CN105583224B - 一种利用血粉原位修复DDTs污染老化农田土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用血粉原位修复DDTs污染老化农田土壤的方法，涉及一种修复污染老化农田土壤的方法，该方法利用血粉对土著微生物的激活作用提高土著微生物的活性和数量，将血粉添加入DDTs污染老化土壤中并辅以定期翻土，通过利用微生物对土壤中DDTs的吸收、转化、分解等代谢过程，促进DDTs的降解，进而去除土壤中的DDTs。通过重复该过程从而实现去除土壤中DDTs。本发明不投加外源微生物，因此修复过程安全，无二次污染，同时本发明利用血粉修复有机物DDTs老化污染农田土壤的方法具有成本低、方法比较简单、操作简易、亦可改善土壤环境的优点，便于大规模的推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种修复污染老化农田土壤的方法，特别是涉及一种利用血粉原位修复DDTs污染老化农田土壤的方法。
背景技术
DDT又叫滴滴涕，化学名为双对氯苯基三氯乙烷(Dichlorodiphenyltrichloroethane)，是由欧特马-勤德勒于1874年首次合成，从1939年开始在全世界范围内广泛使用的一种有机氯类杀虫剂。由于DDT具有强脂溶性和生物蓄积性使其会进入到食物链而产生生物放大作用，会干扰鸟类钙的代谢，致使其生殖功能紊乱，进入人体后由于其累积性和持久性会形成对人类健康和生态环境潜在的危害，因此在很多国家被列为持久性有机污染物(POPs)之一，已经禁止使用。
我国土壤污染问题日趋严重，耕地环境质量不断下降，农产品有毒有害物质残留问题突出，其中农药污染是我国土壤污染的主要原因之一，已成为制约农业和农村经济发展的重要因素，并严重影响到农产品的出口和国际市场竞争力。据农业部环保监测系统2000 年对全国24 个省和市320个严重污染区约6.15×106 hm2 土壤调查发现, 大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20% , 其中农药约占超标污染土壤和农作物的20%。农田土壤中农药等污染物通过农产品而带来的潜在风险已经成为环境安全领域的一大关注热点。随着国家和公众对食品安全问题关注度的提高，农产品产地环境受到越来越广泛的关注，因此，开发一种经济、高效、安全的土壤农药污染缓解与修复的实用技术，以保障土壤-作物系统生态环境安全，实现农业清洁生产和土地资源的持续利用，已成为一项迫在眉睫的艰巨任务。
农药在土壤中的分解主要是依靠生物因素进行的，生物修复是土壤污染修复的经济、有效途径之一，其中微生物是农药分解的重要因素之一。人们已经从各种介质中分离出了很多种不同农药的降解微生物，这些微生物可以通过胞外酶等过程参与到农药的降解中，促使农药降解去除。同时微生物具有分布广泛，数量巨大，代谢类型多样和适应突变能力强的特点，土壤中含有大量的微生物，每克根际土中约含 1×109个细菌，1×107个放线菌，1×106个真菌，1×103个原生动物及 1×103个藻类。任何存在污染物的地方会出现相应的降解微生物，并存在着强弱不一的生物降解作用，利用土壤中的微生物的代谢活动修复DDTs污染土壤。土壤农药污染的微生物修复可以分为生物强化和原位刺激两种。生物强化（bioaugmentation）技术需要不断地向污染环境投入人工筛选的高效降解污染物的外源微生物，而原位刺激（biostimulation）技术，主要是添加满足土著微生物生长所需要的条件，诸如提供电子受体、供体氧以及营养物等。同时由于原位刺激法利用原位微生物，只添加营养物质，不投加外源微生物，具有本低、易操作、无二次污染同时亦可改善土壤环境的优点，因此具有巨大的应用空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用血粉原位修复DDTs污染老化农田土壤的方法，该方法将血粉添加入DDTs污染老化土壤中并辅以定期翻土，通过利用微生物对土壤中DDTs的吸收、转化、分解等代谢过程，促进DDTs的降解，进而去除土壤中的DDTs。本方法不投加外源微生物，修复过程安全，无二次污染。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种利用血粉原位修复DDTs污染老化农田土壤的方法，所述方法包括以下过程：首先对待处理目标土壤进行平整，对耕作层土壤进行翻土，挑出较大石块，对较大的土块进行粉碎；将血粉按照每千克土添加5g血粉的比例添加到经平整后的DDTs污染的农田土壤中，对添加血粉后的DDTs污染农田土壤进行翻土，使血粉和目标土壤均匀混合；对于较大的修复场地在翻土过程中可使用农机，翻土深度控制在0-20cm的耕作层；所在DDTs污染农田土壤中添加血粉后定期浇水，使土壤的含水率保持田间最大持水量的50%；为提高和保障修复效率，使用建立温室或地膜覆盖的方式保持土壤温度在25-30℃；在DDTs污染农田土壤中添加血粉后每周翻土一次，翻土深度为耕作层； 3-5个月处理后对土壤中DDTs含量进行检测，如未达到修复目标，再多次反复添加血粉，直至农田土壤中的DDTs达到土壤环境安全标准。
本发明的优点与效果是：
