本發(fā)明屬于茶園高氯酸鹽污染的防控措施，具體涉及一種茶園灌溉水的高氯酸鹽的去除方法及其裝置。
背景技術(shù)：
高氯酸鹽通過競爭性地抑制人體甲狀腺對碘的吸收，導(dǎo)致人類新陳代謝功能紊亂，較低濃度的高氯酸鹽即可影響機體發(fā)育，特別是神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育。近年來，研究人員在蔬菜、水果、稻米、茶葉等多種農(nóng)產(chǎn)品中檢測到了高氯酸鹽，美國科學院建議飲用水中高氯酸鹽含量不能超過24.5 μg/L。2015年5月26日，歐洲食品安全局根據(jù)健康人群甲狀腺碘攝入產(chǎn)生抑制作用的含量，設(shè)定了每公斤體重每天0.3 μg的每日容許攝入量。
高氯酸鹽具有高溶解性和快速遷移性，易在水體中富集，農(nóng)產(chǎn)品中的高氯酸鹽污染主要由于水源污染引起的，高氯酸鹽污染極易出現(xiàn)在生長期需水較多或?qū)嵤﹪姽嗟霓r(nóng)產(chǎn)品中，例如蔬菜、水果、茶葉等， 2015年12月，中國輸歐茶葉樣本均被檢出含有高氯酸鹽，歐盟有關(guān)組織擬將茶葉中的高氯酸鹽含量強制性標準定為750 μg/kg，一旦該標準制定實施，茶葉高氯酸鹽污染將嚴重影響我國茶葉的出口貿(mào)易。因此，高氯酸鹽污染對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響及其修復(fù)的研究成為了關(guān)注的熱點。
微生物還原修復(fù)技術(shù)成本低，環(huán)境擾動小，適宜于農(nóng)業(yè)面源污染的控制和修復(fù)，而且，在適宜的條件下，環(huán)境中的微生物可以將高氯酸鹽作為電子受體將其還原為氯離子，但要使高氯酸鹽被充分的還原降解，常常需要投加充足的電子供體。電子供體主要分為有機電子供體和無機電子供體。研究中最常用的有機電子供體主要包括：乙酸鹽、乳酸鹽、葡萄糖、蔗糖、乙醇、甲醇等。有機電子供體能夠同時提供電子和碳源，多余的有機物在水體中殘留易造成水體的二次污染。無機電子供體主要包括Fe0、S0、H2、S2O3、H2S等。
高氯酸鹽作為茶園中一種新型的持久性污染物，目前并沒有專門的水源處理設(shè)備，且現(xiàn)行的高氯酸鹽水處理裝置成本較高，也不適合茶園中大規(guī)模的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明基于以上技術(shù)背景，解決茶園中高氯酸鹽污染水源控制的問題，進而保障茶葉產(chǎn)品的食品安全問題。本發(fā)明將還原過程中過量的電子供體和碳源轉(zhuǎn)化成茶樹的植物營養(yǎng)物質(zhì)，解決了高氯酸還原過程中二次污染的后續(xù)處理問題，開發(fā)了一種茶園灌溉水的高氯酸鹽的去除方法及其裝置，實現(xiàn)了高氯酸鹽的去除和茶園水肥噴滴灌的結(jié)合，使微生物修復(fù)茶園高氯酸鹽污染具有獨特的應(yīng)用優(yōu)勢。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
采用污水處理廠污泥，靜置去上清，加入含有高氯酸鹽溶液的厭氧瓶中培養(yǎng)，并按鐵粉、硫粉質(zhì)量比5:1添加鐵粉和硫粉的混合物，定期檢測高氯酸鹽含量變化，直至降解速率達到穩(wěn)定時，自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌群馴化結(jié)束。
采用污水處理廠污泥，靜置去上清，加入含有高氯酸鹽溶液的厭氧瓶中培養(yǎng)，并按有機碳和高氯酸鹽離子的摩爾比≥6:1添加水溶性有機肥（市售的水溶性有機肥，一般標注有機質(zhì)的含量，則有機碳含量為有機質(zhì)含量/1.724，其中1.724為Van Bemmelen因數(shù)），定期檢測高氯酸鹽含量變化，直至降解速率達到穩(wěn)定時，異養(yǎng)高氯酸鹽還原菌群馴化結(jié)束。
將茶園灌溉水源引入無機反應(yīng)器，在反應(yīng)器中添加鐵粉和硫粉混合物以及自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌群，開啟攪拌裝置，保持反應(yīng)器密閉，反應(yīng)一段時間后，將水流引入蓄水箱，蓄水箱中的凈化水可直接用于茶園灌溉或肥料稀釋。
將茶園灌溉水源引入有機反應(yīng)器，在反應(yīng)器中添加水溶性有機肥以及異養(yǎng)高氯酸鹽還原菌群，開啟攪拌裝置，保持反應(yīng)器密閉，反應(yīng)一段時間后，將水流引入肥料稀釋箱，根據(jù)需要進行稀釋后用于茶園施肥。
