CN108003879A - 一种用于化工污染土壤的改良剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于化工污染土壤的改良剂，其组成及其重量份为：改性竹炭30‑40份、堆肥100‑130份、污泥40‑50份、脱硫石膏30‑40份、酶制剂1‑3份、微生物菌剂3‑5份、微生物促进剂0.2‑0.25份；用于化工污染土壤的改良剂的制备方法包括：竹炭的制备、竹炭的改性、发酵、复配。有益效果为：改良剂能够降解长链芳烃和多环芳烃，同时有利于降解有毒的化学物质，能够刺激根区微生物活性，同时可以刺激植物分泌多种有机酸和酶，这些酶和有机酸为微生物提供了营养物质，从而加快了微生物的繁殖，改良化工污染土壤。

Description

一种用于化工污染土壤的改良剂

技术领域

本发明涉及土壤改良剂领域，尤其是涉及一种用于化工污染土壤的改良剂。

技术背景

化工厂对环境的污染主要是有机\无机废物的污染，这些物质可以通过设备泄漏污染大气，通过风向四周传播；还可以通过污水排放污染河流和地下水，长时间不能得到净化，被动植物吸收利用或者直接被人引用，直接毒害人体，危及健康；还可以通过渗透作用长期浸润土壤，造成土壤吸附有毒物质，在降水及植物生长作用下，扩散传播。化工污染以有机污染和重金属污染最为严重，有机污染主要包括酚类、苯类、醚类、多环芳烃、石油烃、挥发性有机物、半挥发性有机物等；重金属污染主要有铅、镉、汞、砷、铜等污染。

在我国，化工污染场地具有一定的特点，如：范围广、数量多、毒害高等，同时土壤中的污染物种类较多，在经过化学作用后，其毒性进一步增强，其危害巨大。此类污染物利用不同的传播途径实现了挥发与扩散，对大气、水体与土壤等均有这严重的污染，同时，通过食物链，间接地危害着人类的健康及生命安全。如今，我国的土地资源十分紧缺，因此，对于污染场地进行二次开发，为了促进此类场地功能的转换，要对污染土壤进行修复，使其适合居住与利用，在此背景下，对于化工污染土壤的修复改良技术要求不断提高，要求其不仅要具备较高的修复率，还要具备良好的修复效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于化工污染土壤的改良剂，改良剂能够迅速、高效的降解化工污染土壤中的酚类、醚类、链烃、芳香烃等有机污染物，同时还可以降低土壤中重金属的含量，改善土壤结构。

本发明方法所用的微生物及其所购买企业为：荧光假单胞菌，南京强盛农业科技有限公司；红酵母，上海联拓食品有限公司；青霉菌、铜绿假单胞菌，南京便诊生物科技有限公司；木糖氧化产碱杆菌，上海研生实业有限公司；藤黄微球菌，广东环凯微生物科技有限公司；枯草芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌，沧州宜宏动物保健品有限公司；荧光假单胞杆菌，南京强盛农业科技有限公司。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：一种用于化工污染土壤的改良剂，其组成及其重量份为：改性竹炭30-40份、堆肥100-130份、污泥40-50份、脱硫石膏30-40份、酶制剂1-3份、微生物菌剂3-5份、微生物促进剂0.2-0.25份；土壤改良剂具有较优异的分解降解化工污染土壤中的酚类、醚类、烃类、芳烃类等有机物的能力，可以降低土壤中的重金属离子含量，同时还可以改善土壤结构，增强土壤的持水性与肥力，促进植物生长，改良土壤微生物结构，是一种高效、环保的用于化工污染土壤的改良剂。

