CN107896915B - 一种防石油扩散的人造土配方 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防石油扩散的人造土配方，成分及其重量份为：废渣10~25份、堆肥15~40份、动物废物7~20份、微生物有机固结剂2~10份、土壤20~45份、海藻‑枯草芽孢杆菌联用剂4~10份、蛭石10~20份、中和剂1~2份、质量分数为0.8~1.4%的盐酸溶液0.16~0.19份和质量分数为0.8~1.4%的氯化钠溶液0.10~0.15份。有益效果为：本发明中各成分相互作用，得到的人造土保水性能好，含水率高，有机质含量高，凝聚作用强，孔隙度低，土壤的固化作用好，因此对于泄露的石油可以达到不易扩散，且有着极好的降解效果。

Description

一种防石油扩散的人造土配方

技术领域

本发明涉及石油污染防治技术领域，具体是一种防石油扩散的人造土配方。

背景技术

我国是能源消费大国，而石油作为重要的战略资源，随着我国经济的不断发展，石油需求日益提高，伴随着油库规模和数量也在不断扩大。但石油在开采、运输、生产等过程中会出现跑冒滴漏的现象，并且我国油罐泄漏事件屡见不鲜，石油及其产品因具有易燃、易爆、易蒸发、易扩散等特点，在发生泄漏后极易导致爆炸，并且对周围土壤造成危害，其修复治理成本较高。因此有必要提供一种适用于对油库周围，可以有效减缓石油扩散并有效分解石油污染物的土壤。

已有研究表明，石油在土壤中的扩散随着土壤中含盐量的增加而减缓，随着pH值的增大，石油的扩散速率增加；扩散速率还与土壤有机质含量成反比、与土壤初始含水率成反比，与土壤孔隙度成正比。因此要制备高盐、高有机质、高含水量、低孔隙度的酸性土壤。并且根据文献，对于有石油类污染物的土壤处理方式有植物修复、动物修复（主要为蚯蚓）和微生物修复。这些都是石油污染土壤后进行的补救措施，目前并未发现关于防石油扩散的人造土的报导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可减缓石油类污染物在土壤中扩散且可对泄露的石油进行高效降解的人造土配方。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：一种防石油扩散的人造土配方，成分及其重量份为：废渣10~25份、堆肥15~40份、动物废物7~20份、微生物有机固结剂2~10份、土壤20~45份、海藻-枯草芽孢杆菌联用剂4~10份、蛭石10~20份、中和剂1~2份、质量分数为0.8~1.4%的盐酸溶液0.16~0.19份和质量分数为0.8~1.4%的氯化钠溶液0.10~0.15份。上述人造土的pH值小、高盐、高有机质、高含水量、低空隙度，并且各成分具有相互协调作用，石油在上述人造土中的扩散速率极低。在人造土配方中添加嗜盐、嗜油并且能在酸性环境中生存的枯草芽孢杆菌，将植物修复和微生物修复结合，在降低石油扩散速率的同时将石油降解利用。海藻-枯草芽孢杆菌联用剂均布在人造土其他成分上，大大提高了海藻-枯草芽孢杆菌联用剂与石油的接触面积，提高了其对石油的降解利用率。

作为优选，海藻-枯草芽孢杆菌联用剂的制备方法为将海藻粉碎成渣，并按海藻质量的3.2~4.5%加入枯草芽孢杆菌粉，搅拌均匀即得。将植物修复和微生物修复结合，在降低石油扩散速率的同时将石油降解利用。

作为优选，废渣为工业废渣、煤渣、灰渣、岩石、卵石和废弃混凝土中一种或多种。对废物进行再利用，既减少了废弃物的排放，又节约了资源，符合绿色发展的经济模式。

作为优选，土壤为粘土、淤泥和颗粒状土壤中的一种或多种。上述土壤的孔隙率低，液体在其间的渗透率低，可降低石油的扩散速率。

作为优选，堆肥为草本秸秆和木本秸秆按2~3：1的比例混合得到，其中草本秸秆为玉米、油菜、小麦、水稻、高羊茅和黑麦草中的一种或多种；木本植物秸秆为锯屑、树皮和木材碎片中的一种或多种，且秸秆均为粉末状。秸秆发酵腐烂降解后，增加土壤的有机质含量，降低石油的扩散速率。

