本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種采用碳納米管調(diào)控生活垃圾堆肥重金屬釋放量的方法。
背景技術(shù)：
生活垃圾主要指居民日常生活、生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物。全球生活垃圾從2005至2025年將增長(zhǎng)51%。我國(guó)生活垃圾年均增長(zhǎng)超過15%，全國(guó)垃圾堆積累計(jì)侵占土地超過5億平方米。到2015年，我們部分城市的生活垃圾年產(chǎn)量預(yù)計(jì)將超過1000萬噸。生活垃圾物理成分分布主要為玻璃、磚瓦、煤渣灰土等無機(jī)物和植物、纖維、塑料、紙等有機(jī)物，其中可堆腐物占到30%以上?；瘜W(xué)成分主要為水分、N、P、K、有機(jī)質(zhì)等，部分地區(qū)生活垃圾水分含量超過50%。
目前常用的生活垃圾處理方法主要有衛(wèi)生填埋、焚燒和高溫堆肥。衛(wèi)生填埋已成為大多是城市處理生活垃圾的主要方法。但衛(wèi)生填埋占據(jù)大量用地，隨著生活垃圾日產(chǎn)量逐年提高，垃圾圍城現(xiàn)象愈加嚴(yán)重，并且含水率較高的垃圾直接堆埋產(chǎn)生的滲瀝液較多，其中含有較多有害物質(zhì)，并且產(chǎn)生大量溫室氣體，極易造成二次污染。焚燒處理使可燃垃圾燃燒轉(zhuǎn)化為殘?jiān)?，減少垃圾填埋量，并且高溫燃燒殺死其中的病原體和寄生菌，產(chǎn)生的熱能可用于供熱發(fā)電。但焚燒將部分污染物由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，尾氣含有復(fù)雜的污染物質(zhì)，尤其會(huì)產(chǎn)生二惡英劇毒物質(zhì)，在環(huán)境中有很強(qiáng)的滯留性。堆肥處理是指通過微生物在一定的人工條件下，發(fā)酵降解垃圾中的有機(jī)物形成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程，是一種資源化、穩(wěn)定化、無害化的固廢處置方式。生活垃圾經(jīng)堆肥化處理后，富含有機(jī)質(zhì)、氮、磷等養(yǎng)分，并且無害化處理后可以作為肥料改善土壤環(huán)境，有較好的應(yīng)用前景，同時(shí)也需指出的是，生活垃圾堆肥也存在其中重金屬含量較高等風(fēng)險(xiǎn)。各處理方式要求垃圾的成分是不同的，單一模式處理無法實(shí)現(xiàn)真正的無害化。針對(duì)垃圾不同主成分采用多種處理方法相結(jié)合，成為現(xiàn)在垃圾處理的大勢(shì)所趨。
垃圾堆肥中含有豐富的有機(jī)質(zhì)以及植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。研究表明，生活垃圾堆肥中的有機(jī)物、N、K、木質(zhì)素含量較高，將堆肥作為肥料添加到土壤中，能夠提高土壤肥力、增加土壤持水能力、改善土壤的理化性質(zhì)、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量。有研究表明，將農(nóng)田廢棄物堆肥和化肥分別和施入土壤，并種植圓白菜，對(duì)比作物的生長(zhǎng)狀況，害蟲數(shù)量以及經(jīng)濟(jì)效益等。結(jié)果表明，雖然施加對(duì)堆肥的土壤中害蟲數(shù)量是施加化肥的兩倍，但是，經(jīng)濟(jì)效益是其3倍。張春英按不同比例混合垃圾堆肥和原土后，添加5%~20%的垃圾堆肥能夠顯著提高有機(jī)質(zhì)、速效磷和全氮含量，增加花卉地上地下干重；其中，添加10% 堆肥時(shí)，地下干重是對(duì)照的3.61倍，有研究表明，利用堆肥改善土壤后種植菊苣，土壤的肥力顯著增加，菊苣顯著增產(chǎn)。唐少杰在施入堆肥的土壤上輪作冬小麥和夏玉米，作物施用生活垃圾堆肥后玉米增產(chǎn)率明顯增加，達(dá)到43.4%，小麥增產(chǎn)率2008年度，2009年度分別為53.6%和99.2%。還有研究表明，在沙質(zhì)土壤中施用堆肥可以提高土壤中的碳氮比，增加P、K、Mg含量，并且有益于增加土壤腐殖質(zhì)。但是，來自工業(yè)區(qū)的堆肥即使少量施加，也會(huì)引起重金屬含量的顯著增加。如果不考慮重金屬的影響，添加堆肥可以顯著提高土壤質(zhì)量。
