專利名稱：紫花苜蓿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。更具體的說是紫花苜蓿在富集生活垃圾堆肥重金屬方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著城市化發(fā)展，人們越來越關(guān)注環(huán)境質(zhì)量問題，而城市生活垃圾成為影響環(huán)境的一個主要方面。目前我國對這些垃圾主要采用添埋、焚燒、堆肥三種處理方法，前兩種不僅成本高而且還會對環(huán)境造成二次污染，城市生活垃圾的堆肥技術(shù)，能將生活垃圾處理成有機肥料，從源頭消除垃圾，減輕城市生活垃圾給環(huán)境造成的壓力，避免了二次污染，而且能夠?qū)⒗@種稱為“放錯地方的資源”，進行合理的利用，在解決垃圾處理問題的同時，又為農(nóng)作物和園林等提供必要的肥料，從而實現(xiàn)生活垃圾的無害化、減量化和資源化。自1920 年英國人誒·雷華得將堆肥技術(shù)應(yīng)用于城市生活垃圾處理以來，堆肥技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，成為解決城市生活垃圾的一個途徑。堆肥后的產(chǎn)品含有大量的胡敏酸類、富里酸類、N、P等礦質(zhì)元素，對土壤的理化性質(zhì)及生物學(xué)特性具有重要影響，并且對作物的生長發(fā)育具有積極的作用。但近年來，人們逐漸意識到垃圾堆肥中含有較高的重金屬，通過作物富集進入食物鏈，最終危害人類的健康。因此，對垃圾堆肥重金屬進行修復(fù)將具有重要的意義。重金屬污染土地的治理大致有客土法、石灰改良法、化學(xué)淋洗法等。這些方法在污染土壤的改良和治理方面雖然具有一定的理論意義，但在實際應(yīng)用上往往都存在某些局限，近幾年發(fā)展起來的植物修復(fù)技術(shù)以其安全、廉價的特點正式成為研究和開發(fā)的熱點，其發(fā)展也非常迅速。植物修復(fù)技術(shù)是以植物忍耐和超量積累某種或某些化學(xué)元素的理論為基礎(chǔ)，利用植物吸收、降解、揮發(fā)、過濾、固定等作用，凈化土壤和水體中金屬元素、有機污染物、放射性元素的環(huán)境修復(fù)技術(shù)，被稱之為綠色修復(fù)，具有投資和維護成本低、操作簡便、不造成二次污染、利用太陽能、安全、生態(tài)協(xié)調(diào)及美化環(huán)境等優(yōu)點，被更多地應(yīng)用于有機、無機物污染土壤的治理和恢復(fù)研究中。自20世紀80年代問世以來，植物修復(fù)已成為國際學(xué)術(shù)界研究的熱點。Ernst 研究了遏藍菜屬pesture rarca/affliaare)蓮葉中重金屬的累積特征；Wild報道了津巴布韋Ni的超富集植物；Duvigneaud等報道了非洲的Co、Cu 超富集植物以及歐洲的Si超富集植物Jaffre等在新喀里多尼亞發(fā)現(xiàn)了 M超富集植物 Sebertiaacuminat 、Brassica jtincea)在含有高濃度鉛的營養(yǎng)液中，莖中鉛含量高115%，美國已有植物修復(fù)技術(shù)公司用芥菜進行野外修復(fù)試驗，預(yù)計在2年內(nèi)達到目標; Baker發(fā)現(xiàn)植物T. caerulescans在含鋅土壤上有較強的吸收能力，當(dāng)土壤含鋅量為444 μ g/g時，其地上部分鋅含量為土壤含鋅量的16倍，是非超富集植物的150倍；Robinson 報告了一種高生物量的鎳超量積累植物&⑶ / 7，植物平均含鎳7880 ug/g，植株吸收提取鎳總量為168 kg/hm2，僅種植物2年即可把中度鎳污染的土壤(含鎳100 mg/kg)降到鎳含量為 59ug/g0
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我國開展植物修復(fù)技術(shù)研究歷史較短，中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所陳同斌等在90年代末找到了 As的超富集植物-蜈蚣草。他們發(fā)現(xiàn)蜈蚣草不僅對As具有很強忍耐力和超強富集能力，而且生長快，生物量大，地理分布廣，適應(yīng)性強，在As污染環(huán)境中具有良好的應(yīng)用前景；薛生國等發(fā)現(xiàn)了 Mn的超富集植物一商陸；劉秀梅等在盆栽實驗條件下發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)土植物羽葉鬼針草和酸模對1 有很好的耐性，能把絕大部分的1 轉(zhuǎn)移到莖葉；蘇德純發(fā)現(xiàn)芥菜型油菜與印度芥菜一樣，具有較高的富鎘能力，莖葉中鎘的含量大于100 μ g/g 而不出現(xiàn)中毒。目前我國已報道了十幾種吸收金屬和重金屬的超富集植物。用來提取修復(fù)污染土壤的理想植物應(yīng)具有高的生物量并能忍耐和積累污染物。但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的許多超積累植物通常生長緩慢、植株矮小、地上部生物量小，極大地限制植物提取修復(fù)的實際應(yīng)用。