將處理過茶園灌溉水，接入茶園噴滴灌裝置，根據(jù)需要進行噴灌或滴灌。
所述的一種茶園灌溉水的高氯酸鹽的去除裝置，包括無機反應(yīng)器、有機反應(yīng)器、蓄水箱、肥料稀釋箱、閥門、噴滴灌主管、噴灌支管、噴頭、滴管支管、滴頭。
所述的無機反應(yīng)器設(shè)有水泵、濾膜、攪拌葉片、電機、進水口、出水口、無機物料投加口，所述的無機反應(yīng)器通過水管與蓄水箱相連，所述蓄水箱通過水管與肥料稀釋箱相連。
所述的有機反應(yīng)器設(shè)有水泵、濾膜、攪拌葉片、電機、進水口、出水口、水溶性有機肥投加口。
本技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：
1.本發(fā)明將還原過程中過量的電子供體和碳源轉(zhuǎn)化成茶樹的植物營養(yǎng)物質(zhì)，實現(xiàn)了高氯酸鹽的去除和茶園水肥噴滴灌的結(jié)合；
2.裝置簡單，可組合茶園中的噴滴灌裝置，利用有機肥降解高氯酸鹽，成本較低；
3.本發(fā)明在源頭上防控了茶葉產(chǎn)品中高氯酸鹽污染的問題。
附圖說明
圖1為一種茶園灌溉水的高氯酸鹽的去除裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記：1、無機反應(yīng)器，其中11、水泵，12、濾膜，13、攪拌葉片，14、電機，15、進水口，16、出水口，17、無機物料投加口；2、有機反應(yīng)器，其中21、水泵，22、濾膜，23、攪拌葉片，24、電機，25、進水口，26、出水口，27、水溶性有機肥投加口；3、蓄水箱，4、肥料稀釋箱，5、閥門，6、噴滴灌主管，7、噴灌支管，8、噴頭，9、滴管支管，10、滴頭。
具體實施方式
實施例1：
取污水處理廠污泥，靜置去上清，稱150 g加入?yún)捬跗?，加入高氯酸鹽溶液600 mL，使體系中的高氯酸鹽濃度在10 mg/mL，添加鐵粉25 g，硫粉5 g，向厭氧瓶中通入N2/CO2混合氣，密封后置于恒溫搖床上培養(yǎng)，隔天檢測高氯酸鹽含量變化，當高氯酸鹽降解99％以上時，再添加高氯酸鹽直至體系中的高氯酸鹽濃度在10 mg/mL，反復(fù)降解5次，高氯酸鹽的去除率標準偏差小于5％，自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌群馴化結(jié)束。
取污水處理廠污泥，靜置去上清，稱150 g加入?yún)捬跗?，加入高氯酸鹽溶液600 mL，使體系中的高氯酸鹽濃度在10 mg/mL，添加水溶性有機肥0.05 L（以有機質(zhì)含量為150 g/L的水溶性有機肥產(chǎn)品為例，有機炭含量為87 g/L，按有機碳和高氯酸鹽離子的摩爾比為6:1）向厭氧瓶中通入N2/CO2混合氣，密封后置于恒溫搖床上培養(yǎng)，隔天檢測高氯酸鹽含量變化，當高氯酸鹽降解99％以上時，再添加高氯酸鹽直至體系中的高氯酸鹽濃度在10 mg/mL，反復(fù)降解5次后，異養(yǎng)高氯酸鹽還原菌群馴化結(jié)束。
無機反應(yīng)器進水高氯酸鹽濃度為10 mg/mL，在500 L反應(yīng)器中添加鐵粉2 kg，硫粉0.4 kg，自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌群5 L，開啟攪拌裝置，保持反應(yīng)器密閉，反應(yīng)2 d后，出水高氯酸鹽濃度低于0.05 mg/L將水流引入蓄水箱，蓄水箱中的凈化水可直接用于茶園灌溉或肥料稀釋。
有機反應(yīng)器進水高氯酸鹽濃度為10 mg/mL，在500 L反應(yīng)器中添加有機肥25 L（有機質(zhì)含量為150 g/L），異養(yǎng)高氯酸鹽還原菌群5 L，開啟攪拌裝置，保持反應(yīng)器密閉，反應(yīng)2 d后，出水高氯酸鹽濃度低于0.05 mg/L將水流引入肥料稀釋箱，根據(jù)需要進行稀釋后用于茶園施肥。
將處理過茶園灌溉水，接入茶園噴滴灌裝置，根據(jù)需要進行噴灌或滴灌。
實施例2：
如圖1所示，本實施例所述的一種茶園灌溉水的高氯酸鹽的去除裝置，包括無機反應(yīng)器1、有機反應(yīng)器2、蓄水箱3、肥料稀釋箱4、閥門5、噴滴灌主管6、噴灌支管7、噴頭8、滴管支管9、滴頭10。
所述的無機反應(yīng)器設(shè)有水泵11、濾膜12、攪拌葉片13、電機14、進水口15、出水口16、無機物料投加口17，所述的無機反應(yīng)器通過水管與蓄水箱相連，所述蓄水箱通過水管與肥料稀釋箱相連。
所述的有機反應(yīng)器設(shè)有水泵21、濾膜22、攪拌葉片23、電機24、進水口25、出水口26、水溶性有機肥投加口27。