我國(guó)生活垃圾堆肥受到源頭垃圾分類不明確的因素影響，生活垃圾中混雜著電池、電子器械等富含重金屬的材料。李七偉等研究表明，生活垃圾經(jīng)過堆肥處理后，重金屬總量變化不明顯，其中Hg、Pb、Cr等元素穩(wěn)定態(tài)含量上升。張靜等研究表明，Pb、Cd、Zn在堆肥過程中由其他形態(tài)向Fe-Mn結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化，但是由于堆肥過程中pH降低，Pb、Cu、Zn的生物有效態(tài)略微增加。施用生活垃圾堆肥會(huì)增加土壤中重金屬含量，與此同時(shí)增加了土壤中重金屬向植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移，從而帶來一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。邵華偉研究施入生活垃圾堆肥后玉米各器官重金屬分布的規(guī)律為：根>莖>葉>籽粒，結(jié)果表明連續(xù)3年施肥土壤中的養(yǎng)分含量提高，但是重金屬含量也積累，其中Cd含量為0.416 mg·kg-1，Pb為21.6 mg·kg-1，3年內(nèi)暫時(shí)不會(huì)引起土壤重金屬污染。葛春輝的研究到了相似的結(jié)果，施用垃圾堆肥后，土壤的有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分隨堆肥含量增加而增加，但是，負(fù)面影響是重金屬含量同時(shí)隨之增加，籽粒中Cr、Cd的增幅達(dá)38.6%~450%，雖然尚未超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但長(zhǎng)期使用需要進(jìn)一步監(jiān)測(cè)。由此可見，施用生活垃圾堆肥在一定程度上提高土壤重金屬含量，進(jìn)而增加種植作物體內(nèi)重金屬含量，堆肥農(nóng)用在短期內(nèi)可以提高土壤肥力，但是多年施用需要及時(shí)監(jiān)測(cè)。
生活垃圾堆肥常常替代土壤用于草坪基質(zhì)，其具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)意義。草坪作為城市綠化建設(shè)的主要組成部分，給城市居民提供休閑娛樂的場(chǎng)所。能否擁有優(yōu)質(zhì)的草坪綠地，是城市現(xiàn)代化的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一?，F(xiàn)在城市綠化用地多為舊城拆遷地或建筑用地等，土質(zhì)較差缺乏肥力，傳統(tǒng)草坪建植采用整體鋪設(shè)草皮卷，消耗了大量的優(yōu)質(zhì)農(nóng)田。草坪施肥可以有效的改善草坪質(zhì)量，及時(shí)給草坪補(bǔ)充養(yǎng)分可以提高草坪品質(zhì)，添加堆肥后，可以提高草坪植物的發(fā)芽率。堆肥對(duì)草坪植物生態(tài)和質(zhì)量特征有顯著影響，添加后能提高草坪草的生物量，促進(jìn)生長(zhǎng)；并且加快植物返青，對(duì)第二年植物的密度、質(zhì)地、蓋度等均有促進(jìn)作用。研究表明，在狼牙草草坪建植中添加12.5%的堆肥，能夠顯著提高草坪質(zhì)量，促進(jìn)根葉生長(zhǎng)，垃圾堆肥能夠明顯改善土壤、提高肥效，增加土壤中養(yǎng)分含量。此外，堆肥可以作為無土草皮基質(zhì)。將生活垃圾堆肥和豆秸稈制成復(fù)合基質(zhì)，在低配豆秸的配比下，種子萌發(fā)、地上單株凈光合量和葉綠素均有提高，可以利用堆肥和豆秸稈復(fù)合基質(zhì)替代土壤建植草坪。在不同粒徑的生活垃圾堆肥種植高羊茅，結(jié)果表明，小粒徑(300-600nm)的生活垃圾堆肥能夠提高高羊茅的葉綠素含量，并且促進(jìn)根的生長(zhǎng)，并且在水分脅迫下能夠緩解干旱傷害，提高抗旱性。對(duì)微生物和土壤動(dòng)物而言，添加堆肥可以抑制草坪病原菌，不但可以減少草坪疾病，而且減緩了草坪的抗藥性。添加堆肥后，草坪建值體系中土壤線蟲的優(yōu)勢(shì)屬發(fā)生了變化，抑制植物寄生類群的生長(zhǎng)繁殖，為草坪生長(zhǎng)創(chuàng)作了良好的環(huán)境。
