CN102451830B - 利用人工湿地修复多环芳烃污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用人工湿地修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（ 1 ）将多环芳烃污染土壤的修复区域与周围环境用水沟隔离，并在多环芳烃污染土壤上开设与水沟贯通的水槽；（ 2 ）将多环芳烃污染土壤表面整平，在土壤表面种植修复植物，并在地势较高位置安装供水装置；通过供水装置向修复植物定期供水维护修复植物生长，水流从水沟或水槽中回收入供水装置；（ 3 ）修复植物成熟后，对植物地上部分收割转移，并根据污染土壤的修复情况决定是否继续修复。该方法安全高效，无二次污染，而且可以美化环境、缓解温室效应，具有处理成本低、能耗省、效果好等优点。

Description

利用人工湿地修复多环芳烃污染土壤的方法

技术领域

本发明属于环境修复技术领域，具体涉及一种利用人工湿地来对被多环芳烃污染的土壤进行修复的方法。

背景技术

多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是煤、石油、木材等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物，是重要的环境和食品污染物。PAHs一般由两个或两个以上的苯环稠合而成的一类有机污染物，广泛存在于土壤环境中。由于其自身的疏水性及低水溶性等特点，某些高分子量多环芳烃已被证明具有致癌、致畸、致突变的“三致”效应，并且它们随着苯环数量增加，脂溶性越强，水溶性越低，在环境中存在的时间越长，遗传毒性越高，因此受到人们的重视。迄今已发现有200多种PAHs，其中有相当部分具有致癌性，如苯并(α)芘，苯并(α)蒽等。美国环保局在20世纪80年代初把16种未带分支的多环芳烃确定为环境中的优先污染物，我国也将其列入环境污染的黑名单中。多环芳烃极易在土壤环境中累积并可通过食物链传递，对人类健康和生态环境具有很大危害性。

污染土壤的生物修复是指综合运用现代生物技术，使土壤中的有害污染物得以去除，土壤质量得以提高或改善的过程，既包括微生物修复，也包括植物、动物和酶等修复方法。生物修复与其它的污染土壤的处理技术相比，具有成本低、无二次污染及处理效果好等优点，能达到对污染土壤永久清洁修复的目的。

湿地生态修复技术属于生物修复的范畴，是通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建，再现湿地干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥生态修复的作用。湿地生物主要由植物、动物和微生物三部分组成。植物不但可以直接吸收利用污水中的营养物质，富集污水中的重金属等有毒有害物质，还能够输送氧气到根区，提供根区微生物生长、繁殖和降解反应对氧的需求；微生物是对污染物进行吸附和降解的主要生物群体和承担者，有机物的降解和氮化合物的脱氮作用、磷化合物的转化等主要是由植物根区的微生物活动来完成的；浮游动物在水生生态系统中起着重要的调控作用。湿地生态修复技术具有处理效果好、工程造价低、不需耗能、运行成本低等优点，近年来逐渐受到了越来越多的关注。现有技术中，人工湿地进行污水处理方面受到重视，目前被广泛应用于生活污水、工业废水、石油开采废水、垃圾填埋场渗滤液、农业点源污染和面源污染以及水体富营养化问题的治理，然而人工湿地在污染土壤生物修复中的应用现有技术中还没有报道，而多环芳烃污染的环境土壤修复却是现阶段环保工作的一大难题。本发明为此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用人工湿地修复多环芳烃污染土壤的方法，解决了现有技术中多环芳烃污染的环境土壤进行修复和治理的难题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种利用人工湿地修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）将多环芳烃污染土壤的修复区域与周围环境用水沟隔离，并在多环芳烃污染土壤上开设与水沟贯通的水槽；

（2）将多环芳烃污染土壤表面整平，在土壤表面种植修复植物，并在地势较高位置安装供水装置；通过供水装置向修复植物定期供水维持修复植物生长，水流从水沟或水槽中回收入供水装置；

（3）修复植物成熟后，对植物地上部分收割转移，并根据污染土壤的修复情况决定是否继续修复。

优选的，所述修复植物选用香蒲、芦苇、水葱、菖蒲、美人蕉、蜈蚣草中的一种植物或两种以上植物的任意组合。

优选的，当多环芳烃污染土壤面积较大时，将多环芳烃污染土壤细分成若干个修复区域，相邻修复区域间通过水沟隔离，修复区域内通过修复植物进行环境修复处理。

优选的，所述水槽内设置与供水装置连接的水泵，供水装置定期向土壤场地供水，并通过水泵从水槽中回收入供水装置，使修复区域形成干湿交替的人工湿地系统。

优选的，所述方法步骤（3）中档修复植物生长不良时继续添加种植修复植物或更换不同种类的修复植物进行修复。

具体的，本发明的修复技术方案可以按照如下步骤进行：

1）选择一块土壤被多环芳烃污染的场地，用水沟将其与周围环境隔开。将土地尽量弄平整，中间以20厘米左右深的水槽贯通。在地势较高的一边安装一个供水装置。

 2）在污染土壤上种植香蒲、芦苇、水葱、菖蒲、美人蕉、蜈蚣草等修复植物。定期向场地中供水，也可将流出的水泵回到场地中，形成干湿交替的人工湿地系统。

 3）定期进行湿地的供水、管理和维护。在植物成熟后，将植物地上部分收割，并转移到别处。植物生长状况不良时再添加入新的植物，并定期监测污染土壤的环境状况。

本发明通过设置修复植物和通过修复植物构建人工湿地的方法进行环境修复，特别是进行多环芳烃污染土壤，修复方法安全高效，无二次污染。本发明通过湿地生态修复技术修复污染土壤，可以美化环境、缓解温室效应，具有处理成本低、能耗省、效果好等优点。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