作为优选，一种用于化工污染土壤的改良剂的制备方法，包括：竹炭的制备、竹炭的改性、发酵、复配，具体包括以下步骤：

竹炭的制备：以毛竹为原料，经粉碎、过筛、自然风干后备用；以自动程序升温炉对竹屑进行炭化,以5-8℃/min的速度升温到580-600℃，并保温2.5-3.0小时；将自然冷却后的竹炭用2-3mol/L的氢氧化钠溶液浸泡24-30小时，然后用高火微波加热8-10分钟，倾去溶液，再加去离子水用微波加热清洗5-10分钟，如此洗涤2-3后，以180-190℃烘干，待用；活化导致竹炭表面及内部出现孔洞，生物炭内部比表面积扩大，为竹炭的进一步改性提供更多的位点；

竹炭的改性：称取干燥后的竹炭放入到15-20倍的浓盐酸中，充分混合，搅拌2-2.5小时后，放入反应釜中180-200℃下加热15-18小时，然后用去离子水清洗4-5次后于100-105℃烘干，即得到改性竹炭；酸的活化导致竹炭内部孔洞进一步增多，比表面积进一步扩大，有利于提供更多的吸附位点，使竹炭不仅起到固碳、持水的作用，还能增加土壤养分持留、减少土壤容重、增大孔隙度；竹炭对苯酚、2，4-二氯苯酚、对硝基苯酚、氨基苯酚等酚类污染物均具有较高的吸附率；

发酵：将畜禽粪便、酒糟渣、污泥、废烟丝混合，控制混合物料含水率为50-60%，复合发酵菌剂的接种量为2-4‰；然后将混合后的物料转移到发酵装置中进行堆体发酵，待堆体的温度上升至55-60℃时进行搅拌通氧，要求每2-3天搅拌翻堆1次，直到发酵过程结束，持续发酵25-27天得堆肥；发酵后堆肥的质地、孔性等物理性质得到了改善，土壤结构特性改善后通过形成水稳团聚体阻止污染颗粒的转移，堆肥能够促进黑麦草和高羊茅的生长，并能降低铅、镉、铜等重金属在其体内的含量；

复配：称取改性竹炭30-40份、堆肥100-130份、污泥40-50份、脱硫石膏30-40份、酶制剂1-3份、微生物菌剂3-5份、微生物促进剂0.2-0.25份，将各组分混合后低温干燥，粉碎后过40-80目筛即得用于化工污染土壤的改良剂；微生物促进剂是一种活性多肽，活性多肽的氨基酸序列为：SCASRCKSRCRARRCRARRCGFFICKYFGKRCICKCFRC；微生物促进剂可以对化工污染土壤中的土著菌进行刺激，刺激土著菌酶的分泌与酶的活性，促进其繁殖与生长，来加速微生物生理活动；改良剂不仅可以改良土壤结构，增强土壤的持水性，增强土壤肥力，还可以吸附降解醚类、酚类物质，同时真菌可以把长链芳烃和多环芳烃切割成小段，然后经细菌降解为小分子，最后分解为二氧化碳和水，并分解出表面活性剂，促进大的芳烃从有机污染的地块中被活化出来，如此循环反复，有利于土壤的快速修复；酶制剂有利于降解有毒的化学物质，能够刺激根区微生物活性，同时可以刺激植物分泌多种有机酸和酶，这些酶和有机酸为微生物提供了营养物质，从而加快了微生物的繁殖，改良化工污染土壤。

作为优选，畜禽粪便、酒糟渣、污泥、废烟丝末的重量比为8-10：3-5:2-4:1；使用废弃物料发酵堆肥不仅实现了降低成本、保护环境、增值高效的目的，还能使堆肥具有促进植物生长、降低铅、镉、铜等重金属的含量的功能。

作为优选，复合发酵菌剂为重量比为2-4:1-3:1:0.5-1.0的枯草芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌、荧光假单胞菌；使用复合菌剂对畜禽粪便、酒糟渣、污泥、废烟丝进行有氧发酵，不仅可以降解混合物料中的抗营养物质，还可以改善堆肥的质地、孔性等物理性质。

作为优选，酶制剂为半纤维素酶、单宁酶、多酚氧化酶、脂肪酶、蛋白酶、谷胱甘肽S-转移酶中的至少三种；酶可以直接参与对污染物质进行降解的过程中，起到对污染物质的活化与讲解作用。