將生活垃圾堆肥用于草坪建植體系能夠有效的改善土壤的有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，并且草坪植物富集的重金屬不沿食物網(wǎng)富集，進(jìn)入人體危害健康的風(fēng)險(xiǎn)減少。但是，長(zhǎng)期使用土壤重金屬的積累仍然不可小窺，此外，土壤中重金屬受到土壤淋溶作用向下遷移，導(dǎo)致地下水重金屬污染。降低堆肥中重金屬危害將會(huì)給堆肥的合理化利用提供更廣闊的空間。
大多數(shù)重金屬是過渡性元素。土壤環(huán)境中，重金屬在一定幅度內(nèi)會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不同價(jià)態(tài)的重金屬具有不同的活性和毒性。土壤重金屬污染具有范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、隱蔽性強(qiáng)、通過食物鏈富集、治理難度大、不可逆性等特點(diǎn)。大量生物分析與毒理研究表明，環(huán)境中重金屬元素的生物活性、毒性以及重金屬的遷移轉(zhuǎn)化過程和其在環(huán)境中的存在形態(tài)密切相關(guān)。因此只依靠重金屬總量很難表明重金屬的污染特征。
重金屬在基質(zhì)中形成不同的化學(xué)形態(tài)，易被基質(zhì)介質(zhì)吸附。但是在各種因素的影響下，重金屬會(huì)發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)換。重金屬在基質(zhì)中的遷移是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，是物理遷移、物理化學(xué)遷移和生物遷移三種遷移方式共同作用的結(jié)果，導(dǎo)致了重金屬在基質(zhì)中遷移的難以預(yù)測(cè)性。
納米顆粒類修復(fù)劑含有巨大的比表面積，對(duì)基質(zhì)中的污染重金屬離子具有極強(qiáng)的吸附作用，可以降低污染基質(zhì)中重金屬離子的遷移、轉(zhuǎn)化及其生物有效性重金屬含量。碳納米材料是納米材料領(lǐng)域重要的組成部分，主要包括碳納米管、富勒烯、石墨烯及其衍生物等。碳納米管是石墨六角網(wǎng)平面卷成無縫筒狀的單層管狀物質(zhì)或?qū)⑵浒趦?nèi)，層層套疊而成的多層“管狀物質(zhì)”。納米碳管分為單壁碳納米管（SWNTs）和多壁碳納米管(MWNTs)。單壁碳納米管的直徑大致在0.4～2.5nm之間，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)微米；多壁碳納米管由多個(gè)同軸 SWNTs 組成，層數(shù)可以在兩層到幾十層之間，層與層之間距離0.34nm，直徑可以達(dá)到100nm左右。MWNTs 比表面略低，由于MWNTs 管壁上存在較多缺陷，因而具有較高的化學(xué)活性。碳納米管含有豐富的納米孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，結(jié)構(gòu)特征決定其物理、化學(xué)性質(zhì)，主要表現(xiàn)在它具有優(yōu)良的吸附能力、特殊的電學(xué)和機(jī)械性質(zhì)，并且具有優(yōu)良的吸附能力。
總之，目前碳納米管及其衍生材料用于重金屬吸附技術(shù)，主要限于污染水體治理領(lǐng)域，而應(yīng)用于生活垃圾堆肥基質(zhì)重金屬釋放量方面，還尚無文獻(xiàn)報(bào)道。
