[发明专利]垃圾堆肥重金属淋洗修复中调节温度的方法

说明书

技术领域

本发明属于生活垃圾堆肥在城市草坪建植技术领域中的应用，涉及采用淋洗法研究温度对生活垃圾堆肥重金属在土壤中迁移行为的作用，更具体地说是垃圾堆肥重金属淋洗修复中调节温度的方法。

背景技术

垃圾堆肥中含有丰富的N、P等有机养分，是发展农业、蔬菜、林木生产等方面的有效资源，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。所以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。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。施用垃圾堆肥虽然可以改善土壤的理化性质，提高农林产品的产量和品质，但是如果施用不当也能对环境造成不良影响。特别是重金属问题是垃圾堆肥最主要的负效应，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。

为了更为合理利用垃圾堆肥，减少对城市土壤和地下水的污染，首先要研究垃圾堆肥施入土壤后重金属的迁移行为。温度是影响重金属淋洗的重要因素之一，近些年全球温室效应日益严重，导致地球温度升高，尤其是夏天，城市人口密集，能源消耗量大所导致的热岛效应使城市温度比周边郊区和农村的更高，此外，我国地域辽阔，各个地区气候温度差异很大，研究温度对重金属迁移行为的影响可有助于了解生活垃圾堆肥使用的地区适宜性问题。

因此，本实验采用淋洗法研究温度对生活垃圾堆肥重金属在土壤中迁移行为的作用，以探讨重金属淋洗过程中的迁移行为，以及生活垃圾堆肥使用的地区适宜性问题，旨在为垃圾堆肥在农业中的安全利用提供参考依据。

发明内容

本发明公开了一种生活垃圾堆肥重金属淋洗修复中调节温度的方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）材料准备

1）堆肥和细沙：筛选出粒径60- 20目土壤和沙子；土壤去掉杂质和大块，筛选出均匀细土，沙子用自来水洗净后再用蒸馏水清洗两遍，最后用（w/w）1%的HNO₃溶液浸泡24小时，然后将堆肥和细沙放入烘箱60℃条件下烘干；淋洗柱选用内径为3.5cm、长度为25 cm的PVC管；纱布清洗晾干后用剪刀剪成大小合适的圆形绑在淋洗柱的一端；

2）称取20 g细沙装入淋洗柱底部，在所有PVC管的底部都固定0.2 mm尼龙网以支撑管内的土壤和堆肥，再称取100 g土壤均匀装入淋洗柱中，最后称取20 g堆肥均匀撒在土壤上；用同样方法装好12个淋洗柱；

（2） 淋洗实验

1）将12个淋洗柱分别放入4个培养箱中，每个培养箱各有3个，用蒸馏水滴至饱和，并在每个培养箱中放置1个装蒸馏水的试剂瓶，以保证淋洗液与淋洗柱温度一致，4个培养箱的温度分别设为10℃、20℃、30℃、40℃；

2）平衡48小时后，分别按原先顺序用50 mL蒸馏水淋洗，收集淋洗液，采用TAS-990原子吸收分光光度计测定重金属含量。其中所述的淋洗指的是，用滴管滴加的方式进行淋洗，滴完1 mL后滴加下一个淋洗柱，依次滴加淋洗，平均淋洗速率为8-10 mL/h，每隔48小时淋洗1次，每次50 mL，最后收集3次淋洗液。重金属指的是Cd、Cr、Cu、Ni和Pb含量的变化。

实验结果表明，在温度较高时，所有重金属都比较容易淋洗出，其中Ni的迁移率最大， Cr次之，但是除了Ni和Cr之外，其他Cd，Cu和Pb的迁移率都较低，这可能由于垃圾堆肥中有机质含量很高，堆肥中的重金属与有机质以比较稳定的形式结合在一起，使得重金属不容易被迁移出来。本发明的实验结果不仅能让人们对用于土壤的生活垃圾堆肥中重金属迁移行为有一定的认识，更重要的是能为垃圾堆肥在农业中的合理利用提供依据。

本发明更加详细的制备方法如下：

1 材料与方法

1.1 材料

生活垃圾堆肥取自天津小淀垃圾堆肥处理厂，供试土壤采自天津师范大学主校区小树林边0-20 cm的表层土壤。实验过程中所用的沙子取自天津师范大学建筑工地。淋洗柱选用内径为3.5 cm、长度为25 cm的PVC管。土壤和堆肥基本理化性质见表1

表1 垃圾堆肥基质与土壤基质的背景（ug/g）

1.2 材料准备