CN105170624B - 一种化学洗脱‑植物联合修复多氯联苯污染土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种化学洗脱‑植物联合修复多氯联苯污染土壤的方法,属于污染土壤修复领域，包括以下步骤：取待修复的污染土壤，研磨粉碎，过60目筛，并调节过筛后的土壤含水量，使土壤含水量保持在其田间持水量的40％～60％，备用；将通过催芽处理露白的紫花苜蓿种均匀播撒在备用土壤中，进行培育，紫花苜蓿植株生长两周后对其进行间苗，紫花苜蓿植株栽培周期为90天；从间苗开始向土壤中喷洒洗脱液，每隔5天～8天喷洒一次，从而修复土壤中的多氯联苯，与现有技术相比，本发明操作简单且处理效果好，能实现原位修复，在修复过程对原有环境影响小，使用土壤类型广泛，用于实际环境修复时大大降低了二次污染风险，利于后续土壤循环利用。
Description
技术领域
本发明属于污染土壤修复领域，特别是涉及一种化学洗脱-植物联合修复多氯联苯污染土壤的方法。
背景技术
多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)，是一类人工合成的环境异源有机物，是联苯苯环上的氢原子为1～10个氯所取代而形成的一类氯化物，理论上共有209种同系物。多氯联苯具有良好的化学稳定性、热稳定性、阻燃性、导热性、绝缘性和高粘性，在工业上应用广泛。长期以来大量多氯联苯被用作变压器、电容器的浸渍液，液压系统的传压介质，导热系统的热传导介质，还用于制作粘合剂、阻燃剂、印刷墨水、染料等以及作为生产塑料、树脂、油漆、石腊、橡胶的添加剂。
此外，多氯联苯属于致癌物质，容易累积在脂肪组织，造成脑部、皮肤及内脏的疾病，并影响神经、生殖及免疫系统。由于多氯联苯具有高脂溶性和致癌、致畸、致突变的特性，使其成为具有严重生态影响和长期环境危害的有机污染物。20世纪80年代开始，世界各国陆续开始禁止使用多氯联苯。但是由于其在环境中生物降解速度缓慢，且具有远距离迁移性、生物富集性及生物毒性，多氯联苯的污染依然是全球性问题，已被列为《斯德哥尔摩公约》中，在世界各地禁止或限制使用的12种持久性有机污染物(Persistent OganincPollutants，POPs)之一。美国环保局及我国环保部门已把或已建议把多氯联苯列人优先控制的有机污染物名单。
国内外对多氯联苯污染土壤的治理技术，大体上可分为物理修复、化学修复、生物修复技术三种方法。
植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。植物修复具有操作简单、投资少、风险低、生态风险小、对人类和环境副作用小等优点，直接可用于原位修复，因此在环境保护中扮演着重要的角色。植物在修复过程中主要是通过以下两个过程发挥作用：
A.根际降解，即提高根际周围的土壤微生物的活性，促进有机污染物的降解；
B.植物对有机污染物的吸收和转运。
由于多氯联苯水溶性低土壤中的多氯联苯，通过蒸腾流将多氯联苯吸收和转运的影响不如根际降解效果显著，因此植物修复的效果主要是通过间接作用，维持土壤中微生物的降解活性。此外，一些植物富含黄酮类和萜烯类物质，这些化合物可以作为激发子，促进土壤中多氯联苯的降解。
依据我国目前对土地需求的国情，采用植物修复技术治理有机污染土壤虽然具有操作简单、成本低、无二次污染等特性，但是植物修复技术对有机污染物的处理效果通常受其强疏水性的影响导致生物可利用性很低从而限制了植物修复效率，且修复周期相对较长。因此，现有技术当中亟需要一种对土壤中多氯联苯高效去除且安全稳定的修复方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种化学洗脱-植物联合修复多氯联苯污染土壤的方法，以表面活性剂为主的增效洗脱液促进植物修复土壤中多氯联苯，增加有机物在水中的溶解度，提高其微生物/植物可利用性，提高植物修复有机污染土壤效率。
