CN104312949A - 有机氯污染物净化方法及其使用的净化剂和培养液 - Google Patents

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Abstract

有机氯污染物净化方法及其使用的净化剂和培养液，将净化剂与有机氯污染物混合均匀，然后后调节pH值至大于或等于7，接下来置于一密闭环境中以促使微生物繁殖；每升所述净化剂中含有0.8～1.2%的可溶性淀粉、0.4～0.6%的酵母浸出液、0.08～0.12%的磷酸氢二钠、0.1~0.2%的磷酸二氢钾和0.01~0.02%的维生素B2。本发明针对土壤和地下水等的有机氯污染，针对厌氧菌的营养需求，配置新的净化剂注入污染土壤和地下水，活化土著厌氧菌的生长，利用厌氧菌的脱氯活性，在原位进行净化。

Description

有机氯污染物净化方法及其使用的净化剂和培养液
技术领域
本发明涉及一种有机氯污染物净化方法及其使用的净化剂，扩大培养厌氧菌的简易培养液，属于污染物处理技术领域，特别涉及一种有机氯污染土壤/地下水的净化方法及其使用的净化剂和选择性培养分解有机氯污染物的厌氧菌的简易培养液。
背景技术
自从现代化学工业确立之后，有机氯化合物和人类的生活有了紧密的联系，但是也带来了环境污染等副作用，如有机氯农药作为一类重要的持久性有机污染物所造成的污染和危害已引起普遍关注。《关于持久性有机污染物的斯德哥摩公约》中首批列入受控名单的12种持久性有机污染物中，有9种是有机氯农药。它们的使用不仅会对动物的生命健康构成威胁，而且还会积留于植物体内，也会直接污染我们的环境。
由于有机氯农药为脂溶性物质，故对富含脂肪的组织具有特殊亲和力，且可蓄积于脂肪组织中。有机氯农药的毒性机理一般认为是：进入血循环中，有机氯分子（氯代烃）与基质中氧活性原子作用而发生去氯的链式反应，产生不稳定的含氧化合物，后者缓慢分解，形成新的活化中心，强烈作用于周围组织，引起严重的病理变化，主要表现在侵犯神经和实质性器官。
自20世纪40年代开始使用的 DDT、六六六两种有机氯化合物杀虫药，由于它们防治面广，药效比当时的其他农药好，还由于它们的急性毒性低，而且残留毒性尚未被发现，因而被广泛用于防治作物、森林和牲畜的害虫。环戊二烯类杀虫剂虽然发现稍迟，但由于药效稳定持久，防治面广，在许多国家也得到较多的应用。随着这些农药残毒的发现，它们在环境中的迁移与归宿引起人们的关切。有机氯农药的禁用，一下子改变了人们使用农药的观念，引发了我国乃至世界范围内农药生产与使用的一场革命。
 而在化工领域如PCE、TCE、cis-1、2-DCE、VC等原料的生产和运输以及使用也带来了严重的有机氯、特别是挥发性有机氯（VOC）污染。
目前有机氯污染净化方法有物理净化法、化学净化法、生物净化法等，其中生物净化法虽然起步较晚，但是具有成本低、对环境负荷小等优点进展神速。
而厌氧菌缺少SOD酶系统，故而厌氧菌三羧酸循环所需要的电子受体并不是氧根而是由卤化物提供，利用依靠脱卤呼吸的厌氧菌的氢阳离子为电子供体、土壤里的有机卤化物为电子受体的氧化磷酸化反应，对土壤中的卤化物进行还原，可逐步去除污染物质，虽然土壤具有强大的自净作用，但是污染过于严重，土壤中的微生物活性受阻，增生缓慢，污染物的降解速度会下降严重，此时可采取人工干预，选择性扩大培养具有降解有机氯污染能力的厌氧菌回输，目前厌氧菌培养液成本过高，单纯扩大培养厌氧菌的成本已经过高，而选择性培养具有降解有机氯污染能力的厌氧菌，其成本与厌氧菌培养相比更高。
发明内容
本发明目的是提供一种有机氯污染物净化方法及其使用的净化剂和培养液。
为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种有机氯污染物净化方法所使用的净化剂，每升所述净化剂中含有下列质量百分含量的物质：
可溶性淀粉                 0.8～1.2%；
酵母浸出液                 0.4～0.6%；
磷酸氢二钠                 0.08～0.12%；
磷酸二氢钾                 0.1~0.2%；
维生素B2                  0.01~0.02%。
为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案是：一种有机氯污染物净化方法所使用的培养液，每升所述培养液中含有下列质量百分含量的物质：
酵母浸出液               0.01～0.1%；
硫化钠                   0.005～0.05%；
氯化铁                   0.005～0.05%；
甲酸钠                   0.0005～0.005%；
氯乙烯                   0.0005～0.001%。
为达到上述目的，本发明采用的第三种技术方案是：一种有机氯污染物的净化方法，将净化剂与有机氯污染物混合均匀，然后后调节pH值至大于或等于7，接下来置于一密闭环境中以促使微生物繁殖；每升所述净化剂中含有下列质量百分含量的物质：
可溶性淀粉                 0.8～1.2%；