作为优选，中和剂为磷酸钙和熟石灰，质量比为1:1.0~1.5。上述中和剂可对人造土的pH值进行调解。

一种防石油扩散的人造土的制备步骤为：

1）预处理：将废渣、动物废物和蛭石各自粉碎过筛备用；

2）发酵：将废渣、堆肥、动物废物、土壤和水按5~7：1~2：3~4：2~3：6~8的比例混合均匀置于容器中，盖上塑料薄膜进行发酵，发酵时间为夏季10~15d，冬季20~30d，春秋15~20d，得到土壤基底；

3）混合：在土壤基底中加入蛭石和中和剂，混合均匀；

4）调节：采用盐酸溶液调节土壤pH值，并利用氯化钠溶液增加土壤含盐量，最后加入微生物有机固结剂和海藻-枯草芽孢杆菌联用剂，混合均匀压实后得到防石油扩散的人造土。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1）本发明原料成本低廉，并能对废渣、动物废物和农业废弃物进行再利用，节约资源；2）本发明中各成分相互作用，得到的人造土保水性能好，含水率高，有机质含量高，凝聚作用强，孔隙度低，土壤的固化作用好，因此对于泄露的石油可以达到不易扩散，且有着极好的降解效果。

附图说明

图1为石油污染物在普通土壤中的扩散分布图；

图2为石油污染物在本发明实施例3土壤中的扩散分布图。

具体实施例

下面通过附图和实施例对本发明方案作进一步说明：

实施例1：

一种防石油扩散的人造土配方，成分及其重量份为：废渣10~25份、堆肥15~40份、动物废物7~20份、微生物有机固结剂2~10份、土壤20~45份、海藻-枯草芽孢杆菌联用剂4~10份、蛭石10~20份、中和剂1~2份、质量分数为0.8~1.4%的盐酸溶液0.16~0.19份和质量分数为0.8~1.4%的氯化钠溶液0.10~0.15份。

海藻-枯草芽孢杆菌联用剂的制备方法为将海藻粉碎成渣，并按海藻质量的3.2~4.5%加入枯草芽孢杆菌粉，搅拌均匀即得。

废渣为工业废渣、煤渣、灰渣、岩石、卵石和废弃混凝土中一种或多种。

土壤为粘土、淤泥和颗粒状土壤中的一种或多种。

堆肥为草本秸秆和木本秸秆按2~3：1的比例混合得到，其中草本秸秆为玉米、油菜、小麦、水稻、高羊茅和黑麦草中的一种或多种；木本植物秸秆为锯屑、树皮和木材碎片中的一种或多种，且秸秆均为粉末状。

中和剂为磷酸钙和熟石灰，质量比为1:1.0~1.5。

一种防石油扩散的人造土的制备步骤为：

1）预处理：将废渣、动物废物和蛭石各自粉碎过筛备用；

2）发酵：将废渣、堆肥、动物废物、土壤和水按5~7：1~2：3~4：2~3：6~8的比例混合均匀置于容器中，盖上塑料薄膜进行发酵，发酵时间为夏季10~15d，冬季20~30d，春秋15~20d，得到土壤基底；

3）混合：在土壤基底中加入蛭石和中和剂，混合均匀；

4）调节：采用盐酸溶液调节土壤pH值，并利用氯化钠溶液增加土壤含盐量，最后加入微生物有机固结剂和海藻-枯草芽孢杆菌联用剂，混合均匀压实后防石油扩散的人造土。

实施例2：

一种防石油扩散的人造土配方，成分及其重量份为：废渣15份、堆肥30份、动物废物16份、微生物有机固结剂（富丽禾）6份、土壤35份、海藻-枯草芽孢杆菌联用剂8份、蛭石12份、磷酸钙1份、质量分数为1%的盐酸溶液0.17份和质量分数为1%的氯化钠溶液0.12份：

