采用废弃物隔层的NTA修复垃圾堆肥重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用废弃物隔层的NTA修复垃圾堆肥重金属的方法,它是在直径为7.5cm，长25cm的PVC管中装入500g风干的园土，装入水平隔层60g，再装入280g堆肥；在管中播种0.6g高羊茅种子,播种30d后，将10-20mmol/kg堆肥的NTA钠盐水溶液施于堆肥表面，10d后刈割草，测定重金属Cd，Cr，Cu，Pb和Zn的含量变化。本发明专利技术的试验的结果表明：水平隔层铺与土壤至上、堆肥之下，可以减少垃圾堆肥中的有害物质和重金属向土壤中迁移，使草坪植物在化学螯合剂诱导下，增加其吸收堆肥中的重金属的时间和重金属在其体内的富集，并减少重金属向深层土壤的迁移。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于垃圾堆肥在城市草坪建植
中的应用，涉及采用废弃物隔层的NTA修复垃圾堆肥重金属的方法。
技术介绍
将生活垃圾堆肥用作草坪基质，不但可以避开食物链，同时又解决了垃圾的出路问题。垃圾堆肥具有良好的理化性质、丰富的养分，是替代土壤作为草坪基质的较理想材料。在我国人口众多，土地资源相对贫乏，以垃圾堆肥用作草坪基质更具有现实意义。一些草坪植物能够在重金属污染较重的基质中生长，且生长速度快、再生能力强，在化学方法和生物方法协同修复垃圾堆肥重金属中具有较大的应用价值。因此垃圾堆肥作为草坪基质的同时，其重金属又能得到草坪植物的修复，这样既增加了垃圾堆肥的应用潜力又提高了其使用的安全性。目前，我国已初步展开了将生活垃圾堆肥用于园林绿地基质或肥料的科研工作，垃圾堆肥通常以肥料的形式加入土壤，可以改善土壤性质，提高草坪草生物量、叶绿素含量等。但垃圾堆肥中含有高浓度的重金属，在其改善土壤、土壤植物和微生物的同时，也对它们产生危害。所以，提出若想将垃圾堆肥应用于实际必须去除其中的重金属的想法。垃圾堆肥施用过程中，如何防止或者减少重金属进入土壤和地下水产生，已成为要解决的一大问题。研究发现，添加EDTA可以显著提高重金属在供试草坪植物中的富集量。利用EDTA协同植物修复的同时，由于EDTA以及EDTA与重金属螯合形成的复合物具有很强的溶解性和生物毒性，且在土壤中很难被光、化学物质以及生物降解，所以很可能会引起污染深层土壤及地下水污染等环境问题。但是NTA (Nitrilotriacetic acid),在过去50年一直被应用于除垢剂，在分析化学中用作配位滴定剂和掩蔽剂，在催化动力学分析中常作为活化剂。尽管NTA螯合能力比EDTA要弱，但是和低分子量的有机酸(柠檬酸、苹果酸等)相比，仍是一种较强的螯合剂。我们试图通过对草坪堆肥基质渗漏体系中重金属富集、淋溶等的研究，系统地探讨在NTA强化植物修复的同时重金属淋溶迁移的潜在风险，并提出相应的防治方法。提出，使用可渗透隔层置于堆肥和土壤之间的措施，将有助于减缓重金属向下迁移的速度，但隔层材料的选择以及隔层对重金属淋溶迁移的影响依然有待研究。
技术实现思路
本专利技术公开了一种采用废弃物隔层的NTA修复垃圾堆肥重金属的方法，其特征在于按如下的步骤进行 (I)实验材料 I)选用我国北方多年生高羊茅arundinacea L )为实验材料；实验用垃圾堆肥取自天津市小淀堆肥厂，供试土壤取自0-20 cm深的表层园土，堆肥和园土经风干后分别过2 mm筛备用；、2)隔层材料由下至上分别由20g沸石、20g蛭石和20g锯末组成，以上材料均80°C烘干备用; 3)淋溶液的制备用(NH4) 2S04、Na2SO4, K2SO4, MgSO4, Ca (NO3) 2、Mg (NO3) 2、H2SO4 配制出 SO42' NO3' Cl' NH+、Mg2+、Ca2+、K+、Na+浓度分别为14. 96,6. 54,1. 68,3. 71,0. 82,1. 38,0. 64 和 O. 78 mg/L，并用HCl调配pH为5-6的淋溶液，备用； (2)实验方法 1)在直径为7.5cm，长25cm的PVC管底部用直径为O. 