[发明专利]采用环草隆与碳纳米管隔层调控草坪草重金属富集的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种采用Siduron (环草隆)与碳纳米管隔层调控草坪草重金属富集的方法。

背景技术

生活垃圾即城市人们日常生活中排弃的固体废弃物的统称，我国对城市生活垃圾的处理多采用堆肥技术。城市生活垃圾堆肥含有磷、氮、钾和有机质等多种植物生长所需营养物质，可作为有机肥料应用于农业。垃圾堆肥中的养分能够使养分中的有机质含量增加11.81%-72.12%。有研究表明生活垃圾堆肥的施用能够显著提高大白菜产量。研究发现利用生活垃圾堆肥做为基质种植茶树，比对照组增产7%左右。而将生活垃圾堆肥作为组配基质替代耕层土壤生产草皮，则是垃圾堆肥应用的另一有效方式。以生活垃圾堆肥为主体材料来培植草坪植株，实验证明所用组配基质能够培植草皮，与土壤相比综合性能较强，各应用生态性能如杂草控制和节水等性能良好；通过研究黑麦草和高羊茅对复合城市生活垃圾堆肥基质的生态响应得出，用生活垃圾堆肥来替代土壤具有一定的资源开发潜力。

但由于我国大部分的城市垃圾种类繁杂且未经处理，许多废旧电子产品和生活垃圾共同堆放，造成生活垃圾堆肥中重金属含量较高，并且会随着降雨渗滤到土壤和地下水中，引起土壤的重金属污染；同时，重金属的生物有效部分可能导致土壤表面的植物体内重金属含量较高，并通过食物链在人体中聚集，给人体健康带来了巨大危害。有人通过以生菜为供实植株发现堆肥的施用对其产量有明显的增产作用，但植株体内重金属含量随之增多。Madrid等研究了连续使用垃圾堆肥对土壤中重金属累积及生物有效性重金属含量的影响，结果发现，连续使用垃圾堆肥土壤中重金属含量会持续升高，而生物有效性重金属含量也随着升高。垃圾堆肥中的重金属比土壤中固有的重金属生物有效性更高，植物更容易利用。有研究表明在实验中发现玉米籽粒中Cr、Cd的含量随堆肥施加量增加而增加，与对照相比增幅达到38.6%—450%。有人研究堆肥对小麦体内重金属积累的影响发现，小麦体内的重金属富集量与堆肥用量同样成正相关。因此，城市生活垃圾堆肥由于在促进植株生长的同时也增加了植株重金属的富集，限制了生活垃圾堆肥的广泛应用。

农药的广泛应用，为世界各国的农业生产发展做出了巨大贡献。我国作为农业大国促使了农药工业从无到有直至壮大并形成一个协同发展的体系；农药的使用在促进了我国农业生产发展；其中Siduron是一类用量比较广泛的一类农药。

重金属可导致土壤生产力下降，对地下水和农作物造成污染，直接或间接危害人畜健康。通过以上实验表明，向堆肥基质中添加Siduron后会增加重金属的有效态并且能与重金属发生耦合效应使高羊茅草体内重金属富集量与对照组相比明显增多。Siduron的加入还增加了渗滤液中重金属含量，使重金属活性增强，淋溶风险增大，对地下水造成一定的污染。原位固定方案可以用来防治这一现象。经常用作土壤中重金属固定剂的物质有锯末、碳黑，生石灰、磷酸盐以等。实验发现苯胺在未经过处理的碳纳米管上达到最快吸附速率，在硝酸氧化后的碳纳米管上达到最大的吸附量。

发明内容

本发明以氧化改性碳纳米管作为隔层，目的在于利用隔层，减轻Siduron与堆肥复合重金属耦合后重金属向地下渗漏的作用，并为改性碳纳米管在修复有重金属耦合污染提供重要的技术支撑。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：

一种采用Siduron与碳纳米管隔层调控草坪草重金属富集的方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）在自然光下，采用PVC管，Φ=3cm，h=25cm，每只PVC管下端用纱布包好，装入10g过1mm筛的沙子然后将隔层置于沙子上，高度为5cm，最后将160g堆肥置于隔层之上，每个PVC管内撒上0.3g提前24h浸泡过的高羊茅种子，每天早晚用自来水浇灌所有的PVC管并通过称重法调整含水量；使堆肥与混合物的含水量保持在其最大持水量的60%，室内的温度和相对湿度分别为19-24℃，41-58%，光照强度为600-850

（2）隔层材料：载体材料干重5g，碳纳米管干重2g混合均匀，隔层总高度为5 cm，然后加入20mmol/kg配比好的Siduron溶液，正常培养30d后将20mmol/kg配比好的Siduron溶液加入到堆肥基质中，15d后预留1cm后刈割；将刈割下的地上部分置于80°C的烘箱中烘干至衡重；

（3）刈割后第2天将40 mL的人造雨水缓慢连续地浇灌于PVC管内，之后每周淋洗一次，共计三次，淋洗结束后测定体积，测定地上部分生物量、重金属富集量以及淋溶液中重金属含量。