CN109702009A - 一种高羊茅在处理城市污泥重金属污染中的应用及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高羊茅在处理城市污泥重金属污染中的应用及方法，利用高羊茅对铬（Cr）、铅（Pb）、镉(Cd)、砷(As)、汞(Hg)等重金属具有显著的耐性和富集特性，将重金属从土壤中向上转运到地上部，当生长到成熟期将高羊茅整体移除，可以连续提取污染土壤中的五种重金属，直到其含量达到环境安全标准，该方法具有工程量小，不破坏土壤理化性质，无二次污染，且可以在治理复合污染的同时保证土壤肥力的提升，同时高羊茅种植操作简单，成本较低，适应性强，是一种可供大面积工程治理的植物。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种高羊茅在处理城市污泥重金属污染中的应用及方法。
背景技术
城市污泥是污水处理厂污水处理后的副产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，污泥中含有具有潜在利用价值的有机质，氮、磷、钾和各种微量元素。污泥中含有丰富的营养物质(有机质、N、P等)以及可被植物有效利用的矿质元素等,具有较高的农用价值。污泥也是一种能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进植物生长的潜在资源。
污泥农用在国外已有较长历史，其肥效甚至胜过农家肥。然而，城市污水处理厂污泥中的污泥也含有一些重金属和盐类，会通过大气、地下水、地表水等途径重新回到环境中，危害环境安全，严重制约污泥的农业应用。然而，传统处理方法中高温固化污泥耗时费力，成本较高，难以及时处理日趋增多的城市污泥；异地掩埋造成污泥的二次污染。因此采用一种植物修复受到重金属污染污泥的方法，寻找对多种重金属都具有良好耐性和富集特性，兼具经济效益和环境效益的植物成为污泥重金属修复的一个可行技术方案。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高羊茅在处理城市污泥重金属污染中的应用及方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的目的是提供一种高羊茅在处理城市污泥重金属污染中的应用，将高羊茅种植于城市污泥添加后被重金属铬、铅、镉、砷、汞污染的土壤中，利用其植株对铬、铅、镉、砷、汞的富集特性吸收积累重金属铬、铅、镉、砷、汞，并将其转运到植株地上部分；定期收割高羊茅，并集中对其进行灰化处理，对重金属污染的土壤进行修复和固定，以达到修复城市污泥中的重金属污染，并实现农用的目的。
本发明的另一个目的是提供一种利用高羊茅处理城市污泥重金属污染的方法，包括以下步骤：
(1)施基肥：冬末春初时穴垦整地，把污染均匀扑在土地上，与土壤混合；
(2)栽苗：毎年选择土壤湿润时或者阴雨天，将高羊茅种子，直接栽培于城市污泥造成的重金属污染的土壤当中；
(3)管理：在雨水不足的季节，要及时灌水，每次每亩灌水10-20方，使土壤的含水量保持在33-37％；
(4)提取处理：在栽种30天后，将高羊茅全部收割，烘干或晾干后进行灰化处理，提取重金属。
所述步骤2中高羊茅种植密度为800粒/平方米。
所述步骤2中若在冬季种植，则需要建立温室大棚，保障温度大于20℃。
所述步骤2中高羊茅种植后如果主要修复金属为铬、铅、砷，则不施肥，如果主要修复金属为镉和汞，则每亩施用底肥纯氮12kg、磷(P2O5)6kg、钾(K2O)6kg。
本发明的优点是：
发明人利用高羊茅对铬(Cr)、铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、汞(Hg)等重金属具有显著的耐性和富集特性，将重金属从土壤中向上转运到地上部，当生长到成熟期将高羊茅整体移除，重复上述过程，就可以连续提取污染土壤中的五种重金属，直到其含量达到环境安全标准，该方法具有工程量小，不破坏土壤理化性质，无二次污染，且可以在治理复合污染的同时保证土壤肥力的提升。高羊茅生命力顽强，根系发达，可以稳定地表，大量固定水分，可以有效控制污染物的扩散；利用高羊茅的速生性，可以尽快改善城市污泥培肥的土壤污染程度，提高环境效益；同时高羊茅种植操作简单，成本较低，适应性强，是一种可供大面积工程治理的植物。