作为优选，微生物菌剂：红酵母、青霉菌、木糖氧化产碱杆菌、铜绿假单胞菌、藤黄微球菌的混合物；同时真菌可以把长链芳烃和多环芳烃切割成小段，然后经细菌降解为小分子，最后分解为二氧化碳和水，并分解出表面活性剂，促进大的芳烃从有机污染的地块中被活化出来，如此循环反复，有利于土壤的快速修复。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1）使用废弃物料发酵堆肥不仅实现了降低成本、保护环境、增值高效的目的，还能使堆肥具有促进植物生长、降低铅、镉、铜等重金属的含量的功能；2）同时真菌可以把长链芳烃和多环芳烃切割成小段，然后经细菌降解为小分子，最后分解为二氧化碳和水，并分解出表面活性剂，促进大的芳烃从有机污染的地块中被活化出来，如此循环反复，有利于土壤的快速修复；3）酶制剂有利于降解有毒的化学物质，能够刺激根区微生物活性，同时可以刺激植物分泌多种有机酸和酶，这些酶和有机酸为微生物提供了营养物质，从而加快了微生物的繁殖，改良化工污染土壤。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：

实施例1：

一种用于化工污染土壤的改良剂，其组成及其重量份为：改性竹炭30份、堆肥100份、污泥40份、脱硫石膏30份、酶制剂1份、微生物菌剂3份、微生物促进剂0.2份。

实施2：

一种用于化工污染土壤的改良剂的制备方法，包括：竹炭的制备、竹炭的改性、发酵、复配，具体包括以下步骤：

1）竹炭的制备：以毛竹为原料，经粉碎、过筛、自然风干后备用；以自动程序升温炉对竹屑进行炭化,以5℃/min的速度升温到580℃，并保温2.5小时；将自然冷却后的竹炭用2mol/L的氢氧化钠溶液浸泡24小时，然后用高火微波加热8分钟，倾去溶液，再加去离子水用微波加热清洗5分钟，如此洗涤2后，以180℃烘干，待用；

2）竹炭的改性：称取干燥后的竹炭放入到15倍的浓盐酸中，充分混合，搅拌2小时后，放入反应釜中180℃下加热15小时，然后用去离子水清洗4次后于100℃烘干，即得到改性竹炭；

3）发酵：将畜禽粪便、酒糟渣、污泥、废烟丝按照重量比8:3:2:1的重量比混合，控制混合物料含水率为50%，复合发酵菌剂的接种量为2‰，发酵菌剂为重量比为2:1:1:0.5的的枯草芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌、荧光假单胞菌的混合菌剂；然后将混合后的物料转移到发酵装置中进行堆体发酵，待堆体的温度上升至55℃时进行搅拌通氧，要求每2天搅拌翻堆1次，直到发酵过程结束，持续发酵25天得堆肥；

4)复配：称取改性竹炭40份、堆肥100份、污泥50份、脱硫石膏40份、半纤维素酶1份、单宁酶1份、多酚氧化酶1份、酵母1份、青霉菌1份、木糖氧化产碱杆菌1份、铜绿假单胞菌1份、藤黄微球菌1份、微生物促进剂0.25份，将各组分混合后低温干燥，粉碎后过80目筛即得用于化工污染土壤的改良剂。

实施3：

一种用于化工污染土壤的改良剂，其组成及其重量份为：改性竹炭35份、堆肥120份、污泥40份、脱硫石膏35份、脂肪酶1份、蛋白酶0.6份、谷胱甘肽S-转移酶0.4份份、红酵母1.5份、青霉菌0.5份、木糖氧化产碱杆菌1份、铜绿假单胞菌0.5份、藤黄微球菌0.5份、微生物促进剂0.2份；土壤改良剂具有较优异的分解降解化工污染土壤中的酚类、醚类、烃类、芳烃类等有机物的能力，可以降低土壤中的重金属离子含量，同时还可以改善土壤结构，增强土壤的持水性与肥力，促进植物生长，改良土壤微生物结构，是一种高效、环保的用于化工污染土壤的改良剂。