1、湿地修复技术是生物修复技术的一种，与传统的物理、化学修复方法相比，具有操作简便、价格低廉、二次污染少等优点；与普通生物修复方法相比，湿地土壤环境含有更多的水分，其中的污染物-植物-微生物之间的联系更加紧密，能够大大提高土壤修复的效率。

2、本发明主要是在人工湿地环境下，利用植物、微生物的联合作用：微生物能够降解大量的有机污染物，植物能够吸收并降解土壤的污染物。利用该技术对多环芳烃污染土壤进行修复，比普通的生物修复方法具有更好的效果。

3、本发明所用的人工湿地在土壤修复过程中清洁、卫生、外形美观，系统中一些景观植物的加入，具有增加绿化和美化环境的功效。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1 苏州工业园区某多环芳烃污染土壤的场地修复

将该技术运用在苏州工业园区某多环芳烃污染土壤的场地修复中。具体实施方法是：用50厘米深的水沟将该场地与周围环境隔开。将土地尽量整平，中间每隔2米以20厘米左右深的水槽贯通。在地势较高的一边安装一个供水装置。在污染土壤上种植香蒲、芦苇、水葱、菖蒲、美人蕉、蜈蚣草等修复植物。定期向场地中供水，也可将流出的水泵回到场地中，形成干湿交替的人工湿地系统。该人工湿地系统运行6个月后，3环多环芳烃的去除率为87%，4环多环芳烃的去除率为72%，5环多环芳烃的去除率为56%，多环芳烃总去除率达到67%。

实施例2 苏州高新区某废弃化工场地上多环芳烃污染土壤的修复

将该技术运用在苏州高新区某废弃化工场地上多环芳烃污染土壤的修复中。具体实施方法是：选取一块被多环芳烃严重污染的土壤，用水沟将其与周围环境隔开。将土地尽量整平，中间每隔2米以20厘米左右深的水槽贯通。在污染土壤上种植香蒲、芦苇、水葱、菖蒲、美人蕉、蜈蚣草等修复植物。在地势较高的一边安装一个供水装置。定期向场地中供水，也可将流出的水泵回到场地中，形成干湿交替的人工湿地系统。人工湿地系统运行4个月后，多环芳烃总去除率达到68%，其中3环多环芳烃的去除率为77%，4环多环芳烃的去除率为62%，5环多环芳烃的去除率为50%。

实施例3 无锡某加油站附近多环芳烃污染土壤的修复

将该技术应用在无锡某加油站附近多环芳烃污染土壤的修复中。具体实施方法是：选择一块土壤被多环芳烃严重污染的场地，将该场地用50厘米深的水沟与周围环境隔开。将土地尽量整平，中间每隔2米用20厘米左右深的水槽贯通。在地势较高的一边安装一个供水装置。在污染土壤上种植香蒲、芦苇、水葱、菖蒲、美人蕉、蜈蚣草等修复植物。定期向场地中供水，也可将流出的水泵回到场地中，形成干湿交替的人工湿地系统。人工湿地系统运行10个月后，3环多环芳烃的去除率为91%，4环多环芳烃的去除率为75%，5环多环芳烃的去除率为68%，多环芳烃总去除率达到79%。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种利用人工湿地修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）将多环芳烃污染土壤的修复区域与周围环境用水沟隔离，并在多环芳烃污染土壤上开设与水沟贯通的水槽；

（2）将多环芳烃污染土壤表面整平，在土壤表面种植修复植物，并在地势较高位置安装供水装置；通过供水装置向修复植物定期供水以维护修复植物生长，水流从水沟或水槽中回收入供水装置；

（3）修复植物成熟后，对植物地上部分收割转移，并根据污染土壤的修复情况决定是否继续修复；

所述修复植物选用香蒲、芦苇、水葱、菖蒲、美人蕉、蜈蚣草中的一种植物或两种以上植物的任意组合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当多环芳烃污染土壤面积较大时，将多环芳烃污染土壤细分成若干个修复区域，相邻修复区域间通过水沟隔离，修复区域内通过修复植物进行环境修复处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述水槽内设置与供水装置连接的水泵，供水装置定期向土壤场地供水，并通过水泵从水槽中回收入供水装置，使修复区域形成干湿交替的人工湿地系统。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（3）中当修复植物生长不良时继续添加种植修复植物或更换不同种类的修复植物进行修复。