1）取废渣：将工业废渣、煤渣、灰渣、岩石、卵石和废弃混凝土混合，通过机械粉碎并过200目的筛备用；

2）堆肥：由草本秸秆和木本秸秆按2.4：1的比例混合得到，其中草本秸秆取玉米、小麦、高羊茅和黑麦草的秸秆；木本植物秸秆：取锯屑和木材碎片。秸秆均用轧机机械粉碎成粉末状（约为4~6mm）；

3）发酵动物废物或干燥的动物废物：取晒干的蛋壳、动物粪便、尸体等，混合粉碎，过140目筛；

4）取粘土备用；

将1）、2）、3）4）和水按上述人造土配方中的比例混合，均匀置于容器中，盖上塑料薄膜进行发酵，夏季约10~15天，冬季约20~30天，春秋则15~20天，得到土壤基底；

5）微生物有机固结剂（富丽禾）：一种肥料和防治土壤侵蚀的生物有机固结剂，激活微生物、提高土壤肥力和增强保肥保水作用；

6）海藻-枯草芽孢杆菌联用剂：将海藻经轧机粉碎成渣，并按海藻质量的4%加入枯草芽孢杆菌粉，搅拌均匀备用；

7）将蛭石碾碎过120目筛，备用；

8）中和剂：为磷酸钙45%和熟石灰55%；

9）配制质量分数为1%的盐酸溶液，调节土壤pH，1%的氯化钠溶液，调和试剂并增加土壤含盐量；

在干净有壁的平台上将上述4）得到的土壤基土与7）和8）进行混合搅拌均匀，按上述人造土配方的比例加入1%的氯化钠溶液和1%的盐酸溶液，用农用铁耙或铲子进行搅拌均匀，移至底部有微孔可渗水的花盆中形成土模；将5）和6）加入至土模中，搅拌均匀，对形成的土样进行适量压实。

实施例3：

一种防石油扩散的人造土的制备方法：

1）取废渣24份：将工业废渣、煤渣、灰渣、岩石、卵石和废弃混凝土混合，通过机械粉碎并过180目的筛备用；

2）堆肥34份：由草本秸秆和木本秸秆按2.6：1的比例混合得到，其中草本秸秆取玉米、油菜、小麦、水稻、高羊茅、黑麦草的秸秆；木本植物秸秆：取锯屑、树皮或木材碎片。秸秆均用轧机机械粉碎成粉末状（约为4~6mm）；