本发明首次使用血粉修复有机氯DDTs污染老化农田土壤，是一种利用血粉修复有机氯农药DDTs污染老化农田土壤的原位修复方法。该方法利用血粉对土著微生物的激活作用提高土著微生物的活性和数量，将血粉添加入DDTs污染老化土壤中并辅以定期翻土，通过利用微生物对土壤中DDTs的吸收、转化、分解等代谢过程，促进DDTs的降解，进而去除土壤中的DDTs。本方法不投加外源微生物，因此修复过程安全，无二次污染，同时本发明利用血粉修复有机物DDTs老化污染农田土壤的方法具有成本低、方法比较简单、操作简易、亦可改善土壤环境的优点，便于大规模的推广应用。
附图说明
图1 是本发明利用血粉修复DDTs污染老化农田土壤的原位方法示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
本发明在有机氯DDTs污染老化农田土壤中添加血粉，利用血粉对土著微生物的激活作用，实现去除土壤中DDTs；将血粉按照每千克土添加5g血粉的比例添加到DDTs污染的土壤中；在DDTs污染土壤中添加血粉后，定期浇水，使土壤的含水率保持田间最大持水量的50%。在DDTs污染农田土壤中添加血粉后，每周翻土一次，翻土深度为耕作层。在DDTs污染的土壤中添加血粉，利用血粉对土著微生物的激活作用，通过微生物对土壤中DDTs的吸收、转化、分解等代谢过程，使土壤中DDTs污染得到修复，再多次反复添加血粉，直至土壤中的DDTs达到土壤环境安全标准。
本发明所采用的血粉（blood feed）是由家畜的血液所加工成的， 粗蛋白质含量一般在60%-80%之间，而其水份一般都控制在12%以内，其含有赖氨酸、精氨酸、蛋氨酸、胱氨酸等氨基酸等营养物质。
首先对待处理目标土壤进行平整，对耕作层土壤进行翻土，挑出较大石块，对较大的土块进行粉碎。将血粉按照每千克土添加5g血粉的比例添加到经平整后的DDTs污染的农田土壤中，对添加血粉后的DDTs污染农田土壤进行翻土，使血粉和目标土壤均匀混合。对于较大的修复场地在翻土过程中可使用农机，以提高操作效率，翻土深度控制在0-20cm的耕作层。所在DDTs污染农田土壤中添加血粉后定期浇水，使土壤的含水率保持田间最大持水量的50%。为提高和保障修复效率，可使用建立温室或地膜覆盖的方式保持土壤温度在25-30℃。在DDTs污染农田土壤中添加血粉后每周翻土一次，翻土深度为耕作层。在DDTs污染的农田土壤中添加血粉，利用血粉对土著微生物的激活作用，通过微生物对土壤中DDTs的吸收、转化、分解等代谢过程，使土壤中DDTs污染得到修复，3-5个月处理后对土壤中DDTs含量进行检测，如未达到修复目标，再多次反复添加血粉，直至农田土壤中的DDTs达到土壤环境安全标准。
实施例1：实验室模拟实验
在实验室配置人工污染土，其中DDTs浓度为100μg/kg土。土壤取自沈阳大学校园，土壤粒度分布在0.01-2、2-50、50-1000 μm范围内所占比例为1.34 %、31.96 %、66.70 %，质地为砂壤，土壤pH值为7.1，有机碳含量为1.8%。
称取100g人工污染土置于玻璃三角瓶中，并向其中添加血粉0.5g，使血粉浓度为5g/kg，并充分混匀。持续测定测定土壤中含水量，不断补充土壤中含水量，使土壤的含水率保持田间持水量的50%。在25℃的恒温培养箱中震荡培养30天，每七天取出三角瓶进行翻土混匀。
修复30天后准确称取5.00g风干过60目筛的土壤样品，使用ASE300加速溶剂萃取仪对土壤中DDTs进行萃取，萃取条件：用V(正己烷)：V(丙酮)=1:1作为萃取溶剂，预热平衡时间5 min，静态萃取温度100 ℃，压力10342.5 kPa，静态萃取时间5 min，淋洗体积为60％萃取池体积，氮气吹脱时间100秒，静态萃取次数2次。萃取后使用浓硫酸进行净化，净化后氮吹近干后，使用1mL色谱正己烷定容，装入气相色谱小瓶中，4℃保存，待气相色谱测定。使用气相色谱仪进行测定，降解率为51.2%。
实施例2：农业污染土壤现场实验
现场试验在沈阳市新城子区近郊的温室大棚中，现场土地经平整后划分为1m×1m的地块，取三块土地测得土壤中DDTs浓度为47.94μg/kg。土壤pH值为7.2，有机碳含量为3.61%。取0-20cm的耕种层为研究目标，测得土壤容重为1.22 g/cm3，经计算每块试验地块中加入1220.245g血粉，使血粉浓度5g/kg土。定期浇水，使土壤的含水率保持田间最大持水量的50%，每周翻土一次，温室温度保持在25-30℃，修复时间为五个月。五个月后对土壤中DDTs含量进行测定，测定方法同实施例1，测得土壤中DDTs浓度为27.13±4.72μg/kg，平均降解率为43.41%。
Claims (1)
1.一种利用血粉原位修复DDTs污染老化农田土壤的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：首先对待处理目标土壤进行平整，对耕作层土壤进行翻土，挑出较大石块，对较大的土块进行粉碎；将血粉按照每千克土添加5g血粉的比例添加到经平整后的DDTs污染的农田土壤中，对添加血粉后的DDTs污染农田土壤进行翻土，使血粉和目标土壤均匀混合；对于大的修复场地在翻土过程中使用农机，翻土深度控制在0-20cm的耕作层；在DDTs污染农田土壤中添加血粉后定期浇水，使土壤的含水率保持田间最大持水量的50%；为提高和保障修复效率，使用建立温室或地膜覆盖的方式保持土壤温度在25-30℃；在DDTs污染农田土壤中添加血粉后每周翻土一次，翻土深度控制在0-20cm的耕作层； 3-5个月处理后对土壤中DDTs含量进行检测，如未达到修复目标，再多次反复添加血粉，直至农田土壤中的DDTs达到土壤环境安全标准。
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