碳納米材料由于其比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、表面可復(fù)合多種功能集團(tuán)等特點(diǎn)在污染物質(zhì)治理方面效果顯著。現(xiàn)在大量研究均為碳納米材料吸附水體中污染物質(zhì)，對(duì)固體基質(zhì)等膠體環(huán)境中污染物質(zhì)修復(fù)的研究較少。并且，大量研究分析高濃度碳納米材料對(duì)離體細(xì)胞、組織等的毒害作用，以及對(duì)植物、微生物的影響，表明碳納米材料有顯著的劑量效應(yīng)，但是施用碳納米材料低濃度長(zhǎng)時(shí)效的研究較少。生活垃圾堆肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、園林綠化方面有顯著成效，如果無法解決其重金屬含量累積而引起的環(huán)境重金屬污染，將制約垃圾堆肥的廣泛使用。
本技術(shù)主要采用碳納米材料固定、修復(fù)生活垃圾堆肥中的重金屬，探究碳納米材料對(duì)生活垃圾堆肥中重金屬的固定效果。在草坪建植堆肥基質(zhì)中施加碳納米材料，分析測(cè)定碳納米材料修復(fù)后的生活垃圾堆肥在模擬人工酸雨條件下的重金屬滲漏特征。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明利用碳納米材料固定生活垃圾中的重金屬后，模擬酸雨條件下，其中重金屬的淋溶量和淋溶率，并分析探究碳納米材料生活垃圾堆肥混合基質(zhì)中重金屬的淋溶釋放特征。本技術(shù)有助于了解碳納米材料固定后的重金屬在自然降雨作用下釋放量，為垃圾堆肥安全使用提供技術(shù)支持。
為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明公開了如下的技術(shù)內(nèi)容：
一種采用碳納米管調(diào)控生活垃圾堆肥重金屬釋放量的方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)行：
（1）研制材料
供試?yán)逊嗜∽蕴旖蚴行〉砩罾逊侍幚韽S，過2mm篩備用；其中生活垃圾堆肥的主要理化性質(zhì)為：pH 7.49，電導(dǎo)率2300 μS/cm，有機(jī)質(zhì)131.84 g/kg，全磷6.81 g/kg，全氮25.09 g/kg，Ca含量23.33 mg/kg，F(xiàn)e 30.49 g/kg，Cu 341.34 mg/kg，Zn 677.33 mg/kg，Pb 216.98 mg/kg，Cd 5.02 mg/kg，Mn 437.88 mg/kg，Cr 702.60 mg/kg，Ni 41.82 mg/kg。
羧基化多壁碳納米管的直徑：20-40 nm；長(zhǎng)度：10-30 μm；-COOH含量：1.43%；純度：>90 wt%；灰粉：<8 wt%；比表面積：>110 m2/g；導(dǎo)電率：>102 s/cm；
羥基化多壁碳納米管的直徑：20-40 nm；長(zhǎng)度：10-30 μm；-OH含量：1.63%；純度：>90 wt%；灰粉：<8 wt%；比表面積：>110 m2/g；導(dǎo)電率：>102 s/cm；
（2）試驗(yàn)方法：
1）淋溶管為高25 cm，內(nèi)徑3 cm的PVC管，管底用紗布封底，每個(gè)柱內(nèi)，底層填充河沙20g高度1-2cm，上層填充150g生活垃圾堆肥和1%(w/w)的碳納米材料形成混合基質(zhì)，設(shè)置1個(gè)對(duì)照組（CK）：不添加碳納米材料，2個(gè)處理組分別為：羥基化多壁碳納米管（C-OH）和羧基化多壁碳納米管（C-CH）；
2） 設(shè)置淋溶液
模擬夏季暴雨的淋洗，根據(jù)天津市降水pH值調(diào)查，屬酸性降水，年均值為pH 5.6，本實(shí)驗(yàn)配制SO2-4、NO3-、Cl-、NH+4、Mg2+、Ca2+、K+、Na+濃度分別為14.96、6.54、1.68、3.71、0.82、1.38、0.64、0.78 mg·L-1的模擬雨水，并用 HCl 調(diào) pH 為 5.6；
3）淋溶試驗(yàn)