一种用于化工污染土壤的改良剂的制备方法，包括：竹炭的制备、竹炭的改性、发酵、复配，具体包括以下步骤：

竹炭的制备：以毛竹为原料，经粉碎、过筛、自然风干后备用；以自动程序升温炉对竹屑进行炭化,以6℃/min的速度升温到600℃，并保温3.0小时；将自然冷却后的竹炭用2.5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡24小时，然后用高火微波加热10分钟，倾去溶液，再加去离子水用微波加热清洗10分钟，如此洗涤2-3后，以185℃烘干，待用；活化导致竹炭表面及内部出现孔洞，生物炭内部比表面积扩大，为竹炭的进一步改性提供更多的位点；

竹炭的改性：称取干燥后的竹炭放入到16倍的浓盐酸中，充分混合，搅拌2.5小时后，放入反应釜中180℃下加热16小时，然后用去离子水清洗4次后于100℃烘干，即得到改性竹炭；酸的活化导致竹炭内部孔洞进一步增多，比表面积进一步扩大，有利于提供更多的吸附位点，使竹炭不仅起到固碳、持水的作用，还能增加土壤养分持留、减少土壤容重、增大孔隙度；竹炭对苯酚、2，4-二氯苯酚、对硝基苯酚、氨基苯酚等酚类污染物均具有较高的吸附率；

发酵：将畜禽粪便、酒糟渣、污泥、废烟丝按照重量比10：5:4:1的重量比混合，控制混合物料含水率为50%，复合发酵菌剂的接种量为4‰，发酵菌剂为重量比为4:3:1:1的枯草芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌、荧光假单胞菌的混合菌剂；然后将混合后的物料转移到发酵装置中进行堆体发酵，待堆体的温度上升至60℃时进行搅拌通氧，要求每3天搅拌翻堆1次，直到发酵过程结束，持续发酵27天得堆肥；发酵后堆肥的质地、孔性等物理性质得到了改善，土壤结构特性改善后通过形成水稳团聚体阻止污染颗粒的转移，堆肥能够促进黑麦草和高羊茅的生长，并能降低铅、镉、铜等重金属在其体内的含量；

复配：称取改性竹炭35份、堆肥120份、污泥40份、脱硫石膏35份、脂肪酶1份、蛋白酶0.6份、谷胱甘肽S-转移酶0.4份份、红酵母1.5份、青霉菌0.5份、木糖氧化产碱杆菌1份、铜绿假单胞菌0.5份、藤黄微球菌0.5份、微生物促进剂0.2份，将各组分混合后低温干燥，粉碎后过60目筛即得用于化工污染土壤的改良剂；微生物促进剂是一种活性多肽，活性多肽的氨基酸序列为：SCASRCKSRCRARRCRARRCGFFICKYFGKRCICKCFRC；微生物促进剂可以对化工污染土壤中的土著菌进行刺激，刺激土著菌酶的分泌与酶的活性，促进其繁殖与生长，来加速微生物生理活动；改良剂不仅可以改良土壤结构，增强土壤的持水性，增强土壤肥力，还可以吸附降解醚类、酚类物质，同时真菌可以把长链芳烃和多环芳烃切割成小段，然后经细菌降解为小分子，最后分解为二氧化碳和水，并分解出表面活性剂，促进大的芳烃从有机污染的地块中被活化出来，如此循环反复，有利于土壤的快速修复；酶制剂有利于降解有毒的化学物质，能够刺激根区微生物活性，同时可以刺激植物分泌多种有机酸和酶，这些酶和有机酸为微生物提供了营养物质，从而加快了微生物的繁殖，改良化工污染土壤。

本发明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。

序列表

<110> 浦江县合洪园艺研发有限公司

<120> 一种用于化工污染土壤的改良剂

<160> 1

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 39

<212> PRT

<213> 人工合成(Mytilus coruscus)

