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用蕈菌-植物联合修复重金属污染土壤的富集生物后处理技
术的制作方
专利名称:用蕈菌-植物联合修复重金属污染土壤的富集生
物后处理技术的制作方
技术领域:
发明属于资源环境技术领域,具体涉及富集重金属的植物体
和蕈菌子实体后处理技术。
背景技术:
:
随着我国工业化、城市化进程进程不断加快,重金属对土壤、
水源的污染日
益严重。其中镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)、
镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)等是较常见的重金属污染。全世界
平均每年排放Hg约1.5万吨,Cu为340万吨,Pb为500万
吨,Mn为1500万吨,Ni为100万吨。我国现在我国受重
金属污染的农田土壤约2500万公顷,每年被重金属污染的
粮食多达1200万吨,造成的直接经济损失超过100亿元。
重金属可严重破坏正常的土壤或水体生境,造成农牧作物的
减产甚至绝收,严重损害农、渔、牧业生产。农渔产品可不
同程度地富集重金属,富含重金属的农渔产品极大地危害
人类健康。污染土壤的重金属会因地球物理化学循环扩大
污染区域,同时还可污染水源。重金属破换生态环境同时对
污染区域的各种生物都有不同程度的损害。资料表明,污染
土壤-水源的重金属可经食物链层层富集传播直到人,严重
危害人类健康。加之重金属污染区域日趋扩大,解决重金
属污染的问题势在必行。
现在重金属污染土壤的修复主要有工程治理修复、物理修复、
化学修复、农业修复及生物修复五种方法。前三种治理方
较为传统,虽然在实际应用中取得了一定成效,但存在人力
与财力耗费大,实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力降
低等缺陷,不利于大规模的推广应用。生物修复是现实最好
的选择,也是最现实可行的方案。
近年来生物修复技术治理土壤重金属污染已成为主流,各国
都在积极研究推广。生物修复主要包括植物修复和微生物修
复。其中,植物修复是目前国外研究的重点和热点,多种已
实际运用,取得了一定成效。植物修复优点易种植、富集量
大、可以拔除多种土壤中的重金属、土壤肥力流失少、不破
坏基本的土壤结构;植物修复缺点植物生长周期长、后续处
理麻烦(焚烧是主体技术,但污染空气)。植物不易腐烂,致
使现有的植物修复技术实际上只起一个富集浓縮土壤重金
属离子的作用,重金属离子从土壤中被吸收转运到植物体内
后,没有根本从环境中去除,处理不当植物中富集的重金属
离子又会回到环境或土壤中,引起二次污染,并造成污染区
域的扩大。因此富集植物的后处理技术是一个亟待解决的
问题。
蕈菌修复重金属污染的土壤也是国内外研究的重点。蕈菌可
以直接吸收空气中漂浮的重金属或通过菌丝体累积土壤基
质中的重金属(Cd、Pb、Cr、Cu、Zn等);其对重金属的
耐受和富集能力均强于植物。蕈菌还有生物量大、生长周
期短、栽培技术成熟且成本低、无季节限制、不引起土壤肥
力的流失等优点。且蕈菌子实体含糖量大,极易被微生物降
解。降解过程无污染,几乎不产生残渣。因此蕈菌修复重金
属污染的土壤是一个很好的选择。
生物体富集重金属后可作为沼气发酵的原料。沼气发酵原料
非常丰富,包括人畜、家禽粪便和作物秸秆、秕壳、青杂草、
树叶、农副产品加工的废水、残渣、生活污水等。因此,重
金属富集植物和微生物是极好的沼气发酵原料。沼气发酵
可集中处理富集生物。既可以避免常规处理重金属富集植物
造成的二次
污染,又可以极大地减少富集重金属的植物和蕈菌的生物量,
且产生大量沼气(主要成分是甲烷和二氧化碳),可用于燃烧、
发电等的能源。沼气发酵成本极低、技术成熟简单,易于推
广。
沼气发酵中植物体降解速度慢,且不能完全降解。因为植物
体含有大量的纤维素和木质素,将植物体直接投入沼气池进
行减量发酵处理,植物体分解慢、
原料利用率低、发酵减量周期长(2030天)、沼渣生成率高、
易出现结壳等问题,同时植物体碳氮比较大,单独作原料发
酵效率^^且发酵后期容易沼液易酸化。
蕈菌菌丝和子实体含糖量高,碳氮比低,在沼气池中可被快
速降解减量,是沼气发酵微生物生长的绝好材料。使用蕈菌
做沼气材料可促进发酵微生物的快速增值,大大縮短沼气发
酵的启动时间。
发明内容
本发明的目的在于克服重金属超富集生物后处理现有技术
和方法的不足,为人们提供一种高效、低成本、易于实施的
超富集生物体(植物和蕈菌,下同)后处理技术。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
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