[发明专利]采用OTC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，涉及一种采用土霉素（OTC）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。抗生素目前在全球达到1×10⁵—2×10⁵吨/年的使用量，成为世界上最为广泛同时也是使用量最大的药物之一。我国每年有成千上万吨的抗生素类药物被用于畜禽养殖业和人的医疗中。而四环素类抗生素由于具备广谱性、质优价廉等特点，已经成为是世界范围内应用最为广泛的抗生素之一。欧共体中四环素类抗生素用量达2300吨。在2003年，世界共生产OTC总量约为16000吨，其中约有65%是由中国生产的。如今，现在的生产和消费OTC仍继续上升。其中以金霉素、四环素和OTC在实际应用过程中使用量最大并且最为广泛。在农业或草坪种植业中，杀虫剂、除草剂等各种农药广泛使用。同时生活垃圾堆肥也常以有机肥料的形式作为草坪基质或施加到农田中。尽管其本身还有多种较高浓度重金属，如Cd、Cr、Cu、Pb和Zn等。这样农药物对生活垃圾堆肥中的重金属必然起到调控作用。

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，向堆肥基质中添加有机药剂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。有机药剂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OTC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OTC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：