<400> 1

Ser Cys Ala Ser Arg Cys Lys Ser Arg Cys Arg Ala Arg Arg Cys Arg

1 5 10 15

Ala Arg Arg Cys Gly Phe Phe Ile Cys Lys Tyr Phe Gly Lys Arg Cys

20 25 30

Ile Cys Lys Cys Phe Arg Cys

35

Claims (10)

1.一种用于化工污染土壤的改良剂，其特征在于：所述用于化工污染土壤的改良剂的组成及其重量份为：改性竹炭30-40份、堆肥100-130份、污泥40-50份、脱硫石膏30-40份、酶制剂1-3份、微生物菌剂3-5份、微生物促进剂0.2-0.25份。

2.根据权利要求1所述的一种用于化工污染土壤的改良剂，其特征在于：所述酶制剂为半纤维素酶、单宁酶、多酚氧化酶、脂肪酶、蛋白酶、谷胱甘肽S-转移酶中的至少三种。

3.根据权利要求1所述的一种用于化工污染土壤的改良剂，其特征在于：所述微生物菌剂为：红酵母、青霉菌、木糖氧化产碱杆菌、铜绿假单胞菌、藤黄微球菌的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种用于化工污染土壤的改良剂，其特征在于：所述微生物促进剂是一种活性多肽，活性多肽的氨基酸序列为：SCASRCKSRCRARRCRARRCGFFICKYFGKRCICKCFRC。

5.根据权利要求1所述的一种用于化工污染土壤的改良剂，其特征在于：所述用于化工污染土壤的改良剂的制备方法包括：竹炭的制备、竹炭的改性、发酵、复配，所述竹炭的制备步骤为：以毛竹为原料，经粉碎、过筛、自然风干后备用；以自动程序升温炉对竹屑进行炭化,以5-8℃/min的速度升温到580-600℃，并保温2.5-3.0小时；将自然冷却后的竹炭用2-3mol/L的氢氧化钠溶液浸泡24-30小时，然后用高火微波加热8-10分钟，倾去溶液，再加去离子水用微波加热清洗5-10分钟，如此洗涤2-3后，以180-190℃烘干，待用。

6.根据权利要求5所述的一种用于化工污染土壤的改良剂，其特征在于：所述竹炭的改性步骤为：称取干燥后的竹炭放入到15-20倍的浓盐酸中，充分混合，搅拌2-2.5小时后，放入反应釜中180-200℃下加热15-18小时，然后用去离子水清洗4-5次后于100-105℃烘干，即得到改性竹炭。

7.根据权利要求5所述的一种用于化工污染土壤的改良剂，其特征在于：所述发酵步骤为：将畜禽粪便、酒糟渣、污泥、废烟丝混合，控制混合物料含水率为50-60%，复合发酵菌剂的接种量为2-4‰；然后将混合后的物料转移到发酵装置中进行堆体发酵，待堆体的温度上升至55-60℃时进行搅拌通氧，要求每2-3搅拌翻堆1次，直到发酵过程结束，持续发酵25-27天得堆肥。

8.根据权利要求7所述的一种用于化工污染土壤的改良剂，其特征在于：所述发酵步骤中的复合发酵菌剂为重量比为2-4:1-3:1:0.5-1.0的枯草芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌、荧光假单胞菌。

9.根据权利要求7所述的一种用于化工污染土壤的改良剂，其特征在于：所述发酵步骤中的畜禽粪便、酒糟渣、污泥、废烟丝末的重量比为8-10：3-5:2-4:1。

10.根据权利要求5所述的一种用于化工污染土壤的改良剂，其特征在于：所述复配步骤为：称取改性竹炭30-40份、堆肥100-130份、污泥40-50份、脱硫石膏30-40份、酶制剂1-3份、微生物菌剂3-5份、微生物促进剂0.2-0.25份，将各组分混合后低温干燥，粉碎后过40-80目筛即得用于化工污染土壤的改良剂。