[发明专利]一种活性污泥改性粘土矿物抑制植物吸收土壤氟的方法

说明书

本发明是一种活性淤泥改性粘土矿物抑制植物吸收土壤氟的方法。本发明的技术方案包括以下步骤：⑴量取清水放入容器内，加入一定量的葡萄糖、普钙、尿素，充分搅拌使其溶解；⑵收集城市污水处理厂生化池内活性污泥作为菌种，将其放入步骤⑴中的容器内，加入粘土矿物并搅拌均匀，然后进行间歇性曝气；⑶曝气结束后，加入氯化钙并搅拌均匀，静置沉淀；⑷将步骤⑶中分离得到的沉淀物进行收集后用清水淋洗，然后进行高温处理，得到活性污泥改性的粘土矿物；⑸在氟污染土壤的耕作层加入该活性污泥改性粘土矿物，翻土混合，然后进行植物的常规种植。本发明操作简单，成本低廉，可将土壤中的氟元素固定在粘土矿物空间结构中，从而有效抑制了植物的吸收。

技术领域

本发明属于土壤污染修复技术领域，具体是一种活性淤泥改性粘土矿物抑制植物吸收土壤氟的方法。

背景技术

氟(fluorine，F)虽是机体正常生理活动的微量元素之一，但人类如过量摄取则可引起氟骨症、氟斑牙、脑损伤等氟中毒症状，称为地方性氟中毒，俗称地氟病。该病属典型的地球化学性疾病，累及世界许多国家和地区，我国属于地氟病的高分布国家。地氟病通常分为饮水型、食物型、燃煤型和混合型四大类。土壤氟污染引发的地氟病属于混合型，即土壤氟污染可通过渗滤等作用，污染浅层地下水，从而成为饮水型地氟病来源。同时，土壤氟污染也可因植物吸收而积累在植物体内，通过直接食用其中的蔬果粮食或者间接食用饲喂该高氟植物的禽畜肉类，而被人类所摄取，即通过食物链影响人体健康。因此，对土壤氟污染进行修复，通过抑制植物对氟的吸收从而阻碍其进入食物链具有重要的现实意义。

目前，对土壤中无机污染的修复技术研发多集中在重金属领域，相关成果较多。但重金属属于阳离子，而氟通常以阴离子形态存在，在治理技术及应用效果上具有本质的区别。关于土壤氟污染的修复技术报道相对较少。

发明专利CN201510728049.3公开了一种氟污染土壤的修复剂及修复方法，主要使用改性泥碳、钙镁磷肥以及碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙等，将其配置成悬浊液对土壤进行浇灌，该方法可吸附沉淀水溶态的氟离子，对饮水型氟污染效果较好。发明专利CN201310195260.4公开了一种降低土壤水溶态氟含量的方法，将单宁与Al³⁺、Fe³⁺、Ce³⁺、Zr⁴⁺等离子制成水溶态氟的吸附剂，并与“NPK-腐植酸”缓释肥混合改性使用，可将水溶态氟固定在土壤中，并在一定程度上降低其对作物的危害。

上述方法使用外源工业型物质，操作过程中须格外注意，对土壤存在一定的二次污染风险。此外，对氟污染土壤的修复主要针对水溶态氟，而植物根系对土壤中营养物质的吸收虽然和水溶态有一些关联，但作为生物传输方式，吸收对象的分子链长短、分子量大小、表面基团性质等因素均有极大的影响作用。

因此，对土壤氟污染进行修复，减少其对人类健康的影响具有重要意义，而目前相关修复技术存在一定局限性，开发抑制植物吸收土壤氟的方法具有可行性及应用前景。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种以天然土壤中的粘土矿物为主要成分，利用活性污泥对其表面结构进行活化改性后，作为土壤添加剂有效抑制植物吸收土壤氟的方法。该方法操作简单、成本低廉，对土壤环境友好且无副作用，能显著减少植物对土壤中氟元素的吸收，从而在食物链端降低土壤氟污染对人体的危害。

本发明的技术方案如下：一种活性污泥改性粘土矿物抑制植物吸收土壤氟的方法，包括如下步骤：

⑴量取清水放入容器内，加入一定量的葡萄糖、普钙、尿素，充分搅拌使其溶解；

⑵收集城市污水处理厂生化池内活性污泥作为菌种，将其放入步骤⑴中的容器内，加入粘土矿物并搅拌均匀，然后进行间歇性曝气；

⑶曝气结束后，加入氯化钙并搅拌均匀，静置沉淀；

⑷将步骤⑶中分离得到的沉淀物进行收集后用清水淋洗，然后进行高温处理，得到活性污泥改性的粘土矿物；