一种化学洗脱-植物联合修复多氯联苯污染土壤的方法，其特征是：包括如下步骤，
步骤一、取待修复的污染土壤，研磨粉碎，过60目筛，并调节过筛后的土壤含水量，使土壤含水量保持在其田间持水量的40％～60％，备用；
步骤二、将通过催芽处理露白的紫花苜蓿种均匀播撒在所述步骤一获得的备用土壤中，进行培育，紫花苜蓿植株生长两周后对其进行间苗，紫花苜蓿植株栽培周期为90天；
步骤三、从间苗开始向土壤中喷洒洗脱液，每隔5天～8天喷洒一次，从而修复土壤中的多氯联苯，其中所述洗脱液为聚山梨酯-80与乳酸乙酯的混合液，并且聚山梨酯-80与乳酸乙酯的质量比为(2.5:1)～(5:1)。
所述步骤三中每隔5天～8天，向1kg多氯联苯污染土壤中喷洒洗脱液200ml。
所述多氯联苯为亚老格尔1242，其中氯含量为40％～42％。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
1、本发明操作简单且处理效果好，能实现原位修复；
2、本发明选择喷洒方式向土壤中施加洗脱液，有利于洗脱液中的有效成分均匀分布于土壤颗粒，提高处理效果；
3、本发明所选土壤含水量在土壤田间持水量的40％～60％，该含水量条件下有利于植物的生长以及洗脱液有效成分的混合、传输，更接近实际场地修复情况；
4、聚山梨酯-80(Tween80)是典型的聚氧乙烯型非离子表面活性剂，具有受土壤电荷和pH等环境因素影响较小、易于生物降解、对植物的生态毒性小等特性，所以聚山梨酯-80(Tween80)在土壤中吸附损失小，在土壤—水修复体系中有效增溶多氯联苯的浓度高，有利于提高多氯联苯的表观溶解度，增强植物对多氯联苯的吸收及其在根际土壤中的降解；乳酸乙酯作为一种可生物降解的“绿色”有机溶剂，能进一步提高洗脱液的增效作用；
本发明的修复过程对原有环境影响小，使用土壤类型广泛，用于实际环境修复时大大降低了二次污染风险，利于后续土壤循环利用。
附图说明
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种化学洗脱-植物联合修复多氯联苯污染土壤的方法的流程图。
具体实施方式
如图所示，本发明一种化学洗脱-植物联合修复多氯联苯污染土壤的方法，其特征是：包括如下步骤，
一种化学洗脱-植物联合修复多氯联苯污染土壤的方法，其特征是：包括如下步骤，
步骤一、取待修复的污染土壤，研磨粉碎，过60目筛，并调节过筛后的土壤含水量，使土壤含水量保持在其田间持水量的40％～60％，备用；
步骤二、将通过催芽处理露白的紫花苜蓿种均匀播撒在所述步骤一获得的备用土壤中，进行培育，紫花苜蓿植株生长两周后对其进行间苗，紫花苜蓿植株栽培周期为90天；
步骤三、从间苗开始向土壤中喷洒洗脱液，每隔5天～8天喷洒一次，从而修复土壤中的多氯联苯，其中所述洗脱液为聚山梨酯-80与乳酸乙酯的混合液，并且聚山梨酯-80与乳酸乙酯的质量比为(2.5:1)～(5:1)。
所述步骤三中每隔5天～8天，向1kg多氯联苯污染土壤中喷洒洗脱液200ml。
所述多氯联苯为亚老格尔1242，其中氯含量为40％～42％。
本发明一种化学洗脱-植物联合修复多氯联苯污染土壤的方法的流程：首先将土壤进行常规前处理，确定土壤中多氯联苯含量，根据此含量确定洗脱液主要成分和使用量；取待修复的污染土壤，研磨粉碎，过60目筛，并调节过筛后的土壤含水量，使土壤含水量保持在其田间持水量的40％～60％，备用；随后将催芽、露白的紫花苜蓿种子均匀播种于土壤中，紫花苜蓿植株生长两周后间苗，并开始以喷洒方式定期向土壤中施加由Tween80与乳酸乙酯混合而成的洗脱液，实现多氯联苯污染土壤的修复治理，在此过程中向土壤中施加肥料，肥料分别以氮(35mg/kg)、磷(25mg/kg)、钾(30mg/kg)的标准施加，每隔两周向土壤中补充一次，避免根际微生物生长过程中养分胁迫的可能性，并保证植物能在矿物质养分充足的环境下生长。
