接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，包括以下步骤：将生物质和电解锰渣污染土壤混合得到堆肥原料；在堆肥原料中接种白腐真菌得到堆体；将堆体进行堆肥发酵得到堆肥腐熟熟料，完成对电解锰渣污染土壤的修复。本发明专利技术通过接种白腐真菌有效减少了重金属锰的浸出量，有效降低重金属锰的迁移性和生物利用度，有效改变微生物群落结构，增加微生物数目和多样性，提高种子发芽指数，实现污染场地土壤的修复。具有快速启动堆肥修复，有效减少重金属锰浸出量，降低重金属锰的迁移性和生物利用度、提高微生物多样性和群落丰度，提高种子发芽指数等优点。提高种子发芽指数等优点。提高种子发芽指数等优点。

【技术实现步骤摘要】
接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法


[0001]本专利技术涉及重金属土壤修复
，尤其涉及一种接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法。

技术介绍

[0002]电解锰渣是生产金属锰(Mn)过程产生的酸浸渣。据统计，每生产1t电解金属锰将产生7t～9t的废渣，产生的浸出渣属于第Ⅱ类工业固体废物。中国的电解锰冶炼厂每年排放的电解锰渣近千万吨，且目前中国一直是世界上最大的电解锰渣贡献国家。众所周知，电解锰渣含有NH
4+
‑
N和Mn等污染物，露天堆存，不仅占用土地，而且重金属离子会随雨水冲刷、风化作用进入周边水体和土壤中，从而造成土壤和水体污染，危害环境。传统的土壤重金属修复技术如热处理和土壤淋洗法等由于经济投入大，易造成环境破坏以及使用范围窄等问题，由于能耗大、处理效率低等问题，并不符合绿色可持续的发展理念。目前已有的研究技术包括：建立填埋场防渗系统和直接填埋；利用生石灰稳定和固化锰和氨氮；回收电解锰渣中的有价值物质制备肥料和生产建筑材料产品等。上述方法从经济、能源或环境保护角度出发，没有涉及电解锰渣的原位修复，不利于电解锰渣资源化利用的产量化。但锰是植物生长发育必须的微量元素，亟待寻找实现电解锰渣的无害化和资源化利用的方法。
[0003]我国是农业大国，随着人口数目的增多，农业废物的生产量也逐渐增大，据统计，我国农作物秸秆残余年产量超过6亿吨，居世界第一，其中水稻秸秆占比最大，达到32.3％。农作物秸秆数量庞大、成分复杂且种类繁多，如果处理不当会对农业生态系统造成危害，甚至还会涉及到大气环境、水体环境以及土壤等的污染，因此需要采取有效手段对其进行合理处理。目前农业废物的处理方式以焚烧和堆肥为主。焚烧无疑会带来二次污染以及能量的消耗和损失，相较之下，堆肥具有能耗低，二次污染风险低等优势。水稻秸秆是物质和能量的载体，含有氮、磷、钾、大量纤维素和木质纤维素等营养物质。
[0004]堆肥通过微生物作用实现废物中可生物降解的有机物向稳定的腐殖质类物质生化转化的过程，可用于实现农业废物的资源化利用。且堆肥过程中不仅可以促使不稳定的复杂有机物向无害、稳定的腐殖质的转化，还可以实现堆肥原料中重金属的钝化，降低重金属迁移性和生物利用度，降低重金属造成的生态风险，改善污染土壤的质量。电解锰渣污染土壤存在重金属锰浸出总浓度高、土壤有机质含量低、微生物物种数目少、丰度低，难以实现生态恢复等问题，使得传统堆肥法修复电解锰渣污染土壤效果不佳，存在重金属钝化效率低、二次污染风险、不能有效改善锰渣污染土壤微生态环境等问题。
[0005]因此，如何全面解决现有技术中存在的上述问题，探寻一种能有效修复电解锰渣污染土壤的新方法，用于钝化重金属锰、减少重金属锰的迁移性和生物利用度、提高土壤有机质、增加土壤微生物群落丰度、提高土壤种子发芽指数等，对于实现电解锰渣污染土壤的治理和生态恢复具有重大的意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对上述需要解决的技术问题，提供了一种接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，本专利技术通过建立接种白腐真菌堆肥法，用于修复电解锰渣污染土壤，有效减少了重金属锰的浸出量，改变了土壤微生物群落结构，增加了微生物数目和多样性，提高了种子发芽指数。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，包括以下步骤：
[0008]S1、将生物质和电解锰渣污染土壤混合得到堆肥原料；
[0009]S2、在所述堆肥原料中接种白腐真菌得到堆体；
[0010]S3、将所述堆体进行堆肥发酵腐熟，完成对电解锰渣污染土壤的修复。
[0011]上述的接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，进一步的，所述S1中所述生物质为菜叶、水稻秸秆和麸皮。