2 mm的尼龙网加以支撑，然后将管吊起，管的下方配有锥形瓶接渗滤液； 2)先装入500g风干的园土，铺平，装入水平隔层60g，再装入280g堆肥，铺平于隔层之上； 3)在管中播种O.6 g高羊茅种子，用自来水浇灌，保持其整体田间持水量为60%-65%，种植期间经常调换位置，保证植物光照一致，光照强度为350-800//mol m_2 s—1，室内的温度和相对湿度分别为16-25 °C和36-57% ； 4)播种高羊茅30d后，将10-20 mmol/kg堆肥的NTA钠盐水溶液(150ml)施于堆肥表面，IOd后将草刈割，留Icm茬；将刈割下的草坪草置于80°C的烘箱中烘干至衡重，记一茬草地上生物量； 5)刈割第二天用150mL淋溶液，相当于34. O mm的降水量，进行第一次淋洗，之后每7 d淋溶一次，每次150 mL，共三次淋入450 mL ;三次分别称重，并收集在同一个锥形瓶中，混合均匀备用； 6)上述淋溶处理后，再将浓度10-20mmol/kg堆肥的NTA钠盐水溶液施于堆肥表面，草坪草再经过10 d的生长后，齐基质刈割二茬草，并将割下的草置于80°C的烘干至衡重，记二茬草地上生物量； 7)采用TAS-990原子吸收分光光度计分别测定其中重金属Cd，Cr，Cu，Pb和Zn的含量变化。本专利技术所述的沸石为天然沸石，筛取粒径小于4_ ;蛭石取自日本弘洋园公司，粒径小于4mm。锯末取自加工厂农林废弃下脚料,锯末重金属为Cd, Cr, Ni, Pb, Cu, Zn,背景值分别为 O. 11,3. 34,2. 87,5. 33，11. 85,8. 15 P g/g。本专利技术进一步公开了采用废弃物隔层的NTA修复垃圾堆肥重金属的方法在阻碍堆肥和土壤中重金属向下迁移方面的应用；其方法是采用10 mmol · kg-lNTA协同沸石、蛭石和锯末组成隔层。其中沸石、蛭石和锯末的重量份数比为1:1:1。本专利技术的试验的结果表明水平隔层铺与土壤至上、堆肥之下，可以减少垃圾堆肥中的有害物质和重金属向土壤中迁移，使草坪植物在化学螯合剂诱导下或者微生物协同下，增加其吸收堆肥中的重金属的时间和重金属在其体内的富集，并减少重金属向深层土壤的迁移。本专利技术更加详细的制备方法如下 I实验材料与方法 I.I 土壤、堆肥与草坪植物 (I)实验用植物本试验选用比较常见的多年生高羊茅arundinacea L.)。(2)实验用堆肥和土壤及其理化性质 实验用垃圾堆肥取自天津市小淀堆肥厂。供试土壤取自天津师范大学实验地0-20 cm深的表层园土。堆肥和园土经风干后分别过2 _筛备用。堆肥理化性质为pH 7. 62，有机质含量12. 12%，全氮5. 18%，有效磷77. 92 mg/Kg,饱和含水量0. 76 mL/g。其重金属Cd，Cr，Cu，Pb，Zn背景值分别为I. 97，67. 00,238. 73，172. 11,496. 38 u g/g。土壤性质为pH 8. 30，有机质含量 4. 68%，全氮 0. 21%，有效磷 22. 03mg/kg，饱和含水量0. 58 mL/g。其重金属Cd，Cr，Cu，Pb，Zn的背景值分别为0. 18，2. 13，9. 33, 5. 75, 35. 57 //g/g。I. 2隔层材料选择 本实验隔层材料为沸石、蛭石、锯末。沸石为天然沸石，筛取粒径小于4_的；蛭石取自日本弘洋园公司，取粒径小于4mm的。锯末取自加工厂废弃下脚料，以上材料均80°C烘干，备用。锯末重金属 Cd，Cr, Ni，Pb，Cu，Zn 背景值分别为 0. 11,3. 34，2. 87，5. 33，11. 85，8. 15P g/g。本实验隔层材料由下至上分别由20g沸石、20g蛭石和20g锯末组成，以上材料均80°C烘干备用。1.3淋溶液的制备 根据韩毓(2008)调查全天津市降水pH值范围为4. 00-8. 24，年均值为5. 59，属酸性降/K。本实验用(NH4)2S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵树兰，多立安，贾丽娜，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：