堆肥腐殖质的制备及其联合植物修复镉污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种堆肥腐殖质的制备及其联合植物修复镉污染土壤的方法，堆肥腐殖质的制备方法为：将堆肥样品与提取液完全混合，静置，收集上层悬液；之后离心分离收集上清液，用HCl调节上清液pH至1～2，静置；将静置后的溶液离心分离，收集沉淀；将沉淀清洗2～3次后，冷冻干燥，研磨后得到堆肥腐殖质。使用该堆肥腐殖质联合植物修复镉污染土壤的方法为：将腐殖质按照计算得到的质量均匀分散至待修复土壤中；向待修复土壤中移植超积累型植物的幼苗；两个月后收割超积累型植物的地上部分。本发明专利技术的制备原料简单，价格低廉，治理土壤中的镉重金属效率高，对镉重金属污染农用土地有着良好的修复作用，具有较大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
堆肥腐殖质的制备及其联合植物修复镉污染土壤的方法
本专利技术属于重金属污染土壤修复
，具体涉及一种堆肥腐殖质的制备及其联合植物修复镉污染土壤的方法。
技术介绍
目前已经有大量研究证明堆肥能够被利用到土壤重金属修复的领域当中，且取得了比较理想的效果，如生物炭堆肥、污水污泥堆肥。其主要原理是通过堆肥中含有的大量的基团与土壤中的重金属发生化学反应，降低重金属迁移性和生物有效性来稳定重金属，从而钝化重金属，修复土壤。但是，使用堆肥钝化重金属始终无法将重金属从土壤中真正去除，一旦环境条件改变，重金属有效性也可能改变，仍然存在污染风险。因此本技术希望能从堆肥中提取出活化重金属的腐殖质，并联合植物修复，将重金属从土壤中去除。植物修复是土壤修复的一种常用手段，其中超积累植物因对重金属的高耐受和超积累特征而被广泛应用于土壤修复。但是植物修复也存在一定的问题，由于大部分修复植物的生物量较低，生长较慢，导致整个修复周期较长，因此本方法将从堆肥中提取出活性腐殖质来强化植物修复的效果，降低植物修复的周期。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种堆肥腐殖质的制备及其联合植物修复镉污染土壤的方法。本专利技术的制备原料简单，价格低廉，治理土壤中的镉重金属效率高，对镉重金属污染农用土地有着良好的修复作用，具有较大的应用前景。本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种堆肥腐殖质的制备方法，其包括以下步骤：1.1)将堆肥样品与提取液混合，恒温充分震荡使其完全混合，之后在室温下静置，收集上层悬液；所述提取液由Na2P2O7溶液和NaOH溶液混合而成；1.2)将上层悬液经离心分离后，收集上清液，之后用HCl调节上清液pH至1～2，静置；1.3)将静置后的溶液离心分离，收集沉淀；将所得沉淀清洗2～3次后，冷冻干燥，研磨后得到堆肥腐殖质。作为优选，所述步骤1.1)中堆肥样品与提取液的混合质量比为1:10，提取液的Na2P2O7溶液和NaOH溶液均为0.1mol/L，Na2P2O7溶液和NaOH溶液的混合体积比为1:1。作为优选，所述步骤1.1)中混合方式为：在50～60℃下充分振荡24～36小时。作为优选，所述步骤1.2)中静置方式为：恒温60～70℃下静置2～3小时，之后室温静置12～24小时。作为优选，所述步骤1.3)中清洗方式为：将沉淀用超纯水清洗、再离心、收集沉淀，重复2～3次。作为优选，所述堆肥来源为猪粪、羊粪、鸭粪和秸秆中的一种。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述任一所述堆肥腐殖质联合植物修复镉污染土壤的方法，其包括以下步骤：2.1)确定所需修复土壤的质量及需添加的堆肥腐殖质质量，所述土壤的质量按照干土质量计算，所述堆肥腐殖质的质量按照添加比为1‰的量计算；2.2)将腐殖质按照计算得到的质量均匀分散至待修复土壤中；2.3)向待修复土壤中移植超积累型植物的幼苗；2.4)两个月后收割超积累型植物的地上部分。作为优选，所述超积累型植物为东南景天。作为优选，所述步骤2.3)中培养幼苗的方法为：浇水培养幼苗45～60天，培养温度为20～25℃，土壤含水量控制在田间持水量的60～70％。作为优选，所述步骤2.4)中收割植物距离地面1cm以上的部分。本专利技术相对于现有的技术而言，具有如下效果：1)本专利技术从来源广泛、价格低廉的堆肥中提取出能有效活化金属镉的堆肥腐殖质，该堆肥腐殖质与移植超积累型植物联用，不仅能促进移植超积累型植物的生长，还能促进移植超积累型植物对土壤镉的吸收，进而提高移植超积累型植物对镉的提取率，提供一种环境友好且资源节约的针对镉的土壤修复方法。2)本专利技术的堆肥腐殖质制备方法步骤简略、操作方便。3)本专利技术用到的原材料堆肥价格低廉、来源广泛，使得本专利技术的堆肥腐殖质制作成本低，远低于商品腐殖质的价格。4)本专利技术的堆肥腐殖质对超积累型植物修复的促进作用显著优于同浓度的商品腐殖质，完全可以取代现有的昂贵商品腐殖质。附图说明图1为堆肥对土壤中有效态镉含量的影响，图例中的CK、PCK、GCK、DCK和SCK分别表示空白对照组、猪粪堆肥、羊粪堆肥、鸭粪堆肥和秸秆堆肥。图2为不同种类堆肥腐殖质对土壤有效态镉含量的影响，图例中的CK、PH、GH、DH和SH分别表示空白对照组、猪粪堆肥腐殖质、羊粪堆肥腐殖质、鸭粪堆肥腐殖质和秸秆堆肥腐殖质。图3为不同种类堆肥腐殖质对土壤镉形态分布的影响，图例中的CK、PH、GH、DH和SH分别表示空白对照组、猪粪堆肥腐殖质、羊粪堆肥腐殖质、鸭粪堆肥腐殖质和秸秆堆肥腐殖质，F1、F2、F3和F4分别指代弱酸提取态镉、可还原态镉、可氧化态镉和残渣态镉。图4为盆栽实验中添加不同种类的堆肥腐殖质对东南景天干物质量的影响，图例中的CK、HCK、PH、GH、DH和SH分别表示空白对照组、商品腐殖质、猪粪堆肥腐殖质、羊粪堆肥腐殖质、鸭粪堆肥腐殖质和秸秆堆肥腐殖质。图5为盆栽实验中添加不同种类的堆肥腐殖质对东南景天镉含量的影响，图例中的CK、HCK、PH、GH、DH和SH分别表示空白对照组、商品腐殖质、猪粪堆肥腐殖质、羊粪堆肥腐殖质、鸭粪堆肥腐殖质和秸秆堆肥腐殖质。图6为盆栽实验中添加不同种类的堆肥腐殖质对土壤中总镉的去除率，图例中的CK、HCK、PH、GH、DH和SH分别表示空白对照组、商品腐殖质、猪粪堆肥腐殖质、羊粪堆肥腐殖质、鸭粪堆肥腐殖质和秸秆堆肥腐殖质。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。供试土壤采自中国浙江杭州余杭区的普通农田，剔除土壤中石块和植物残渣，经自然风干后磨碎，过10目筛。该农田土壤属于干净土壤，人为添加硝酸镉使土壤中镉的总量达到6mg/kg。将该土壤老化60天处理，期间保持土壤含水率为田间持水量的60％，控制温度在20～25℃，再将该土壤风干后研磨，过10目筛保存备用。实测土壤总镉含量为5.84mg/kg。实施例1：堆肥腐殖质的制备分别称取过100目筛的猪粪、羊粪、鸭粪和秸秆堆肥90g，放置于1000ml的磨口锥形瓶，加入900mL的提取液(0.1mol/LNa2P2O7和0.1mol/LNaOH体积比为1:1)充分摇匀，将锥形瓶置于加热磁力搅拌器上，恒温至60℃并充分振荡24h，之后室温静置24h，取上清液。上层悬液在2400r·min-1的条件下离心5分钟后，将上清液转移至干净的1000mL的锥形瓶中。用HCl(1:1)调节上清液pH至1～2，恒温70℃静置2h后，在室温下静置24h。收集所得的固体颗粒，包括悬浮物和沉淀。在3000r·min-1的条件下将收集得到的固体颗粒离心5分钟，弃去上清液，收集沉淀。将所得沉淀用超纯水清洗，再离心，收集沉淀，重复3次。将所得沉淀冷冻干燥，去除水分，研细后得堆肥腐殖质。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堆肥腐殖质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1.1)将堆肥样品与提取液混合，恒温充分震荡使其完全混合，之后在室温下静置，收集上层悬液；所述提取液由Na