实施例1
在多氯联苯污染浓度为2.5mg/kg的污染土壤1kg(干土)经过60目筛后，调节土壤含水量为田间持水量的40％,随后将催芽、露白的紫花苜蓿种子均匀播种于土壤中，紫花苜蓿植株生长两周后间苗，将聚山梨酯-80(Tween80)与乳酸乙酯按照质量比2.5:1配制洗脱液，即Tween80和乳酸乙酯浓度分别为250mg/L和100mg/L。在紫花苜蓿植株生长两周后，采用喷洒方式每隔5天向土壤中施加200ml洗脱液，严格控制土壤含水量，避免发生渗滤现象，整个修复过程在25±1℃(光照强度15000LX，相对湿度80％，白天)/18±1℃(无光照，相对湿度80％，黑夜)条件下进行。培育紫花苜蓿试验持续90天，分别在30天、60天和90天时取样，经处理后气相色谱法分析多氯联苯浓度，结果经本发明方法处理的多氯联苯在90天后去除率可达到约75.2％，修复效率比单独利用植物修复提高了35.0％左右。
实施例2
在多氯联苯污染浓度为10mg/kg的污染土壤1kg(干土)经过60目筛后，调节土壤含水量为田间持水量的60％,随后将催芽、露白的紫花苜蓿种子均匀播种于土壤中，紫花苜蓿植株生长两周后间苗，将Tween80与乳酸乙酯按照质量比5:1配制洗脱液，即Tween80和乳酸乙酯浓度分别为500mg/L和100mg/L。在紫花苜蓿植株生长两周后，采用喷洒方式每隔8天向土壤中施加200ml洗脱液，严格控制土壤含水量，避免发生渗滤现象，整个修复过程在25±1℃(光照强度15000LX，相对湿度80％，白天)/18±1℃(无光照，相对湿度80％，黑夜)条件下进行。培育紫花苜蓿试验持续90天，分别在30天、60天和90天时取样，经处理后气相色谱法分析多氯联苯浓度，结果经本发明方法处理的多氯联苯在90天后去除率可达到约70.3％，修复效率比单独利用植物修复提高了31.5％左右。
本发明的修复过程对原有环境影响小，使用土壤类型广泛，用于实际环境修复时大大降低了二次污染风险，利于后续土壤循环利用，同时将紫花苜蓿植株整体从污染土壤中移除并妥善处理包括作为观赏花卉出售或采用集中安全填埋、焚烧方式处理。
Claims (1)
1.一种化学洗脱-植物联合修复多氯联苯污染土壤的方法，其特征是：包括如下步骤，
步骤一、取待修复的污染土壤，研磨粉碎，过60目筛，并调节过筛后的土壤含水量，使土壤含水量保持在其田间持水量的40％～60％，备用；
步骤二、将通过催芽处理露白的紫花苜蓿种均匀播撒在所述步骤一获得的备用土壤中，进行培育，紫花苜蓿植株生长两周后对其进行间苗，紫花苜蓿植株栽培周期为90天；
步骤三、从间苗开始向土壤中喷洒洗脱液，每隔5天～8天喷洒一次，从而修复土壤中的多氯联苯，其中所述洗脱液为聚山梨酯-80与乳酸乙酯的混合液，并且聚山梨酯-80与乳酸乙酯的质量比为(2.5:1)～(5:1)；
所述步骤三中每隔5天～8天，向1kg多氯联苯污染土壤中喷洒洗脱液200ml；
所述多氯联苯为亚老格尔1242，其中氯含量为40％～42％。
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| 表面活性剂对土壤中多氯联苯的洗脱研究;陈涛 等;《环境科学与技术》;20120915;第35卷(第9期);第11-16页 * |
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