酵母浸出液                 0.4～0.6%；
磷酸氢二钠                 0.08～0.12%；
磷酸二氢钾                 0.1~0.2%；
维生素B2                  0.01~0.02%。
优选的技术方案为：将所述有机氯污染物中的厌氧菌分离出来，然后用培养液进行培养，得到的培养物与所述净化剂、有机氯污染物混合均匀，每升所述培养液中含有下列质量百分含量的物质：
酵母浸出液               0.01～0.1%；
硫化钠                   0.005～0.05%；
氯化铁                   0.005～0.05%；
甲酸钠                   0.0005～0.005%；
氯乙烯                   0.0005～0.001%。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、本发明针对土壤和地下水等的有机氯污染，针对厌氧菌的营养需求，配置新的净化剂注入污染土壤和地下水，活化土著厌氧菌的生长，利用厌氧菌的脱氯活性，在原位进行净化；
2、本发明的可溶性淀粉和酵母浸出液可给予好氧菌丰富的营养，使之迅速生长繁殖，在短期内形成厌氧状态，其后剩余的可溶性淀粉和酵母浸出液作为厌氧菌的营养物质，提供碳源和氮源，促进厌氧菌的生长，可溶性淀粉还可以作为还原剂，对氯化物的还原起着辅助作用，维生素B2具有促进厌氧菌代谢作用，提高厌氧菌对氯化物的分解，磷酸化合物不仅为厌氧菌提供磷源，还作为缓冲剂，维持土壤和地下水的pH值不易下降；
3、当有机氯污染物受有机氯的污染过于严重时，土著厌氧菌不易生长繁殖的时候，可采取选择性简易培养液扩大培养厌氧菌回输，以加快分解速度；
4、本发明的选择培养有机氯污染物分解厌氧菌简易培养液中的酵母浸出液浓度恰好足够厌氧菌的生理需求，硫化钠和氯化铁可消耗培养液中的活性氧浓度降低培养液的氧化还原电位，有利于厌氧菌生长，蚂蚁酸盐作为电子供应物质和一部分碳源供应物质，而氯乙烯作为碳源抑制没有分解有机氯功能的微生物，成为分解有机氯的厌氧菌的选择性碳源，提高选择性培养效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：有机氯污染物净化方法及其使用的净化剂
为了在受有机氯污染的土壤和地下水形成厌氧环境，首先应使好氧菌加速生长繁殖以消耗掉土壤和地下水中的氧气，经过好氧菌的生长繁殖形成厌氧环境，好氧菌由于缺少氧气其生长繁殖变得缓慢或停滞，厌氧菌取而代之，所以净化剂考虑了好氧菌和厌氧菌的生长速度和营养差异。
取样：A样品：取某农药厂污水沉淀池污泥为第一标本，表观特性：黑色、柏油状、粘稠、恶臭；取得的样品分为试验组和对照组。试验开始前经检测：氯仿：172mg/L；四氯化碳：3.05mg/L；氯苯：2.79×103mg/L。
B样品：取受挥发性有机氯（VOC）污染的土壤及土壤下地下水，表观特性：土壤粘土状、水稍混浊、具异味。试验开始前经检测：四氯乙烯（PCE）：0.1mg/L；三氯乙烯（TCE）：10mg/L。
净化剂：使用自来水，配制净化剂8升，按照1：1重量比添加到A样品的实验组标本和B样品中，然后调整pH值至7.5。A样品的对照组标本按照1：1重量比添加自来水。然后将所有的样品密闭放置在常温下，定期取样检测污染物浓度。净化剂的添加量根据污染物中的有机氯含量来确定。每升所述净化剂中含有下列质量百分含量的物质：
可溶性淀粉                 1%；
酵母浸出液                 0.5%；
磷酸氢二钠                 0.1%；
磷酸二氢钾                 0.1%；
维生素B2                  0.02%。
可溶性淀粉和酵母浸出液可给予好氧菌丰富的营养，使之迅速生长繁殖，在短期内形成厌氧状态，其后剩余的可溶性淀粉和酵母浸出液作为厌氧菌的营养物质，提供碳源和氮源，促进厌氧菌的生长，可溶性淀粉还可以作为还原剂，对氯化物的还原起着辅助作用，维生素B2具有促进厌氧菌代谢作用，提高厌氧菌对氯化物的分解，磷酸化合物不仅为厌氧菌提供磷源，还作为缓冲剂，维持土壤和地下水的pH值不易下降。
经过150日后A样品污染物浓度（mg/L）如下表所示：
  实验开始前 实验组 对照组
氯仿 172 29.5 151
四氯化碳 3.05 0.80 0.80
氯苯 2.79×103 481 1.10×103
B样品污染物浓度为PCE<0.01mg/L、TCE<0.03mg/L，均在检测下限。
实施例二：有机氯污染物净化方法及其使用的净化剂
有机氯污染物净化方法及其使用的净化剂，将净化剂与有机氯污染物按照1：1.1的质量比例混合均匀，然后后调节pH值至7，接下来置于一密闭环境中以促使有机氯污染物中的微生物繁殖（即土著微生物）；每升所述净化剂中含有下列质量百分含量的物质：
可溶性淀粉                 0.8%；
酵母浸出液                 0.45%；