【技术特征摘要】
1.一种堆肥腐殖质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1.1)将堆肥样品与提取液混合，恒温充分震荡使其完全混合，之后在室温下静置，收集上层悬液；所述提取液由Na2P2O7溶液和NaOH溶液混合而成；
1.2)将上层悬液经离心分离后，收集上清液，之后用HCl调节上清液pH至1～2，静置；
1.3)将静置后的溶液离心分离，收集沉淀；将所得沉淀清洗2～3次后，冷冻干燥，研磨后得到堆肥腐殖质。


2.根据权利要求1所述堆肥腐殖质的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1)中堆肥样品与提取液的混合质量比为1:10，提取液的Na2P2O7溶液和NaOH溶液均为0.1mol/L，Na2P2O7溶液和NaOH溶液的混合体积比为1:1。


3.根据权利要求1所述堆肥腐殖质的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1)中混合方式为：在50～60℃下充分振荡24～36小时。


4.根据权利要求1所述堆肥腐殖质的制备方法，其特征在于，所述步骤1.2)中静置方式为：恒温60～70℃下静置2～3小时，之后室温静置12～24小时。


5.根据权利要求1所述堆肥腐殖质的制备方法，其特征在于，所述步骤1.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：田光明，王凯迪，曾凡健，王敏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33