附图说明
图1所示为实施例中高羊茅在污泥与土壤混合下成长状态。
具体实施方式
以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：
一种利用高羊茅处理城市污泥重金属污染的方法，包括以下步骤：
(1)施基肥：冬末春初时穴垦整地，把污染均匀扑在土地上，与土壤混合；
(2)栽苗：毎年选择土壤湿润时或者阴雨天，将高羊茅种子，以800粒/平方米直接栽培于城市污泥造成的重金属污染的土壤当中，若在冬季种植，则需要建立温室大棚，保障温度大于20℃，高羊茅种植后如果主要修复金属为铬、铅、砷，则不施肥，如果主要修复金属为镉和汞，则每亩施用底肥纯氮12kg、磷(P2O5)6kg、钾(K2O)6kg；
(3)管理：在雨水不足的季节，要及时灌水，每次每亩灌水15方，使土壤的含水量保持在33-37％；
(4)提取处理：在栽种30天后，将高羊茅全部收割，烘干或晾干后进行灰化处理，提取重金属。
高羊茅处理城市污泥重金属污染效果测试：
测试点设在安徽农业大学农萃园教学科研农场。
采用盆栽方式，土壤和污泥配比，设8个处理3次重复，随机排列，一共24盆重复，将污泥与农田土充分混合后，装于口径为25cm塑料盆中，每个实验组混合土重均为3kg，每个组设置3个平行处理，每盆播种15颗子粒饱的高羊茅种子，如表1所示。试验在安徽农业大学农萃园内大棚进行，控制温度在10-35℃，含水量保持在35％水平，常规施肥管理，管理方式与高羊茅一般种植管理相同。1个月后采收样品，如图1所示，测定高羊茅的生物量以及地上部分对重金属的富集系数。
表1高羊茅施肥处理
试验结果如下：
表2五种重金属富集系数
由表2可知，只用污泥不添加肥料，高羊茅去除铬、铅、砷效果最好，添加无机NPK+污泥中量处理，高羊茅去镉和汞效果最好。
表3不同处理土壤有机质变化
由表3可知，添加不同程度的污泥和有机肥处理，种植高羊茅均可以提高土壤中的有机质，只有纯用有机肥反而降低土壤中的有机质，无机NPK+污泥中量明显提高了土壤中的有机质。
表4不同处理土壤容重
由表4可知，种植高羊茅，可以明显降低土壤容重，即提高土壤的孔隙度，改善土壤的通气条件，其中单纯施用污泥效果最佳。
以上仅是本发明的部分实施例，上述实施例不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应该以权利要求限定范围为准。对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进，这些改进也应当视作本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种高羊茅在处理城市污泥重金属污染中的应用，其特征在于，将高羊茅种植于城市污泥添加后被重金属铬、铅、镉、砷、汞污染的土壤中，利用其植株对铬、铅、镉、砷、汞的富集特性吸收积累重金属铬、铅、镉、砷、汞，并将其转运到植株地上部分；定期收割高羊茅，并集中对其进行灰化处理，对重金属污染的土壤进行修复和固定，以达到修复城市污泥中的重金属污染，并实现农用的目的。
2.一种利用高羊茅处理城市污泥重金属污染的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）施基肥：冬末春初时穴垦整地，把污染均匀扑在土地上，与土壤混合；
（2）栽苗：毎年选择土壤湿润时或者阴雨天，将高羊茅种子，直接栽培于城市污泥造成的重金属污染的土壤当中；
（3）管理：在雨水不足的季节，要及时灌水，每次每亩灌水10-20方，使土壤的含水量保持在33-37%；
（4）提取处理：在栽种30天后，将高羊茅全部收割，烘干或晾干后进行灰化处理，提取重金属。
3.根据权利要求2所述的利用高羊茅处理城市污泥重金属污染的方法，其特征在于，所述步骤2中高羊茅种植密度为800粒/平方米。
4.根据权利要求2所述的利用高羊茅处理城市污泥重金属污染的方法，其特征在于，所述步骤2中若在冬季种植，则建立温室大棚，保障温度大于20℃。
5.根据权利要求2所述的利用高羊茅处理城市污泥重金属污染的方法，其特征在于，所述步骤2中高羊茅种植后如果主要修复金属为铬、铅、砷，则不施肥，如果主要修复金属为镉和汞，则每亩施用底肥纯氮12kg、磷6kg、钾6kg。
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