3）发酵动物废物或干燥的动物废物14份：取晒干的蛋壳、动物粪便、尸体等，混合粉碎，过120目筛；

4）土壤37份：取淤泥作为土壤备用；

将1）、2）、3）4）和水混合均匀置于容器中，盖上塑料薄膜进行发酵，夏季约10~15天，冬季约20~30天，春秋则15~20天，得到土壤基底；

5）微生物有机固结剂（富丽禾）8份：一种肥料和防治土壤侵蚀的生物有机固结剂，激活微生物、提高土壤肥力和增强保肥保水作用；

6）海藻-枯草芽孢杆菌联用剂8份：将海藻经轧机粉碎成渣，并按海藻质量的4%加入枯草芽孢杆菌粉，搅拌均匀备用；

7）蛭石19份：将蛭石碾碎过100目筛，备用；

8）中和剂1.5份：中和剂为磷酸钙45%和熟石灰55%；

9）配制质量分数为1%的盐酸溶液，调节土壤pH，1%的氯化钠溶液，调和试剂并增加土壤含盐量；

在干净有壁的平台上将上述4）得到的土壤基土与7）和8）进行混合搅拌均匀，加入与基土质量比例为1000的1%的氯化钠溶液和、质量比例为850的1%的盐酸溶液、乙酰柠檬酸三丁酯0.03份和α-氰基丙烯酸酯0.1份，用农用铁耙或铲子进行搅拌均匀，移至底部有微孔可渗水的花盆中形成土模；再加入5）和6）混合均匀，对形成的土样进行适量压实。各成分相互作用，得到的人造土保水性能好，含水率高，有机质含量高，凝聚作用强，孔隙度低，土壤的固化作用好，因此对于泄露的石油可以达到不易扩散，且有着极好的降解效果。乙酰柠檬酸三丁酯和α-氰基丙烯酸酯能增强海藻-枯草芽孢杆菌联用剂与石油中成分的分子间作用力，增强对石油的吸附性能，并且能出乎意料的具有加快枯草芽孢杆菌新陈代谢速度的作用，从而提高其对石油的降解作用。

性能测试：有两个相同的底部有微孔10×10×30cm的长方体玻璃容器，分别为容器A和容器B，在容器A中放置实施例3的土壤，并采样相同质量的普通土壤置于容器B中，在A、B表面均倾倒同样10g的原油，在0天、10天、20天、30天分别对不同深度土壤原油含量的检测分析，其结果如图1和图2所示。

由图1和图2可看出，在土壤深度大于5cm时，本发明人造土中的石油含量急剧下降，并在土壤深度大于25cm时，本发明人造土中几乎不含石油，说明本发明人造土可减缓石油类污染物在土壤中扩散。

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防石油扩散的人造土配方，其特征在于成分及其重量份为：废渣24份、堆肥34份、动物废物14份、微生物有机固结剂8份、土壤37份、海藻-枯草芽孢杆菌联用剂8份、蛭石19份、中和剂1.5份、质量分数为1%的盐酸溶液0.128份、乙酰柠檬酸三丁酯0.03份、α-氰基丙烯酸酯0.1份和质量分数为1%的氯化钠溶液0.109份。

2.根据权利要求1所述的一种防石油扩散的人造土配方，其特征在于：所述的海藻-枯草芽孢杆菌联用剂的制备方法为将海藻粉碎成渣，并按海藻质量的4%加入枯草芽孢杆菌粉，搅拌均匀即得。

3.根据权利要求1所述的一种防石油扩散的人造土配方，其特征在于：所述的废渣为工业废渣、煤渣、灰渣、岩石、卵石和废弃混凝土的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种防石油扩散的人造土配方，其特征在于：所述的土壤为淤泥。

5.根据权利要求1所述的一种防石油扩散的人造土配方，其特征在于：所述的堆肥为草本秸秆和木本秸秆按2.6:1的比例混合得到，其中草本秸秆为玉米、油菜、小麦、水稻、高羊茅和黑麦草的秸秆；木本植物秸秆为锯屑、树皮或木材碎片，且秸秆均为粉末状。

6.根据权利要求1所述的一种防石油扩散的人造土配方，其特征在于：所述的中和剂为磷酸钙和熟石灰，质量比为9:11。

7.根据权利要求1所述的一种防石油扩散的人造土配方，其特征在于：所述的人造土制备步骤为：

1）预处理：将废渣、动物废物和蛭石各自粉碎过筛备用；

2）发酵：将废渣、堆肥、动物废物、土壤和水混合均匀置于容器中，盖上塑料薄膜进行发酵，得到土壤基底；

3）混合：在土壤基底中加入蛭石和中和剂，混合均匀；

4）调节：采用质量分数为1%的盐酸溶液调节土壤pH值，并利用质量分数为1%的氯化钠溶液增加土壤含盐量，加入乙酰柠檬酸三丁酯和α-氰基丙烯酸酯，搅拌均匀，最后加入微生物有机固结剂和海藻-枯草芽孢杆菌联用剂，混合均匀压实后得到防石油扩散的人造土。

8.根据权利要求7所述的一种防石油扩散的人造土配方，其特征在于：所述的发酵为自然发酵，发酵时间为夏季10~15d，冬季20~30d，春秋15~20d。

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