淋溶管靜置熟化30天，每天給管內(nèi)加入適量的蒸餾水，管內(nèi)土壤含水量為田間持水量，期間，室內(nèi)溫度18～25 ℃，相對(duì)濕度35%～65%，光照為透入室內(nèi)的自然光，6856LX-27090LX，第30天，進(jìn)行淋溶實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，從頂端注入模擬雨水，淋溶管下端流出的淋溶液每10 ml采集一次，直到淋溶液累積量達(dá)到100 ml，并記錄時(shí)間，，淋溶液用原子吸收分光光度計(jì)TAS-990測(cè)定其中重金屬Cu、Pb、Cd的濃度。
本發(fā)明進(jìn)一步公開了采用采用碳納米管調(diào)控生活垃圾堆肥重金屬釋放量的方法在抑制堆肥中重金屬釋放量和釋放率方面的應(yīng)用，其中的重金屬為Cd、Cu、Pb。特別是在促進(jìn)重金屬的原位固定，減少酸雨淋溶量方面的應(yīng)用效果更加明顯。
本發(fā)明更加詳細(xì)的描述如下：
1研制材料與方法
1.1 研制材料
供試?yán)逊嗜∽蕴旖蚴行〉砩罾逊侍幚韽S，過2mm篩備用。其基本理化性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)含量22.00%，容重0.79g/cm3，孔隙度67.98%，飽和含水量0.67ml·g-1，pH值7.49，全氮0.57%，全磷0.34%，全鉀1. 21%，有效磷 0.078 g·kg-1，C/N 是 8.37，其中金屬含量分別為：Ca 23.23 mg/kg，F(xiàn)e 30.49 g/kg，Mg 5. 78 g/kg，Cu 341.34 mg/kg，Zn 677.33 mg/kg，Pb 216.98 mg/kg，Cd 5.02 mg/kg，Mn 437.88 mg/kg， Cr 702.6 mg/kg，Ni 41.82 mg/kg。
羧基化多壁碳納米管（carboxylic multi-walled carbon nanotubes）購(gòu)于北京博宇高科技新材料技術(shù)有限公司，直徑：20-40 nm；長(zhǎng)度：10-30 μm；-COOH含量：1.43%；純度：>90 wt%；灰粉：<8 wt%；比表面積：>110 m2/g；導(dǎo)電率：>102 s/cm。
羥基化多壁碳納米管（Hydroxylation multi-walled carbon nanotubes）購(gòu)于北京博宇高科技新材料技術(shù)有限公司，直徑：20-40 nm；長(zhǎng)度：10-30 μm；-OH含量：1.63%；純度：>90 wt%；灰粉：<8 wt%；比表面積：>110 m2/g；導(dǎo)電率：>102 s/cm。
1.2 填裝淋溶管
淋溶管為高25 cm，內(nèi)徑3 cm的PVC管，管底用紗布封底。每個(gè)柱內(nèi)，底層填充河沙20g高度約1cm，上層填充150g生活垃圾堆肥和1%的碳納米材料混合基質(zhì)。設(shè)置1個(gè)對(duì)照組（CK）：不添加碳納米材料，2個(gè)處理組分別為：羥基化多壁碳納米管（C-OH）和羧基化多壁碳納米管（C-CH），實(shí)驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。
1.3 設(shè)置淋溶液
天津地區(qū)年降雨量約為550 mm，參考天津2011-2013年城區(qū)6-9月降雨統(tǒng)計(jì)顯示，最長(zhǎng)降雨時(shí)間為15 h，每小時(shí)降雨量達(dá)到16 mm的為暴雨，約60%的雨水進(jìn)入土壤。本實(shí)驗(yàn)?zāi)M夏季暴雨的淋洗。根據(jù)天津市降水pH值調(diào)查，屬酸性降水，年均值為pH 5.6。本實(shí)驗(yàn)配制SO2-4、NO3-、Cl-、NH+4、Mg2+、Ca2+、K+、Na+濃度分別為14.96、6.54、1.68、3.71、0.82、1.38、0.64、0.78 mg·L-1的模擬雨水，并用 HCl 調(diào) pH 為 5.6。
1.4 淋溶試驗(yàn)
淋溶管靜置熟化30天，每天給管內(nèi)加入適量的蒸餾水，管內(nèi)土壤含水量為田間持水量。期間，室內(nèi)溫度18～25 ℃，相對(duì)濕度35%～65%，光照為透入室內(nèi)的自然光（6856LX-27090LX）。第30天，進(jìn)行淋溶實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，從頂端注入模擬雨水。淋溶管下端流出的淋溶液每10 ml采集一次，直到淋溶液累積量達(dá)到100 ml，并記錄時(shí)間。淋溶液用原子吸收分光光度計(jì)（TAS-990）測(cè)定其中重金屬Cu、Pb、Cd的濃度。