[0012]上述的接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，进一步的，所述菜叶、水稻秸秆、麸皮和电解锰渣污染土壤的干重质量比为2.5～5.5﹕4～6﹕6.5～8.5﹕2.5～5.5。进一步的，菜叶、水稻秸秆、麸皮和电解锰渣污染土壤的干重质量比为4﹕5﹕7﹕4。
[0013]上述的接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，进一步的，所述S1中所述电解锰渣污染土壤中重金属锰的浸出总浓度为1000mg/L～1400mg/L，有机质含量为10.00％～14.04％。
[0014]上述的接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，进一步的土壤微生物物种数目为346～371个，其细菌群落结构组成主要为放线菌门、变形菌门和蓝菌门。
[0015]上述的接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，进一步的，所述S2中所述白腐真菌的接种量为0.5％～1％。
[0016]上述的接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，进一步的，所述S3中所述堆肥发酵具体为：在所述修复堆体表面覆盖保温材料，第一周，每1～2天翻堆一次；之后，每3～5天翻堆一次，总时长为30天；堆肥发酵过程中堆体水分含量保持在55％～65％，堆肥发酵过程中堆体pH值保持在6.0～7.5。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0018]1、本专利技术提供了一种接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，针对电解锰渣污染土壤中金属锰含量很高，其总量达到1000mg/L～1400mg/L，有机质的含量低，仅有10.00％～14.04％，pH值在6.1～6.5之间，并且土著微生物少或活性低，较难实现无害化和资源化等问题，本专利技术创造性地在堆肥启动之前接种白腐真菌。通过接种白腐真菌影响堆体细菌群落结构与优势菌种，优化堆体理化参数，减少重金属锰的浸出量，降低重金属锰的迁移性和生物利用度。
[0019]首先，在生物质和电解锰渣污染土壤混合所得的堆肥原料中接种白腐真菌，加速了堆肥温度的升高，堆体温度保持在50℃～65℃之间，有利于微生物的活动和新陈代谢，同时有效消灭病原微生物。接种白腐真菌的堆体，比未接种的参比组温度升高更快、NH
4+
出现累积、pH值略微升高、微生物活动更加活跃，促进重金属锰的钝化，减少重金属锰的浸出量、迁移性和生物利用度，该方法修复后的土壤中重金属锰的总浸出浓度只有0.5mg/L～2.5mg/L。
[0020]其次，接种白腐真菌也加速了堆肥修复污染场地土壤过程有机质的减少，微生物在降解有机质的过程释放热量，加速堆体温度的升高，维持堆体温度保持在高温水平，缩短修复周期。
[0021]最后，接种白腐真菌堆肥过程改变了土壤中重金属锰的存在形态，使重金属锰从弱酸提取态转化为可氧化态和残渣态。接种白腐真菌能增加堆肥微生物种类数目，使修复后的电解锰渣污染土壤中微生物物种数目达到460～487个，修复前仅为346～371个。接种白腐真菌堆肥修复电解锰渣污染土壤还改变了土壤中微生物群落结构及优势菌群组成，接种白腐真菌前堆体土壤中优势菌群以放线菌门为主，接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤后优势菌群转为以厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门为主。其中放线菌门在有机物质分解中发挥重要作用，是堆肥过程重要的有机物分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将生物质和电解锰渣污染土壤混合得到堆肥原料；S2、在所述堆肥原料中接种白腐真菌得到堆体；S3、将所述堆体进行堆肥发酵腐熟，完成对电解锰渣污染土壤的修复。2.根据权利要求1所述的接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，其特征在于，所述S1中所述生物质为菜叶、水稻秸秆和麸皮。3.根据权利要求2所述的接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，其特征在于，所述菜叶、水稻秸秆、麸皮和电解锰渣污染土壤的干重质量比为2.5～5.5﹕4～6﹕6.5～8.5﹕2.5～5.5。4.根据权利要求1所述的接种白腐真菌修复电解锰渣污染土壤的方法，其特征在于，所述S1中所述电解锰渣污染土壤中重金属锰的浸出总浓度为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丹莲，高岚，晏铭，程敏，陈亚诗，雷蕾，陈莎，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：