右，可以打開儀器的門，以此來加快儀器內(nèi)溫度的下降，80 °C左右可以將反應(yīng)罐拿出， 在通風(fēng)櫥內(nèi)將其打開，待二氧化氮氣體揮發(fā)完畢并且反應(yīng)罐內(nèi)液體的溫度降到室溫后，再將消解后所得的樣品，用1%的稀硝酸溶液定容至25 mL。)重金屬含量的測定用TAS-990原子吸收分光光度計測定樣品中Cd、Cr、Cu、Ni、 Pb, Zn 6種重金屬的含量
實施例2
爬山虎植株的生物量
由表1可知，對照土壤上生長的爬山虎比堆肥上的爬山虎莖、葉有著高的生物量，尤其是葉的量。可能是重金屬對爬山虎的生長有抑制作用。隨著生長時間的延長，植物體內(nèi)重金屬的含量增大，當(dāng)超過本身的解毒容量時，多余的重金屬毒害并阻礙其生長。表1爬山虎植株各部分的質(zhì)量(g)
權(quán)利要求
1.爬山虎在富集生活垃圾堆肥重金屬方面的應(yīng)用；通過鎮(zhèn)壓使堆肥變的結(jié)實平坦，作為修復(fù)工程用地；在工程用地上，種植爬山虎為研制材料，所述的重金屬為Cd、Cr、Cu、Ni、 Pb、Zn。
2.權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中爬山虎在富集生活垃圾堆肥重金屬Ni或Si方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了爬山虎在富集生活垃圾堆肥重金屬方面的應(yīng)用；通過鎮(zhèn)壓使堆肥變的結(jié)實平坦，作為修復(fù)工程用地；在工程用地上，種植爬山虎為研制材料。富集的是堆肥中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn6種重金屬。結(jié)果表明堆肥基質(zhì)上生長的爬山虎根、莖、葉中重金屬含量顯著高于對照土壤。6種重金屬在爬山虎體內(nèi)的富集與分布因重金屬的不同而異。從整體上看，6種重金屬在爬山虎體內(nèi)含量依次為Zn>Cr>Pb>Cu>Ni>Cd，一般而言，爬山虎對Zn、Pb、Cr3種重金屬的富集較大。植物體對重金屬的富集主要在地上部分，有利于對堆肥中的重金屬進(jìn)行提取，達(dá)到修復(fù)重金屬的目的。
文檔編號C05F9/04GK102172160SQ20111005971
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者多立安, 趙樹蘭 申請人:天津師范大學(xué)