1.5 數(shù)據(jù)處理
淋出液中重金屬累計(jì)釋放量的計(jì)算公式為：
式中：q為模擬降雨作用下土壤中重金屬的累計(jì)釋放量(mg/kg)；Ci第i次采樣的淋溶液中重金屬濃度(μg/ ml)，v為每次采樣的淋溶液體積(本試驗(yàn)設(shè)定為10mL)；m為供試土壤質(zhì)量(g)。
土柱內(nèi)重金屬釋放率為：
式中：K為土柱內(nèi)重金屬釋放率；q為模擬降雨作用下土壤中重金屬的累計(jì)釋放量(mg/kg)；S為土柱內(nèi)重金屬含量(mg/kg)。
處理數(shù)據(jù)采用Origin 8.6 進(jìn)行吸附動(dòng)力曲線擬合。
2研制結(jié)果分析
2.1 重金屬的累計(jì)釋放量和釋放率
淋溶結(jié)束后，不同重金屬的累計(jì)釋放量和釋放率如表1所示。添加碳納米材料后，累計(jì)釋放量和釋放率均較對(duì)照有所下降。Pb釋放最少的為添加羥基化碳納米管的處理組。比較不同處理組的釋放率可知，添加碳納米材料后，對(duì)Cu的固定效果最佳。而碳納米材料對(duì)Cd的固定效果不如另兩種元素，釋放率僅降低了16.32%-19.27%。
表1 重金屬的累計(jì)釋放量和釋放率
3 研制結(jié)論
添加碳納米材料后，對(duì)堆肥中重金屬釋放量和釋放率有一定抑制作用，通過淋溶作用，整體而言，3種重金屬釋放率大小為Cd>Cu>Pb，因此在人工酸水的淋溶下，Cd最容易被淋出。本技術(shù)中，添加碳納米材料后，Cd的解吸率約為11%，Cu的解吸率為0.15%~0.34%，由此可見，添加碳納米材料有利于重金屬的原位固定，減少酸雨的淋溶量。Cd在堆肥中可交換態(tài)比例約為8-25%，顯著高于Cu和Pb。在酸雨作用下，Cd容易被淋出。添加碳納米材料后，納米材料表面含有含氧官能團(tuán)增加了堆肥中的結(jié)合位點(diǎn)，因此吸附量增加，累計(jì)解吸率減少。
具體實(shí)施方式
下面通過具體的實(shí)施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術(shù)手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實(shí)施方案應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，對(duì)這些實(shí)施方案中的物料成分和用量進(jìn)行的各種改變或改動(dòng)也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所用原料、試劑均有市售。
實(shí)施例1
（1）研制材料
供試?yán)逊嗜∽蕴旖蚴行〉砩罾逊侍幚韽S，過2mm篩備用；其中生活垃圾堆肥的主要理化性質(zhì)為：pH 7.49，電導(dǎo)率2300 μS/cm，有機(jī)質(zhì)131.84 g/kg，全磷6.81 g/kg，全氮25.09 g/kg，Ca含量23.33 mg/kg，F(xiàn)e 30.49 g/kg，Cu 341.34 mg/kg，Zn 677.33 mg/kg，Pb 216.98 mg/kg，Cd 5.02 mg/kg，Mn 437.88 mg/kg，Cr 702.60 mg/kg，Ni 41.82 mg/kg。
羧基化多壁碳納米管的直徑：20nm；長(zhǎng)度：10 μm；-COOH含量：1.43%；純度：>90 wt%；灰粉：<8 wt%；比表面積：>110 m2/g；導(dǎo)電率：>102 s/cm；
羥基化多壁碳納米管的直徑：20 nm；長(zhǎng)度：10 μm；-OH含量：1.63%；純度：>90 wt%；灰粉：<8 wt%；比表面積：>110 m2/g；導(dǎo)電率：>102 s/cm；
（2）試驗(yàn)方法：