生活垃圾堆肥為一復(fù)合重金屬污染體系，找到一種能在此污染體系上良好生長，有較高重金屬含量并有著較高生物量的植物，成為修復(fù)垃圾堆肥重金屬的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以“牧草之王”著稱的紫花苜蓿植物富集材料。其具有耐干旱，耐冷熱，產(chǎn)量高而質(zhì)優(yōu)的特性，又能改良土壤等特性，通過測定中重金屬含量，研究其對生活垃圾堆肥中重金屬的富集作用，為堆肥中重金屬的修復(fù)提供基礎(chǔ)。通過田間實驗，選擇紫花苜蓿為對象，研究在生活垃圾堆肥中CU、Zn、Ni、Cr、Cd、in3 6種重金屬元素在體內(nèi)不同部位的富集情況。結(jié)果表明，和對照相比，重金屬體內(nèi)的含量一般要高，但差異不大。重金屬在體內(nèi)的富集與分布，因重金屬的不同而異。一般而言，根部對Cu、Ni、Cr、1 4種重金屬的富集比莖和葉要大；植株地上部葉中Cd、Zn的富集含量相對較高，說明Cd、Zn由植株根部向葉中的遷移能力較強。根、莖、葉不同重金屬含量比較，都遵循Cr> Pb> Zn> Cu> Ni> Cd的規(guī)律。本發(fā)明公開的技術(shù)內(nèi)容如下紫花苜蓿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，種植紫花苜蓿為研制材料。其中紫花苜蓿為在生活垃圾堆肥基質(zhì)厚度為20-50cm，當(dāng)植物生長成熟時采集的整株鮮活植物；
本發(fā)明所述的重金屬為Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb。本發(fā)明優(yōu)選紫花苜蓿在富集生活垃圾堆肥重金屬Cr方面的應(yīng)用。
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)明做進一步的說明。實施例1
(1)材料垃圾堆肥來自小淀垃圾堆肥處理廠，堆肥基質(zhì)厚度為20 cm;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，種植紫花苜蓿為研制材料。實驗地設(shè)在天津師范大學(xué)北院，于2004年進行草坪建植，當(dāng)植物生長成熟時采集的整株鮮活植物， 分別選取堆肥上植株高度、大小相近的為實驗材料，并以周邊土壤上的為對照。樣品處理用自來水把洗凈，自然風(fēng)干后，把植物體的根、莖、葉分開，標號，在 80°C條件下烘干至恒重，稱其重量，分別粉碎，再放入小樣品袋中備用。(3)樣品消化準確稱取樣品0. 2000 g，放入微波消解容器中，向燒杯中加入4 mL硝酸，并設(shè)置空白試驗，直接加入6 mL放在微波消解罐中進行消化。首先將裝好樣品的消解罐放進微波消解容器中，設(shè)定儀器參數(shù)，然后啟動儀器進行微波消解至消解結(jié)束且溫度降到130°C時打開儀器門加速冷卻，直至溫度降到80°C將樣品取出，放入通風(fēng)廚打開并將樣品用1%硝酸定容轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中。
重金屬含量的測定用TAS-990原子吸收分光光度計，利用火焰原子吸收法測定按順序打開電腦和原子吸收光譜儀，調(diào)整儀器的參數(shù)，選擇元素?zé)?，再打開空氣壓縮機和載氣，點火使載氣在燃燒器燃燒。先后將蒸餾水和空白液從進樣口進樣，調(diào)零，消除背景干擾。 然后將樣品按編號分別從進樣口進樣，記錄每個樣品的濃度。最后，將蒸餾水從進樣口進樣，清潔火焰?？砂创朔椒ǚ謩e測定樣品中重金屬Cu、Zn、Ni、Cr、CcUin3的含量。研制結(jié)果分析
權(quán)利要求
1.紫花苜蓿在富集生活垃圾堆肥重金屬方面的應(yīng)用；它通過鎮(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，種植紫花苜蓿為研制材料，其中紫花苜蓿為在生活垃圾堆肥基質(zhì)厚度為20-50cm，當(dāng)植物生長成熟時采集的整株鮮活植物；所述的重金屬為 Mn, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb0
2.紫花苜蓿在富集生活垃圾堆肥重金屬Cr方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了紫花苜蓿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，種植紫花苜蓿為研制材料。在田間實驗條件下，選擇紫花苜蓿，研究在生活垃圾堆肥中Cu、Zn、Ni、Cr、Cd、Pb6種重金屬元素在植物體內(nèi)不同部位的富集情況。結(jié)果表明，和對照相比，重金屬體內(nèi)的含量一般要高，一般而言，根部對Cu、Ni、Cr、Pb4種重金屬的富集比莖和葉要大；植株地上部葉中Cd、Zn的富集含量相對較高，說明Cd、Zn由植株根部向葉中的遷移能力較強。根、莖、葉不同重金屬含量比較，都遵循Cr>Pb>Zn>Cu>Ni>Cd的規(guī)律。
文檔編號C05F9/04GK102177800SQ201110059720
公開日2011年9月14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)