[发明专利]双子叶杂草修复城市生活垃圾堆肥中重金属污染的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染修复工程技术领域，涉及城市生活垃圾堆肥中重金属的修复方法。更具体的说是一种利用双子叶杂草修复城市生活垃圾堆肥中重金属污染的方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市环境问题已变得日益突出。生活垃圾作为城市环境污染非常突出的问题，成为困扰我国城镇经济持续发展、影响居民生活健康的一个主要方面。目前我国多数城市的生活垃圾产量不断增加。据统计，到1998年，我国已累积了60亿t的城市固体垃圾，侵占土地约5.4亿m²，约有200多座城市陷人垃圾包围之中，中国城市固体废弃物的产生量为世界总量的29％，全国城市垃圾年清运量高达14223万t，且每年约以10％速度递增，人均排放量1.56t/人.日。城市生活垃圾在侵占土地的同时，还造成土壤、水体、大气污染，严重影响环境卫生，对人体的健康构成潜在威胁。鉴于上述情况，采取相应的措施应对城市生活垃圾污染问题已是刻不容缓的摆在科技工作者面前的艰巨任务。

我国目前的城市生活垃圾处理处置技术最常用的是卫生填埋，其次是堆肥和焚烧。其中，卫生填埋占总处理量的70％以上，堆肥占20％以上，焚烧所占比例甚微。城市垃圾堆肥化(composting)处理技术实质是一个微生物处理过程，在一定的pH值下，通风供氧，利用好氧嗜温菌与嗜热菌对其中有机物进行生物化学分解，使之变成稳定的有机质，并利用发酵过程中产生的温度杀死有害微生物以达到无害化卫生指标的处理技术。在我国城市垃圾处理中，堆肥方式是最早也是在早期阶段使用最多的方式，当时大部分垃圾堆肥处理场采用敞开式静态堆肥。20世纪80年代以来，我国陆续开发了机械化程度较高的动态堆肥技术。我国各地区由于物料来源和特点差异，堆肥方式和品种很多，堆肥所采用的原料主要有生活垃圾、厩肥、人粪和污泥，产品可作肥料或土壤改良剂。

然而垃圾堆肥化技术在我国城市发展空间有局限，主要表现在：(1)长期以来堆肥化技术只是简单的使用，技术改进和发展不够，缺乏对堆肥过程中的微生物活动机理的深入研究；(2)我国城市垃圾未实行严格的分类收集，混合收集的垃圾杂质含量高，难以杜绝重金属等危险废物的混入；(3)由于未实行严格的垃圾分类，为保证产品质量采用复杂的分离过程，导致产品成本过高；(4)利用城市垃圾堆肥制造的复合肥，与一般化肥和有机复合肥的竞争中不占优势。但是由于堆肥中含有农作物生长所需的氮、磷、钾等元素，又含有农作物所需的硫、钙、镁、锌、铁等微量元素，还含有改善农作物品质的蛋白质、氨基酸等有机成份，同时堆肥还把大量的微生物和酶带入土壤，给土壤微生物环境提供了大量养分和丰富的酶促基质，改善了土壤结构，提高了土壤保水供肥能力。因此，堆肥施用可以促进农作物生长，提高农作物的产量，对改善农产品品质，保持其营养具有特殊作用。但是堆肥中肯定会伴有污染环境的重金属元素，土壤重金属污染主要是由人类活动引起的。例如在有色金属矿床开发、金属冶炼、城市化生活垃圾和固体废弃物堆置，以及为提高农业生产而施用化肥和农药。污水灌溉或者污泥农业应用的过程中，都可能使重金属在生态系统中得到较多的积累。这将会对社会以及环境造成极大的伤害，因此，有必要来研究一下堆肥中重金属的含量以及植物的富集作用。

植物修复技术是近年来发展起来的一种主要用于清除土壤重金属污染的绿色生态技术。重金属超富集植物(hyperaccumulator)及植物修复技术是当前学术界研究的热点领域，随着植物修复技术研究的深入，人们迫切希望能够找到生物量大、抗逆性强、生长迅速、对重金属富集能力强的修复植物。杂草是一类人为与自然选择下产生的高度进化的植物类群，它们生物量大、抗逆性强、生长迅速。长期以来，人们一直关注着其危害并加以防除，随着生物多样性、农业可持续发展等理论的研究，人们越来越认识到杂草在水土保持、土壤改良和农业生态系统中生物多样性的维持等方面起着重要的作用。