[发明专利]蚯蚓协同草坪草修复生活垃圾堆肥重金属与提高光合量的方法

说明书

技术领域

本发明属于城市环保技术领域，涉及蚯蚓协同草坪草修复生活垃圾堆肥重金属与提高光合量的方法。

背景技术

目前，随着经济的高速发展和人们生活水平的不断提高，城市生活垃圾正以8％的速度递增。垃圾已成为城市社会发展中的棘手问题，其不仅对社会、环境造成公害，而且对资源造成巨大的浪费。当今随着人们环保意识日益增强，对可持续发展问题认识的不断深入，城市生活垃圾处理应走资源化、减量化及无害化道路已被越来越多的人所接受。中国城市生活垃圾处理问题刻不容缓。城市垃圾除简单回收一些物品外，如何在资源化的深度和广度上进一步深入，是目前人们关注的焦点问题。

堆肥法是利用微生物的活动将垃圾中的易腐有机物分解，转变成富含有机质和氮、磷、钾等营养元素和微量元素的有机质肥料，使垃圾实现回归自然界生态系统参与物质循环，是经济有效处理和消纳城市垃圾的重要途径。垃圾堆肥中含有大量有利于植物生长的有机质和矿质元素，如能开发利用，不仅能解决环境问题，而且可以变废为宝，增加新的经济效益。但堆肥中仍存在有害物质，尤其是垃圾堆肥中含有一定量不同的重金属和盐分，即存在多种重金属复合污染的问题。当生活垃圾堆肥施入土壤后，将引起土壤重金属和盐分含量增加，直接危害植物生长或成为潜在的威胁。土壤中累积过多的重金属，一旦进入食物链或地下水，还能造成新的环境问题。

堆肥中重金属主要有铜、锌、铅、铬、镉、镍、汞等。研究表明，施用堆肥后土壤和青菜中重金属积累量随着堆肥施用量的增加，青菜中的重金属含量也呈积累趋势。堆肥施用量过大可使青菜地上部分重金属浓度超过国家标准。因此，在堆肥合理施用过程中，应进一步严格控制重金属及其在作物体中积累，尤其控制可食用部分重金属浓度。所以，采取各种方法来提高垃圾堆肥的质量，减少生活垃圾堆肥中的重金属含量，对城市生活垃圾堆肥进行修复，更具有重要的现实意义和充分的试验价值。施用垃圾堆肥虽然可以改善土壤的理化性质，提高农产品的产量和品质，但是如果施用不当也能对环境造成不良影响。重金属问题是垃圾堆肥最主要的负向效应，重金属含量超标在很大程度上限制了其应用，如何降低重金属污染的毒害效应，完善和提高堆肥技术和堆肥质量已成为垃圾堆肥的研究热点。在施用垃圾堆肥的过程中，不同的土壤对垃圾堆肥的最大承载量有所不同，黄棕壤的承载量为225-900t/ha，潮土为450t/ha，红壤为900t/ha，当垃圾堆肥施用量大于以上标准时，由于重金属危害等原因，将导致作物和蔬菜产量的增幅减少(安胜姬等，2000)。Pinamonti等(1997)比较了相同用量的牲畜粪肥、污泥和白杨树皮混合堆肥以及生活垃圾堆肥对植物和土壤重金属含量的影响；6年后测定结果表明，粪肥以及污泥和树皮堆肥没有引起植物体内和土壤重金属含量的显著增加，而垃圾堆肥处理的土壤中Zn，Cu，Ni，Pb，Cd和Cr总含量以及EDTA可提取态的含量都显著增加，而且植物体内的Pb和Cd含量也明显增加，说明长期施用垃圾堆肥会对环境造成重金属污染。Vincent(1999)在美国Calverton农场研究发现垃圾堆肥中重金属含量是农场土壤的3～20倍，随着垃圾堆肥施入量的增加(21～62t/ha)土壤中重金属含量显著增加。施入垃圾堆肥16和52个月后分别测定土壤重金属含量，结果表明Cu，Zn和Pb主要富集在土壤表层0～5em范围内，而土壤表层的Cd在52个月后还继续的缓慢向土壤下层迁移，所以Cd对土壤环境影响最大。Bhattacharyya等(2005)认为垃圾堆肥是一种很有价值的资源，但是如果长期使用的话，必须定期监测植物和土壤中的重金属含量以避免污染。

植物修复(Phytoremediation)是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的。重金属污染土壤的植物修复作为一种绿色生物技术，已被当今世界迅速接受。影响植物吸取技术的主要限制因素是土壤重金属的生物有效性和重金属从植物根向地上部分转移的能力(Caros et al.，2001)。重金属的生物可利用性低在植物吸收重金属离子的过程中是一个非常重要的限制因子，尤其在中性或碱性土壤中。重金属一旦进入土壤，将通过沉淀、老化、专性吸附等物理、化学过程转成难溶态，降低了土壤中重金属的生物有效性。因此，提高土壤中重金属的生物有效性是关键。