一種基于底泥合成人工土壤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域，特別涉及一種基于底泥合成人工土壤的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 底泥是一種水體沉積物，是水體營養(yǎng)物質(zhì)的主要宿體。近些年來，隨著我國經(jīng)濟社 會的發(fā)展和人口的增加，大量的工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)業(yè)廢水排入水體，污水中攜帶的污 染物(重金屬、難降解有機物等)和營養(yǎng)物(N、P等)不斷積累于河流、湖泊和港灣等水體底泥 中，使底泥成了一個潛在而又巨大的內(nèi)污染源，如果不及時治理，將嚴重影響水環(huán)境質(zhì)量甚 至威脅到人們的日常生活。底泥作為水體的重要組成部分，是粘土、泥沙、有機質(zhì)及各種礦 物的混合物在水體傳輸?shù)淖饔孟?，?jīng)過長期的物理、化學及生物的共同作用后，沉積于水體 底部而形成的。因此，底泥中富含大量的營養(yǎng)物質(zhì)，同時它又是多種污染物的蓄積庫，它所 積累的污染物質(zhì)可作為二次污染源直接或間接對底棲生物或上覆水生物產(chǎn)生毒害作用，并 通過生物富集等過程，進入食物鏈影響人體健康。由于底泥的釋放作用而對河流水質(zhì)產(chǎn)生 二次污染作用，會使得水質(zhì)惡化。河涌清淤是消除底泥對河道威脅的最直接、最有效的方 法。但對疏浚的淤泥不及時加以處理處置，而堆積于河道兩側(cè)，不僅占用大量土地資源，而 且仍然可能隨雨水流失進入河道。一般情況下，污染較輕的底泥占底泥總量的2/3以上，對 于污染較輕的底泥的資源化利用尤為重要。最初，底泥利用主要局限于水泥工業(yè)方面，后來 研究者們開始嘗試其在市政、農(nóng)業(yè)方面的利用，從而緩解治理成本、土地資源、生態(tài)環(huán)境等 方面的壓力。
[0003] 在本發(fā)明作出之前，目前有基質(zhì)等農(nóng)用產(chǎn)品能消耗部分底泥，但是基質(zhì)產(chǎn)品本身 用量不大，對底泥的消耗量很小，而且基質(zhì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性相對較差，在生產(chǎn)過程中，原料的 批次、生產(chǎn)的季節(jié)以及不同區(qū)域的生產(chǎn)都會對基質(zhì)產(chǎn)品造成很大的影響。同樣配方的基質(zhì) 產(chǎn)品，在一個地方可能會有優(yōu)良的育苗效果，但在另一個地方就有可能育出次苗、矮小苗， 甚至出現(xiàn)死苗等，這也會對移栽后的生長造成不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，研制一種基于底泥合成人工土壤的方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0006] -種基于底泥合成人工土壤，其主要技術(shù)特征在于包括底泥、蚯蚓糞、秸桿源碳調(diào) 節(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、緩沖劑、微量元素螯合物，其中底泥重量百分比85-95%、蚯蚓糞的重量百 分比為5-15%，在一噸的以上兩種物質(zhì)的混合物中加入猜桿源碳調(diào)節(jié)劑為0.01 -2000g、pH 調(diào)節(jié)劑為〇. 〇l-l〇〇〇g、緩沖劑為〇. 〇l-l〇〇〇g、微量元素螯合物為〇. 01_500g。
[0007] 所述底泥中含蚯蚓消解生物質(zhì)有機固體廢棄物產(chǎn)生的蚯蚓糞。
[0008] 本發(fā)明另一技術(shù)方案是：
[0009] -種基于底泥合成人工土壤的方法，其主要技術(shù)特征在于步驟如下：
[0010] (1)將底泥、蚯蚓糞按照配方量進行混合，并用力擠壓、揉搓，混合均勻；
[0011] (2)將步驟（1)中得到的混合物中加入配方量的秸桿源碳調(diào)節(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑，在適 宜條件下，即溫度15_80°C、含水率在40%以上、pH在6-9、C/N比控制在25-32之間，并且適時 的翻堆，保證充足的氧氣量下進行發(fā)酵，發(fā)酵天數(shù)在30天以上；
[0012] (3)在步驟(2)得到的混合物中，將緩沖劑、微量元素螯合物進行混合，并混合均 勾，陳化穩(wěn)定30天以上；
