[发明专利]苔草、结楼草、狗尾草在富集堆肥重金属中的应用

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及城市生活垃圾堆肥的治理及修复方法。更具体的说是一种植物包括：马唐、稗草、苔草、结楼草、狗尾草富集生活垃圾堆肥重金属方面的应用。

背景技术

将城市生活垃圾收集成堆、保温储存、发酵，在人工控制条件下，利用微生物的生物化学作用，将垃圾中的有机物降解转化为稳定的类似腐殖质土壤物质的过程称为垃圾的堆肥处理。该处理过程将垃圾中的易腐有机物分解，转变成富含有机物和氮、磷、钾等营养元素的有机肥料，使垃圾实现从自然界又回到自然界的良性循环，是经济有效处理和消纳城市垃圾的重要途径。就我国垃圾的具体情况来看，生活垃圾中的易腐有机物含量较高，采用堆肥技术可以达到较好的处理效果。

将生活垃圾进行堆肥化处理既可解决城市垃圾的出路问题，又可达到再资源化的目的，具有一定的经济效益和社会效益。并且目前，世界各国都把城市固体废弃物的“无害化、减量化、资源化”的“三化”方针作为综合解决城市垃圾的原则，从这一发展趋势上看，采用堆肥法处理城市垃圾符合这一方向，并被视为处理城市生活垃圾、下水污泥的一条值得重视的途径。

由于垃圾堆肥中还含有重金属、病原菌等物质，因此直接用于农业使人们担心会造成农产品品质不良，污染环境，危害健康的负效应，从而严重影响了其农用前景。李秀文等（2001）研究了连续施用堆肥对大白菜品质的影响，结果表明：连续使用堆肥后大白菜维生素C的含量降低，且堆肥使用量越多降幅越大，大白菜粗纤维含量各处理均比对照有明显下降。垃圾堆肥中的重金属污染问题是最严重的负效应，如何降低堆肥中重金属的毒害效应，完善和提高堆肥技术和质量已经成为近年来垃圾堆肥研究中的热点问题。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。Bhattacharyya等（2005）研究了施用垃圾堆肥对水稻（Oryza sativa L.）及土壤中Cu和Zn含量的影响，结果表明：Cu和Zn在水稻稻秆中的含量显著高于籽粒，同时垃圾堆肥明显地提高了土壤中可淋溶态Cu和Zn的含量。因此长期施用垃圾堆肥必须对植物和土壤中的重金属含量进行定期的监测以避免发生污染。

可见，垃圾堆肥是目前广泛应用且经济有效处理和消纳城市垃圾的重要途径之一。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，它曾被当作有机肥料施入农田。但是近些年发现垃圾堆肥中重金属含量比较高，长期用于农田会导致土壤重金属污染，并在作物中富集，沿食物链对人体的健康构成威胁。因而如何降低垃圾堆肥中重金属的危害是一个重要的研究课题。

Saifullah（2009）在文章中总结植物提取的成功与否取决于生物量大小，植物中重金属浓度大小以及根中重金属可利用部分多少。

在倡导绿色技术的今天,对重金属污染进行绿色修复已显得十分必要，土壤重金属污染是全球面临的环境问题之一，许多研究人员曾对土壤重金属污染进行了大量的研究，作为一种廉价、安全的绿色治理技术—植物修复就是在这种形式下应运而生并成为国际研究和开发的一个重点。植物修复法（Phytoremediation）是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上,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(如灰化处理)后即可将该重金属从土体中去除，达到治理污染与生态修复的目的。通过种植超富集植物或一些对重金属抗性强、具有一定吸收富集能力且生物量大的特殊植物逐步提取土壤中的有害元素，达到修复污染土壤的目的。

重金属在植物体内的分布除了与各种金属本身的性质差异有关外，还与各种植物的适应（对重金属的耐性）机制有关。长期生长在受重金属污染比较严重的地区的植物，由于长期受到高浓度有毒重金属的胁迫作用，会在生理生态特性上发生相应的变化以适应环境，这样，经过大自然筛选出来的一部分野生植物能够避免其毒害的同时超量吸收有毒重金属，另外一类就是不大吸收重金属的耐性植物。

魏树和等的研究表明，植物地上部分重金属含量与其地上部分生物量大小无关，在筛选重金属超富集植物时，植物地上部分重金属含量与植物地上部分生物量可以并重。因此，除植物本身的生长特性如植株大小、生长速率等外，植物对重金属的吸收和积累能力及其对重金属毒害的忍耐能力是决定植物是否适用于植物修复技术的主要因素。