磷酸氢二钠                 0.09%；
磷酸二氢钾                 0.2%；
维生素B2                  0.02%。
实施例三：有机氯污染物净化方法及其使用的净化剂
一种有机氯污染物的净化方法，将净化剂与有机氯污染物混合均匀，然后后调节pH值至8，接下来置于一密闭环境中以促使微生物繁殖；每升所述净化剂中含有下列质量百分含量的物质：
可溶性淀粉                 1.2%；
酵母浸出液                 0.6%；
磷酸氢二钠                 0.12%；
磷酸二氢钾                 0.1%；
维生素B2                  0.02%。
实施例四：有机氯污染物净化方法及其使用的净化剂和培养液
配制简易培养液1升，分装10瓶，每瓶100ml，对照组将甲酸钠改为乳酸盐、醋酸盐，其余成分和本发明的简易培养液相同，每瓶均经过氮气曝气，用白金耳挑取污染土壤标本接种、密封。
每星期进行一次气相气体分析，检测氯乙烯浓度，经过四周实验组10瓶氯乙烯浓度均下降至10%~15%，对照组未见明显变化。
使用注射器从每一瓶培养液（实验组10瓶、对照组各10瓶，计30瓶）提取3ml标本，接种到BD公司的厌氧菌培养瓶，放入自动培养仪培养，实验组报告阳性时间为0.5~2.5个小时，对照组4瓶（1瓶乳酸菌）在4天后报告阳性，其余均为阴性。
简易培养液中含有下列浓度的物质：
酵母浸出液                0.1%；
硫化钠                    0.01%；
氯化铁                    0.005%；
甲酸钠                    0.001%；
氯乙烯                    0.001%。
将培养得到的产物与净化剂和有机氯污染物混合均匀，然后后调节pH值至8，接下来置于一密闭环境中以促使微生物繁殖；每升所述净化剂中含有下列质量百分含量的物质：
可溶性淀粉                 1.2%；
酵母浸出液                 0.6%；
磷酸氢二钠                 0.12%；
磷酸二氢钾                 0.1%；
维生素B2                  0.02%。
上述实施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士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作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种有机氯污染物净化方法所使用的净化剂，其特征在于：每升所述净化剂中含有下列质量百分含量的物质：
可溶性淀粉                 0.8～1.2%；
酵母浸出液                 0.4～0.6%；
磷酸氢二钠                 0.08～0.12%；
磷酸二氢钾                 0.1～0.2%；
维生素B2                  0.01～0.02%。
2.一种有机氯污染物净化方法所使用的培养液，其特征在于：每升所述培养液中含有下列质量百分含量的物质：
酵母浸出液               0.01～0.1%；
硫化钠                   0.005～0.05%；
氯化铁                   0.005～0.05%；
甲酸钠                   0.0005～0.005%；
氯乙烯                   0.0005～0.001%。
3.一种有机氯污染物的净化方法，其特征在于：将净化剂与有机氯污染物混合均匀，然后后调节pH值至大于或等于7，接下来置于一密闭环境中以促使微生物繁殖；每升所述净化剂中含有下列质量百分含量的物质：
可溶性淀粉                 0.8～1.2%；
酵母浸出液                 0.4～0.6%；
磷酸氢二钠                 0.08～0.12%；
磷酸二氢钾                 0.1~0.2%；
维生素B2                  0.01~0.02%。
4.根据权利要求3所述的有机氯污染物的净化方法，其特征在于：将所述有机氯污染物中的厌氧菌分离出来，然后用培养液进行培养，得到的培养物与所述净化剂、有机氯污染物混合均匀，每升所述培养液中含有下列质量百分含量的物质：
酵母浸出液               0.01～0.1%；
硫化钠                   0.005～0.05%；
氯化铁                   0.005～0.05%；
甲酸钠                   0.0005～0.005%；
氯乙烯                   0.0005～0.001%。
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