[0013] (4)使混合物的含水率達到20-40%之間，團粒開始產(chǎn)生，形成人工土壤。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于利用底泥生產(chǎn)的人工土壤能夠有效克服基質(zhì)性質(zhì)不夠 穩(wěn)定、植物安全性低、環(huán)境污染風險大的瓶頸，人工土壤的性質(zhì)不會因為原來的批次、季節(jié)、 地域產(chǎn)生較大的差異，其通過原料配比與發(fā)酵，使人工土壤的應(yīng)用效果始終保持優(yōu)良。同 時，底泥是一種容重較大的物質(zhì)，通過兩種原料的適合配比，可使人工土壤具有成熟土壤相 似的容重，能夠較好的固定植物的根系，增加人工土壤的持水透氣性，協(xié)調(diào)好植物生長過程 中所需的水、肥、氣、熱等環(huán)境因子，能夠很好的克服基質(zhì)發(fā)明的弊端。此外，蚯蚓糞中含有 大量的有益微生物，能夠增加人工土壤的微生物多樣性，更加有助于植物的生長及土壤性 狀的改良。基于底泥和蚯蚓糞為主要材料的人工土壤的配制能夠有效解決成熟土壤消耗的 問題，且實現(xiàn)固體廢棄物的資源化利用途徑，減少因廢棄物隨意堆積、排放引起的環(huán)境問 題。
[0015] 本發(fā)明還具有以下有益效果：
[0016] (1)人工土壤的粒徑組成與成熟土壤相似。底泥的含水率一般為50%，其顆粒的大 小大部分處于粘粒范圍內(nèi)，蚯蚓糞除富含高品質(zhì)有機質(zhì)外，還含有一半以上的礦物質(zhì)，礦物 質(zhì)部分其粒徑處于粉粒和粘粒之間。因此，可以按照成熟土壤中性質(zhì)最優(yōu)良的壤土的粒徑 組成進行兩種材料的配比，搭建人工土壤的機械組成，使人工土壤的粒徑組成處于壤土范 圍內(nèi)，保證人工土壤的保水透氣性。
[0017] (2)人工土壤的養(yǎng)分組成與成熟土壤相似。底泥中含有一定量的有機質(zhì)、氮、磷、鉀 等養(yǎng)分，水溶性養(yǎng)分含量較少，而蚯蚓糞作為一種生物質(zhì)固體廢棄物的生物消解產(chǎn)物，其有 機質(zhì)含量豐富，礦物質(zhì)養(yǎng)分含量也較多，尤其是氮、磷、鉀及其他中、微量營養(yǎng)元素。因此，兩 種材料在很多性狀包括養(yǎng)分組成上可以互補，分別主要充當成熟土壤中的礦物成分和有機 成分，使人工土壤中具有成熟土壤所具有的機械組成和養(yǎng)分條件。
[0018] (3)人工土壤的微生物較成熟土壤更為豐富。在人工土壤的配制過程中加入的蚯 蚓糞，含有大量有益的好養(yǎng)微生物，加上底泥中也含有多種厭氧微生物，而蚯蚓糞作為一種 多孔類材料，為微生物的繁殖提供很大的比表面積。因此，人工土壤中不管是微生物的種類 還是數(shù)量都要比天然成熟土壤更為豐富。
[0019] (4)人工土壤具有成熟土壤的緩沖性能。在人工土壤的配制過程中，添加了一定量 的緩沖劑，緩沖劑的種類主要為乙酸銨，加上蚯蚓糞巨大的比表面和離子吸附、交換能力， 因此在人工土壤陳化穩(wěn)定后的使用中能夠有效地抵抗外界環(huán)境的沖擊，保持其優(yōu)良的酸堿 度、氧化還原電位、陽離子交換量等指標條件，實現(xiàn)人工土壤的穩(wěn)定性。
[0020] (5)人工土壤的重金屬危害性顯著降低。在重金屬污染的河流中，底泥中重金屬含 量也會相應(yīng)地超標，因此在人工土壤的配制中添加一定量的微量元素螯合劑。大量研究表 明，蚯蚓糞能有效鈍化重金屬的活性，降低生物可利用態(tài)重金屬的含量，同時微量元素螯合 劑的加入可通過釋放植物微量元素的同時，絡(luò)合重金屬離子使其鈍化，抑制固定化重金屬 轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨亟饘?，是人工土壤的重金屬含量保持在使用標準臨界值以下。
[0021] (6)加強固體廢棄物的資源化利用。底泥和蚯蚓糞是河流和生物質(zhì)廢棄物產(chǎn)生的 廢棄物資源，近年來關(guān)于底泥和蚯蚓糞的資源化利用途徑也進行了不同領(lǐng)域的研究，但是 其資源化利用水平與國外相差甚遠，且利用途徑中的消解量也受到制約。本發(fā)明將兩種廢 棄物綜合起來利用，不僅能提供兩種廢棄物資源新的利用途徑，而且能大量消解兩種廢棄 物，提供了其有效資源化利用的去向。
[0022] 本發(fā)明的其它具體的優(yōu)點和效果將在下面繼續(xù)說明。
【附圖說明】
[0023]圖1一一本發(fā)明涉及的人造土中不同添加比例蚯蚓糞對小白菜株高的影響示意 圖。
[0024]圖2-一本發(fā)明涉及的人造土中不同添加比例蚯蚓糞對小白菜葉硝酸鹽的影響示 意圖。注:豎向字母不同