1）淋溶管為高25 cm，內(nèi)徑3 cm的PVC管，管底用紗布封底，每個(gè)柱內(nèi)，底層填充河沙20g高度1cm，上層填充150g生活垃圾堆肥和1%(w/w)的碳納米材料形成混合基質(zhì)，設(shè)置1個(gè)對(duì)照組（CK）：不添加碳納米材料，2個(gè)處理組分別為：羥基化多壁碳納米管（C-OH）和羧基化多壁碳納米管（C-CH）；
2） 設(shè)置淋溶液
模擬夏季暴雨的淋洗，根據(jù)天津市降水pH值調(diào)查，屬酸性降水，年均值為pH 5.6，本實(shí)驗(yàn)配制SO2-4、NO3-、Cl-、NH+4、Mg2+、Ca2+、K+、Na+濃度分別為14.96、6.54、1.68、3.71、0.82、1.38、0.64、0.78 mg·L-1的模擬雨水，并用 HCl 調(diào) pH 為 5.6；
3）淋溶試驗(yàn)
淋溶管靜置熟化30天，每天給管內(nèi)加入適量的蒸餾水，管內(nèi)土壤含水量為田間持水量，期間，室內(nèi)溫度18℃，相對(duì)濕度35%，光照為透入室內(nèi)的自然光，6856LX-27090LX，第30天，進(jìn)行淋溶實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，從頂端注入模擬雨水，淋溶管下端流出的淋溶液每10 ml采集一次，直到淋溶液累積量達(dá)到100 ml，并記錄時(shí)間，淋溶液用原子吸收分光光度計(jì)TAS-990測(cè)定其中重金屬Cu、Pb、Cd的濃度。
實(shí)施例2
（1）研制材料
供試?yán)逊嗜∽蕴旖蚴行〉砩罾逊侍幚韽S，過2mm篩備用；其中生活垃圾堆肥的主要理化性質(zhì)為：pH 7.49，電導(dǎo)率2300 μS/cm，有機(jī)質(zhì)131.84 g/kg，全磷6.81 g/kg，全氮25.09 g/kg，Ca含量23.33 mg/kg，F(xiàn)e 30.49 g/kg，Cu 341.34 mg/kg，Zn 677.33 mg/kg，Pb 216.98 mg/kg，Cd 5.02 mg/kg，Mn 437.88 mg/kg，Cr 702.60 mg/kg，Ni 41.82 mg/kg。
羧基化多壁碳納米管的直徑： 40 nm；長(zhǎng)度： 30 μm；-COOH含量：1.43%；純度：>90 wt%；灰粉：<8 wt%；比表面積：>110 m2/g；導(dǎo)電率：>102 s/cm；
羥基化多壁碳納米管的直徑： 40 nm；長(zhǎng)度： 30 μm；-OH含量：1.63%；純度：>90 wt%；灰粉：<8 wt%；比表面積：>110 m2/g；導(dǎo)電率：>102 s/cm；
（2）試驗(yàn)方法：
1）淋溶管為高25 cm，內(nèi)徑3 cm的PVC管，管底用紗布封底，每個(gè)柱內(nèi)，底層填充河沙20g高度2cm，上層填充150g生活垃圾堆肥和1%(w/w)的碳納米材料形成混合基質(zhì)，設(shè)置1個(gè)對(duì)照組（CK）：不添加碳納米材料，2個(gè)處理組分別為：羥基化多壁碳納米管（C-OH）和羧基化多壁碳納米管（C-CH）；
2） 設(shè)置淋溶液
模擬夏季暴雨的淋洗，根據(jù)天津市降水pH值調(diào)查，屬酸性降水，年均值為pH 5.6，本實(shí)驗(yàn)配制SO2-4、NO3-、Cl-、NH+4、Mg2+、Ca2+、K+、Na+濃度分別為14.96、6.54、1.68、3.71、0.82、1.38、0.64、0.78 mg·L-1的模擬雨水，并用 HCl 調(diào) pH 為 5.6；
3）淋溶試驗(yàn)
淋溶管靜置熟化30天，每天給管內(nèi)加入適量的蒸餾水，管內(nèi)土壤含水量為田間持水量，期間，室內(nèi)溫度25 ℃，相對(duì)濕度65%，光照為透入室內(nèi)的自然光，6856LX-27090LX，第30天，進(jìn)行淋溶實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，從頂端注入模擬雨水，淋溶管下端流出的淋溶液每10 ml采集一次，直到淋溶液累積量達(dá)到100 ml，并記錄時(shí)間，淋溶液用原子吸收分光光度計(jì)TAS-990測(cè)定其中重金屬Cu、Pb、Cd的濃度。